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PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion

yogi009 4224 11
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  • PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
     
    Elektrofahrräder erobern unsere Straßen und Radwege. Werkskonstruktionen sind sehr ästhetisch und oft genau durchdacht. So präzise, dass der Preis ihres Kaufs und dann die Kosten für Wartungsdienste abschrecken können. Diese Situation ist förderlich für den Bau eigener Konstruktionen, normalerweise sprechen wir von der Selbstelektrifizierung klassischer Fahrräder. Ich habe das Fahrrad auch an eine Version angepasst, die von einem kleinen Hilfsmotor unterstützt wird. Es fährt sich schön, aber die "Chinesische Herkunft" der auf dem Markt erhältlichen Bausätze (Regler, PAS-Sensor, Steuergeräte etc.) macht einige Probleme beim Inbetriebsetzen und Nutzung vom Elektrofahrrad.
     
    In meinem Fall, bildete chinesischer PAS-Sensor das Problem, der zusammen mit dem KT 36/48V Sinus 12A Controller arbeitet. Die Symptome waren, dass der Motor sowohl beim Vorwärts- als auch beim Rückwärtstreten startete. So steht man zum Beispiel höflich an einer roten Ampel, tritt sorglos rückwärts auf die Pedale und das Rad fängt von alleine an zu fahren :-) Es gibt einige Informationen im Internet über diese Probleme mit der Erkennung der Drehrichtung der Tretlagerwelle, man muss nur wissen, welcher PAS-Sensor für ein bestimmtes Steuergerät geeignet ist. In meinem Fall hatte ich, trotz vorhandener Richtungspfeile sowohl auf der Scheibe mit 12 Magneten, als auch auf dem Sensor selbst, die erwähnte Motorunterstützung beim Drehen der Tretkurbel sowohl nach vorne als auch nach hinten, obwohl das Ganze ein kompletter Satz war. Ich werde auch die Farben der Kabel weglassen, die im Kabelbaum dieses Sensors verwendet werden, die Chinesen haben die Masse mit... gelb markiert. Natürlich keine Unterlagen.
     
    Also beschloss ich, ein bisschen zu basteln und einen eigenen, kleinen PAS-Sensor zu bauen, der so funktioniert, wie er sollte, d. h. nur dann eine Rechteckwelle erzeugt, wenn die Tretkurbel nach vorne gedreht wird. Zuerst hatte ich vor, es auf Attiny13 zu machen, aber es stellte sich heraus, dass der Aufbau auf klassischen CMOS-Digitalschaltungen schneller geht (ich werde irgendwann auf die Attiny-Version zurückkommen). In dem beschriebenen Aufbau habe ich zwei identische TLE4905L Hall-Sensoren verwendet, es sind unipolare Sensoren, d. h. sie reagieren nur auf einen Pol des Magnetfeldes. Außerdem sind sie sog. digitale Sensoren, einschließlich integrierten Schmitt-Trigger (d. h. sie erzeugen TTL-Signale). Ganz einfach besteht die ganze Idee darin, die steigende Flanke in den Wellenformen beider Sensoren zu erkennen und nur dann ein Rechtecksignal zu erzeugen, wenn die steigende Flanke von Sensor A schneller kommt als die von Sensor B. Damit dies korrekt funktioniert, müssen beide Hall-Sensoren ausreichend voneinander entfernt sein. Meine Magnete am Rad haben einen Abstand von 15 mm und die Hall-Sensoren sind etwa 5 mm voneinander entfernt. Die Praxis hat gezeigt, dass dies eine gute Anordnung ist.
     
    Lassen Sie uns klar sein, dies ist ein Mini-Projekt. Unten ist ein Schaltplan der auf der Steckplatine getesteten Schaltung und das Muster der Platine mit identischen Abmessungen wie mein chinesisches Modul, die Löcher für die Befestigungsschrauben stimmen ebenfalls überein. Meine Absicht ist es, einfach ein neues Modul anstelle des originellen einzuschrauben.
     
    PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
     
    Diese Version basiert auf dem klassischen Doppel-D-Flip-Flop, von dem wir nur die Hälfte der Schaltung verwenden. Kleinere Single-D-Flip-Flops in SC70-6 Gehäusen sind auf dem Markt erhältlich, aber unter Heimbedingungen ist es schwierig, eine Platine mit so feinen Lötpunkten und Leiterbahnen herzustellen. Hier haben wir einen Abstand von 1,27 mm für den CMOS-Chip und 0603/1206 für die diskreten Elemente. Doppelseitige Platine, mit einem Masseauslauf auf der Seite der Hall-Sensoren, und die Löcher für die Beine dieser Sensoren haben abgefrästes Kupfer, damit die gegossene Masse die Stifte nicht kurzschließt (ein alte Lösung der Funkamateure). Alle Bauteile sind auf der Unterseite aufgelötet, nur die Hall-Sensoren (ich hatte sie nur für Durchsteckmontage) sind auf der Oberseite montiert. Außerdem haben wir noch zwei Durchsteiger für diese gegossene Masse und das wäre es. Die Stromversorgung erfolgt wie im Original über den PAS-Kabelbaum des KT-Controllers. Ich habe die Spannung des hohen Zustands am Ausgang gemessen, sie beträgt 4,3 V (na ja, warum nicht 5 V, was meint Ihr?).
     
    PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
     
    PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
     
    Für kognitive Zwecke kann man auch eine Version mit Hall-Sensoren im SOT-23-Gehäuse bauen, was eine weitere Miniaturisierung ermöglicht. Aber jetzt zurück zum aktuellen Prototyp. In meinem Fall habe ich neben dem korrektem Funktionieren von der Elektronikseite eine geringere Dicke des gesamten Moduls erhalten (ca. 5-6 mm bei 8,5 mm im Original). Das ist wichtig für Fahrräder mit Octalink Kurbel (wie hier der Fall), da ist wirklich sehr wenig Platz zwischen dem Kettenblatt und dem Tretlagergehäuse. Das fertige Modul funktioniert richtig bei unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten des Magneten, nach dem Übergießen mit Epoxid-Klebstoff (zum mechanischen Schutz und gegen Umwelteinflüsse) hat es bereits ca. 8000 km überstanden.
     
    PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
    Wie üblich stelle ich im Forum ein komplettes Materialset zur Verfügung, also eine Leiterplatte (Unterseite, Sicht von der Oberseite).
     
    Natürlich sind Modifikationen der Schaltung möglich, für mich reicht der Ausgangsstrom von 10 mA aus, um den Eingang des Kuteng-Controllers zu anzusteuern. Wenn jemand von Euch ein einfaches Flip-Flop in diesem kleinen Gehäuse verwendet, stehen euch bis zu 24 mA Ausgangsstrom zur Verfügung.

    Natürlich stimme ich der Verwendung aller oben genannten Materialien für private Zwecke zu, aber ich stimme nicht zu, sie ohne meine Zustimmung für kommerzielle Zwecke zu verwenden. Ich selbst betrachte dieses Thema als reines Hobby und habe nicht vor, eine Million Dollar damit zu verdienen :-)

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    yogi009
    Niveau 43  
    Offline 
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  • #2
    kiss39
    Niveau 38  
    Ich unterstütze alles PL, besonders elektronische Projekte, weil ich allergisch gegen chinesischen Mist und Geräte bin, Scheiß-Tools .

    Radfahren nicht nur für die Gesundheit, sondern auch für den Eigenbedarf den Akku laden, vielleicht hat ja schon jemand so ein Projekt oder ein Fahrrad irgendwo produziert?
    So wie ich das sehe, gibt es Elektrofahrräder, die das Laden des Akkus über eine externe Quelle (z. B. Laden mit einem USB-Kabel) verwenden, was für durchschnittlich 70-100 km ausreicht. Und hier geht es um das Ladesystem, die Batterie mit Hilfe des Fahrens und der eigenen Muskeln zu laden. Wir haben den Vorteil, die Batterie aufzuladen, die wir in einem Fahrrad verwenden, oder sie herausziehen und ein anderes Gerät mit niedrigem Stromverbrauch mit Strom versorgen können.
  • #3
    yogi009
    Niveau 43  
    kiss39 hat geschrieben:
    Und hier geht es um das Ladesystem, die Batterie mit Hilfe des Fahrens und der eigenen Muskeln zu laden.

    Wir haben nicht eine solche Muskeleffizienz, um zu fahren und die Batterie effektiv zu laden, z. B. 15-20 Ah (bei 350 W-Motoren mit Treten kann es eine Reichweite von 70-100 km geben, obwohl diese Umrechnungsfaktoren sehr unzuverlässig sind). Man kann eigenes Handy mit einem USB-Kabel aufladen, und welche Kapazität haben wir dort? Und ein wenig drehen muss man auch.
  • #4
    acctr
    Niveau 28  
    kiss39 hat geschrieben:
    Wir haben den Vorteil, die Batterie aufzuladen, die wir in einem Fahrrad verwenden, oder sie herausziehen und ein anderes Gerät mit niedrigem Stromverbrauch mit Strom versorgen können.

