Как сделать электроскейт со «смартфонным» управлением

Перевел SaorY для mozgochiny.ru

Доброго дня, мозгочины! Сегодня «прокачиваем» скейт — устанавливаем на доску электропривод, который контролируется посредством обычного смартфона.

 

1цу

 

2цу

 

3цу

 

5цу

 

6цу

 

Этот мозгопроект основан на предыдущем руководстве о создании своими руками электролонгборда, которому, нужно сказать, не хватало некоторых важных функций, таких как, встроенная система зарядки, достойная кнопка включения/отключения, и Bluetooth-контроллер для смартфона. Также электролонгборд был слишком габаритным ( сама доска 115см! ) и, вследствие этого, не мог быть девайсом для повседневного использования. Самоделка этого руководства имеет все вышеперечисленные опции и к тому же короче по размерам, что делает его отличным вариантом для поездок на работу.

Максимальная скорость электроскейта — 30км/ч, дальность пути — 10км на полной скорости. Если передвигаться на нем медленнее, то дальность увеличивается, так как электродвигатель поделки более эффективен на малых скоростях. Ускорение на скейте хорошее, а двигатель обладает достаточным крутящим моментом, чтобы осилить небольшие подъемы.

Система привода не претерпела значительных конструктивных изменений. Лишь пластиковая шестеренка была заменена на алюминиевую, удалена шайба, а конструкция была доработана под меньшие и более доступные 83мм-е ролики, вместо 90мм-х.

Также электроскейт имеет рекуперативное торможение, может двигаться в обратном направлении и быть запрограммирован на разные значения ускорения. Еще я расскажу о том, как я сделал свой прототип Bluetooth-контроллера, который управляет дроссельной заслонкой и отображает заряд батареи посредством смартфона.

 

 

Шаг 1: Материалы

Механическая часть:

Электрическая часть:

И конечно:

  • дека скейта
  • втулка колеса (опционально)

 

7цу

 

8цу

 

9цу

 

10цу

 

11цу

 

12цу

 

13цу

 

14цу

 

Спрос на перечисленные запчасти высок, поэтому если не что-то найти, то легко можно заменить это на аналог.

 

 

Шаг 2: Высверливание шестерней и шайб

 

15цу

 

16цу

 

17цу

 

18цу

 

Первым делом на сверлильном станке высверливаем отверстия диаметром 6мм в 36-ти зубчатой шестерне и 5см-й шайбе. Для удобства я распечатал шаблоны и перед сверлением приклеил их на шестерню и шайбу, а для облегчения мозгосверления использовал WD-40. Эти две детали понадобятся в следующем шаге.

 

 

Шаг 3: Сборка колеса

 

19цу

 

20цу

 

21цу

 

22цу

 

23цу

 

24цу

 

25цу

 

26цу

 

27цу

 

На один из роликов монтируем ранее подготовленные шестерню с шайбой. Берем ролик, на него устанавливаем шестерню, при этом ее зубчатая часть обращена наружу, возможно понадобится дополнительная втулка или шайба между роликом и шестерней.

Совмещаем отверстия шестерни с отверстиями ролика и вкручиваем в них болты 6х62мм. Во время первого вкручивания каждого болта придется приложить некоторые усилия. Я вкрутил только четыре мозгоболта, так как еще два потерял, но вы должны использовать все шесть болтов.

На выступающие болты с обратной стороны ролика надеваем 5см-ю шайбу и закрепляем все 6мм-ми гайками. По сути, ролик зажат между шестерней и гайкой, что образует прочную конструкцию.

 

 

Шаг 4: Монтаж кронштейна мотора

 

28цу

 

29цу

 

30цу

 

31цу

 

32цу

 

33цу

 

34цу

 

35цу

 

36цу

 

Для крепление мотора самоделки  к подвеске необходим кронштейн, который вырезаем лобзиком, используя соответствующую пилку по металлу, по представленному чертежу из алюминиевой заготовки толщиной 6мм. Затем на сверлильном станке высверливаем нужные отверстия.

На подвеску данный кронштейн мотора крепится на расстоянии 30мм от начала колесной оси (см. видео во введении). Я сам не сварщик, поэтому пришлось за сварку заплатить. Перед сваркой следует «насухо» смонтировать детали подвески с кронштейном и определить нужный угол наклона самого кронштейна мотора. Вы же не хотите, чтобы мотор «чертил» по земле или по деке.

 

 

Шаг 5: Установка мотора

 

37цу

 

38цу

 

39цу

 

40цу

 

С помощью 12мм-х болтов М4 и шайб М4 крепим мотор на кронштейн. Отверстия в кронштейне чуть больше, чем диаметр болтов, и это позволит немного подтянуть ремень в случае слабой натяжки. Если же ремень сильно провисает, то эти мозгоотверстия можно будет еще рассверлить.

 

 

Шаг 6: Натяжка передаточного ремня

 

41цу

 

42цу

 

43цу

 

44цу

 

45цу

 

46цу

 

47цу

 

На данном этапе необходимо собрать ременную передачу между мотором и колесом. И сначала надеваем на ось две шайбы, поставляемых в комплекте с роликами и подвеской. Потом надеваем ремень на шестеренку колеса и 14-ти зубчатую шестерню затем надеваем колесо на колесную ось, а 14-ти зубчатую шестеренку на вал мотора.

С помощью двух шайб и гайки из того же комплекта крепим колесо на оси, и чтобы это сделать, возможно понадобится временно снять с колеса 5см-ю шайбу.

Двумя стопорными винтами из комплекта 14-ти зубчатой шестерни фиксируем ее на валу мотора, сам вал возможно понадобится немного сточить напильником для хорошего крепления. И используйте фиксирующую жидкость для всех резьбовых соединений.

Данная система привода поделки более долговечная, чем старая приводная система лонгборда. Алюминиевая шестерня — серьезная доработка, она не трескается, как пластиковая шестерня старого привода.

 

 

Шаг 7: Крепление подвески на деку

 

48цу

 

49цу

 

50цу

 

51цу

 

В комплекте подвески должны быть восемь 5мм-х гаек и болтов. Используя их, крепим подвеску на деку скейта. Я еще, для большего клиренса, установил несколько прокладок.

В деке, а я выбрал деку скейта, просто высверлены отверстия под крепление новой подвески. Эту деку еще усилил стекловолокном, что утяжелило ее, но и сделало более прочной. Для реализации этого мозгопроекта, советую выбирать деку более плоскую, и достаточно широкую.

 

 

Шаг 8: Электроника

 

52цу

 

53цу

 

54цу

 

55цу

 

56цу

 

57цу

 

58цу

 

59цу

 

60цу

 

61цу

 

62цу

 

63цу

 

Электронная «начинка» этой поделки собрана по представленной выше схеме.

Аккумуляторные батареи подключаем последовательно («плюс» к «минусу»), чтобы получить 6 ячеек или 22.2В, необходимых для ESC, который также подключен параллельно к Т-разъему, находящемуся за пределами корпуса и использующийся для зарядки аккумулятора. Теоретически, заряжать аккумуляторы можно только через Т-разъем, но ячейки аккумуляторных батарей разряжаются неравномерно, поэтому в самоделке применен сплиттер 2х3 на 1х6 для подключения балансирующего разъема. Балансирующий шнур размещен вне корпуса, и для доступа к нему необходимо снять пластиковую крышку.

Еще я снял вентилятор с ESC из-за отсутствия необходимости в нем, это значительно уменьшило необходимую высоту корпуса.

Аккумуляторные батареи, система стабилизации ESC и мотор подключаются через 4мм-е разъемы-банан и провода 10-го калибра. К разъемам-банан припаиваем провода такой длины, чтобы можно было собрать требуемую электроцепь. И при пайке убедитесь, что разъемы-банан заизолированы термоусадочной мозготрубкой!

Чтобы включать/отключать систему ESC без снятия крышки корпуса, я разобрал кнопку включения ESC и с помощью проводов подключил систему параллельно к большому тумблеру, который размещен на боковой стороне корпуса. И в при необходимости экстренного отключения электроскейта, я просто «щелкаю» по тумблеру ногой, и выключаю самоделку.

В качестве приемника вы можете использовать 2.4ГГц-й GT2B, подключив его к системе стабилизации ESC по каналу 2, или Bluetooth-контроллер.

 

 

Шаг 9: Прототип контроллера электроскейта

 

64цу

 

65цу

 

66цу

 

67цу

 

А теперь я расскажу, как сделать прототип bluetooth-контроллера для электроподелки. В его основе микроконтроллер AtMega328, тем самым, который используется в Arduino Nano. На фото представлена электросхема, собрав которую, загрузив мой код и скачав мое приложение, вы получите собственный Bluetooth-контроллер.

Необходимые компоненты:

  • Arduino Nano
  • Bluetooth модуль последовательной связи HC-06
  • резистор 220 Ом — 2шт.
  • резистор 47 кОм
  • резистор 10 кОм
  • светодиод — 2шт.
  • печатная плата
  • JST разъемы «папа» и «мама»

Сборка контроллера:

Паяем цепь по представленной выше схеме. Трехконтактный «папа»-разъем подключается к ESC, которая должна иметь BEC — Battery Eliminator Circuit — систему стабилизации питания. Эта система обеспечивает напряжение в 5-6В, необходимые для питания контроллера. Файл с кодом можно найти прилагаемых мозгофайлах. Светодиод на контакте 13 светится, если есть соединение с НС-06.

Прототип еще может замерять напряжение батареи через JST разъем справа, который соединен с положительным и отрицательным контактами ESC для замера напряжения.

Приложение контроллера поделки написано только для Андроид! Устанавливается оно просто, достаточно лишь открыть прилагаемый файл Electric Board Controller_1.0_1 на вашем смартфоне и оно установится. Файл приложения в формате .apk, обычном для Андроид.

В использовании приложение также не сложное, просто устанавливается соединение смартфона с HC-06, обновляется список, подключается модуль HC-06, и после этого ползунком приложения контролируется привод электроскейта. Это напоминает GT2B, но возможно придется изменить настройки ESC для синхронизации с «мах», «min», «нейтралью» приемника привода.

electroboard_kod

!!! Решив собрать и использовать Bluetooth-контроллер и приложение все риски связанные с этим вы берете на себя !!!

 

 

Шаг 10: Размещение электроники

 

68цу

 

69цу

 

70цу

 

71цу

 

72цу

 

73цу

 

74цу

 

75цу

 

76цу

 

77цу

 

78цу

 

79цу

 

80цу

 

Для защиты электрокомпонентов самоделки, я сделал корпус из стекловолокна, который крепится к деке шестью 6мм-ми болтами.

На корпусе смонтированы две фиттинга, через один из них проходят провода мотора, а через другой балансирующий кабель и провода зарядки. Эти фиттинги нашлись в полезном «мусоре» и прекрасно подошли для герметичного соединения. В корпусе высверлены отверстия, в них вставлены фиттинги и закреплены фиксирующими гайками. В один из фиттингов, через который проходят провода зарядки, вклеен кусочек подарочной карты, тем самым превратив обычную гайку в крышку.

Также в корпусе просверлено отверстие для тумблера включения ESC, куда он, собственно, и смонтирован. После всех этих действий доска приводится в естественное для нее положение и уже может «активироваться» мозготумблером, а также заряжаться через порт зарядки. Электронные компоненты зафиксированы в корпусе большим количеством застежки-липучки, а для герметичности соединения корпуса и деки, они проложены липкой неопреновой пеной.

Если вы решили сделать подобный корпус из стекловолокна, то:

  • делаем молд, например из пенопласта,
  • обтягиваем молд тонкой пленкой,
  • обкладываем молд стекловолокном 470 г/см,
  • наносим на стекловолокно эпоксидную смолу, достаточным слоем, чтобы оно хорошо пропиталось,
  • на сутки помещаем молд в вакуумный пакет,
  • через положенное время вынимаем,
  • отделяем стекловолоконный корпус от молда,
  • зачищаем корпус и красим его,
  • высверливаем отверстия под фиттинги и тумблер, и монтируем их.

Корпус поделки не обязательно делать из стекловолокна, можно и из пластика, акрила или даже дерева, главное, чтобы он защищал электронику. А у меня просто было много стекловолокна!

 

 

Шаг 11: Зарядка электроскейта

 

81цу

 

Заряжать аккумуляторы мозгоподелки очень легко! Гораздо проще, нежели заряжать прежний лонгборд. Все что нужно для этого, лишь подключить Т-разъем зарядного кабеля (входящий в комплект зарядного устройства IMAX В6) и 6-ти дорожечный балансирующий кабель к зарядному порту, выставить на заряднике 5А и зарядка начнется!

Скорость зарядки ограничивается зарядным устройством и блоком питания этого устройства. В моем случае, она ограничивается мощностью зарядного устройства в 50Вт, если бы мой зарядник имел мощность 100Вт, то скорость зарядки увеличилась бы примерно в два раза.

 

 

Шаг 12: Дополнительно

 

82цу

 

83цу

 

84цу

 

85цу

 

В попытке создать второй электролонгборд/скейтборд, я сделал прототип деки с встроенным стеклопластиковым корпусом. Эта дека казалась прочной, но при первом же тестировании лопнула. Не желая больше тратить время на создание деки, взял деку старого скейта, укрепил ее стекловолокном, и использовал в данном мозгопроекте.

Файлы:

К этому шагу прикреплены файлы с 3D-моделями шайбы и большой шестерни, которые использованы мной для создания чертежей и видео данного руководства. Вы можете ознакомится с ними в любой CAD-программе, например, AutoCAD или Inventor.

electroboard_3D

Заключительные мысли:

Данная электроподелка это нечто! Она вызывает интерес у прохожих когда я катаюсь на этом скейте по улице! И в следующем проекте по созданию электролонгборда/скейтборда/пенниборда планирую использовать несколько интересных деталей сделанных на ЧПУ-станке. В этом борде хочу еще больше улучшить систему зарядки, использовать более мощный мотор, а сам борд сделать легче и компактней.

Если этот мозгопроект вам понравился, то много дополнительной информации и более крутых проектов можно найти в моем блоге!

 

 

Шаг 13: Версия 3.0: Банановый борд

 

86цу

 

87цу

 

88цу

 

89цу

 

90цу

 

91цу

 

92цу

 

Почти сразу после завершения сборки электроборда 2.0 я начал работать над версией 3.0, и назвал его по понятным причинам «Банановый борд». Из его особенностей: дека, вырезанная на ЧПУ-станке, компактный дизайн, и большая дальность пути (в ущерб максимальной скорости). Весит «банановый» мозгоборд 5 кг, что делает его самым легким из всех созданных ранее электробордов. На этом «банано-борде» я буду совершать повседневные поездки и тестировать мой Bluetooth-контроллер для смартфона.

Я напишу учебные пособия по этой поделке и цепному приводу электроскейтов, так что следите за обновлениями!

Благодарю за мозговнимание и удачи в ваших начинаниях!

(A-z Source)

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!


6 Replies to “Как сделать электроскейт со «смартфонным» управлением”

  1. 1. смартфон — не то… над управлением надо мозговать..
    2. по моему рекуперативное торможение должно заряжать обратно батарею (т.е. электродвигатель превратится в электрогенератор). У Вас — на торможение тратится энергия.
    Но всё равно — !круто! 🙂

    1. Мне кажется что от 6000 до 12000 тыс рублей (смотря какие расходники ) но даже такая стоимость не будет превышать стоимость покупки уже готового

  2. Смартфоном неудобно. Как насчет управления «перчаткой»? Надеваешь на руку перчатку и комбинациями регулируешь

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *