Projets:Controleur de moteur electrique Low Cost V2

Description du projet

Les projets utilisant des moteurs d'assistance de vélo électrique se multiplient. Les projets de Trotti, de Vespace, de 5eme roue et d'HoverBoard intéressent beaucoup de personnes.

Pour commander un moteur électrique vous avez besoin de plusieurs éléments :

Une batterie : C'est la source de l'énergie électrique.

Un moteur : C'est l'actionneur principal, c'est lui qui fait avancer le véhicule.

Un accélérateur : C'est l'interface entre vous et le moteur, plus vous accélérez, plus votre moteur tourne vite.

Un contrôleur : C'est la partie dite "intelligente" elle est alimentée en énergie par la batterie et fait la relation entre votre action sur l'accélérateur et la vitesse de rotation du moteur.

Entre 2018 et 2020, le contrôleur de moteur que nous utilisions était, le VESC de Benjamin Vedder : VESC project

Le détail de son utilisation est ici : VESC Parametrage

C'est un contrôleur de moteur très performant, et surtout entièrement configurable, mais le fait qu'il soit aussi complet le rend aussi moins abordable à utiliser pour le plus grand nombre. Son tarif est d'environ (100€).

Nous avions envie de rendre plus accessible l'utilisation des moteurs électrique.

Entre 2020 et 2022 Nous avons testé un contrôleur chinois à bas coût (10€), étanche, ne nécessitant pas de programmation avec une simplicité d'utilisation et de branchement.

Sa documentation est ici : Controleur_de_moteur_electrique_Low_Cost_V1

En 2022 Nous avons testé un autre contrôleur chinois low cost (bien qu'un peu plus cher environ 60€) Il est plus cher, mais l'accélérateur et un afficheur indiquant différents paramètres sont compris dans le prix.

C'est la documentation que vous êtes en train de lire ;)

Cahier des charges

OBJECTIF : Contrôler un moteur électrique avec une poignée de type scooter électrique.

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

Pour quoi : Pour des vélos pour enfant, des quadricycle pour hémiplégique, des "trotti" pour tracter un fauteuil roulant (https://wikilab.myhumankit.org/index.php?title=Category:Mobilit%C3%A9)]

Comment : En pilotant le moteur grâce au contrôleur et à la poignée.

Choix 1 pour le moteur - En intégrant un moteur dans la roue à l'aide de flasques réalisés en dibon (Documentation : Motorisation Roue).

Choix 2 pour le moteur - En utilisant la roue de vélo complète.

Choix 3 pour le moteur - En inventant votre propre solution :D

Combien : Grâce à notre partenariat avec La petite Rennes nous pouvons vous fournir gratuitement une batterie, un chargeur de batterie et un moteur électrique (avec sa rallonge) 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.

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

Equipe (Porteur de projet et contributeurs)

Porteurs du projet : Les utilisateurs de solution de mobilité
Concepteurs/contributeurs : Gael, DD, Suliane, NicoP, Christian, Michel, Briac, Yo
Fabmanager référent : Yo
Responsable de documentation : Yo

Matériel nécessaire

Un contrôleur de moteur électrique : Contrôleur de moteur Nous avons choisi le modèle 24-48V 500W 124DX

La poignée d'accélérateur est présente il n'y a donc pas besoin d'en acheter une.

Un affichage est est présent, il permet de lire la vitesse, choisir des options et aussi de paramétrer les fonctionnalités du contrôleur.

Gaine thermorétractable

Étain

Rallonge de câble moteur

La rallonge moteur

Les connecteurs en gros plan

C'est un câble avec 9 conducteurs électriques :

3 gros conducteur pour les 3 phases du moteur : Les fils Bleu, Jaune et Vert
6 petits conducteur pour les 3 effets hall les fils Bleu, Jaune et Vert, les 2 alimentations Rouge + et noir - et le fil blanc pour la vitesse.

Le câble avec le connecteur qui se branche sur le moteur et de l'autre coté les fils à relier sur le contrôleur.

Les fils en gros plan.

Outils nécessaires

Fer à souder
Pinces coupantes
Pinces à dénuder

Coût

Environ 60 €

Fichiers source

La documentation fournit par le constructeur :

En photo :

En papier :

Information sur les contrôleurs

Type de moteur : Brushless (Sans charbon)

Tension disponible (A vous de choisir lors de l'achat) : 24V ; 36V ; 48V

Puissance disponible (A vous de choisir lors de l'achat) : 250W ; 350W ; 500W

Le courant utilisé par les différents type de contrôleur : 13A±1A(250W) ; 15A±1A(350W) ; 25A±1A(500W)

Taille des contrôleurs : 86mm*53mm*30mm(250W et 350W), 121mmx50mmx30mm(500W)

Quelle utilisation possible : Vélo électrique, Scooter électrique, e-car, e-golf car etc.

Etapes de fabrication pas à pas

1 - Le contrôleur reçu

2 - Repérage des fils

Fils d'alimentation équipé de son connecteur XT 60

Fils de l'accélérateur à relier à l'afficheur

Fils de moteur

Capteur à effet hall

Sens de rotation

Contacteur de frein

Capteur de pédalier (Non testé)

Fils de liaison entre le contrôleur et l'afficheur

Fils d'alimentation accessoires (Lumière, klaxon, usb power) le fils noir est le GND (Le 0V) le jaune est l'alimentation + (Je n'ai pas encore mesurée la tension présente)

L'afficheur

4 - Branchement de l'alimentation

Support de batterie
Support retourné pour dévisser les 4 vis du logement du contrôleur d'origine.
Dévisser les 4 vis
Sortez le contrôleur d'origine
Repérer les fils d'alimentation et le fil qui va au moteur
Couper les 2 fils de l'alimentation
Dénuder les extrémités afin de les étamer
Préparer le connecteur XT60 pour le souder aux 2 fils relier au connecteur d'alimentation
Laisser les 2 parties du connecteur XT60 pour le souder. (Cela permet d'éviter de faire fondre le connecteur et de décaler les plots en cuivre.
Vous pouvez à ce moment là dé-connecter les 2 parties
Remettre le connecteur d'alimentation dans son logement et remettre les 4 vis
La partie batterie est finie

5 - Branchement du moteur et des capteurs à effet hall

Repérer le fil qui est relier au connecteur du moteur
Couper les fils le plus long possible
Il existe des rallonges ou vous pouvez faire la votre

6 - Branchement du contrôleur

Contrôleur nu sorti de sa boite
Dénuder les extrémités et souder les 3 phases moteur du contrôleur avec les 3 fils de la rallonge.
Faites chauffer la gaine thermorétractable pour protéger les fils.
Couper le connecteur des capteurs à effet hall
Relier les fils du contrôleur à la rallonge (Respecter le code couleur)
Connecter les fils de l'alimentation de l'afficheur
Connecter les fils de l'accélérateur

7 - Auto-apprentissage du sens de rotation

Lorsque vous voulez utilisez le contrôleur pour la première fois, vous devez effectuer un auto-apprentissage pour détecter le sens de rotation de votre moteur.

Étape 1 : Il faut commencer par mettre en route le contrôleur, il suffit d'appuyer sur le bouton du milieu pendant 3 secondes.

Étape 2 : Connecter le câble du moteur, la batterie et les câbles de l'afficheur

Étape 3 : Relier ensemble les deux fils vert :

Soit : Le moteur doit tourner dans un sens (arrêter la roue est impossible à la main)

Dans ce cas, débranchez les fils vert après l'avoir laisser tourner 10 - 20 Secondes

Soit : Émettre "un grognement" (La roue peut tourner un peu, c'est possible d'arrêter la roue à la main)

Dans ce cas, débranchez les fils vert et les laisser 5 secondes débranchés, puis rebranchés les et laisser tourner la roue 10 - 20 Secondes.

Ces fils vert ne resserviront plus à l'avenir, sauf si vous utilisez ce même contrôleur pour un autre moteur...

Cette petite vidéo peut vous être utile ...

Sens de rotation

8 - Branchement du détecteur de freinage

Les deux fils du détecteur de freinage (Les fils blanc et noir) servent à couper l'alimentation du moteur lorsqu'ils sont reliés l'un à l'autre. Une poignée de frein pour vélo électrique est équipé d'un petit interrupteur qui ferme un contact lorsque l'on freine.

MAIS lorsque les 2 fils ne sont plus reliés ensemble (Lorsque l'on lâche la poignée de frein) le moteur reprend de la vitesse ...

Ces deux fils sont donc particulièrement indiqués pour installer un frein mais aussi un coupe circuit ou un arrêt d'urgence qui reste en place une fois appuyé.

valeur entrées dans le contrôleur

Les valeurs que nous avons entrées dans le contrôleur sont indiqués comme "MHK="

Lorsque c'est écrit : (Cette valeur n'est pas optimale) cela signifie que nous n'avons pas essayer toutes les valeurs et qu'un des paramètres permettrait un meilleur fonctionnement.

Dans la documentation du constructeur il est écrit qu'il n'y a besoin de paramétrer que les P03, P06, P07, P10 et P13.

Lorsque vous avez terminez de tout installer il va falloir éditer les paramètres :

- Entrer dans le menu en appuyant en même temps sur les bouton "Flèche" et "M"

- Le "M" en bas fait baisser la valeur et "la flèche" en haut fait monter la valeur

- Le bouton "allumage" au milieu fait passer au menu suivant

P01 : Lumière de rétroéclairage : MHK=4

P02 : Unité de distance : 0=Km et 1=Mile : MHK=0

P03 : Tension de fonctionnement : MHK=36V

P04 : Durée de fonctionnement avant extinction automatique en minutes : MHK=5

P05 : Position d'assistance : NON Présent sur notre modèle

P06 : Diamètre de roue, unité en pouces et précision 0.1" : MHK=16"

P07 : Nombre d'aimants dans le moteur entre 1 et 100 (Pour la vitesse affichée, mais ne change pas la vitesse réelle : MHK=6 (Cette valeur n'est pas optimale)

Précisions pour ce paramètre :

1 - Si votre moteur a un fil de capteur de vitesse (Souvent c'est le fil blanc avec les capteurs à effet hall), alors mettez le P07 à 1 (MHK = pas encore essayer de relier le fil blanc)

2 - Si votre moteur n'a pas de fil pour le capteur de vitesse (les 5 fils du capteur hall sont branchés) alors vous devez connaître le nombre d'aimants et le rapport de transmission de votre moteur.

P07 = Nombre d'aimants x le rapport de transmission

Par exemple : 20 aimants et un rapport de transmission de 1/4.5 alors P07 = 20x4.5=90

P08 : Vitesse limite, l'étendue est entre 0 et 50Km/h ; 50 veut dire qu'il n'y a pas de limite de vitesse.

Lorsque la vitesse est supérieure à la vitesse de réglage, la sortie pwm est désactivée. MHK=100 (Cette valeur n'est pas optimale)

P09 : départ arrêté ou non ( Cela veut dire que : 0 le moteur peut partir même si le véhicule est à l'arrêt. et : 1 le moteur ne démarre que si le véhicule déjà élancé à 2 ou 3 Km/h) MHK=0

P10 : Réglages du moteur :

0 = Assistance de puissance avec capteur de pédalage (Principe des vélos électrique), accélérateur inactif

1 = Accélérateur actif, mais assistance de puissance inactive

2 = L'accélérateur et l'assistance sont actifs tout les deux simultanément.

P11 : Réglages de la sensibilité de l’accélération : Entre 1 et 24, MHK=1 (Cette valeur n'est pas optimale)

P12 : Réglage de la force de démarrage : Entre 1 et 5, MHK=5 (Cette valeur n'est pas optimale)

P13 : Type de capteur de pédalage : MHK=12 (Cette valeur n'est pas optimale)

Les capteurs simples mettez soit 5 ou 8

Les capteurs double mettez 12

P14 : Pas d'information sur la fonction : MHK=12 (Cette valeur n'est pas optimale)

P15 : Pas d'information sur la fonction : MHK=39 (Cette valeur n'est pas optimale)

P16 : Nombre de km parcouru, pour le remettre à zéro, il faut appuyer sur le bouton flèche en haut.

P17 : Pas d'information sur la fonction : MHK=1 (Cette valeur n'est pas optimale)

Durée de fabrication du prototype final

2 h pour faire tourner un moteur d'assistance de vélo électrique.

Ressources

Vidéos

Détaille le branchement d'un contrôleur :

Branchement du contrôleur (Tchangly21)

Branchement du contrôleur (Ebike distribution)

Comment inverser le sens de rotation du moteur si le contrôleur n'est pas équipé des 2 fils vert ici et blanc avec d'autres contrôleur : Inverser le sens de rotation

La source de l'information : Page dédiée à l'inversement du sens de rotation

Le schéma des combinaisons :