Ручка тормоза своими руками

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 19.09.2024

Прошивка платы надоевшего гироскутера под ручку (педаль) газа открывает новые возможности для самодельщиков электротранспорта. Гироскутер (ховерборд) является отличным недорогим донором для изготовления электротранспорта своими руками. На основе запчастей гироскутера можно собрать электросамокат, трайк, детский четырехколесный автомобиль, багги, самоходную тележку и другие двух (и более) колесные полезные и интересные самоделки.

Некоторые самоделки Вы можете посмотреть в этом видео.

Второе условие – плата контроллера обязательно должна быть с чипом STM32F103RCT6, GD32F103RCT6, CS32F103RCT6 (символы после не имеют значения). Работа прошивки с другими чипами не поддерживается.

Что понадобится для прошивки

Программатор ST-Link

Программатор ST-Link V2 доставка из Китая / доставка из РФ, стоимость из китая около 400 руб. Все необходимые провода для подключения будут в комплекте. Подключается в USB порт ПК и тремя проводами к плате гироскутера.

Утилита для программатора STM32 ST-LINK Utility

Скачиваем с официального сайта актуальную версию. Нужно будет принять пользовательское соглашение и указать действующий адрес электронной почты. На него придет письмо со ссылкой на скачивание утилиты.

При установке всё предельно просто, и проблем возникнуть не должно.

Интерфейс утилиты выглядит следующим образом:

Драйвера для программатора ST-Link V2

Распаковываем архив и от имени администратора запускаем dpinst_amd64 (для х64) или dpinst_x86 (для х32) в зависимости от разрядности операционной системы. Разрядность можно посмотреть – Мой компьютер – свойства, (тип системы)

Исходник прошивки

Исходник прошивки (проект) прямая ссылка скачиваем, извлекаем из архива и сохраняем. Его будем настраивать.

Программа Visual Studio

Программа Visual Studio позволит настроить прошивку нужным нам образом и создать BIN-файл, который мы и будем заливать в микроконтроллер с помощью программатора. Для скачивания Visual Studio нужно будет зарегистрироваться на сайте. В процессе установки необходимо соглашаться на все разрешения для программы.

После запуска необходимо установить дополнение PlatformIO IDE. Копируем название, жмем на значок в левом меню, вставляем в поле поиска, выбираем из списка и жмем Install. После завершения установки и автоматических обновлений (это может занять немало времени и она подгузит еще несколько нужных дополнений сама) программа готова к работе.

В некоторых случаях потребуется дополнительно установить Python. На свой компьютер я его не устанавливал, так как всё работает и без него. У некоторых пользователей без него работать не получается.

Также при неполадках с программой иногда помогает её запуск через “Исправление неполадок совместимости” (жмем на иконку программы правой кнопкой мыши, из меню выбираем эту функцию) экспериментируем с различными вариантами.

Настройка прошивки

В исходном состоянии прошивка не готова к заливке в контроллер и её нужно подготовить. Все скриншоты сделаны после редактирования настроек под ту конфигурацию, которая была необходима мне для электросамоката. В ней оба колеса вращаются в одном направлении, максимальный ток на один мотор 15А. Для своих нужд Вы можете экспериментировать с настройками.

Открываем в программе Visual Studio папку с проектом (исходником прошивки). Жмем иконку Explorer – File – Open Folder и выбираем папку с проектом. Необходимо выбрать именно конечную папку с этим названием, иначе прошивка может не компилироваться (собираться).

Выбор режима управления

Открываем в левом меню пункт platformio.ini. Здесь мы видим список возможных вариантов управления. Для управления ручкой газа служит вариант HOVERCAR. Для его активации нужно раскомментировать строку default_envs = VARIANT_HOVERCAR; Variant for HOVERCAR build, для этого убираем знак ; в начале строки.

Далее в левом меню выбираем Inc – config.h, открывается код, в котором проводим необходимые настройки.

Настройка батареи

Так как исходник проекта периодически обновляется, у Вас номера строк могут отличаться от тех, что я привожу в скриншотах, но по тексту их легко найти. Вы можете воспользоваться переводчиком, чтобы понять за что отвечают строки, я приведу описание только понятных мне.

Настройки батареи (строки 63-82).

Эта настройка нужна для того чтобы научить контроллер правильно измерять напряжение батареи. При вводе неправильного значения в BAT_CALIB_REAL_VOLTAGE возможно преждевременное отключение контроллера, отключение сразу после запуска.

