Dernière modification le 20/01/2021
Difficulté
Difficile
Durée
2 jour(s)
Coût
100 EUR (€)
Description
modification d'un vélo pour le transformer en vélo à assistance électrique.
Sommaire
Sommaire
- 1 Description
- 2 Sommaire
- 3 Introduction
- 4 Mentions légales
- 5 Étape 1 - Démontage Hoverboard
- 6 Étape 2 - Installation du capteur PAS
- 7 Étape 3 - Installation du capteur de freinage
- 8 Étape 4 - Fixation de la roue d'hoverboard
- 9 Solution 1 : plus résistant et moins coûteux (si vous disposez d’un poste de soudure à l’arc)
- 10 Solution 2: Non permanente et réglable
- 11 Étape 5 - Installation de contrôleur
- 12 Câblage
- 13 Isolation
- 14 Commentaires
Introduction
Dans ce tutoriel nous allons vous expliquer comment modifier un vélo classique pour lui ajouter une assistance électrique. Celle-ci vous permettra de facilement franchir les pentes les plus raides et en général de rouler plus vite en fournissant moins d’effort.
Attention ! Les différentes étapes impliquent beaucoup d'électronique, de soudure et de mécanique. Nous vous conseillons donc de bien lire ce tutoriel et de vous renseigner de votre côté sur les différentes sources fournies avant de vous lancer dans la construction de ce vélo à assistance électrique.
Mentions légales
Avec les modifications qui vont être apportées ce vélo respectera la réglementation européenne concernant les vélos à assistance électrique. Vous pouvez les retrouver ici.
Elle se résume en ces quelques points importants :
- La vitesse ne doit pas excéder 25 km/h
- La puissance du moteur ne doit pas excéder 250W
- l'assistance doit être activée par le pédalage
- quand l'utilisateur arrête de pédaler le moteur se coupe
- La modification ne doit pas altérer la sécurité et l'efficacité du freinage
Matériaux
Moteur + roue de hoverboard 6" : 36v
Batterie 36V 4.4Ah
Chargeur 36V
Tous ces éléments se trouvent sur un hoverboard de récupération ou d’occasion.
Un hoverboard d’occasion peut se trouver pour 50€ à 100€.
Contrôleur e-bike 24V/36V 250w : ~26€ (Disponible sur Aliexpress pour moins cher)
Capteur PAS (capteur à monter sur le pédalier, à effet hall) + disque avec aimants (fournis avec en général) : ~8€
Capteur de frein (à monter au niveau des leviers de freins): ~4-7€
Transistor
(permet d’obtenir le bon signal du capteur de pédalage si celui-ci envoie un signal inversé) , peut ne pas être nécessaire suivant le capteur PAS, Référence : BS170 :~3-5€ (par 10 pièces voir plus)
Connecteurs XT60 pour sécuriser le branchement de la batterie : ~10€ les 25 paires
Tube ouvert en métal
Equerre en métal
Colliers de serrages pour fixer les différents composants sur le vélo
Gaine thermo-rétractable (optionnel, pour isoler de l’eau)
Eléments de fixation pour le contrôleur, la batterie et la roue.
Outils
Fer à souder et poste de soudure à l'arc
Multimètre, Cutter, pince coupante
Outils pour démonter le pédalier du vélo, EPI
Étape 1 - Démontage Hoverboard
Vidéo source : https://www.youtube.com/watch?v=nikYUAnj7F0
Le démontage de l’hoverboard dépendra de la marque et du type de l’hoverboard. Les instructions et les images qui suivent décrivent une généralité mais il peut y avoir des détails qui varient.
Il faut tout d’abord enlever la coque plastique qui enferme tous les composants électroniques.
Remarque : Faites attention aux fils possiblement connectés aux coques plastique, tel que le fil de chargement.
Ci-dessous un schéma basique de l’intérieur d’un hoverboard :
Débrancher les câbles tout en repérant leur branchement, par des scotchs marqués si possible. Il faut en particulier garder de côté le câble de charge et repérer sur la carte mère l’endroit où celui-ci est relié.
Démonter soigneusement la batterie après l’avoir débranché de la carte mère et retiré les fils de la zone cylindrique centrale. Il faut garder la batterie, elle servira à alimenter le moteur de l’assistance électrique du vélo.
Attention ! La batterie est l'élément le plus dangereux des composants électroniques de l’hoverboard. Il faut écarter tout risque de chocs, en particulier avec des objets coupants. Si la batterie se trouve endommagée (Déchirure, trous...) ou paraît gonflée, il ne faut pas l’utiliser, sous risque d’explosion ou de flamme.
La carte mère est un élément important à garder pour permettre la recharge de la batterie. Il faut repérer la “Prise pour charger” du câble de charge mis de côté précédemment (Carré jaune sur l’image ci-dessus).
Ensuite, démonter les cartes “Capteur” pour accéder aux fixations des moteurs.
Au moins un des blocs de 4 vis est à dévisser avec une clef Allen pour obtenir la roue motorisée qui permettra d'entraîner la roue du vélo.
Il est possible de garder le système de fixation pour faciliter l’étape de fixation de la roue sur le vélo.
Étape 2 - Installation du capteur PAS
Référence vidéo installation du capteur PAS (de 0:00 min à 13:30 min) : https://www.youtube.com/watch?t=0&v=jiirQQv5OKU&feature=youtu.be
Tout d’abord il faut démonter le pédalier du côté plateau.
Une fois le plateau enlevé il faut dévisser le cache situé derrière, attention le pas de la vis peut être un pas à gauche, il faut donc le dévisser dans le sens inverse du sens habituel.
Attention à ne pas perdre les roulements du pédalier !
Il faut ensuite placer le capteur PAS (composant ayant une partie métallique et une partie plastique avec un fil) sur cet axe et revisser le cache pour le caler.
Attention : le capteur présente une partie en plastique noir, celle-ci doit être orientée vers l’extérieur et la flêche indiquant le sens de rotation (gravée sur cette même partie en plastique) vers l’avant du vélo.
Une fois le capteur installé, il faut maintenant placer le disque aimanté sur l’axe du pédalier, le capteur étant bloqué par la vis il ne bouge pas et le disque tourne lors du pédalage, ce qui permet de détecter si l’utilisateur pédale ou non et à quelle vitesse.
Veillez à bien laisser un petit espace entre le capteur et le disque pour éviter les frottements et ainsi une dégradation du dispositif.
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 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 :
Coller l’aimant au levier de frein (partie mobile) 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 4 - 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 tube en métal ouvert 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) à une extrémité d’une barre de fixation (en gris sur l’image). Cette barre de fixation doit être de préférence un tube creux pour pouvoir y faire passer les câbles du moteur. Il est possible d’aplatir légèrement le tube 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, 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 entraîné lors de l’activation de l’assistance électrique.
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.
Remarque : 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.
Les fixations devraient être similaires aux fixations de l’image suivante:
Étape 5 - 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=864&v=jiirQQv5OKU&feature=youtu.be(à partir de 13:30 min)
Tout d'abord, repérer les pôles positifs et négatifs de l'alimentation. Ces pôles ne doivent surtout pas être inversés. Le meilleur moyen de sécuriser la connexion est de souder un connecteur XT60 (voir section matériaux). 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), les lignes d’alimentation du moteur sans balais(Vert), le capteur à effet Hall du moteur (Rouge, 5 fils), le capteur de freinage (Marron). Les lignes d’auto réglage des capteurs effet hall et des phases (Gris), 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 materiaux) est nécessaire pour inverser le signal (transformer le “1” en “0”). https://www.youtube.com/watch?t=344&v=jiirQQv5OKU&feature=youtu.be(de 5:44 à 13:30). Voir le schéma ci-dessous 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 avec la batterie. La solution qu’on a proposé c’est de les mettre dans une bouteille en plastique prenant en compte leurs dimensions, une bouteille de 1,5L-2L devrait suffire. 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. Enfin, afin de s’assurer que l’eau ne s’infiltre pas des ouvertures par lesquelles passent les cordons, il suffit de les fermer par du silicon ou autre isolant. Pour fixer la bouteille au cadre, utilisez des colliers de serrage ou du scotch.
Optionnel : Vous pouvez remplacer la bouteille par un bloc en plastique spécialement conçu pour contenir une batterie. Voir ce lien
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