دراجات مدعومة كهربائياً

Low-tech with Refugees - Low-tech & Réfugiés

https://wiki.lowtechlab.org/wiki/V%C3%A9lo_%C3%A0_assistance_%C3%A9lectrique/ar

Dernière modification le 04/09/2024

Difficulté

Hard Difficile

Durée

2 day(s) jour(s)

Coût

50 EUR (€)

Description

تعديل دراجة هوائية لتحويلها إلى دراجة هوائية تعمل بالكهرباء.

Sommaire

vélo, hoverboard, assistance électrique, VAE

---

Introduction

سنشرح في هذا البرنامج التعليمي كيفية تعديل الدراجة التقليدية لإضافة المساعدة الكهربائية. سيمكّنك ذلك من اجتياز أكثر المنحدرات انحداراً بسهولة وركوب الدراجة بشكل أسرع وبجهد أقل.

حذاري! تتضمن المراحل المختلفة الكثير من الإلكترونيات واللحام والميكانيكا. لذلك نوصيك بقراءة هذا البرنامج التعليمي بعناية والاطلاع على المصادر المختلفة المتوفرة قبل البدء في بناء هذه الدراجة التي تعمل بالكهرباء.

المعلومات القانونية

مع التعديلات التي سيتم إجراؤها، سوف تتوافق هذه الدراجة مع اللوائح الأوروبية للدراجات الهوائية التي تعمل بالكهرباء. يمكنك العثور عليها <u00 هنا.

يتلخص الأمر في بعض النقاط الرئيسية:

• يجب أن تعمل المساعدة حتى سرعة 25 كم/ساعة فقط (من الممكن استخدام الدواسة بسرعة أكبر، ولكن بدون مساعدة).
• يجب ألا تتجاوز قوة المحرك 250 واط.
• يجب تفعيل المساعدة عن طريق استخدام الدواسة.
• عندما يتوقف المستخدم عن استخدام الدواسة، يتم إيقاف تشغيل المحرك.
• يجب ألا يؤثر التعديل على السلامة أو كفاءة الكبح.

ومع ذلك، لا يمكن أن تكون الدراجة متجانسة، لذلك لن تواجه أي مشاكل مع الشرطة، ولكن لن يكون لديك تأمين في حالة وقوع حادث.

Matériaux

محرك + 6 بوصة عجلة لوح التزحلق: 36 فولت

بطارية 36 فولت 4.4 أمبير/ساعة

شاحن 36 فولت

يمكن العثور على كل هذه العناصر في لوح طائر مستعمل

يمكن العثور على لوح طائر مستعمل بسعر يتراوح بين 50 و100 يورو.

وحدة تحكم الدراجة الإلكترونية بجهد 24 فولت/36 فولت 250 واط: حوالي 26 يورو (متوفر على Aliexpress بسعر أقل)

Voir ce lien

مستشعر PAS

حذاري: قبل أن تبدأ/ تطلب أي شيء، تأكد من أن الفجوة بين الإطار ورافعة الدعامة السفلية لا تقل عن 4.5 مم، وإلا فلن تتمكن من تركيب الحساس.

capteur à monter sur le pédalier, à effet hall + disque avec aimants (fournis avec en général) :

2 خيارات حسب الدعامة السفلية :

• بمحاور مربعة (”عالمية“): Voir ce lien ~8€
• مع أحدث جيل من المحاور المربعة (”المدمجة“): شاهد هذا الرابط ~8€

ملاحظة: لسوء الحظ، بالنسبة للأقواس السفلية المزودة بمحامل خارجية، لا توجد حساسات PAS تباع بشكل فردي ومناسبة لبرنامجنا التعليمي. يتم تكييفها دائماً مع أطقم VAE الأكثر تكلفة بكثير.

مستشعر الفرامل Ebike(يتم تركيبها على أذرع المكابح): 4-7 يورو تقريباً

يمكن العثور عليها في علي إكسبريس

ترانزستور

(يسمح لك بالحصول على الإشارة الصحيحة من مستشعر الدواسة إذا كان يرسل إشارة مقلوبة)، قد لا يكون ضروريًا اعتمادًا على مستشعر نظام تقييم الأداء (PAS)، المرجع: BS170: ~ 3-5 يورو (لكل 10 قطع أو أكثر)

Voir ce lien

موصلات XT60 لتأمين توصيل البطارية: حوالي 10 يورو لكل 25 زوجًا

أنبوب معدني مفتوح

Équerre en métal

مشابك لتثبيت المكونات المختلفة بالدراجة

أنابيب الانكماش الحراري (اختياري، للعزل ضد الماء)

مثبتات لوحدة التحكم والبطارية والعجلة.

Outils

مكواة لحام ولحام القوس الكهربائي

مقياس متعدد، قاطع

أدوات لتفكيك مجموعة الكرنك، معدات الوقاية الشخصية

Étape 1 - تفكيك اللوح الطائر

مصدر فيديو : https://www.youtube.com/watch?v=nikYUAnj7F0

يعتمد تفكيك لوح التحليق على العلامة التجارية للوح التحليق ونوعه. التعليمات والصور التالية عامة ولكن قد تختلف التفاصيل.

أولاً وقبل كل شيء، تحتاج إلى إزالة الغلاف البلاستيكي الذي يحيط بجميع المكونات الإلكترونية.

ملاحظة: كن حذراً من أي أسلاك قد تكون موصولة بالأغلفة البلاستيكية، مثل سلك الشحن.

شاهد الصورة1 رسم تخطيطي أساسي للوح التزحلق من الداخل.

افصل الكابلات وضع علامة على مكان توصيلها، باستخدام شريط لاصق عليه علامة إن أمكن. على وجه الخصوص، احتفظ بكابل الشحن على جانب واحد وضع علامة على مكان توصيله على اللوحة الأم.

قم بإزالة البطارية بعناية بعد فصلها عن اللوحة الأم وإزالة الأسلاك من المنطقة الأسطوانية المركزية. احتفظ بالبطارية (1) (انظر الصورة 3) حيث سيتم استخدامها لتشغيل محرك المساعدة الكهربائية للدراجة.

حذاري البطارية هي الجزء الأكثر خطورة من المكونات الإلكترونية للوح التزلج على الماء. يجب تجنب أي خطر من الصدمات، خاصة مع الأجسام الحادة. إذا كانت البطارية تالفة (تمزقات، ثقوب، إلخ) أو تبدو منتفخة، يجب عدم استخدامها، حيث يوجد خطر الانفجار أو اللهب.

اللوحة الأم عنصر مهم يجب الاحتفاظ به لتمكين إعادة شحن البطارية. تحتاج إلى تحديد موقع ”مقبس الشحن“ (2) على كابل الشحن الذي وضعته جانباً في وقت سابق.

بعد ذلك، قم بإزالة لوحات ”المستشعر“ (انظر الصورة 2) للوصول إلى حوامل المحرك.

يجب فك واحدة على الأقل من الكتل المكونة من 4 براغي باستخدام مفتاح ألين للحصول على العجلة الآلية التي ستقود عجلة الدراجة (انظر الصورة 4).

من الممكن الاحتفاظ بنظام التثبيت لتسهيل تثبيت العجلة بالدراجة.

Étape 2 - حالة تركيب المستشعر PAS الوضع 1

الحالة 1 : دراجة هوائية مزودة بمستشعر قوس سفلي مربع المحور “عالمي”

فيديو مرجعي لتركيب مستشعر PAS (من 0:00 دقيقة إلى 13:30 دقيقة):https://www.youtube.com/watch?t=0&v=jiirQQv5OKU&feature=youtu.be

حذاري: تتعلق المراجع الواردة في هذا البرنامج التعليمي فقط بالدراجات ذات الأقواس السفلية ذات المحور المربع (وهو ما يتعلق بغالبية الدراجات في السوق اليوم). إذا لم تكن دراجتك مناسبة، فستحتاج إلى مستشعر PAS آخر.

أولاً وقبل كل شيء، تحتاج إلى تفكيك ذراع التدوير، مع حلقات السلسلة، على جانب ناقل الحركة (السلسلة، انظر الصورة 1).

بمجرد إزالة الصفيحة، يجب فك الغطاء الموجود خلفها (انظر الصورة 2). كن حذرًا: قد تكون درجة البرغي في اتجاه واحد إلى اليسار، لذا يجب فكها في الاتجاه المعاكس للاتجاه المعتاد.

احذر من فقدان محامل الدعامة السفلية (انظر الصورة 3)!

ثم ضع مستشعر PAS (مكون بجزء معدني وجزء بلاستيكي بسلك) على هذا العمود وقم بربط الغطاء مرة أخرى لتثبيته (انظر الصورتين 4 و5).

حذاري: يحتوي المستشعر على جزء بلاستيكي أسود، يجب أن يكون وجهه للخارج والسهم الذي يشير إلى اتجاه الدوران (محفور على هذا الجزء البلاستيكي نفسه) باتجاه مقدمة الدراجة.

بمجرد تركيب المستشعر، يجب وضع القرص الممغنط على محور الدواسة (انظر الصورة 6). ونظراً لأن المستشعر محجوب بالمسمار، فإنه لا يتحرك ويدور القرص أثناء قيام المستخدم بالدواسة، مما يجعل من الممكن اكتشاف ما إذا كان المستخدم يقوم بالدواسة أم لا وبأي سرعة.

تأكد من ترك فجوة صغيرة بين المستشعر والقرص لتجنب الاحتكاك وبالتالي تلف الجهاز.

Attention : comme le capteur, le disque a un sens de montage, vous remarquerez des flèches indiquant le sens de rotation, il faut que celui-ci corresponde avec le sens de pédalage ainsi que le sens de détection du capteur.

Une fois le disque installé, il faut remonter le pédalier. Il se peut que le pédalier soit très sensible (le moteur tourne à puissance maximum même quand le pédalier tourne lentement), vous pouvez enlever quelques éléments magnétiques de la partie mobile du capteur pour baisser la sensibilité.

Étape 3 - Installation du capteur PAS Situation 2

Situation 2 : vélo à boitier de pédalier à axe carrés nouvelle génération, capteur “intégré”

Vidéo source : https://www.youtube.com/watch?t=188&v=s1GjVU9R6Es&feature=youtu.be

Outils nécessaires : clé allen, arrache-manivelle, clé de 15mm.

Pour commencer il faudra démonter la manivelle gauche, pour ce genre de vélo cela nécessite l’utilisation d’un outil particulier appelé “arrache-manivelle” :

Image 1 - déboulonner la manivelle avec la clé allen.

Image 2 - installer l’arrache-manivelle dans le filetage ainsi libéré.

Image 3 - visser l’arrache-manivelle à l’aide de la clé de 15mm, pour faire sortir la manivelle.

Cette fois-ci le boîtier, au lieu d’être une vis classique, devrait présenter des cannelures, il faut donc encastrer le capteur dans ces cannelures(voir image 4) :

Une fois le capteur installé, il suffit de remonter la manivelle.

Étape 4 - Installation du capteur de freinage

Pour sécuriser le freinage et s’assurer que le moteur arrête de tourner lorsque l’on freine, il faut installer des capteurs magnétiques sur les leviers de frein.

Les capteurs indiqués dans la section matériel sont simple à installer il existe deux solutions exposée dans cette vidéo : Voir ce lien

Solution 1 (image 1) :

Coller l’aimant au levier de frein (partie mobile) à l’aide d’une colle à prise rapide pour métal et plastique (type superglue) et placer le capteur sur la partie fixe, les deux éléments doivent être quasiment en contact.

Solution 2 : nécessite l’utilisation de colliers de serrages :

Passer le collier dans le trou au centre de l’aimant et l’attacher à la partie mobile.

Attacher le capteur de la même manière avec un collier de serrage autour du guidon.

Une fois installé, le capteur détecte l’éloignement de l’aimant et lorsque celui-ci est suffisamment éloigné, il coupe le circuit électrique.

Étape 5 - Fixation de la roue d'hoverboard

Solution 1 : plus résistant et moins coûteux (si vous disposez d’un poste de soudure à l’arc)

Le profilé métallique doit être suffisamment long pour pouvoir positionner la roue d’hoverboard au contact de la roue arrière du vélo, sans qu’elle ne touche la selle.

Soudez l’axe sortant du moteur (entouré en rouge sur l’image 1) à une extrémité d’une barre de fixation (en gris sur l’image 1). Cette barre de fixation doit être de préférence un profilé ouvert en dessous pour pouvoir y faire passer les câbles du moteur. Il est possible d’aplatir légèrement le profilé pour faciliter la soudure.

Soudez une équerre à la base du hauban, à la jointure avec le tube de selle, de sorte à pouvoir souder la barre de fixation de manière légèrement inclinée(voir image 2), pas tout à fait perpendiculaire au hauban, vérifier avant la soudure que la roue de hoverboard est bien en contact avec la roue du vélo. La roue du hoverboard doit bien appuyer sur la roue arrière du vélo pour être sûr qu'elle sera entraînée lors de l’activation de l’assistance électrique(voir image 3).

Attention : Il  faut garder une petite ouverture vers le tube de selle pour pouvoir y faire passer les câbles et les brancher au contrôleur. L’idéal peut être de passer les câbles dans le tube utilisé pour éviter tout problème.

Attention: Il faut penser à rallonger les câbles avant de les fixer si cela est nécessaire.

Solution 2: Non permanente et réglable

Un tube en métal similaire à celui de la solution 1 peut être fixé sur la tige de selle. Écrasez le tube contre la tige de selle en utilisant des plaquettes en métal et 4 boulons. N’hésitez pas à déformer les plaquettes pour avoir plus de surface de contact avec la tige de selle et le tube. Si votre tube est cylindrique, vous pouvez également l’aplatir pour avoir plus de surface de contact et éviter toute rotation. Le système de fixation des roues dans l’hoverboard (voir les photos du démontage de l’hoverboard) peut être utilisé pour fixer le tube (les deux systèmes sont disponibles car une seule roue est utilisée). Un procédé similaire peut être utilisé pour fixer la roue au tube. Le réglage en hauteur de la selle permet alors d'appliquer plus ou moins de pression sur la roue du vélo avec la roue de l’hoverboard.

L'inconvénient de la fixation sur la tige de selle est que la selle ne sera plus réglable pour s'adapter à la personne qui utilise le vélo. Selon les proportions du vélo, la fixation peut aussi être faite sur le tube de selle ou sur le hauban.

Les fixations devraient être similaires aux fixations de l’image 4.

Vous pouvez rajouter une tige filetée sur le hauban pour régler la pression que la roue d’hoverboard exerce sur le pneu comme sur l’image 5. Vous pouvez souder la tige ou la fixer comme le reste du système.

Étape 6 - Installation de contrôleur

Câblage

Site de référence : Voir ce lien

Vidéo explication du contrôleur (vidéo supplémentaire sur la même chaîne) : https://www.youtube.com/watch?t=861&v=jiirQQv5OKU&feature=youtu.be (à partir de 13:30 min)

Voir image 2

Tout d'abord, repérer les pôles positifs et négatifs de l'alimentation (Bleu, 1). Ces pôles  ne doivent surtout pas être inversés. Le meilleur moyen de sécuriser la connexion est de souder un connecteur XT60(voir image 1) femelle (voir section matériel). Il faut connecter le cable noir à la borne - du XT60 et le cable rouge à la borne + du XT60. Il faut couper les cosses déjà présentes sur les câbles avant de procéder.

Remarque : Bien vérifier la polarité positive, négative.

En se référant à l'image ci-dessus, il faut brancher le capteur PAS (Violet, 5), les lignes d’alimentation du moteur sans balais (Vert, 2), le capteur à effet Hall du moteur (Rouge, 3), le capteur de freinage (Marron, 4). Les lignes d’auto réglage des capteurs effet hall et des phases (Gris, 6), servent à synchroniser le moteur et si besoin, le sens de rotation. https://www.youtube.com/watch?t=861&v=jiirQQv5OKU&feature=youtu.be

Remarques : Le sens de rotation peut être inversé en inversant deux phases du moteur.

Attention : Il faut bien vérifier que le capteur PAS renvoie une tension, un “1”, lorsqu'un aimants passe devant le capteur. Dans le cas contraire, l’utilisation du transistor (voir section matériel) est nécessaire pour inverser le signal (transformer le “1” en “0”). Voir ce lien de 5:44 min à 13:30 min (https://www.youtube.com/watch?t=344&v=jiirQQv5OKU&feature=youtu.be).Voir l'image 3 pour le câblage. Le signal doit arriver sur le transistor et repartir vers le contrôleur (Bleu)

La masse est jaune dans la vidéo, la couleur dépend du capteur, il faut lire la datasheet pour repérer la masse du capteur.

Isolation

Pour garantir la protection du contrôleur, il faut l’isoler de l’humidité, avec la batterie. En prenant en compte leurs dimensions, une bouteille de 1,5L ou 2L devrait suffire(voir image 4). Il suffit de découper le fond de la bouteille sur quelques centimètres (4-5cm), de placer le goulot vers le pédalier pour y faire passer les câbles, et pour refermer on utilise le fond de la bouteille comme capuchon (à glisser par dessus pour étanchéifier).

Les batteries LIPO sont sensibles aux vibrations. Il est recommandé de les recouvrir d’une couche d'éponge. Afin de s’assurer que l’eau ne s’infiltre pas par les ouvertures nécessaires pour les fils, il suffit de les fermer par un isolant (type silicone). Pour fixer la bouteille au cadre(voir image 5), utilisez des colliers de serrage ou du scotch.

Optionnel : Vous pouvez remplacer la bouteille par une boîte en plastique spécialement conçue pour contenir une batterie. Voir ce lien

Étape 7 - Recharge de la batterie

Il faut maintenant reprendre la carte mère de l’hoverboard qui a été mise de côté ainsi que le câble de charge qui doit être reconnecté ( (2) sur l'image 1).

Pour sécuriser cet ensemble il est envisageable de fabriquer, avec les matériaux disponibles, une boîte pour ranger la carte et ne laisser sortir que la fiche du câble de charge soigneusement rebranché sur la carte mère (2) ainsi que le câble de la batterie (1). La fiche jaune doit être de format XT60(voir image 2) et être compatible avec la fiche XT60 male du câble de la batterie.

Remarque :  le câble de charge risque de devoir être séparé de la coque plastique de l’hoverboard. Tous les autres câbles non utilisés doivent être inaccessibles et isolés.

Étape 8 - Annexes

Modification du moteur (gain de vitesse mais consommation électrique plus importante)

Cette étape est nécessaire si il y a besoin de plus de vitesse. L’opération est compliquée et il ne faut pas dépasser les limites réglementaires (voir la partie sur la sécurité et la légalité).

Vidéo sources :

• Partie électronique : https://www.youtube.com/watch?v=qG8b6QkTnCU
• Partie test : https://www.youtube.com/watch?v=P6iGSc3aIrk

Pour que le moteur de hoverboard puisse correctement entraîner la roue, il faut changer son couplage, passer d’un couplage étoile à un couplage triangle.

Il faut tout d’abord démonter le moteur du hoverboard pour séparer le stator (partie fixe avec les fils) et le rotor (partie tournante avec uniquement des aimants).

La partie qui nous intéresse est le stator, la partie avec les bobinages car ce sont eux qui sont couplés en étoile, il faut donc retirer la gaine d’isolation (1) dessouder l’endroit où les bobinages se rejoignent (2) et séparer les trois bornes principales des bobinages reliés aux phases (3), (4) et (5).

Attention : Il faut bien garder les fils de cuivre correspondants à la même phase ensemble, il faudra peut-être les torsader à nouveau pour bien voir apparaître les trois bornes correspondantes aux phases. Vous pouvez ressouder les brins de la même borne ensemble pour éviter qu’ils se séparent lors des futures étapes.

Étape 9 - Annexes suite

Il faut ensuite enlever les gaines isolantes (6), (7) et (8), qui se situent au niveau du centre du moteur entre l’axe et les bobinages, à l’aide d’un cutter.

Attention : Cette étape peut être un peu délicate car il ne faut pas couper les câbles reliés à la partie verte (capteur Hall interne au moteur).

Ces bornes internes que vous avez découvertes sont les phases du moteur, elles sont donc reliées aux trois bornes externes que vous avez désolidarisées précédemment.

Il faut maintenant identifier les paires de bornes internes et externes qui sont reliées, pour cela utilisez un multimètre en mode ohmmètre (mesure de la résistance) puis touchez avec une des sondes une des bornes externes et parcourez les bornes internes avec l’autre(voir image 2).

Lorsque la résistance affichée est très faible (attention 0L signifie infini, pas de continuité dans le circuit) ou que le multimètre bip, cela signifie que les bornes sur lesquelles sont les sondes sont reliées.

Repérer les différentes bornes reliées avec des lettres majuscules pour les bornes externes et minuscules pour les bornes internes : “A”, première borne externe identifiée et “a”, première borne interne identifiée…

Exemple : voir image 3.

Attention : Vérifiez que les câbles de phase du moteur ne se touchent pas sinon votre ohmmètre détectera une continuité du circuit entre deux bornes qui ne sont pas reliées.

Il faut maintenant réaliser le couplage en triangle : solidariser les bobinages d’une manière particulière.

Pour cela il faut, si vous en avez à disposition, enfiler un bout de gaine thermo-rétractable sur une des bornes de manière à couvrir la soudure et l’isoler électriquement, souder ensemble les bornes de la manière suivante :

• “a” (première borne interne) avec “B” (deuxième borne externe)
• “b” avec “C”
• “c” avec “A”

(Voir image 4).

Une fois les soudures terminées il suffit de glisser le morceau de gaine au niveau de la soudure et de la chauffer pour qu’elle se rétracte, si vous n’avez pas de gaine thermo-rétractable vous pouvez utiliser plusieurs épaisseurs de scotch papier pour isoler, bien que la gaine soit plus conseillée.

(On appelle ce couplage un couplage triangulaire car le circuit ainsi créé forme un triangle).

Remarque : dans certains cas la borne externe ne peut pas se relier directement à la borne interne car le fil est trop court, il faudra donc sans doute rajouter un fil intermédiaire pour pouvoir faire le couplage.

Finalement il faut bien ranger les fils à l’intérieur pour éviter qu’ils ne se prennent dans le rotor lors du fonctionnement.

Enfin vous pouvez remonter le moteur modifié.

ar fr 1 Published