Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

DIY SEGWAY - Elektryczny Pojazd Balansujący

felekfala 24 Aug 2012 23:06 59247 76
Altium Designer Computer Controls
  • #31
    farrix
    Level 17  
    Czy nie myśleliście o odzyskiwaniu energii traconej na hamowanie aby w tym czasie doładowywać akumulatory, oraz zmianie aku na li-pol wtedy można by ładować je w czasie 1-1,5 godziny a skoro projekt i tak był finansowany to co za problem.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #32
    felekfala
    Level 19  
    Co_pat wrote:
    PI kontrolujące prace silników

    Kontrolujesz prędkość czy prąd?
    Bardzo ciekawy projekt realizujesz. Nam już nie starczyło czasu na dalsze jego rozwijanie bo pracowaliśmy równolegle nad własnymi pracami magisterskimi.
    Co_pat wrote:
    A możesz napisać jaki dokładnie macie tranzystory i optodrivery? Może jakiś przykładowy schemat?

    Tranzystory - irg4pc50fd,
    Optodrivery - HCPL3120
    Ja bym pokombinował jeszcze z mosfetami na co najmniej 100V. Mosfety owszem można taktować z wyższa częstotliwością, ale jednak są bardziej wrażliwe na przepięcia.

    farrix wrote:
    Czy nie myśleliście o odzyskiwaniu energii traconej na hamowanie aby w tym czasie doładowywać akumulatory, oraz zmianie aku na li-pol wtedy można by ładować je w czasie 1-1,5 godziny a skoro projekt i tak był finansowany to co za problem.

    Nasze napedy pracują w trybie czterokwadrantowym co właśnie oznacza, że przy hamowaniu energia jest zwracana do akumulatorów czyli odzyskiwana.
    To, że projekt był finansowany to nie znaczy że bez żadnego limitu, na dany semestr/projekt.
    Z li-poli był by problem ze zwrotami energii.
    Tu cytat kolegi Sabre z forbot-a: "
    Tylko, że musisz pamiętać, że każdy cykl ładowania, nawet niepełny, czyli doładowywanie, skraca żywotność akumulatorka. Przyjęło się, że standardowo akumulatorek spełniający jakieś tam normy utrzymuje 80% albo 85% pojemności znamionowej po 300 chyba pełnych cyklach ładowania. "
    link do wątku: Link

    W każdym bądź razie zastanawialiśmy się nad tym i jest to dobra droga do ewentualnego dalszego rozwoju pojazdu i wzbogacenie go o połączenie super kondensatora i ogniwa LI-pol.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #33
    farrix
    Level 17  
    Zawsze można dać jakiś mały aku żelowy jako szybki bufor zwracanej energii a lipole tylko do ładowania "głównego" chodzi mi właśnie o szybkość ładowania z sieci.
    Superkondensator to też dobre posunięcie (jako bufor zamiast żelowego) tylko jak z dostępnością i ceną (allegro milczy w tej kwestii)?
  • #34
    rdzenferrytowy0
    Level 10  
    A nie lepiej byloby tam wpakować silnik spalinowy? Na benzynie możnaby bardzo dużo przejechać i szybciej
  • #35
    User removed account
    User removed account  
  • #36
    felekfala
    Level 19  
    rdzenferrytowy0 wrote:
    A nie lepiej byloby tam wpakować silnik spalinowy? Na benzynie możnaby bardzo dużo przejechać i szybciej

    Na wstępie myśleliśmy o dieslu ale jednak wyszło by za drogo....
    A tak na poważnie to nie wiem tak jak powiedział przedmówca w jaki sposób sterować tak precyzyjnie silnikami spalinowymi, próbuj może Ci się uda. My chcieliśmy zrobić pojazd elektryczny. Do zwiększenia zasięgu to już lepiej było by założyć na plecy generator spalinowy (chyba że ogniwo paliwowe), ale nie wiem jak z sprawnością takiego układu i na razie nie będę w to wnikał.
  • #37
    tatanka
    Level 20  
    lokomotywa spalinowa jak sama nazwa wskazuje napedzana jest silnikiem ..... elektrycznym :D
    silnik spalinowy napedza pradnice, a dalej to juz wiadomo

    tyle ze dla mnie prezentowany pojazd z silnikiem spalinowym to przekombinowanie
    wzrosnie waga, wymiary, koszt ......

    lepiej zrobic wymienny pakiet akumulatorow
  • #38
    rdzenferrytowy0
    Level 10  
    SpeakerMan wrote:
    rdzenferrytowy0 wrote:
    A nie lepiej byloby tam wpakować silnik spalinowy? Na benzynie możnaby bardzo dużo przejechać i szybciej

    Według mnie to silnika spalinowego nie wysterujesz tak dokładnie jak elektrycznego, zanim byś ruszył to by gleba była. Sadzę że to nie możliwe.



    a od czego są wariatory i sprzęgła?
  • #39
    tatanka
    Level 20  
    Zbyt skomplikowane.
    Jeżeli silnik spalinowy będzie pracować na stałym obciążeniu i doładowywać akumulatory to będzie też mało palić, można go też wytłumić (hałas) dla danych obrotów (np. 1200), skuteczniej niż dla przedziału 800-2500.

    Pytanie za 100 pkt, jaki zasięg / zastosowanie ma mieć ten pojazd? Bo to determinuje pojemność akumulatorów (sposób zasilania).

    Zalety tego pojazdu są takie, że jest cichy i nie robi smrodu.
  • #40
    aneuron
    Level 12  
    Macie jakieś dane co do momentów jakie w kołach są wystarczające do sterowania i jazdy tym pojazdem? Np. GoldenMotor ma silniki BLDC w kołach-nie lepiej byłoby z czujnikami Halla takie BLDC zastosować? Zależy jakie momenty są potrzebne... ale to małe kółka stosunkowo więc jakieś BLDC-podobne do tych rowerowych-pewnie by dało radę... niektóre z nich mają spokojnie 500-1000 Wat i podobne baterie coś koło 0.5 kWh pojemności się tam wozi...
  • #42
    aneuron
    Level 12  
    To takie kółka GoldenMotor z wbudowanym silnikiem BLDC za 126$ pewnie by dały radę:
    DIY SEGWAY - Elektryczny Pojazd Balansujący
    Model: MW16B -- 16" Motor Wheel
    Voltage:48V (Brushless)
    Power Rate:1000W
    Weight: 6.8Kgs

    Tylko pewnie trzeba by w "widelce" je zamocować, ale to i tak by było wskazane, bo takie wystające na boki na pewno narażone na gięcie bardziej, więc dodatkowo wzmocniłoby to konstrukcję.
    Być może łatwiejsze byłoby sterowanie tymi BLDC bo są w nich czujniki Halla i można wiedzieć w którą stronę się obraca i o ile się obróciło w danym czasie-może by wystarczył żyroskop tylko wtedy, aby utrzymać to w pionie...

    Być może będę ściągał takie silniki z Holandii, to może sobie zimowymi wieczorami spróbuję coś takiego oprogramować na kilku AVRach atmela ;)

    Im większe kółka, tym pewnie lepiej się pokonuje różne wyboje i nierówności, no i przeswit pod spodem byłby większy, ale moment też trzeba mieć odpowiedni aby tym sterować.

    Ciekawe wyzwanie ;)
  • #43
    felekfala
    Level 19  
    z czujnikami Hala nie było by tak trudno ale na pewno nie obyło by się bez akcelerometru. z czujników Hala możesz wywnioskować położenie wału z rozdzielczością 60 stopni, natomiast pomiar prędkości już by z tego wyszedł.
    Niestety nie było nas stać na takie silniki.
  • #44
    aneuron
    Level 12  
    felekfala wrote:
    z czujnikami Hala nie było by tak trudno ale na pewno nie obyło by się bez akcelerometru. z czujników Hala możesz wywnioskować położenie wału z rozdzielczością 60 stopni, natomiast pomiar prędkości już by z tego wyszedł.

    No nie 60 stopni-to zależy ile ma biegunów magnetycznych (magnets)
    Inaczej w małym silniczku BLDC z DVD ROM (z analogowymi czujnikami Halla)- ma np. 12 par biegunów magnetycznych w wirniku:
    DIY SEGWAY - Elektryczny Pojazd Balansujący
    Powyżej papierowy model sobie zrobiłem, zeby rozpracować sekwencje sterowania ;)

    A te rowerowe (o duzym momencie do koła 26") serii GoldenMotor mają nawet:
    GoldenMotor Poles (Magnets) Slots (Coils)

    Motor Type Poles (Magnets) Slots (Coils)
    HBS 46 51

    Te serii HBS za ok. 100$ mają więc już 46 magnesów, a kąt ELEKTRYCZNY nie 60 a 120 stopni...
    Więc czujnik Halla na jeden pełny obrót wyśle 23 stany High i 23 stany Low, co daje kąt mechaniczny ok. 8 stopni ;)
    Liczba uzwojeń jest wielokrotnością 3ech faz czyli 3*17=51.
    Są zasilane 3ma kablami (środek gwiazdy zwykle nie wyprowadzony) + 5 cienkich kabelków z 3ech czujników Halla (2a zasilanie Halli i 3y ON/OFF ).
    Co innego kąt elektryczny podawany na tych sekwencjach sterowania BLDC, a co innego mechaniczny przypadający na część obwodu koła...
  • #46
    aneuron
    Level 12  
    W sumie to mam pewnien pomysł zastąpienia wiekszości tej skomplikowanej elektroniki (z żyroskopem elektronicznym włacznie) trzymania w pionie czymś dosłownie "dziecinnie" prostym, ale to może rzeczywiście jak sprawdzę i zrobię to pokażę, bo sceptycy od razu by zaśmiecili forum, a powinno to raczej działać ;)

    Dzięki za info co do momentu w osiach, bo to daje wyobrażenie o potrzebnych silnikach.

    Pozdr.
  • #48
    kristofeno
    Level 10  
    Jakie silniki masz na myśli?
  • #49
    misiupan
    Level 35  
    aneuron wrote:
    W sumie to mam pewnien pomysł zastąpienia wiekszości tej skomplikowanej elektroniki (z żyroskopem elektronicznym włacznie) trzymania w pionie czymś dosłownie "dziecinnie" prostym, ale to może rzeczywiście jak sprawdzę i zrobię to pokażę, bo sceptycy od razu by zaśmiecili forum, a powinno to raczej działać ;)

    Dzięki za info co do momentu w osiach, bo to daje wyobrażenie o potrzebnych silnikach.

    Pozdr.


    Podstaw 3 ukryte koło tak jak w tanich chińskich wersjach.
  • #50
    aneuron
    Level 12  
    misiupan wrote:
    Podstaw 3 ukryte koło tak jak w tanich chińskich wersjach.


    Idea sterowania jest nieco inna, ale na 2óch kołach jeździć będzie jak klasyki, a nie chińczyki ;)

    Silnik ten co zapodałem to firmy GoldenMotor.
    W linku do obrazka był ich adres:
    GoldenMotor
    W zakładce "HUB motors" jest ten co zapodałem, bo jakoś nie pokazują mi się bezpośrednie linki...

    Poza tym są też inni producenci, ale akurat dzieki temu ich forum wiem dokładnie jak są zbudowane te silniki (ile mają biegunów magnetycznych, jak rozmieszczone czujniki Halla), więc powinno dać radę sterowniki do nich dorobić.

