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PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion

yogi009 3183 11
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  • PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
     
    Elektrofahrr├Ąder erobern unsere Stra├čen und Radwege. Werkskonstruktionen sind sehr ├Ąsthetisch und oft genau durchdacht. So pr├Ązise, dass der Preis ihres Kaufs und dann die Kosten f├╝r Wartungsdienste abschrecken k├Ânnen. Diese Situation ist f├Ârderlich f├╝r den Bau eigener Konstruktionen, normalerweise sprechen wir von der Selbstelektrifizierung klassischer Fahrr├Ąder. Ich habe das Fahrrad auch an eine Version angepasst, die von einem kleinen Hilfsmotor unterst├╝tzt wird. Es f├Ąhrt sich sch├Ân, aber die "Chinesische Herkunft" der auf dem Markt erh├Ąltlichen Baus├Ątze (Regler, PAS-Sensor, Steuerger├Ąte 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 Vorw├Ąrts- als auch beim R├╝ckw├Ąrtstreten startete. So steht man zum Beispiel h├Âflich an einer roten Ampel, tritt sorglos r├╝ckw├Ąrts auf die Pedale und das Rad f├Ąngt von alleine an zu fahren :-) Es gibt einige Informationen im Internet ├╝ber diese Probleme mit der Erkennung der Drehrichtung der Tretlagerwelle, man muss nur wissen, welcher PAS-Sensor f├╝r ein bestimmtes Steuerger├Ąt geeignet ist. In meinem Fall hatte ich, trotz vorhandener Richtungspfeile sowohl auf der Scheibe mit 12 Magneten, als auch auf dem Sensor selbst, die erw├Ąhnte Motorunterst├╝tzung 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. Nat├╝rlich 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 zur├╝ckkommen). 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. Au├čerdem sind sie sog. digitale Sensoren, einschlie├člich 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, m├╝ssen 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 L├Âcher f├╝r die Befestigungsschrauben stimmen ebenfalls ├╝berein. Meine Absicht ist es, einfach ein neues Modul anstelle des originellen einzuschrauben.
     
    PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
     
    Diese Version basiert auf dem klassischen Doppel-D-Flip-Flop, von dem wir nur die H├Ąlfte der Schaltung verwenden. Kleinere Single-D-Flip-Flops in SC70-6 Geh├Ąusen sind auf dem Markt erh├Ąltlich, aber unter Heimbedingungen ist es schwierig, eine Platine mit so feinen L├Âtpunkten und Leiterbahnen herzustellen. Hier haben wir einen Abstand von 1,27 mm f├╝r den CMOS-Chip und 0603/1206 f├╝r die diskreten Elemente. Doppelseitige Platine, mit einem Masseauslauf auf der Seite der Hall-Sensoren, und die L├Âcher f├╝r die Beine dieser Sensoren haben abgefr├Ąstes Kupfer, damit die gegossene Masse die Stifte nicht kurzschlie├čt (ein alte L├Âsung der Funkamateure). Alle Bauteile sind auf der Unterseite aufgel├Âtet, nur die Hall-Sensoren (ich hatte sie nur f├╝r Durchsteckmontage) sind auf der Oberseite montiert. Au├čerdem haben wir noch zwei Durchsteiger f├╝r diese gegossene Masse und das w├Ąre es. Die Stromversorgung erfolgt wie im Original ├╝ber den PAS-Kabelbaum des KT-Controllers. Ich habe die Spannung des hohen Zustands am Ausgang gemessen, sie betr├Ągt 4,3 V (na ja, warum nicht 5 V, was meint Ihr?).
     
    PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
     
    PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
     
    F├╝r kognitive Zwecke kann man auch eine Version mit Hall-Sensoren im SOT-23-Geh├Ąuse bauen, was eine weitere Miniaturisierung erm├Âglicht. Aber jetzt zur├╝ck 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 f├╝r Fahrr├Ąder mit Octalink Kurbel (wie hier der Fall), da ist wirklich sehr wenig Platz zwischen dem Kettenblatt und dem Tretlagergeh├Ąuse. Das fertige Modul funktioniert richtig bei unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten des Magneten, nach dem ├ťbergie├čen mit Epoxid-Klebstoff (zum mechanischen Schutz und gegen Umwelteinfl├╝sse) hat es bereits ca. 8000 km ├╝berstanden.
     
    PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
    Wie ├╝blich stelle ich im Forum ein komplettes Materialset zur Verf├╝gung, also eine Leiterplatte (Unterseite, Sicht von der Oberseite).
     
    Nat├╝rlich sind Modifikationen der Schaltung m├Âglich, f├╝r 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 Geh├Ąuse verwendet, stehen euch bis zu 24 mA Ausgangsstrom zur Verf├╝gung.