При использовании 10S литий ионной батареи допускается её разряд до 30 В. Поэтому значения BAT_LVL2, BAT_LVL1 и BAT_DEAD целесообразнее установить 340, 320 и 300 соответственно.

Отключение/включение моторов

138 // Enable/Disable Motor

Типы управления и методы контроля

Для самокатов, машинок и других проектов с водителем лучше подходит FOC_CTRL в сочетании с TRQ_MODE (управление моментом). При этом управление наиболее мягкое, высокая энергоэффективность, свободный накат при сбросе газа.

Также в разделе ховеркар (ищите ниже)

Ограничение тока и оборотов

В зависимости от используемых моторов можно отрегулировать максимальный вливаемый в них ток. Для своих 250 Вт моторов я оставил ток по умолчанию 15А. На практике любая плата выдерживает продолжительный ток 20 А (потребуется улучшить охлаждение), более высокий ток на ваш страх и риск.

define I_MOT_MAX 15 – максимальный ток одного мотора, А

define I_DC_MAX 17 – ставим на 2 Ампера больше как рекомендует автор

define N_MOT_MAX 1000 – ограничение максимальнх оборотов, об/мин

Если Вы хотите понизить максимальные обороты, например для безопасности при эксплуатации транспортного средства детьми, уменьшите define N_MOT_MAX экспериментально подобрав это значение для своих моторов. При этом ослабление поля из следующего пункта настроек обязательно должно быть отключено.

Ослабление поля/опережение фазы

Ослабление поля позволяет раскручивать мотор на бОльшие обороты без увеличения напряжения батареи. При этом если силы моторов хватает для ускорения под нагрузкой, они раскрутятся. Также увеличится и расход батареи. Если при резком сбросе газа после разгона до повышенной скорости моторы будут притормаживать до замедления до некой промежуточной скорости, установите в FIELD_WEAK_HI и N_MOT_MAX значение 1600.

// Field Weakening / Phase Advance

153 define FIELD_WEAK_ENA 1 – Включение ослабления поля / опережения фазы: 0 = отключено (по умолчанию), 1 = включено

154 define FIELD_WEAK_MAX 6 – Максимальный ток ослабления поля, чем больше тем выше возможная скорость (максимум 10)

156 define FIELD_WEAK_HI 1000 // (1000, 1500] – Верхний порог для ограничения оборотов, ставим 1600 если наблюдается глюк при сбросе газа как описано выше

157 define FIELD_WEAK_LO 750 // ( 500, 1000] – Нижний порог для начала ослабления поля, рекомендуется оставить 750

Направление вращения моторов

Раскомментировать для активации. По умолчанию моторы вращаются как если бы они стояли на гироскутере и он катился вперед. На скриншоте инвертирован правый мотор, при этом оба мотора (если смотреть со стороны оси) вращаются по часовой стрелке.

Формирование файла прошивки

После завершения настройки нужно нажать галочку внизу. Программа проверит код на ошибки и при их отсутствии сохранит редактированный нами файл прошивки в папку с проектом по адресу hoverboard-firmware-hack-FOC-masterhoverboard / firmware-hack-FOC-master / .pio / build / VARIANT_HOVERCAR / firmware.BIN. Его мы и будем заливать в чип платы гироскутера.

Если возникают ошибки, проверяем визуально не поставили-ли чего лишнего или не удалили-ли что то нужное. Галочка запуска компиляции может отсутствовать если идет обновление компонентов Visual Studio.

Также замечены похожие платы, но немного с другой разводкой. Они встречаются очень редко, но всё же они есть. После прошивки зуммер не издает звуков – возможно у Вас такая плата. В послендем обновлении исходника появилась и эта версия. В config.h строки 61…66 выбираем вариант 0 – (подходит большинство плат), вариант 1 – второй, более редкий тип плат.

Примеры готовых прошивок

Если у Вас не получается скомпилировать прошивку со своими настройками, я оставлю примеры готовых файлов прошивки.

направление вращения моторов для самоката. Инвертирован правый мотор (оба мотора вращаются по часовой стрелке, если смотреть со стороны оси)
максимальный ток на мотор 15 А (17 А макс) не используйте гироскутерную батарею для такого тока!
ослабление поля 0
напряжение батареи на момент прошивки 36,00 В
без ограничения оборотов (при напряжении батареи 36 В большинство моторколес без нагрузки будет иметь около 450 об/мин)

направление вращения моторов для трайка
максимальный ток на мотор (детский вариант) 7 А (9 А макс), такой ток не должен повредить большинство исправных гироскутерных батарей 10S 2P
ослабление поля 0
напряжение батареи на момент прошивки 36,00 В
без ограничения оборотов (при напряжении батареи 36 В большинство моторколес без нагрузки будет иметь около 450 об/мин)

Подключение программатора к плате

Программатор ST-Link V2 подключается выводами SWDIO, GND и SWCLK к соответствующим точкам на плате, как показано на рисунке ниже. Чип будет брать питание от родной гироскутерной батареи, поэтому вывод +3,3 V подключать не нужно. Убедитесь что батарея достаточно заряжена и питание не пропадет в момент прошивки.