    Niektóre BLDC mogą mieć wbudowane przekładnie (zwykle te o mocy ok. 250W) więc trzeba uważać, bo jak ktoś nie chce z przekładnią wbudowaną (chyba o odzysku energii hamowania mozna wtedy zapomnieć) to trzeba posprawdzać dokładnie wcześniej.

    Na tym forum znawców tych silników BLDC (rowerowych i innych) znajdziecie:
    EV Forum

    BTW: Mi już niedouczeni "moderaci" na elektrodzie już kilka razy blokowali konto ;)
    Ale i tak realizuję swoje projekty i się nimi nie przejmuję.
    Właśnie kończę prace nad regulatorami do ładowania kilku acu równolegle, korzystając tylko z jednego trafo. Zresztą zamiast trafo mogą to być też 3fazy z silnika BLDC, bo wystarczy 3fazowy mostek sobie zrobić z 2fazowych (np. 3xKBPC25).
    Opis tego i symulacje są tutaj:
    Równoległe ładowanie kilku acu do różnych napięć (z jednego trafo/generatora 3 faz)
    Wyniki symulacji ładowania 2óch (acu) kondensatorów na tym obrazku (jest w linkach zapodanych):
    DIY SEGWAY - Elektryczny Pojazd Balansujący

    Pozdr.
  • #51
    Krzysiu6699
    Level 10  
    Jakiej metody użyłeś do doboru nastaw regulatora PD i dlaczego użyłeś taki właśnie algorytm a nie np. PID albo wnioskowanie rozmyte ?
  • #52
    felekfala
    Level 19  
    Jeśli chodzi o regulator położenia to PD dawał nam najlepsze rezultaty. Dobór nastaw polegał na tym że najpierw ustawiliśmy człon P, potem dodaliśmy i ustawiliśmy D eksperymentalnie.
    Nastawy dla regulatorów PI prądu zostały dobrane na podstawie parametrów silnika tj. rezystancji i indukcyjność obwodu twornika.
  • #53
    Krzysiu6699
    Level 10  
    Czyli rozumiem że regulator PD na wyjściu zadaje prąd który z kolei regulowany jest przez regulator PI sterujący współczynnikiem PWM wysterowania IGBT-ów ? I czy dla silnika tworzyliście model matematyczny i symulowaliście go np. w Simulinku?
  • #54
    felekfala
    Level 19  
    Krzysiu6699 wrote:
    Czyli rozumiem że regulator PD na wyjściu zadaje prąd który z kolei regulowany jest przez regulator PI sterujący współczynnikiem PWM wysterowania IGBT-ów ?

    Wszystko to opisane jest w pdf-ie załączonym w pierwszym poście. Nie mniej jednak tak też działa nasz program. Regulator PD położenia wypracowuje prąd zadany, który następnie po skorygowaniu o współczynnik zależny od skręcania, jest porównywany z prądem mierzonym. Uchyb prądu trafia na regulator PI, gdzie wyjście z z reg. to współczynnik wypełnienia.
    Krzysiu6699 wrote:
    I czy dla silnika tworzyliście model matematyczny i symulowaliście go np. w Simulinku?

    Po co tworzyć własny model kiedy można skorzystać z biblioteki Powersim ? Skorzystaliśmy z tej biblioteki do naszych symulacji.
  • #55
    bronto_wawa
    Level 12  
    aneuron wrote:
    misiupan wrote:
    Podstaw 3 ukryte koło tak jak w tanich chińskich wersjach.


    Idea sterowania jest nieco inna, ale na 2óch kołach jeździć będzie jak klasyki, a nie chińczyki ;)

    Silnik ten co zapodałem to firmy GoldenMotor.
    W linku do obrazka był ich adres:
    GoldenMotor
    W zakładce "HUB motors" jest ten co zapodałem, bo jakoś nie pokazują mi się bezpośrednie linki...

    Poza tym są też inni producenci, ale akurat dzieki temu ich forum wiem dokładnie jak są zbudowane te silniki (ile mają biegunów magnetycznych, jak rozmieszczone czujniki Halla), więc powinno dać radę sterowniki do nich dorobić.

    Niektóre BLDC mogą mieć wbudowane przekładnie (zwykle te o mocy ok. 250W) więc trzeba uważać, bo jak ktoś nie chce z przekładnią wbudowaną (chyba o odzysku energii hamowania mozna wtedy zapomnieć) to trzeba posprawdzać dokładnie wcześniej.

    Na tym forum znawców tych silników BLDC (rowerowych i innych) znajdziecie:
    EV Forum

    BTW: Mi już niedouczeni "moderaci" na elektrodzie już kilka razy blokowali konto ;)
    Ale i tak realizuję swoje projekty i się nimi nie przejmuję.
    Właśnie kończę prace nad regulatorami do ładowania kilku acu równolegle, korzystając tylko z jednego trafo. Zresztą zamiast trafo mogą to być też 3fazy z silnika BLDC, bo wystarczy 3fazowy mostek sobie zrobić z 2fazowych (np. 3xKBPC25).
    Opis tego i symulacje są tutaj:
    Równoległe ładowanie kilku acu do różnych napięć (z jednego trafo/generatora 3 faz)
    Wyniki symulacji ładowania 2óch (acu) kondensatorów na tym obrazku (jest w linkach zapodanych):
    DIY SEGWAY - Elektryczny Pojazd Balansujący

    Pozdr.



    Pragnę tu przestrzec wszystkich przed tym kolesiem , koleś jeszcze nigdy nic nie zbudował tylko symulacje z palca wyssane.
    On sam w sobie jest wielka symulacją , prawdziwych fachowców nazywa domorosłymi majsterkowiczami , na moja prośbę tak mi pomógł w prostym prostowniku do ładowania akumulatorów że się usmażył a działa wyśmienicie , gość oczerniał w temacie prostownika autora , a ja poczytałem o gościu co go skonstruował , jest znany prawie na każdym forum diagnostycznym jak i na peb , z jego różnych urządzeń korzysta kilka tyś ludzi w Polsce i Europie a kolega aneuron , nie zlutował chyba nic w swoim życiu tylko kit wciska i przeprowadza symulację .
    Nie mogłem się wypowiedzieć w temacie prostownika ponieważ mistrz aneuron swymi wypocinami doprowadził do zamknięcia tematu .
    Przepraszam z tego miejsca wszystkich że nie na temat ,ale nie mogłem pozostawić wyczynów symulatora –aneuron bez własnej opinii.
    Gdy moderator uzna to za obraźliwe lub łamiące prawo forum natychmiast usuną ta wypowiedź
    Pozdrawiam wszystkich ale nie symulatora
  • #56
    aneuron
    Level 12  
    bronto_wawa wrote:
    Europie a kolega aneuron , nie zlutował chyba nic w swoim życiu tylko kit wciska i przeprowadza symulację .
    Nie mogłem się wypowiedzieć w temacie prostownika ponieważ mistrz aneuron swymi wypocinami doprowadził do zamknięcia tematu .
    Przepraszam z tego miejsca wszystkich że nie na temat ,ale nie mogłem pozostawić wyczynów symulatora –aneuron bez własnej opinii.
    Gdy moderator uzna to za obraźliwe lub łamiące prawo forum natychmiast usuną ta wypowiedź
    Pozdrawiam wszystkich ale nie symulatora

    Kolego to bardzo dobrze że ten temat prostownika został zamknięty, bo już wszyscy tam wiedzą jak go zbudować. Tylko jeszcze należałoby usunąć schemat prostownika autostwa tego wielkiego autora Piwka (może jesteś tą samą osobą pod tym nowym nickiem), na którym nie ma... ani jednego bezpiecznika-za to jest warystor, tylko że zwiera on zasilanie pierwotne do gniazdka 230VAC :)
    Więc jak sobie na tym prostowniku odpalałeś samochód to powodzenia.
    Poza tym kolego Piwko udostepnił tam wersję.... demo, która przerywa ładowanie prostownika po... 1h według Twoich testów, więc to raczej jego DIY powinno z tamtąd zniknąć, bo to nikomu nie potrzebne. Ale dobrze że ów wielki autor zostawił w kodzie źródłowym... oprócz tego Demo, ... numer telefonu, chyba do siebie :D
    No i przeczytaj dobrą radę, którą Ci dałem w ostatnim moim poście w tym wątku:
    Prostownik do ładowania akumulatorów
    I załóż sobie przynajmniej na wtórnym trafo jakiś bezpiecznik w prostowniku, bo każdy prostownik ma taki bezpiecznik :)
    A w tym wątku poczytaj sobie do czego służy i jak działa warystor, to wtedy zrozumiesz, że brak bezpiecznika na tym schemacie Twojego "idola" to mało powiedziane, że niedoróbka :D
    warystor i transformator
    Trzeba tylko wcisnąć przycisk SZUKAJ na tym portalu ;)

    BTW: Nie warto pomagać kolesiom, którzy nie mają pojęcia o elektronice i odpalają samochody na prostowniku 150W z softem w wersji Demo :D
    A jakbyś sobie zrobił symulację to byś zobaczył jaki popłynie prąd w obwodzie, gdzie warystor zaczyna przewodzić i... jest bezpośrednio, równolegle do trafo i gniazdka 230VAC podpięty bez "fusa" ;)
  • #57
    bronto_wawa
    Level 12  
    Odpisze chociaż nie powinienem ,zrobię to ostatni raz.
    Bezpiecznik programowy działał wyśmienicie do momentu gdy kolega wsadził tam swoje łapki .
    Bezpiecznik się przepalił ale tobie kolego i to dawno. Więcej nie napisze ani słowa bo musiał bym zniżyć się do twojego poziomu a tak nisko nie chce upaść.
    Przepraszam za zaśmiecanie fajnego tematu.
  • #58
    Dławik81
    Level 15  
    A na jakiej zasadzie wykonano żyroskop bo wiem ze Orginał pojazdy są niestety wyposażone w tą funkcje tylko nic nie mogę się doczytać. jak to zostało zrealizowane .
  • #59
    felekfala
    Level 19  
    Dławik81 wrote:
    A na jakiej zasadzie wykonano żyroskop bo wiem ze Orginał pojazdy są niestety wyposażone w tą funkcje tylko nic nie mogę się doczytać. jak to zostało zrealizowane .

    Żyroskopu nikt nie wykonywał. I Jak to niestety wyposażone ?
    Układ posiada akcelerometr BMA180 firmy BOSCH oraz żyroskop L3G4200D firmy ST.
    Wczytaj się w pdf-a załączonego w pierwszym poście, masz tam mniej więcej napisane co i jak zostało zrealizowane.
  • #60
    8850
    Level 21  
    Pytanie do autorów projektu:
    1. CZy projekt i częsci projektowe mogą zostać opublikowane na licencji opensource lub jakieś innej publicznej nonprofit która pozwoli na zoptymalizowanie projektu przez innych zainteresowanych osób które będą chciały przerobić/ulepszyć elementy w taki sposób aby powstała społeczność osób nieakademickich dokładających swoje doświadczenie i wiedzę do kolejnych modeli prototypów? W ten sposób chociażby wyeliminujemy głupie docinki i komentarze miernych i biernych słabo wyedukowanych użytkowników elektrody.

    2. Czy w takim przypadku jest możłiwe zbudowanie strony/portaliku/forum/systemu kontroli wersji dokumentacji dla osób które będą chciały budować polskiego Waszego segwaya?


    ps. świetny projekt, gratulacje!!