ईबाइक पावर मीटर: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

मैंने हाल ही में एक माउंटेन बाइक को इलेक्ट्रिक बाइक में बदला है। रूपांतरण अपेक्षाकृत सुचारू रूप से चला, इसलिए परियोजना को पूरा करने के बाद, मैं रुक गया और एक शेकडाउन क्रूज के लिए निकल पड़ा। मैंने बैटरी चार्ज इंडिकेटर पर अपनी नजर रखी, न जाने कितनी दूर बैटरी पावर पर बाइक चलने की उम्मीद है। उस समय के बारे में जब बिजली मीटर ने मुझे बहुत अच्छा महसूस करते हुए 80% दिखाया, क्योंकि मैं एक लंबा रास्ता तय कर चुका था, मैं एक मृत बैटरी के साथ रुक गया। निर्माता को एक दुखी कॉल के परिणामस्वरूप "ओह, बैटरी संकेतक वास्तव में बहुत अच्छा नहीं है - तकनीक अभी तक नहीं है"। मुझे इससे बेहतर चाहिए था।

मैं जानना चाहता था कि किस गियर ने मुझे सबसे अच्छी दक्षता दी, बैटरी क्षमता में हेडविंड की लागत कितनी थी, कौन सा पावर स्तर सबसे अधिक मील बचाता है, क्या यह वास्तव में पेडल करने में मदद करता है, यदि हां, तो कितना? संक्षेप में, मैं जानना चाहता था कि क्या मेरी बैटरी मुझे घर पहुंचाएगी। थोड़े महत्वपूर्ण, दोन्चा सोचते हैं?

यह प्रोजेक्ट मेरे लंबे पेडल-पावर्ड राइड होम का परिणाम है। मूल रूप से यह छोटा मॉड्यूल बैटरी करंट और वोल्टेज की निगरानी के लिए बैटरी और ई-बाइक बिजली आपूर्ति इनपुट के बीच बैठता है। इसके अतिरिक्त, एक व्हील स्पीड सेंसर गति की जानकारी प्रदान करता है। सेंसर डेटा के इस सेट के साथ, निम्नलिखित मानों की गणना और प्रदर्शन किया जाता है:

• तात्कालिक दक्षता - बैटरी खपत के प्रति एम्पीयर घंटे में किलोमीटर में मापा जाता है
• औसत दक्षता - जब से यह यात्रा शुरू हुई है, km/AH
• पिछले शुल्क के बाद से उपयोग किए गए एम्पीयर की कुल संख्या
• बैटरी चालू
• बैटरि वोल्टेज

चरण 1: महत्वपूर्ण डेटा

तात्कालिक दक्षता मेरे सभी सवालों का समाधान करती है कि मेरी बैटरी की खपत को कैसे कम किया जाए। मैं कठिन पेडलिंग, अधिक ई-पावर जोड़ने, गियर बदलने या हेडविंड से जूझने का प्रभाव देख सकता हूं। वर्तमान यात्रा के लिए औसत दक्षता (पावर-ऑन के बाद से) मुझे घर लौटने में लगने वाली अनुमानित शक्ति का अनुमान लगाने में मदद कर सकती है।

पिछले चार्ज के आंकड़े के बाद से उपयोग किए गए एम्पीयर की कुल संख्या घर पाने के लिए महत्वपूर्ण है। मुझे पता है कि मेरी बैटरी (माना जाता है) १० AH है, इसलिए मुझे अपनी शेष क्षमता जानने के लिए केवल प्रदर्शित आंकड़े को १० से मानसिक रूप से घटाना है। (मैंने एएच को शेष दिखाने के लिए सॉफ्टवेयर में ऐसा नहीं किया ताकि सिस्टम किसी भी आकार की बैटरी के साथ काम करे और मुझे वास्तव में विश्वास नहीं है कि मेरी बैटरी 10 एएच है।)

बैटरी की वर्तमान खपत दिलचस्प है क्योंकि यह दिखा सकती है कि मोटर कितनी मेहनत कर रहा है। कभी-कभी एक छोटी सी खड़ी चढ़ाई या रेतीला खिंचाव बैटरी को जल्दी से कम कर सकता है। आप पाएंगे कि कभी-कभी उस आकर्षक थ्रॉटल लीवर तक पहुंचने की तुलना में उतरना और अपनी बाइक को एक तेज ग्रेड तक धकेलना बेहतर होता है।

बैटरी वोल्टेज बैटरी स्थिति का एक बैकअप संकेतक है। वोल्टेज 44 वोल्ट तक पहुंचने पर मेरी 14 सेल की बैटरी लगभग पूरी तरह से समाप्त हो जाएगी। 42 वोल्ट से नीचे, मैं कोशिकाओं को नुकसान का जोखिम उठाता हूं।

यह भी दिखाया गया है कि मेरे डिस्प्ले की एक तस्वीर मानक Bafang C961 डिस्प्ले के नीचे लगी हुई है जो BBSHD मोटर सिस्टम के साथ आती है। ध्यान दें कि C961 खुशी से मुझे आश्वस्त कर रहा है कि मेरे पास पूरी बैटरी है, जबकि वास्तव में, बैटरी 41% (10 AH बैटरी से 4.1 AH) कम हो गई है।

चरण 2: आरेख और योजनाबद्ध ब्लॉक करें

सिस्टम के एक ब्लॉक आरेख से पता चलता है कि ईबाइक पावर मीटर का उपयोग किसी भी बैटरी / ईबाइक पावर सिस्टम के साथ किया जा सकता है। एक मानक साइकिल गति संवेदक को जोड़ने की आवश्यकता है।

एक अधिक विस्तृत ब्लॉक आरेख प्रमुख सर्किट ब्लॉकों को दिखाता है जिसमें ईबाइक पावर मीटर शामिल है। 2x16 वर्ण 1602 LCD में PCF8574 I2C इंटरफ़ेस बोर्ड संलग्न है।

सर्किट बहुत सीधा है। हैंडलिंग और सोल्डरिंग में आसानी के लिए अधिकांश प्रतिरोधक और कैपेसिटर 0805 हैं। डीसी-डीसी हिरन कनवर्टर को 60 वोल्ट बैटरी आउटपुट का सामना करने के लिए चुना जाना चाहिए। Arduino Pro Micro पर ऑनबोर्ड 5 वोल्ट रेगुलेटर के ड्रॉपआउट वोल्टेज को पार करने के लिए 6.5 वोल्ट का आउटपुट चुना जाता है। LMV321 में रेल से रेल आउटपुट है। वर्तमान सेंसर सर्किट (16.7) का लाभ इस तरह चुना जाता है कि.01 ओम करंट सेंस रेसिस्टर के माध्यम से 30 एम्प्स 5 वोल्ट का उत्पादन करेगा। वर्तमान अर्थ अवरोधक को 30 एम्प्स पर अधिकतम 9 वाट के लिए रेट किया जाना चाहिए, हालांकि, यह सोचकर कि मैं इतनी शक्ति (1.5 किलोवाट) का उपयोग नहीं करूंगा, मैंने 2 वाट का अवरोधक चुना जो लगभग 14 एम्प्स (750 वाट मोटर शक्ति) के लिए रेट किया गया है।)

चरण 3: पीसीबी

पीसीबी लेआउट परियोजना के आकार को कम करने के लिए किया गया था। डीसी-डीसी स्विचिंग आपूर्ति बोर्ड के शीर्ष पर है। एनालॉग करंट एम्पलीफायर नीचे की तरफ है। असेंबली के बाद, पूरा बोर्ड अरुडिनो प्रो माइक्रो में पांच (रॉ, वीसीसी, जीएनडी, ए 2, ए 3) ठोस लीड के साथ छेद प्रतिरोधों के माध्यम से प्लग करेगा। चुंबकीय पहिया सेंसर सीधे Arduino पिन "7" (इस प्रकार लेबल किया गया) और जमीन से जुड़ा हुआ है। स्पीड सेंसर से कनेक्ट करने के लिए एक छोटा पिगटेल और 2 पिन कनेक्टर मिलाएं। एलसीडी के लिए 4 पिन कनेक्टर में एक और बेनी जोड़ें।

LCD और I2C इंटरफ़ेस बोर्ड प्लास्टिक के बाड़े में लगे होते हैं और हैंडलबार से जुड़े होते हैं (मैंने गर्म पिघल गोंद का इस्तेमाल किया)।

बोर्ड OshPark.com से उपलब्ध है - वास्तव में आपको शिपिंग सहित $4 से कम में 3 बोर्ड मिलते हैं। ये लोग सबसे महान हैं!

संक्षिप्त सिडेनोट्स - मैंने योजनाबद्ध कैप्चर और लेआउट के लिए डिपट्रेस का उपयोग किया। कई साल पहले मैंने सभी फ्रीवेयर योजनाबद्ध कैप्चर / पीसीबी लेआउट पैकेज उपलब्ध कराने की कोशिश की और डिपट्रेस पर बस गए। पिछले साल मैंने इसी तरह का एक सर्वेक्षण किया था और निष्कर्ष निकाला था कि, मेरे लिए, डिपट्रेस, हैंड्स डाउन, विजेता था।

दूसरे, व्हील सेंसर का माउंटिंग ओरिएंटेशन महत्वपूर्ण है। सेंसर की धुरी चुंबक के पथ के लंबवत होनी चाहिए क्योंकि यह सेंसर से गुजरती है, अन्यथा आपको एक डबल पल्स मिलेगा। एक विकल्प सेंसर को माउंट करना है ताकि अंत चुंबक की ओर इंगित हो।

अंत में, एक यांत्रिक स्विच होने के कारण, सेंसर 100 यूएस से अधिक के लिए बजता है।

चरण 4: सॉफ्टवेयर

प्रोजेक्ट ATmega32U4 प्रोसेसर के साथ Arduino Pro Micro का उपयोग करता है। इस माइक्रोकंट्रोलर में अधिक सामान्य Arduino ATmega328P प्रोसेसर की तुलना में कुछ अधिक संसाधन हैं। Arduino IDE (एकीकृत विकास प्रणाली) स्थापित होना चाहिए। टूल्स के लिए आईडीई सेट करें | बोर्ड | लियोनार्डो। यदि आप Arduino पर्यावरण से अपरिचित हैं, तो कृपया इसे आपको हतोत्साहित न करने दें। Arduino के इंजीनियरों और योगदानकर्ताओं के विश्वव्यापी परिवार ने वास्तव में उपयोग में आसान माइक्रोकंट्रोलर विकास प्रणाली बनाई है। किसी भी परियोजना को गति देने के लिए बड़ी मात्रा में पूर्व-परीक्षित कोड उपलब्ध है। यह परियोजना योगदानकर्ताओं द्वारा लिखित कई पुस्तकालयों का उपयोग करती है; EEPROM एक्सेस, I2C संचार और LCD नियंत्रण और प्रिंटिंग।

आपको शायद बदलने के लिए कोड को संपादित करना होगा, उदाहरण के लिए, पहिया व्यास। अंदर कूदना!

कोड अपेक्षाकृत सरल है, लेकिन सरल नहीं है। मेरे दृष्टिकोण को समझने में शायद कुछ समय लगेगा। व्हील सेंसर इंटरप्ट संचालित है। व्हील सेंसर डिबाउंसर टाइमर से एक और इंटरप्ट का उपयोग करता है। एक तीसरा आवधिक व्यवधान कार्य अनुसूचक के लिए आधार बनाता है।

बेंच परीक्षण आसान है। मैंने स्पीड सेंसर का अनुकरण करने के लिए 24 वोल्ट की बिजली की आपूर्ति और एक सिग्नल जनरेटर का उपयोग किया।

कोड में एक महत्वपूर्ण कम बैटरी चेतावनी (ब्लिंकिंग डिस्प्ले), वर्णनात्मक टिप्पणियां और उदार डिबगिंग रिपोर्ट शामिल हैं।

चरण 5: यह सब लपेटना

"एमटीआर" लेबल वाला पैड मोटर नियंत्रण सर्किटरी के सकारात्मक कनेक्शन पर जाता है। "बैट" लेबल वाला पैड बैटरी के सकारात्मक पक्ष की ओर जाता है। रिटर्न लीड आम हैं और पीडब्लूबी के विपरीत दिशा में हैं।

सब कुछ परीक्षण के बाद, असेंबली को सिकुड़न में संलग्न करें और बैटरी और अपने मोटर नियंत्रक के बीच स्थापित करें।

ध्यान दें कि Arduino Pro Micro पर USB कनेक्टर सुलभ रहता है। वह कनेक्टर काफी नाजुक है, फलस्वरूप मैंने इसे गर्म पिघल गोंद के उदार अनुप्रयोग के साथ मजबूत किया।

यदि आप इसे बनाने का निर्णय लेते हैं, तो नवीनतम सॉफ़्टवेयर के लिए संपर्क करें।

अंतिम टिप्पणी के रूप में यह दुर्भाग्यपूर्ण है कि बाफांग मोटर नियंत्रक और डिस्प्ले कंसोल के बीच संचार प्रोटोकॉल उपलब्ध नहीं है क्योंकि नियंत्रक इस हार्डवेयर सर्किट द्वारा एकत्रित सभी डेटा को "जानता है"। प्रोटोकॉल को देखते हुए, परियोजना बहुत सरल और साफ-सुथरी होगी।

चरण 6: स्रोत

डिपट्रेस फाइलें - आपको डिपट्रेस के फ्रीवेयर संस्करण को डाउनलोड और इंस्टॉल करना होगा और फिर.asc फाइलों से योजनाबद्ध और लेआउट को आयात करना होगा। Gerber फ़ाइलें एक अलग फ़ोल्डर में शामिल हैं -

Arduino - IDE का उपयुक्त संस्करण डाउनलोड और इंस्टॉल करें -

संलग्नक, "DIY प्लास्टिक इलेक्ट्रॉनिक्स प्रोजेक्ट बॉक्स संलग्नक केस 3.34"L x 1.96"W x 0.83"H" -

LM5018 -

LMV321 -

प्रारंभ करनेवाला -

एलसीडी -

I2C इंटरफ़ेस -

Arduino प्रो माइक्रो -