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

    Cool? DIY-Rangliste
    ├ťber den Autor
    yogi009
    Niveau 43  
    Offline 
    yogi009 hat 13535 Beitr├Ąge geschrieben mit der Bewertung 2313 geschrieben, und dabei 807 Mal geholfen. Er ist seit 2006 bei uns.
  • #2
    kiss39
    Niveau 38  
    Ich unterst├╝tze alles PL, besonders elektronische Projekte, weil ich allergisch gegen chinesischen Mist und Ger├Ąte bin, Schei├č-Tools .

    Radfahren nicht nur f├╝r die Gesundheit, sondern auch f├╝r 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 Elektrofahrr├Ąder, die das Laden des Akkus ├╝ber eine externe Quelle (z. B. Laden mit einem USB-Kabel) verwenden, was f├╝r 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 Ger├Ąt mit niedrigem Stromverbrauch mit Strom versorgen k├Ânnen.
  • #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 unzuverl├Ąssig sind). Man kann eigenes Handy mit einem USB-Kabel aufladen, und welche Kapazit├Ąt haben wir dort? Und ein wenig drehen muss man auch.
  • #4
    acctr
    Niveau 27  
    kiss39 hat geschrieben:
    Wir haben den Vorteil, die Batterie aufzuladen, die wir in einem Fahrrad verwenden, oder sie herausziehen und ein anderes Ger├Ąt mit niedrigem Stromverbrauch mit Strom versorgen k├Ânnen.

    1 kWh ist f├╝r einen Menschen viel Aufwand, eine v├Âllig unrentable Angelegenheit, es sei denn, es wird aus "Spa├č" 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 ├ťbertreibung, aber ohne Faulheit trete, sehe ich auf dem Display, dass der Motor etwa 90-180 W hinzuf├╝gt. Ich gehe davon aus, dass bei meiner guten Fahrt auf Asphalt die Unterst├╝tzung 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 "Ladeger├Ąt" ewig. Interessant ist, dass Maja W┼éoszczowska (unser Ph├Ąnomen) w├Ąhrend der Messungen etwa 350 W geleistet haben muss und diese Leistung ziemlich lange aufrechterhalten konnte (ich werde nicht l├╝gen, denn ich kann mich nicht mehr erinnern).
  • #6
    acctr
    Niveau 27  
    Auf YT gibt es ein Video, in dem ein Sportler versucht, eine Scheibe Brot mit einem 700-Watt-Toaster zu toasten.
    Er war ├╝berhaupt nicht schlank und hat sich viel M├╝he gemacht.
  • #7
    63rob
    Niveau 8  
    Um zu veranschaulichen, was m├Âglich ist. Also "f├╝r Spa├č" habe ich k├╝rzlich 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" - erb├Ąrmlich wenig.
    Nun, ich werde bald 60, vielleicht ist das der Grund. Aber ein Handy la├čt sich schnell aufladen :)
    PAS-Sensor f├╝r Elektrofahrrad, eigene Konstruktion
  • #8
    acctr
    Niveau 27  
    Ich habe das oben erw├Ąhnte 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, Elektrofahrr├Ąder sind schlecht, weil sie die Vorstellung vom Fahrrad zerst├Âren und es nicht stimmt, dass man sich dank ihnen um die Gesundheit k├╝mmern kann. Normalerweise liebe ich das Kauderwelsch der Laien.
    Unter Ber├╝cksichtigung von Elektrofahrr├Ądern vom Gesch├Ąft, fehlt es oft am Service, nach Ablauf der Garantiezeit ist die Reparatur oft der Austausch elektrischer Ger├Ąte - 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.

    Standardm├Ą├čig unter welchen Bedingungen? Bei welchem K├Ârpergewicht, bei welchem Wind, wie lange nonstop? Momentane und kurzfristige Leistungen sind gr├Â├čer, 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 ├╝ber Sport-Radfahrer, weil das eine ganz andere Geschichte ist.

    keseszel hat geschrieben:
    Man sagt, Elektrofahrr├Ąder sind schlecht, weil sie die Vorstellung vom Fahrrad zerst├Âren

    Ja, es wurde definitiv von jemandem geschrieben, der fit ist, aber z. B. f├╝r ├Ąltere Menschen oder nach Verletzungen (auch Knie) ist ein E-Bike eine Chance f├╝r Bewegung und gute Therapie. Und f├╝r konditionsstarke Freizeitradler erh├Âht die Unterst├╝tzung die Reichweite der Touren deutlich. 100 km sind dann keine ├ťberraschung. 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.