    1 kWh ist für einen Menschen viel Aufwand, eine völlig unrentable Angelegenheit, es sei denn, es wird aus "Spaß" gemacht.
  • #5
    yogi009
    Niveau 43  
    Ich habe irgendwo gelesen, dass der durchschnittliche Radfahrer in Form eine Leistung von etwa 120 W erbringt, also im Durchschnitt. Meine Konstruktion hilft nur, wenn ich in die Pedale trete. Wenn ich ehrlich, ohne Übertreibung, aber ohne Faulheit trete, sehe ich auf dem Display, dass der Motor etwa 90-180 W hinzufügt. Ich gehe davon aus, dass bei meiner guten Fahrt auf Asphalt die Unterstützung bei etwa 120 W im Durchschnitt liegen sollte (also als ob der zweite Radfahrer). Das hilft sehr beim Bergauffahren oder gegen den Wind, allerdings dauert das Aufladen eines 15000 Wh Akkus mit so einem 120 W "Ladegerät" ewig. Interessant ist, dass Maja Włoszczowska (unser Phänomen) während der Messungen etwa 350 W geleistet haben muss und diese Leistung ziemlich lange aufrechterhalten konnte (ich werde nicht lügen, denn ich kann mich nicht mehr erinnern).
  • #6
    acctr
    Niveau 28  
    Auf YT gibt es ein Video, in dem ein Sportler versucht, eine Scheibe Brot mit einem 700-Watt-Toaster zu toasten.
    Er war überhaupt nicht schlank und hat sich viel Mühe gemacht.
  • #7
    63rob
    Niveau 8  
    Um zu veranschaulichen, was möglich ist. Also "für Spaß" habe ich kürzlich im Rahmen eines EU-Projekts einen Leistungstest gemacht (Grafik).
    Am Ende, nach 30 Sekunden, lag ich im Sterben. Ich habe in dieser Zeit ca. 500W / 120 = 4,16 Wh "geladen" - erbärmlich wenig.
    Nun, ich werde bald 60, vielleicht ist das der Grund. Aber ein Handy laßt sich schnell aufladen :)
    PAS-Sensor für Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
  • #8
    acctr
    Niveau 28  
    Ich habe das oben erwähnte Video gefunden, in dem versucht wird, eine Scheibe Brot in einem Toaster zu toasten, der von einem beinbetriebenen Generator angetrieben wird.


  • #9
    keseszel
    Niveau 26  
    Als Standard wird angegeben, dass der Radfahrer ein 250-W-Motor ist.
    Man sagt, Elektrofahrräder sind schlecht, weil sie die Vorstellung vom Fahrrad zerstören und es nicht stimmt, dass man sich dank ihnen um die Gesundheit kümmern kann. Normalerweise liebe ich das Kauderwelsch der Laien.
    Unter Berücksichtigung von Elektrofahrrädern vom Geschäft, fehlt es oft am Service, nach Ablauf der Garantiezeit ist die Reparatur oft der Austausch elektrischer Geräte - so Informationen von Mitarbeitern des Fahrradservices. PAS-Sensor made in Poland - nicht schlecht.
  • #10
    yogi009
    Niveau 43  
    keseszel hat geschrieben:
    Als Standard wird angegeben, dass der Radfahrer ein 250-W-Motor ist.

    Standardmäßig unter welchen Bedingungen? Bei welchem Körpergewicht, bei welchem Wind, wie lange nonstop? Momentane und kurzfristige Leistungen sind größer, aber bei Abschnitten von 40, 50 oder 100 km ist eine Leistung von durchschnittlich 120-140 W ein gutes Amateurergebnis. Ich schreibe die ganze Zeit nicht über Sport-Radfahrer, weil das eine ganz andere Geschichte ist.

    keseszel hat geschrieben:
    Man sagt, Elektrofahrräder sind schlecht, weil sie die Vorstellung vom Fahrrad zerstören

    Ja, es wurde definitiv von jemandem geschrieben, der fit ist, aber z. B. für ältere Menschen oder nach Verletzungen (auch Knie) ist ein E-Bike eine Chance für Bewegung und gute Therapie. Und für konditionsstarke Freizeitradler erhöht die Unterstützung die Reichweite der Touren deutlich. 100 km sind dann keine Überraschung. So kann man viel interessantere Routen planen, zum Beispiel etwas weiter weg von zu Hause.
  • #11
    tesla97
    Niveau 14  
    Ich habe eine Frage zum Schaltplan. Wozu Widerstand R2 und R4? Zusammen ergibt sich 1,07 kΩ.