Оживление "Очень умного электровелосипеда" - обзор контроллера BLDC

Продолжаем велотему.
Привезли электровелик Sparta ION RX. Электровелик с неродным дисплеем.
Все работает, включает свет, показывает скорость, время, температуру, пробеги и пр. но одна проблема- не едет. При включении любой из 6 степеней помощи (5 вперед и 1 помощь в парковке) пишет ошибка e-0014 не родной дисплей и отказывается ехать. Прошивка мозгов велика на неродной дисплей такого же типа (или прошивка дисплея на велик) около 60 евро где то в нидерландах у дилера спарты. То есть ехать можно только на педалях. О решении проблемы написано дальше.

Спросил у гугла, оказалось что это велик умный, дисплей и мотор общаются по какому то своему протоколу. Обмануть протокол не представляется возможным, было решено решать проблему «в лоб», ставить китайский контроллер на мотор и все. Мотор был осмотрен, 250 ватт 36 вольт, 3 провода. Ну раз 3 провода, значит это выход трех обмоток, мотор без датчиков холла. Заказан контроллер, который может работать без датчиков холла (ссылка в шапке, брал за 15$), ожидание 2 месяца, большой заказ разбит на несколько безтреков.
Приехал контроллер, привезли велик. Снимаю крышку коммутации батареи, туда уходят три провода с мотора. Два провода толстые, как положено, силовые, один тонюсенький, передача данных. То есть на выходе мотора не 3 выхода обмотки, которыми управлять просто, а два силовых и один управляющий по хитрому протоколу. Прилетела птица обломинго. Просто решить не получится.
Решил делать по полной программе, идти до конца.

Снятие колеса.
Задние гайки под ключ на 19, а не 15 как у всех велов.
Снятие гаек, шайбочек, усилителей, натяжителей и прочей ерунды. Колесо не вытаскивается. Пока не сдул камеру, не смог вытащить колесо.

Разборка мотора.
Вообще для разборки велика нужны и звездочки и шестигранники. Ну еще отвертка PH2, ключики и прочие популярные инструменты.
Откручиваем винты под звездочку, поддеваю крышку кухонным ножом в щель, пока жена не видит. Потом отвертку в щель, чуть оттянул крышку, держится только на магнитах, но очень сильно.

Вкручиваю три шпильки, равномерно оттягиваю гайками крышку. Снял с верхней крышкой. Стянул крышку. Внутри мозги и 6 полевиков. 6 датчиков холла, расположенные на 180 градусов, работают с кольцевым магнитом, расположенным на левой крышке.




Мотор разобран.




Было 3 провода, нужно 3 старых +5 на холлы +3 фазы силовые. Было 3 нужно 11, проблема. Канал под кабеля в оси не резиновый, сверлить и увеличивать канал не решение — ослабнет ось. Протянул шввп 3*0,75+8 мгтф. Все в каптон, кембрики.

Датчики холла решено ставить в прорези ротора. Самодельным дремелем сделаны пропилы под датчики, датчики вклеены на эпоксидную смолу. Форма пазов под датчик не позволяет им вылететь и попасть в магниты.


Датчики установлены на 120 градусов. Ноги датчиков в термоусадку, снова эпоксидная смола сверху, кембрики, спайка плюсов и минусов холлов.

Верхняя плата с электроникой не садится, еще доработка корпуса дремелем. Села.

Сборка колеса, изоляция и укладка проводов. Колесо готово.


Батарея.
10 элементов последовательно 4 параллельно. 10S4P. Samsung INR18650.
Заявлено 11,6 амперчаса, реально около 10. Очень хорошо.
Но батарея не выдает напряжение на колесо (выдает 6в на фару), не видит команды, в батарее тоже «мозги». Припаиваюсь напрямую к плюсу и минусу батареи после предохранителя. Все в каптон, сверление корпуса батареи, герметизация термоклеем, сборка. Теперь с батареи можно брать напряжение, припаял две круглые клеммы.


Контроллер.
Разобрал контроллер, 6 полевиков и микросхема о 28 ногах.

Полевики SSF7509, N-канал, 75В, 6,5 mOhm, 80A.
Микросхема D79F7027. Находил мануал на похожую, но в другом корпусе, видимо это специализированный контроллер бесщеточных двигателей. Термопаста есть, собрано не плохо.
Обрезал лишние провода, собрал. Изготовил пластину для крепления контроллера. Закрепил между седлом и багажником.


Ручка газа.
Ручка газа состоит из почти десятка деталей. Стандартная ручка газа электровела работает на аналоговом холле, на выходе которого напряжение меняется от 0 до 5 вольт в зависимости от положения ручки, на которой находится кольцевой магнит. Я и контроллер надеялись на такой же сигнал. Но нет. Ручка газа разобрана полностью, внутри SMD датчик холла на 6 контактов, маркировку прочитать не удалось. Б***!!! Плата залита компаундом, расковыривал паяльником на 300 градусов. Магнит на ручке есть, датчик холла есть, напряжения 0-5 в нет и как его снять не понятно. Есть контакты RX и TX, то есть прием и передача, в ручке тоже «мозги».


На разборку и сборку ушло часов 10. В ручке стоит даже датчик температуры. Заказаны ручки газа с китая разного типа, Собрана временная коробочка на тумблере и резистивном делителе, она дает сигнал 0 -5 в на контроллер.




Общая сборка и проверка
Все собрано, кабеля подрезаны по длине и упакованы в разрезную гофру.
Провод на газ — провод от мыши, протянут в раме.

Контроллер может работать с датчиками холла и без. Ток контроллера до 20А. При превышении тока контроллер выключает нагрузку, нужно скинуть ручку газа в ноль и заново можно ехать. Например если затормозить колесо тормозом при электротяге (концевиков на ручках тормозов нет) то контроллер отключает колесо.
На холостом без нагрузки на максимальном газу (52 км/ч на дисплее) ток на контроллер 0,92А без датчиков холла и 2,6 с датчиками. Максимальная скорость велосипеда по ровному асфальту без помощи педалей составила 35 км/час, не ограничена электроникой, просто не хватает мощности. При такой скорости ток с датчиками около 10А, без датчиков около 17А.
Контроллер практически не греется, позволяет трогаться с нулевой скорости без педалей. Позволяет подключать систему PAS -помощь педалей, датчики тормоза высокого и низкого уровня. Есть функция противоугонки — при активации велосипед активно сопротивляется качению, подавая энергию на колесо в противофазе кручению, чтоб не укатили.

Что в итоге? Велосипед едет, проехал для испытаний около 40 км. Велосипед тяжел для города, особенно для езды по тротуарам (перед 8 кг + зад 20 кг). Другой характер езды, если на своем велосипеде, который легче в два раза, я понижал передачу и разгонялся, то тут даешь полный газ и разгоняешься с педалями, до 30-35 разгон довольно энергичный. Перед каждым съездом-заездом на бордюр (пандусы-трамплины сделали почти везде) нужно оттормозиться до 5-10 км/ч, потом заново разгон с электротягой. На своем я проезжаю эти места на 25-30 без проблем. Для этого велосипеда бордюр в 5 см уже большая проблема, я думал что пробью заднюю камеру, хотя давление в камере 4кг. На моем до 20 см не проблема, может и больше.
За городом и по хорошей дорожке лучше ехать на электровеле, можно дать неполный газ и чуть крутить педали, ехать 25-30 км-ч не напрягаясь. Можно 35 на электротяге. Максимум я разогнал его до 44 с педалями.
Приборная панель велосипеда работает в штатном режиме, показывает все параметры, управляет светом. Китайский контроллер толкает колесо. Все довольны, они друг другу почти не мешают.

Плюсы
+ Дешево
+ Он работает!
+ Работает как с датчиками холла так и без них
+ Куча функций, противоугонка, ограничитель скорости, куча нераспаянных функций.

Минусы
— Нет инструкции
— Не все разъемы в комплекте, пришлось докупать.