При прошивке должны быть подключены:

батарея гироскутера
кнопка включения гироскутера
программатор

Процесс прошивки

Запускаем STM32 ST-LINK Utility
зажимаем и удерживаем кнопку включения гироскутера в течение всего процесса
для подключения к чипу жмем Target – Connect (альтернатива – иконка серой вилки на панели управления)

Появившееся предупреждение Can not read memory!… Означает, что чтение родной прошивки недоступно, так как она защищена от чтения.

Придется её стереть. Внимание. После стирания её невозможно будет восстановить.

Снимаем защиту от перезаписи

После завершения этой манипуляции получаем чистый чип

Теперь выбираем файл своей прошивки

Напоминаю, что по умолчанию после настроек в Visual Studio файл прошивки будет находиться по пути hoverboard-firmware-hack-FOC-masterhoverboard / firmware-hack-FOC-master / .pio / buildVARIANT_HOVERCAR / firmware.BIN.

Я создал несколько вариантов прошивок с разными настройками и поэтому выбираю из своей папки.

После удачного завершения процесса в нижнем окне увидим Verifycation…OK и Programmed Memory Checksum: ******

Если у Вас что-то идет не так, проверьте внимательно по скриншотам наличие галочек, и прочих настроек, где они присутствуют на каждом этапе.

При последующих заливках прошивки обязательно предварительно стирайте чип кнопкой Full chip erase, иначе фрагменты старого кода будут мешать работе нового!

Подключение ручки газа и тормоза

В качестве ручки газа можно использовать велосипедные или самокатные газульки с датчиком Холла, педали, либо обычные потенциометры. Подключение по трем проводам, как на схеме внизу. Цвета проводов на платах гироскутеров могут отличаться от приведенного примера, поэтому ориентируемся по расположению точек (пинов) на плате.

Всвязи с тем, что обычно ручки управления выносятся далеко от платы, в проводах могут наводиться помехи, что может вызывать нестабильную работу и ложные срабатывания. Для подавления этих помех следует повесить между сигнальными входами и GND конденсаторы ёмкостью 0,03…0,1 мкФ и резисторы сопротивлением 1…10 кОм, лучше сделать это как можно ближе к плате.

Тормоз может не подключаться вообще, если он не нужен и в Вашей конструкции предусмотрены механические тормоза. На практике он отлично работает и в своём самодельном самокате я использую его и не стал заморачиваться с механическими. Но повесить на него резистор и конденсатор нужно обязательно! И при калибровке (о ней будет ниже) нужно показать вход тормоза сымитировав нажатие кнопки (синий провод на +3,3 В).

При срабатывании на скорости он начинает тормозить рекуперацией, отдавая энергию в батарею. Когда скорость падает до определенного значения, при которой рекуперация становится неэффективна для торможения, контроллер наоборот вкачивает в моторы энергию батареи продолжая активное торможение до полной остановки. На всём продолжении торможения полная блокировка колес исключена и получается некий эффект ABS. Усилие торможения развивается достаточное для того чтобы почти улететь через руль при полном резком нажатии. Поэтому реализовывать его с помощью одной только кнопки – плохая идея. Для плавного дозирования торможения годится аналогичная газульке ручка на датчике Холла. Вариант подешевле – кнопка с потенциометром. Потенциометром в этом случае устанавливается требуемое усилие торможения.

Калибровка ручек газа и тормоза

Сразу после прошивки не будет никакой реакции на нажатия ручек газа и тормоза. Для того чтобы контроллер понимал, как на них реагировать, его необходимо обучить. Во время этой операции он запомнит минимальные и максимальные значения напряжений сигналов управления. Они не обязательно должны быть именно от 0 до 3,3 В и могут принимать любые значения этого диапазона, например от 0,5 В до 3 В.

Перед калибровкой необходимо убедиться, что контроллер выключен, колёса (включая фазные провода и провода от датчиков Холла), ручки газа и тормоза (если она нужна) подключены согласно схеме.

