Projets:Vesc tool setup

Project overview

This project presents in details how to configure a VSEC card (Vedder Electronic Speed Control) :

Make the wiring and the required electrical connections to use this electronic card in order to control an electrical bike engine (as well as other types of engines such as DC, brushless)

Configure an electronic VSEC card with a dedicated program (VESC Tool) in order to control an electrical bike engine with an electrical scooter type accelerator throttle.

Special thanks

The VESC card and the VESC Tool were designed by Benjamin Vedder VESC Project

Merci/Thanks/Danke Shön Benjamin Vedder :)

Attention

/!\ Ne jamais débrancher le moteur lorsque la batterie est branchée !!!

La marche arrière n'est pas possible avec ce type de moteur.

Lorsque vous aller reculer avec votre dispositif installé, le moteur va opposer une résistance, c'est normal. Il y a une possibilité de faciliter le recul avec des réglages spéciaux qui seront indiqués avec le sigle (M.Ar).

Sinon, le fait de mettre un interrupteur général qui coupe la l'alimentation principal (Coupe circuit de sécurité) mettra le moteur en repos et vous pourrez effectuer vos marches arrières.

Dans le logiciel, lorsque vous avez un chiffre à virgule, il faut mettre une virgule (exemple: -0,10) et pas un point (-0.10).

Liens utiles

Réalisation de la partie mécanique Version 1 : Mécanique V1 NOTE : Cette solution n'est plus retenu, car elle est trop difficile à mettre en place et à retirer.
La version 2 est similaire à la version 3 mais en moins esthétique, donc elle n'est pas décrite ici.
Réalisation de la partie mécanique Version 3 : Mécanique V3

Cahier des charges

Pour qui : Pour toutes personnes désirant assister sa mobilité à l'aide d'un moteur de vélo électrique.

Pour quoi : Pour des vélos pour enfant, des quadricycle pour hémiplégique, des trottis pour tracter un fauteuil roulant (trotti)

Comment : En mettant un moteur dans la roue à l'aide de flasque réalisé en dibon (Documentation à venir) et en contrôlant ce moteur avec une carte électronique dédiée (VESC)

Combien : Grâce à notre partenariat avec La petite Rennes nous pouvons vous fournir gratuitement une batterie, un chargeur de batterie et un moteur électrique de vélo. En échange il vous sera demandé de faire des photos ou des vidéos de votre réalisation afin que l'on puisse mettre en avant votre projet.

Vous aurez toutefois à acheter du matériel sur internet :

Un carte VESC : Carte électronique VESC
Un câble pour les capteurs à effet hall : TORQUE ESC Sensor Wires à $6.99 (il faut juste cochée la case correspondante lorsque vous acheté la carte précédente).
Une poignée de trottinette électrique : Poignée
2 pinces manfrotto pour relier le châssis sur votre fauteuil : pinces manfrotto

Ou : Au Humanlab ou dans un fablab proche de chez vous : Cartes des fablab par makery

Analyse de l'existant

Il existe de nombreux dispositif réalisant la même fonction, voici une liste non exhaustive de ces dispositifs :

Modèle commerciaux à acheter :

Modèle à se fabriquer :

kit d'électrification de fauteuil

Equipe (Porteur de projet et contributeurs)

Porteur de projet : Guillaume (Trotti), DomiBike, Lila ...
Contributeurs : Christian, Delphine, Julien, Super DD
Fabmanager référent : Yo
Responsable de documentation : Delphine

Matériel nécessaire

Indispensable

Carte VESC Version 4.12 préparée: Carte électronique VESC
Programme VESC Tool Free (nous utilisons ici la v 0.95): https://www.vesc-project.com/vesc_tool
1 poignée d'accélérateur. (Il existe de nombreuses autres possibilités de contrôle : Nunchuck, Potentiomètre, sans fil etc.)
1 moteur brushless de vélo électrique 250 WATTS documentation du moteur dans la roue Motorisation_roue
1 batterie de vélo
Des cosses à sertir adapté aux connecteurs JST
Câble DATA mini USB
1 Connecteur JST femelle P:2mm Pas:2mm, de 6 points
1 Connecteur JST femelle P:2mm Pas:2mm, de 7 points
câble silicone grosse section (10AWG, 5mm2) pour alimentation
Clé de 15 plates ou mixtes pour les écrous de fixations du moteur sur la fourche
Vis, écrous diamètre 5mm pour fixer le support de batterie de vélo

Alternative économique à la carte VESC NON TESTÉE pour l'instant

Il existe d'autres cartes électronique permettant de contrôler les moteurs coûtant 10 fois moins chère, mais ne pouvant pas être reprogrammée. Cela veut dire que vous ne pouvez pas choisir la vitesse à laquelle le véhicule avance ni régler la courbe d'accélération, vous pouvez les trouver ici :

ESC low cost banggood

ESC low cost amazon

Facultatif

Une alimentation stabilisée pour tester si vous n'avez pas de batterie
Du câble pour faire des rallonges si besoin
Presse étoupe pour étancher les passages de câble

Images du matériel

Carte VESC
Ou lire la version de la carte
Référence de notre batterie de vélo
carte VESC avec potentiomètre (pour contrôler l'accélération)
Bouton d'arrêt d'urgence
Cable pour les capteurs
Câble moteur
Câble coupé à la longueur voulue
Poignée d'accélérateur
connecteurs pour relier la poignée à la carte

Outils nécessaires

Fer à souder (Assez puissant car il y a des câble de grosse section)
Etain
Gaine thermoretractable
Pince à sertir les cosses

Coût

Carte VESC + câble capteur à effet de hall = 92 $
Batterie + Chargeur + Moteur brushless = 0€ grâce à la petite Rennes
Pinces de fixations : 15€ x 2 = 30 €
Poignée accélérateur = 8 €

Temps de réalisation

Les temps de réalisations sont ici à titre indicatif, ils sont bien sur variable cf : Loi_de_Murphy

La fabrication du châssis métallique : environ 1 à 2 journées
L'installation du dispositif complet la première fois (Châssis + électronique) sur le fauteuil : 2 à 3h
La réalisation des câbles nécessaire : 1 à 2h
La programmation de la carte dure : 1 à 2h
Installation sur le fauteuil avec de l'habitude : 5 à 10 mins

Fichiers source

Dans le fichier ZIP suivant vous allez trouvez nos réglages du 4 Juillet 2019

Fichier XML de : Motor configuration

Fichier XML de : App configuration

Fichier:4-7-19.zip

Electronique : Préparation de la carte VESC

Schema général

-->ATTENTION - (Cette étape est obsolète car nous choisissons un autre fournisseur de carte)<-- - Câblage si utilisation d'une carte VESC nue

Dénuder et étamer les fils d'alimentation puis recouper de façon à ce que les fils dénudés ne soient pas trop longs.

Enrouler les pattes du condensateur puis les souder (ATTENTION Il faut souder le condensateur en respectant sa polarité !!! Le + (Patte la plus longue) sur le fil rouge et le - (Patte la plus courte) sur le noir. Puis vérifier avec un multimètre la continuité du fil et l'isolement d'un fils par rapport à l'autre.

Souder les fils d'alimentation à la carte en mettant d'abord de l'étain sur les bornes + et - puis en venant placer les fils directement dessus.

Etamer les deux autres extrémités des fils.

Ensuite, étamer les trois bouts sur la carte puis les deux extrémités des câbles qui vont alimenter les trois bobines électromagnétiques du moteur (câbles triphasés).

Les souder à plat sur les trois bouts préalablement étamés de la carte.

-->FIN De l'étape obsolète<--

Création des câbles nécessaires

Connexions câbles moteur à la carte

Relier la batterie à la carte VESC et ajout d'un bouton arrêt d'urgence

La batterie et son support
La prise d'alimentation
démonter le support de batterie pour extraire l'ESC d'origine
Sortir la prise
Couper les fils inutiles
Démonter l'ESC pour récupérer le maximum de longueur des fils
L'intérieur de l'ESC
Le résultat
Préparer l'alimentation du VESC
Couper les fils d'alimentation du VESC
Brancher le fil moins dans le bouton d'arrêt d'urgence
Souder le fil plus et protéger avec de la gaine thermorétractable.

Poignée avec le connecteur adapté

Poignée d'accélérateur
Connecteurs d'origine de la poignée
Couper et dénuder les fils
Connecteur jst au pas de 2mm
Sertir les cosses sur les fils
Mettre les cosses dans le connecteur
Verso de la carte avec identification des bornes
Connecter a la carte en respectant les couleurs : Rouge = +3.3V, Noir = GND et vert = ADC

Câble pour les capteurs de hall

Le câble des capteurs
Câble moteur d'origine
Câble moteur coupé à la bonne longueur
Correspondance entre le câble moteur et le câble capteurs
Couper câble capteurs
Relier câble moteur et câble capteurs
Brancher le câble des capteurs sur la carte

Mise en place de la carte dans son logement dédié

(Photos à venir)

Programmation de la carte électronique

Préalable

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Pour entrer le logiciel dans la carte vous devez brancher la carte en usb ET aussi l'alimenter par la batterie du vélo (Ou une alimentation de laboratoire) par les 2 câbles noir et rouge.

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ESC

Le Contrôleur Electronique de Vitesse (Electronic Speed Controler) sert à gérer le fonctionnement du moteur.

Étapes de configuration logicielle pas à pas

Tout d'abord il faut télécharger le logiciel, vous devez l'acheter ... pour 0€ Mais vous pouvez aussi le soutenir dans son projet en achetant le logiciel VESC Tool

Ouvrir le logiciel VESC Tool.

Une image vaut mille explications ! Donc en suivant le curseur de souris sur les images vous allez pouvoir éditer les onglets

Il est probable que vous ayez un message lors de la première ouverture du logiciel sur udev rules. Cliquer sur Yes pour les installer.

VESC Tool>Onglet Connection

Dans l'onglet Connections>USB Serial, cliquer sur Refresh serial port list (Option Baud sur 115200)

Si aucun port n'est détecté, laisser le câble USB branché, et redémarrer le logiciel.

Cliquer ensuite sur l'icône Connection.

Si vous avez le message d'erreur suivant, il faut mettre à jour le firmware (voir l'étape suivante)

VESC Tool>Onglet Firmware>Included File

Cliquer sur l'onglet Firmware

Voir la documentation originale en anglais si besoin. Documentation

ATTENTION: un mauvais firmware peut endommager définitivement la carte si ce n'est pas le bon !! Sélectionner la version de la carte dans la fenêtre de gauche (V 4.12) et VESC_defaut.bin dans la fenêtre de droite.

Téléverser (upload) le firmware VESC_default.bin correspondant au hardware v4.12.

Message d'information : la configuration de la carte va être écrasée par le nouveau firmware

Une fois téléversé le nouveau firmware, on attends bien les 10 secondes puis on débranche l'alimentation de la carte.

Message qui informe que le Firmware est bien téléversé. Attendre les 10 secondes minimum, puis débrancher l'USB et rebrancher.

Reconnecter la carte

VESC Tool>Motor settings>General

Nous allons maintenant paramétrer la carte pour notre moteur en sélectionnant Motor settings>General dans le menu de gauche.

VESC Tool>Motor settings>General>Current

VESC Tool>Motor settings>General>Voltage

Dans la fenetre "Battery Cutoff Calculator", en bas de la fenêtre principale, indiquer 12 cells si vous utilisez les batterie de vélo Arcade. Sinon référez-vous à la doc des batteries que vous utilisez. Cliquez sur Apply pour valider.

VESC Tool>Motor settings>General>RPM

Indiquer la valeur maximum de rotation du moteur dans le paramètre MAX ERPM (ici 12000RPM) (révolution par minute) Si vous voulez limiter la vitesse de votre dispositif c'est ici que cela se joue, n'hésitez pas à faire des tests.

- (M.Ar) - Si vous voulez faciliter les marches arrières (roue libre pour permettre de reculer) il faut indiquer dans la case max ERPM reverse : -0,10

VESC Tool>Motor settings>Wattage

Indiquer la puissance de votre moteur dans la case Maximum Wattage : ici 250W

- (M.Ar) : il faut indiquer dans la case Maximum Breaking Wattage : -0,1W

VESC Tool>Motor settings>Temperature

Il n'y a rien à modifier dans l'onglet Temperature.

VESC Tool>Motor settings>Advanced

Il n'y a rien à modifier dans l'onglet Advanced.

VESC Tool>Motor settings>BLDC>General

Dans le menu de gauche allez dans : Motor settings > BLDC puis dans la fenêtre centrale choisir l'onglet General. Recopier les parametres de l'images suivante. Dans le paramètre Sensormode choisir "Sensored"

Dans la fenetre du bas dans l'onglet "detect BLDC parameters" :

Cliquer sur l'icone du triangle dans un rond (icône play) (Attention cela va mettre en route le moteur).

Veiller à ce que le moteur ne soit pas en charge (que rien ne le freine ou ne l'empêche de tourner)

attention si vous utilisez le banc de puissance MHK : la courroie ne doit pas être tendue du tout), il doit être libre.

Vous obtenez la table des capteurs de hall de votre moteur (vous pouvez noter et archiver ces paramètres) :

Suite du résultat obtenu:

VESC Tool>Motor settings>BLDC>sensorless

Onglet sensorless : il n'est pas utile puisque nous utilisons les capteurs de hall du moteur

VESC Tool>Motor settings>BLDC>Sensors

Onglet Sensors : Cliquez sur apply, et la table se remplit automatiquement avec les bonnes valeurs

Sauver la config moteur

Cette étape sert à mémoriser votre configuration dans la carte VESC

Dans le menu de droite, cliquez sur le bouton : Write motor configuration

VESC Tool>App settings>BLDC>General

Dans le paramètre "App to use" : Choisir "ADC"

VESC Tool>App settings>ADC>General

- Onglet General : Choississez Duty Cycle

OU

- (M.Ar) - Choississez Duty Cycle Reverse Center (ce qui permet de reculer sans que la roue bloque)

VESC Tool>App settings>ADC>Mapping

Onglet Mapping : Il va falloir paramétrer votre poignée de gaz (poignée accélérateur)

Dans la colonne de droite activer les icone RT et RT APP (vous verrez ainsi les valeurs en temps réelles)

Dans la fenetre du bas : ADC Voltage Mapping : choississez "Duty Cycle" ou "Duty Cycle Reverse Center ( (M.Ar) si vous avez choisi d'avoir cette possibilité en implémentant l'interrupteur qui permet de passer d'un mode à l'autre (mode normal et mode roue libre)

Si vous avez choisi Duty Cycle Reverse Center : - appuyer sur le bouton reset min et max

Mettez le bouton de selection (interrupteur) en M Ar pour atteindre le minimum (cad 0V) : Photo 41

Puis mettre le bouton (interrupteur) en mode normal et tourner l'accélérateur au min et max pour atteindre les valeurs seuil :

Cliquer sur "Apply"

Vue avant

Vue après

Dans le menu de droite, sauvegarder avec le bouton Write App Configuration

FINALISATION Motor Settings>Additional infos

Dans la colonne de gauche allez dans : Motor settings / Additionnal infos : photo 46

Compléter les champs avec vos renseignements : changer le nb de cells, le poids, la marque du moteur, qui correspond à votre config .

Ajouter une description pour vous rappeler de votre config

Sauvegarder en cliquant sur "Write motor config" dans le menu de droite

- Write motor config

Et voilaaaaaaaa, votre carte est prête à être installée sur votre moyen de locomotion.

Youpi !! :)