ساخت یک دو چرخه ی الکترونیکی و یک اتوموبیل الکترونیکی

[ناصر منتظری]

اجزای یک دوچرخه ی الکترونیکی

سلام در این بخش به معرفی اجزای یک دوچرخه الکترونیکی می پردازیم و با استفاده از عکس ها نحوه اتصالات اجزا را نشان خواهیم داد.
یک دوچرخه از باتری - کنترلر - هاب موتور - دسته گاز - نمایشگر - سنسور ترمز و رکاب - بوق و ... تشکیل شده است.
هنگامی که مدار کامل بسته شد و باتری متصل شد اگر جهت چرخش برعکس باشد باید جای دو سیم موتور را عوض کرد.
http://upload7.ir/imgs/2014-01/50095703587197424623.jpg

http://upload7.ir/imgs/2014-01/14278549484525051774.jpg

http://upload7.ir/imgs/2014-01/30433049835312106910.jpg

http://upload7.ir/imgs/2014-01/83590929829164676021.jpg

[ناصر منتظری]

شارژر و باتری متر

سلام امیدوارم تا اینجا از بحث لذت برده باشید و با توجه به گستردگی مطالب اگر می خواهید مطلبی زود تر قرار بگیرد یا توضیحات بیشتری راجع به یک مطلب می خواهید می توانید در تاپیک پرسش و پاسخ آنرا مطرح کنید.
این هم یک مدار شارژر خوب و عالی سوئیچینگ :
http://upload7.ir/imgs/2014-01/82096841459046218718.png

این هم مدار یک باتری متر که می توانید به جای این مدار از مدار های فراوان که در اینترنت یافت می شوند هم استفاده کنید.
http://upload7.ir/imgs/2014-01/48661581065417900463.jpg

[ناصر منتظری]

انرژی خورشیدی

خورشید یکی از بهترین منابع برای تامین انرژی مورد نیاز زمین می باشد . انرژی خورشید بسیار زیاد است و می توان از نور و گرمای خورشید استفاده کرد.همان طور که می دانید اگر به یک نیمه هادی نور تابیده شود می تواند باعث تولید زوج الکترون حفره شود و اگر بتوانیم از این بارها استفاده کنیم یک باتری خورشیدی بوجود می آید و این مطلب اساس کار سلول های خورشیدی است.
http://upload7.ir/imgs/2014-01/45862656153577652549.png

انرژی خورشیدی انرژی رایگان و نعمت خداوند است که می تواند در صرفه جویی در سایر انرژی ها سهم زیادی داشته باشد. امروزه نیروگاه های فتوولتاییک و همچنین نیروگاههای حرارتی خورشیدی انرژی زیادی برای مصرف تولید می کنند .
http://upload7.ir/imgs/2014-01/80358292413634028927.jpg

اما برای استفاده از انرژی خورشیدی چند مشکل وجود دارد : اولین مشکل هزینه راه اندازی بالا می باشد . و دومین مشکل هم ذخیره سازی این انرژی است .
البته باتری های خورشیدی هم راندمان بسیار کمی در حدود ده درصد دارند و در حالت نور کامل در هر متر مربع 100 وات توان در خروجی می دهند که البته توان قابل توجهی می باشد. و یکی دیگر از معایب استفاده از این سلول ها این است که اگر قسمتی از باتری خورشیدی سایه ایجاد شود مانند یک مقاومت عمل می کند و توان را مصرف می کند و به هدر می دهد برای جلو گیری از این مشکل از مدارات بای پس کننده استفاده می کنند . راه حل دیگر این است که به جای اینکه ما یک پنل خورشیدی بسار بزرگ را مورد استفاده قرار دهیم از پنل های کوچک استفاده کنیم و ولتاژ و جریان آنها را کم انتخاب کنیم سپس این انرژی را باید توسط کانورتر ها ذخیره نمود.که ای سی های بسیار زیادی برای اینکار تولید شده اند. مانند LTC3105 ساخته شرکت لینیر تکنولوژی.
اینهم یک نمونه دوچرخه الکترونیکی با قابلیت شارژ توسط انرژی خورشیدی (فتوولتاییک)
http://upload7.ir/imgs/2014-01/28661608638856976235.jpg

[ناصر منتظری]

تست یک هاب موتور

سلام این هم منحنی ها و نمودار های لازم برای کار با یک هاب موتور که می تونه اطلاعات مفیدی رو بده
تا اینجای کار فکر کنم همه دیگه بتونن دوچرخه الکترونیکی بسازن دیگه نه ؟؟؟ :question: منتظر پاسخ شما در تاپیک پرسش و پاسخ هستیم. :wow:
:nerd:

http://upload7.ir/imgs/2014-01/39265044683179534668.jpg

http://upload7.ir/imgs/2014-01/84952873782963513867.png

http://upload7.ir/imgs/2014-01/98806904677403613979.jpg

http://upload7.ir/imgs/2014-01/01584798627716509131.jpg

http://upload7.ir/imgs/2014-01/16780878368281172611.jpg

[ناصر منتظری]

کنترل هاب موتور ( موتور براشلس با سنسور ) BLDC motor

سلام این هم مدار و برنامه کنترلر موتور براشلس (هاب) موتور.
هر گاه کلید وصل شود موتور شروع به حرکت می کند :
برنامه:

$regfile = "m8def.dat"
$crystal = 8000000

Config Lcd = 16 * 2

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Pinc.2 , Db5 = Pinc.3 , Db6 = Pinc.4 , _
 Db7 = Pinc.5 , E = Pinc.1 , Rs = Pinc.0
Cursor Off

Dim A As Byte

Config Portb = Output
Config Portd = Input
Lcd "E D E E S O N !"
Op Alias Portb
Do
A = Pind
If A = 3 Then Op = 33
Waitus 1
If A = 7 Then Op = 36
Waitus 1
If A = 5 Then Op = 6
Waitus 1
If A = 13 Then Op = 18
Waitus 1
If A = 9 Then Op = 24
Waitus 1
If A = 11 Then Op = 9
Waitus 1
If Pind.0 = 0 Then Op = 0
Loop
End                             'end program

این هم عکس مدار:
http://upload7.ir/imgs/2014-01/60098137526136948767.png

[ناصر منتظری]

باتری ها

[b]باتری ها
http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%...AA%D8%B1%DB%8C

باتری نیکل کادمیم (Ni-Cd):
این نوع باتری باید هر چند هفته یکبار به طور کامل شارژ و دشارژ شود. اگر اینکار را انجام ندهید، به سرعت عمر باتری به دلیل آنچه که “اثر حافظه” نامیده می شود از کار می افتد. "اثر حافظه" (Memory Effect) یعنی اینکه اگر شما شارژ و دشارژ کامل باتری را انجام ندهید، فقط به اندازه آخرین درصد از شارژ باقی مانده مجدداً شارژ می شود.به عنوان مثال، اگر ۳۰ درصد از کل شارژ باتری تخلیه شود، فقط به اندازه ۷۰ درصد شارژ باقی مانده، مجدداً شارژ خواهد شد. اگر مرتباً اینکار را تکرار کنید ۳۰ درصد از شارژ باتری بلااستفاده خواهد ماند و فقط به اندازه همان ۷۰ درصد کارایی خواهد داشت حتی اگر چراغ باتری در هر بار که آنرا شارژ می کنید ۱۰۰ درصد شارژ را نشان دهد، بازهم به اندازه ۷۰ درصد شارژ شده است

باتری نیکل متال هیبرید (Ni-Mh)
این نوع باتری به دلیل عدم وجود Cadmium در ساختار خود ، از باتری NiCd بهتر است. این باتری از مواد غیرسمی دوستدار طبیعت ساخته میشود. درضمن ظرفیت بیشتری نسبت به NiCd دارد.البته باتری نیکل متال شبیه باتریهای نیکل کادمیم هستند، با این تفاوت که به "اثر حافظه" کمتر حساسند و ظرفیت بالاتری دارند.

باتری لیتیوم یون (Li-Ion)
Li-Ion تکنولوژی بکار برده شده در گوشیهای امروزی است. تنها عیب این نوع باتری گران بودن آن است. Lithium Ion سبک تر از باتریهای NiMH هستند و عمر طولانی تری دارند.این باتری ها معمولا برای تامین نیروی لازم در دستگاههای ارتباطی بی سیم مورد استفاده قرار می گیرند . در مقایسه به نسل های قدیمی تر باتری ها یعنی NiCd (نیکل – کادمیوم) و NiMH (نیکل – مولیبدن) ، باتری های Li-Ion وزن سبک تری دارند و علاوه بر این از دوره ماندگاری بیشتری در هر بار شارژ بهره می برند . در باتری های Li-Ion مشکل "اثر حافظه" به طور کامل حل شده است درعوض مشکل این باتریها اینست که در صورت overcharged کردن آنها یا عدم استفاده ی طولانی از آنها در حالت فول شارژ، کارایی خود را از دست می دهند. اگر قصد دارید مدت طولانی از باتری استفاده نکنید حتماً باید شارژ آنها را بطور کامل تخلیه کنید و در جای مناسب نگه دارید.

باتری پلیمر لیتیوم (Li-Po battery)
Li-Poly جدیدترین و پیشرفته ترین تکنولوژی به کار برده شده در ساختار باتری است. بسیار سبک است و دچار Memory Effect ( کم کردن مقدار شارژ به مرور زمان) نمیشود. ظرفیت این نوع باتری ۴۰% بیشتر از باتری نیکلی (NiMH) هم سایز خود است. از نظر ظرفیت و ماندگاری بعد از هر بار شارژ ، مشابه باتری ها Li-Ion عمل می کند . این نوع باتری دارای وزن کمتری نسبت به مدلهای دیگر است . اما ویژگی منحصر به فردی که سازندگان گوشی های موبایل را به سمت استفاده از این نوع باتری می کشاند این است که این باتری ها را می توان به هر شکل هندسی که در طراحی مورد نیاز باشد در آورد . این ویژگی باعث از میان رفتن محدودیت های زیادی می گردد که باتری ها مکعب مستطیلی قدیمی تر در طراحی گوشیها ایجاد می کردند .

باتری فسفات لیتیم آهن (LiFePO4)
فسفات لیتیم آهن (LiFePO4)، نوعی از کاتد است که به دلیل سمیت کم، کم هزینه بودن، ثبات حرارتی و شیمیایی، در وسایل نقلیه الکتریکی مورد استفاده قرار گرفته است.با این حال، پتانسیل الکتریکی آن به دلیل هدایت الکترونیکی ضعیف و محدود بودن حرکت یونآهای لیتیوم درون آن، محدود میآباشد. با یک روش مصنوعی، ورقآهای باتری را به همراه یک محلول نانو، درون ظرفی قرار داده و آنآها را مانند زودپز، تحت حرارت و فشار قرار می دهند تا این مشکل نیز از بین برود.با کنترل اندازه و شکل نانو کریستال ها که 5000 بار از یک تار موی انسان باریکآتر هستند، شکل ذرات فسفات لیتیم آهن کنترل شده و قدرت باتری افزایش پیدا میآکند. این باتری با شارژ زیاد و یا تخلیه زیاد خراب نمی شوند و معایب کمتری نسبت به سایر باتری های ذکر شده دارند .در زیر یک نمونه باتری 3.2 ولت 200 آمپر ساعت از این نوع را مشاهده می کنید :

[ناصر منتظری]

مبدل باک بوست دوطرفه

سلام امروز می خواهیم راجع به مبدل باک بوست دو طرفه و کاربرد آن در بازیابی انرژی ترمز صحبت کنیم.

مبدل باک بوست دوطرفه برای تبدیل سطح ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد و یکی از مدارات مهم در دوچرخه الکترونیکی می باشد. همان طور که می دانید سوپر خازن ها ظرفیت بسیار بالایی دارند اما ولتاژ آنها بسیار پایین است و حتی ماژول های سوپر خازن که از سری شدن چند خازن تشکیل می شوند مثل ماژول مورد استفاده ما دارای ولتاژ کمی در حدود 16 ولت هستند. اما ولتاژ موتور که در حالت ژنراتوری قرار گرفته ولتاژی نامعلوم است که البته می تواند از ولتاژ نامی تا حداقل ولتاژ باشد و بستگی به این دارد که با چه سرعتی حرکت کنیم و در اصل با چه سرعتی توقف کنیم. هرچه سرعت بالاتر باشد ولتاژ تولید شده بالاتر است.
پس برای تبدیل این سطح ولتاژ به یک مبدل باک نیاز داریم تا با کاهش ولتاژ مانع صدمه رسیدن به خازن شود همچنین این مبدل باک باید ولتاژ خازن را کم کم افزایش دهد زیرا خازن در لحظه اول مانند اتصال کوتاه عمل می کند و اگر ولتاژ بالا به آن متصل شود می خواهد با جریان بالا خود را شارژ کند که این جریان بالا ممکن است به موتور و سایر قطعات آسیب بزند . پس وظیفه مدار باک اول کاهش و تنظیم ولتاژ است و دوم ایجاد شرایطی مشابه شرایط مدار سافت استارت (یا آغازش نرم :smile: )
هنگامی که انرژی در خازن ذخیره شد در بهترین شرایط خازن دارای ولتاژ 16 ولت است و این ولتاژ برای شارژ باتری ها کم است و باید برای اینکه این انرژی از خازن به باتری برود ولتاژ را افزایش داد که این کار توسط مبدل بوست صورت می گیرد و ولتاژ با افزایش به باتری ها می رود و باعث شارژ آنها می شود. البته چون مدار به صورت باک بوست دوطرفه مورد استفاده قرار گرفته می تواند در دو مد سینکرونوس باک و سینکرونوس بوست مورد استفاده قرار بگیرد و این مدارات چون به جای دیود از ماسفت بهره می برند هم راندمان بهتری دارند هم توان بالاتری و همچنین عملکرد فرکانسی بسیار بهتری نسبت به مدارات باک و بوست معمولی خواهند داشت.

در شکل بالا مبدل دو طرفه را می بینید که می تواند در دو مد کار کند و از یک طرف به طرف دیگر ولتاژ را کاهش دهد و در جهت عکس نیز موجب افزایش ولتاژ خواهد شد.

[ناصر منتظری]

مرحله عملیاتی

سلام بالاخره دوچرخه به مرحله عملیاتی رسید.
موتور رو روی دوچرخه سوار کردیم و برای این کار از یک دوچرخه ساز حرفه ای کمک گرفتیم.
بستن این گونه موتور ها روی یک دوچرخه معمولی مشکلات خاص خود را دارد از جمله این که ممکن است چون اندازه عرض موتور با فاصله بین دو شاخه یکی نباشد مشکلاتی ایجاد کند. همچنین ممکن است چون موتور دقیقا در مرکز قرار نگیرد چرخ به بدنه سمت چپ و یا راست دوچرخه نزدیک شود که می توان با تنظیم اسپیک ها چرخ را دقیقا در مرکز قرار داد. البته این کار به یک دوچرخه ساز باتجربه نیاز دارد.
برای قرار دادن باتری ها از یک ترک بند استفاده خواهیم کرد . سوپر کاپاسیتور رو هم روی بدنه قرار دادیم تا ظاهرش کامل معلوم باشه :smile:

[ناصر منتظری]

کنترل موتور های براشلس سنسور دار به روش دوم

سلام
یکی از مشکلات استفاده از میکرو کنترلر ها برای کنترل یک موتور نویزها و یا هنگ کردن موتور ها می باشد
مخصوصا در موتور های پر قدرت حتی خود سنسورهای اثر هال نیز نویز زیادی دارند. این امر وقتی مشخص می شود که موتور در یک محیط پر نویز و با سرعت بالا کار می کند و همچنین این نگرانی وجود دارد که ممکن است با یک اشکال کوچک میکرو ریست شود و باعث شود سوئیچ ها و درایور ها بسوزند.
این عکس نشان میدهد که وضعیت سنسور ها و وضیعت فازهای خروجی باید چگونه باشد.

همان طور که مشاهده می شود در هر لحظه از زمان خروجی با ورودی رابطه ای خاص دارد.
اگر سنسورهای هال را به ترتیب نام گذاری کنیم به صورت > H1 H2 H3
و همچنین هر سوئیچ وضعیت خروجی را به ترتیب با نام های > A B C D E F
می توان رابطه های زیر را پیدا کرد:

همان طور که از روابط مشخص است با 3 گیت نات و 6 گیت اند می توان سیگنالهای مورد نیاز درایور را تولید کرد در واقع باید از یک آی سی گیت نات و دو آی سی گیت اند استفاده کنیم.
حالا با این ساختار حساسیت به نویز سیستم بسیار بسیار بالا می رود.
در موتور های سنسور دار یکی از عوامل ایجاد کننده نویز تغذیه سنسور هال و همچنین خروجی سنسور ها می باشد که باید با استفاده از فیلتر پایین گذر این نویز ها را فیلتر کرد.
http://www.freepatentsonline.com/6640417-0-large.jpg
همچنان در بخش نظرات و گفت و گو منتظر نکات و سوالات شما عزیزان هستیم.

[ناصر منتظری]

پاسخ اولیه

با سلام
با روشی که در پست قبل عنوان شد اینبار موتور را راه اندازی کردم.
در روش اول که از میکروکنترلر استفاده شده بود به علت سرعت محدود میکرو کنترلر برای ایجاد پالسهای خروجی حدود 5 میکرو ثانیه تاخیر ایجاد می شد که البته تاثیر کمی داشت و این 5 میکرو ثانیه را شرکت اتمل قابل قبول عنوان کرده است.
اما برای این موتور که با فرکانس کاری بالا قرار است کار کند 5 میکروثانیه تاخیر زیادی است. پس استفاده از مدارات دیجیتال در عمل پاسخ بهتری می دهد.
تصویر اول و دوم مداری است که روی برد بورد به صورت آزمایشی بسته شده است :

http://upload7.ir/imgs/2014-04/51767163297205457576.jpg

http://upload7.ir/imgs/2014-04/27153526480459866448.jpg
تصویر سوم نمایی از قرار گیری باتری ها و محفظه ای است که روی ترک بند بسته شده است :
http://upload7.ir/imgs/2014-04/85282368462912709299.jpg

و این هم موتور که با سرعت بسیار بالا در حال چرخش است :
http://upload7.ir/imgs/2014-04/53864309797375236320.jpg


لطفا نظرات و سوالات خود را در قسمت پاسخ گویی به نظرات و سوالات مطرح نمایید.( باتشکر )

[aseok]

پاسخ : ساخت یک دو چرخه ی الکترونیکی و یک اتوموبیل الکترونیکی

سلام
امیدوارم فایل زیر مفید واقع شود .
تشکر.

http://uplod.ir/o7mu9lagf7a1/Hardware_Design_Considerations_for_an_Electric_Bic ycle_Using_a_BLDC_Motor.pdf.htm

[ناصر منتظری]

پاسخ : ساخت یک دو چرخه ی الکترونیکی و یک اتوموبیل الکترونیکی

سلام
با توجه به تمام شدن مباحث از دوستان می خوام نظرات و تجربیات خودشون رو در این تاپیک مطرح کنند و تاپیک پرسش و پاسخ هم همچنان به سوالات اختصاص داده شود.
با تشکر

[MOJTABAV]

پاسخ : ساخت یک دو چرخه ی الکترونیکی و یک اتوموبیل الکترونیکی

سلام علیکم
جناب مهندس از شمابه خاطرآموزش چنین مبحث بسیار عالی متشکرم.
خیلی وقته دنبال این هستم که چه موتوری ونحوه استفاده آنها در وسایل نقلیه برقی چطوریست.بازهم ممنونم. :smile: :applause:

[ناصر منتظری]

پاسخ : ساخت یک دو چرخه ی الکترونیکی و یک اتوموبیل الکترونیکی

سلام علیکم
جناب مهندس از شمابه خاطرآموزش چنین مبحث بسیار عالی متشکرم.
خیلی وقته دنبال این هستم که چه موتوری ونحوه استفاده آنها در وسایل نقلیه برقی چطوریست.بازهم ممنونم. :smile: :applause:

خواهش می کنم.
موتور های براشلس باراندمان بالا موتور هایی هیتند که هم در هواپیماهای مدل و هم در دوچرخه ها و اتوموبیل ها کاربرد دارند.
چون هم سبک هستند هم کوچ و هم راندمان بالایی دارند.