Для входа в режим калибровки нужно выполнить следующие действия:

нажать и удерживать кнопку питания контроллера не менее 2 сек, в этот момент прозвучит многотональный звуковой сигнал
кратковременно отпустить (менее секунды) и снова зажать и удерживать кнопку питания, в этот момент прозвучит короткий гудок высокого тона
дождаться короткого гудка высокого тона
отпустить кнопку питания
дождаться длинного гудка низкого тона

нажать пару раз полностью на ручку газа и отпустить
нажать пару раз полностью на ручку тормоза и отпустить(если используется кнопка с потенциометром, то нажимать её при выкрученном потенциометре в минимальное сопротивление, чтобы показать максимальное напряжение на сигнальном проводе)
нажать кнопку выключения
перезагрузить контроллер и проверить реакцию на нажатия ручек управления

После успешной калибровки колёса должны соответственно реагировать на ручки газа и тормоза. Без нагрузки колёса могут в диапазоне высоких оборотов начинать вращаться рывками, если Вы применили в настройках ослабление поля. Это так называемая “отсечка” от превышения максимальных оборотов. При торможении колёса вращаются “туда – обратно” и не успокаиваются. В вывешенном состоянии колес это нормально, под нагрузкой такого не будет.

Если калибровка прошла успешно и контроллер не издает звуковых сигналов ошибки, но при этом колёса не крутятся либо крутятся медленно/с посторонними звуками, возможно необходимо подобрать правильную комбинацию фазных проводов/сигнальных проводов с датчиков Холла.

Это не все возможные настройки, а только основные которым обязательно нужно уделить внимание.

Не стесняйтесь поддержать автора этой статьи, если она оказалась полезной для Вас!

Заказать готовую прошитую плату с нужными настройками

Если Вам нужна уже готовая прошитая плата, но по какой либо причине не хотите заниматься прошивкой самостоятельно, Вы можете заказать её здесь.

Некоторые модели мотобуксировщиков уже включают в себя тормозную систему. Если у вас модель без тормоза, вы можете изготовить его своими руками.

Тормозная система для мотобуксировщика состоит из нескольких частей:

Полный комплект тормозной системы

Обычно включает в себя следующие запчасти:

Тормозной диск для ведомого кронштейна на 220 мм.
Тормозная машинка.
Тормозной регулируемый тросик.
Стойка фиксации тормозного механизма.
Ручка тормоза для фиксации на руле

Тормоз из того, что можно найти в гараже

Можно купить или заказать в любом специализированном магазине, включая наш, или найти (изготовить самостоятельно) аналоги.

Люди катаются на велосипедах вот уже много десятилетий и достигли в этом большого искусства. Однако никакой разгон не доставит удовольствия, если невозможно остановиться. А остановка во многом зависит от того, каковы ручки для тормоза велосипеда. Какими они бывают, как не ошибиться с выбором?

Особенности

Подойти к выбору таких ручек (и самих тормозных систем) придется со всей внимательностью. Порой считаные сотые доли секунды и миллиметры отделяют благополучный исход от трагедии. Вот почему каждый велосипедист должен выбрать тормоза для своего байка самостоятельно, а не по шаблону. Очень многое зависит от:

опыта;
стиля катания;
уровня физической подготовки;
скорости реакции;
целей использования велосипеда и его исполнения.

Основные типы

Поклонники велосипедного спорта чаще всего используют специальные ручки, рассчитанные на 1 или 2 пальца. Это ограничение становится серьезным преимуществом для спортсменов, потому что иначе нельзя удержать вырывающийся из рук руль. К сведению: обычно такие управляющие механизмы используются совместно с мощными дисковыми тормозами. Они сумеют легко остановить байк, даже если ездок манипулирует одним пальцем.

В прошлом подобное удлинение было вполне обосновано, поскольку другого способа усилить нажим гидравлического тормоза или кантилевера не было.

Рукояти на руль-баран преимущественно комбинируются с манетками Dual Control. В этом варианте рукоять позволяет переключать передачи — и это решение довольно удобно. Можно сделать 2 хвата за руль. Переключение передач возможно в обоих положениях. На том же руле предусматриваются дублирующие рукояти, которые ставят в разрыве тормозных рубашек на циклокроссовых байках.

На детских велосипедах, в отличие от взрослых, преимущественно используют педальные тормоза. Но иногда такие конструкции можно встретить и на взрослом байке бюджетного класса. Давление ногой куда сильнее нажатия рукой. Педальная конструкция плоха тем, что она позволяет использовать лишь скудный набор передач. Отдельный вид — тормозные ручки для гидравлического торможения. В дорогих вариантах гидравлики предусматривается регулировка (точная настройка). Общее универсальное правило: чем выше цена, тем гибче настройки.

По умолчанию предусматривается изменение расстояния от ручки до грипсы. Эта опция призвана приспособить изделие для людей с самыми разными пальцами. Подавляющее большинство конструкций ручного управления тормозами позволяет настраивать и расстояние до руля. Выбор этого параметра определяется удобством. Но и при самом сильном надавливании ручка не должна соприкасаться с рулем.

Рано или поздно мотоциклы падают. При этом редкое падение происходит без последствий, требующих замены той или иной запасной части.
Самыми страдающими являются поворотники и рычаги сцепления и переднего тормоза.

Вот и меня постигла эта учесть. Если с поворотниками более менее разобрались. Нужно клеить, т.к. при следующем падении хоть сломается в том же месте :-)
С рычагом тормоза, сломавшимся в аварии я столкнулся впервые.

Вот в такую $ согнулся рычаг тормоза от поцелуя с голубым Ниссаном.

С одной стороны поиски были долгими, но относительно безрезультатными. Ссылки приводить не буду, но все сводится к трем выводам:

Тиски, газовый балон, горелка, пасатижи - простой набор для операции с неизвестным исходом
(еще перчатки были сварщика для защиты от ожогов)

Сначала потренировался на "кошках". В качестве подопытной была выбрана планка из "алюминия", купленная по случаю в одном из строительных магазинов.
Нагреваем, и гнем. Туда, сюда. туда, сюда. От удовольствия и счастья остановился только раз на 5-6.

Результат на подопытной "кошке" предвещал победу над сколиозом рычага тормоза!

Успехом я был одушевлен! Кнется легко! Не ломается.

С этими радостными мыслями обратился к химику на работе, чтобы узнать детали. Химик просветил, что все что похоже на алюминий, не алюминий вовсе, а различные сплавы. Будет гнуться или нет заранее определить будет сложно и самое правильное это попробовать гнуть на горячую. Если гнется - повезло. Нет - бежать в магазин за новой деталью.

После этого решил потренироваться на рычаге тормоза от CBR500. Новый рычаг заказан, так что риски относительно невелики.

Исходно имеем рычаг, который деформирован в двух плоскостях:

Рис. 1. Загнут кончик рычага

Рис. 2. Еще вот такая деформация. Изначально он был прямым.

Приступил к деформации более простой Рис. 1.

Счастью не было предела! После нагрева рычаг становился податливым и достаточно легко менял свою форму. Поправил и . обнаружил небольшую трещину в месте правки.
После охлаждения с приложением относительно небольших усилий руками рычаг разделился и моему вздору предстала вот такая картинка:

Более светлая часть - где производился нагрев. Более темная - с той стороны возникла трещина.
Оказалось это не особенности литья рычага, а всего навсего - темное - разрыв металла по горчему, а светлая часть - разлом холодного металла.

Более наглядно место излома можно определить по линейке. Постарался выдержать расположение рычага относительно линейки такоеже как на фотографиях до исправления

Пока для себя сделал несколько выводов:

Сегодня (05.04.2015) еще попробывал различные варианты правки рычага. К сожалению вывод неутешительный - рычаг от CBR500RA правке подлежат лишь очень граниченно:

1. На холодную не гнуться совсем, а сразу ломается! Гнется на холодную только в том месте где совсем металла мало (собственно там и загнулся при аварии).

2. Странно, но плачевность результатов изгиба различна при изгибании разных направлениях. Точнее результат всегда один и тот-же появление видимых трещин, но появляются они то раньше то позднее.

При нагреве изогнул рыча вот в такую форму:

Трещины появились быстро при изгибе к рулю

Углы изгиба примерно одинаковые. При этом если гнуть рычаг в сторону грипсы руля, то трещины появляются быстро, а вот если гнуть от руля, то трещины появляются позже. С чем это связано не знаю, плацебо эффект не исключаю.

Еще немного покопавшись в интернетах обнаружил несколько советов (верные или нет на практике не проверял):
1. Нужно не перегреть - правильная температура (вероятно в некоторых случаях) является температура плавления мыла.

2. Гнуть лучше не пасатижами, а трубой или накидным гаечным ключом.

3. Есть производители, которые изготавливают рычаги с возможностью правки, т.е. материал таков, что без нагрева, но с приложением определенных усилий рычаг можно несколько раз вернуть в первоначальное положение.

Теперь начинаю варить пластик. надеюсь, результат будет более обнадеживающим :-)

Читайте также: