![image](https://habrastorage.org/webt/v1/a1/un/v1a1unis4bfhwu1vra5qk-3pumc.jpeg)
Судари и сударыни, это моя первая публикация здесь, поэтому позвольте для начала представиться: Зебра, Пыльная Зебра. Скажете — ну вот, еще один псих — не мог получше ник выдумать. Так уж получилось, тот ник, который я использую в других местах, здесь оказался занят, а регистрироваться как-то было надо. Из школьных лет память вдруг вынесла название одного рассказика — ну да ладно, пусть оно и будет.
Вообще я счастливчик. Всегда был здоровым человеком, и даже простуда редко брала. А тут несколько лет назад заболел — кто бы еще понял, что это было. Голова — предмет темный и исследованию не подлежит. И я даже не кинул ласты и даже не переквалифицировался в овощ. Подумаешь — слегка окосел — это не проблема, одел повязку на один глаз, и все нормально, даже романтично — на пирата похож.
То, что внизу ничего не видно — тоже к лучшему, нечего там смотреть, смотри вперед. Ходить не можешь — а для чего люди колесо придумали? — возьми коляску и езжай. Твою речь перестали поднимать? Возьми ручку и пиши. Писать не можешь, руки трясутся? Какие проблемы — а компьютер для чего?
Ну и со временем проблемы понемногу отступать стали — теперь даже коляска не нужна, пары палок вполне хватает, чтобы передвигаться. Короче, Везунчик — мое второе имя.
Правда, прождав года два моего выздоровления, с работы меня выставили на пенсию — почему-то местный дизайнерский центр Texas Instruments не захотел иметь на работе инженера по применению, причем далеко не рядового, который не мог нормально общаться с коллегами и
клиентами, а в лабораторию его пускать просто опасно. Странно, да?
Это называется — опасайся своих желаний, иногда они сбываются. Но у судьбы особое чувство юмора — комики отдыхают. Не ты ли хотел иметь больше свободного времени, чтобы заниматься чем-то интересным? Получи, распишись — занимайся, чем хочешь. Если сможешь :)
На вождение машины на какое-то время получил запрет, но через какое-то время его сняли, опять свезло. Без транспорта тяжело. Но на велосипеде ездить, когда даже на ногах удержать равновесие не можешь — это из области ненаучной фантастики. Как-то у своих физиотерапевтов я заикнулся об этом — на меня посмотрели с сожалением — у него еще и крыша поехала.
На местной интернет-барахолке как-то увидел гироскутер — оказывается, их продают по смешным ценам. Народ накупил их поначалу, потом понял, что вещь не особо полезная. А у кого-то просто батарейки сдохли — в ближайшей лавке их не купишь, кроме того — они не дешевые и не все привыкли отвертку в руках держать, чтобы их поменять. Стали избавляться от них по бросовым ценам. А у меня появилась навязчивая идея извлечь пользу их этих сумасшедших колесиков. И сделать себе транспорт для велосипедных дорожек, которых в нашем городке просто немерено.
Надо отметить, что готовые скутеры для инвалидов не так уж и дороги — но больно тяжелые и большие.
![image](https://habrastorage.org/webt/3h/g9/yz/3hg9yz5ncyipkocmesxgwa-5ir4.jpeg)
В багажник даже универсала такой не затолкаешь. И хранить — много места занимает. Весит он больше 120 кг.
![image](https://habrastorage.org/webt/ty/zw/9g/tyzw9gpyw3fettd3zomzm5ncgme.png)
В итоге, купил я эти колесики — хотя дама, продававшая их посмотрела на меня с непониманием — зачем человеку, который на ногах с трудом стоит, эта шайтан-арба?
Тащим добычу домой и начинаем разбираться — чего нам перепало?
![image](https://habrastorage.org/webt/cm/tn/dk/cmtndkbso6_n87qud4pyukhx71m.jpeg)
Самое главное — два мотор-колеса с мощностью 350 ватт каждое.
Аккумулятор — как правило, на нем написано 4.4 амперчаса 36 вольт — т.е. батарея 2p10s из ячеек 18650. По бокам две платы с широко известными в узких кругах 6DOF IMU MPU6050.
![image](https://habrastorage.org/webt/ad/bj/b1/adbjb19joyhupqnidbmdxtwed6k.jpeg)
Силовая плата управления моторами на базе микропроцессора STM32F103RCT6 или китайского аналога GD32F103RCT6 — что, впрочем, без разницы.
Драйверы для управления полевыми транзисторами, коммутирующими обмотки хаб-моторов, собраны на куче транзисторов, которые с успехом заменяют копеечную микросхему наподобие IR2110. Зачем так сделано — сие науке неизвестно.
![image](https://habrastorage.org/webt/hm/er/ga/hmerga4gevks_23q6jjnuxybetk.png)
Еще одно чудо враждебной техники — понижающий преобразователь. Несколько транзисторов — такое решение я встречал несколько десятков лет назад. Схема — перфекционистов источников питания попросим отвернуться.
![image](https://habrastorage.org/webt/fy/tm/7x/fytm7xc8wwfum2l-s3joe_b0hww.png)
При зарядке последовательно с батареей почему-то оказался включен диод, причем с дико большим падением напряжения — 1 Вольт.
![image](https://habrastorage.org/webt/it/-7/ps/it-7ps1l9bhk4a9xtrm4arvhvey.png)
Зарядка используется стандартная на 42 Вольта, поэтому самый жирный последний вольт аккумулятору не достается, он заряжается всего до 41 Вольта. Зато срок службы батареи увеличивается — Маск не даст соврать.
![image](https://habrastorage.org/webt/ot/5i/p_/ot5ip_htdmxj8hzhahku7tnlgmk.jpeg)
Несмотря на все выше сказанное, плата прекрасно работает и с небольшими модификациями она практически одинакова в большинстве гироскутеров.
Есть еще какие-то платки с моргающими светодиодами, поющий bluetooth с динамиком, но они на скорость никак не влияют.
Все это может криво-косо использоваться как есть, но гораздо лучше воспользоваться альтернативным программным обеспечением. По моему мнению, лучший вариант — hoverboard firmware hack FOC.
Можно использовать движение накатом и легко реализуется торможение. К сожалению, без рекуперации — но для транспорта с такими маленькими колесами это не особо актуально.
Для прошивки понадобится программатор ST-link, цена китайского клона на Али в районе полутора евро.
Во всех описаниях альтернативных прошивок сказано — не запитывайте при прошивке плату от программатора, включите питание от батареи или внешнего блока питания, подключенного вместо батареи. Я не поверил — как дохленькие 3.3 Вольта от программатора могут что-то сжечь?
Оказывается, очень даже могут — процессор сдох, пришлось новый впаивать. Точки подключения программатора:
![image](https://habrastorage.org/webt/sj/rz/zc/sjrzzc9dguah6ujy2ydrcr35u9e.jpeg)
Программное обеспечение конфигурируется. В plaformio.ini нужно выбрать ваш вариант управления — в моем случай это UART:
;=================== VARIANT SELECTION ==========================
;
; Choose one or all variants get built
;
;default_envs = VARIANT_ADC ; Variant for control via ADC input
default_envs = VARIANT_USART ; Variant for Serial control via USART3 input
;default_envs = VARIANT_NUNCHUK ; Variant for Nunchuk controlled vehicle build
В файле config.h нужно выбрать алгоритм управления:
// Control selections
#define CTRL_TYP_SEL FOC_CTRL
...
#define CTRL_MOD_REQ TRQ_MODE
Если нужно движение накатом, электронный дифференциал и прочие плюшки — FOC — правильный выбор.
Как правило, измерение напряжения работает неправильно — подстраивается строкой
#define BAT_CALIB_ADC 1595
Чтобы долго не заморачиваться — посмотрел, какое напряжение выдает UART с калибровкой по умолчанию, измерил напряжение на батарее и пропорционально ошибке изменил калибровочный коэффициент. Так же подстраивается и коэффициент для измерения температуры платы — в моем случае ошибка была всего 2 градуса — оставил все, как есть.
Для управления в первой версии трайка сделал контрольную панель на том же STM32 — на входе пока ручка управления газом по типу мотоциклетной с переключателем вперед/назад. Эта ручка была причиной задержки — в местных лавках не купишь, а из Китая больше месяца шло. На будущее планировался электрический тормоз на задние колеса — но рукоятка была еще где-то в пути. Пока пришлось довольствоваться механическим тормозом на переднее колесо.
![image](https://habrastorage.org/webt/yc/iv/kt/ycivktln5lkfcl4logdx7b_m1cm.jpeg)
Пока суть да дело, можно и раму сварить. Сама конструкция проста, как мыло. За сварку попрошу не критиковать — сварщик я не настоящий. Кроме того — пепелац делался для инвалида инвалидом (помоги себе сам) — а вижу я плохо ниже уровня глаз, бинокулярное зрение не работает. Чтобы что-то варить — электрод надо держать двумя руками и с опорой под локти. Мне еще свезло, порой люди с подобными симптомами ложку ко рту не могут самостоятельно поднести. Короче, работал слепой сварщик с дикого похмелья :)
![image](https://habrastorage.org/webt/qz/1v/yg/qz1vygwdqvikyz4hxdo1bzataxa.jpeg)
Нарезаем трубки и части от донора — детского велосипеда, и свариваем все вместе, красим, собираем и наслаждаемся результатом.
![image](https://habrastorage.org/webt/vq/rz/rz/vqrzrzmlpflhjzq8fscs2ancayo.jpeg)
Получившийся пепелац на батарее 10А·ч проезжает немногим больше 25км. Скорость — максимум 25 км в час, но с такими маленькими колесиками без подвески и амортизаторов больше 15-20 км в час ездить не стоит. Ну и гравицапу помощнее поставить надо — 25 километров маловато будет.
Родные аккумуляторы от скутера как-то не очень подходят, чтобы мой вес таскать, далеко не уедешь. Поэтому купил новую батарею на 10.4 ампер-час — по-хорошему, надо было купить аккумуляторы и сварить батарею самому — BMS, полоски для сварки были заказаны, но пока они придут из Китая — уже и снег выпадет. А готовая батарея приехала из чешского склада за неделю.
Для чистоты эксперимента сделал тестер для измерения потребления тока и напряжения батареи на ходу с записью на SD карточку.
Проехал 4.05 км, потрачено 1.17 A·ч заряда. Значит, теоретически на родном гироскутерном 4.4 A·ч аккумуляторе можно проехать около 14 км, на двойном — 28 км а на 10.4 A·ч — 34 соответственно. По-моему — вполне недурно, если учесть мой вес и дорогу с подъемами.
![image](https://habrastorage.org/webt/gv/oh/ys/gvohystvcuggkyioi_2co54dsoy.jpeg)
Уже после окончания сезона решил навести ревизию в образовавшихся батареях. Пришлось делать тестер батарей. Оказалось, что ко мне попали неплохо сохранившиеся батареи, причем из двух из них параметры были очень похожи.
![image](https://habrastorage.org/webt/9m/iy/eu/9miyeuhqaptgchh1awb6ohh2ho0.jpeg)
Не пропадать же добру — сделал из них еще одну батарею, всего 8.8А·ч — но тоже хлеб.
![image](https://habrastorage.org/webt/dk/cp/qx/dkcpqxzhqup08chyt8kedji3wky.jpeg)
Долгими зимними вечерами делать ничего не получается — гараж занят машиной. Мечтаем, что сделаем, когда потеплеет.
![image](https://habrastorage.org/webt/dl/ma/ab/dlmaabi7dwkvoii7ypbr4kbcqp4.png)
Тем более что, за зиму накопилось много ништяков
Колесо с барабанным тормозом от самоката-роллатора. Самокат
Название самоката, кстати, характерное — Esla.
![image](https://habrastorage.org/webt/_k/lv/ym/_klvymfcjtzvz2dwlqpbwgkbwvo.jpeg)
Старый велосипед, как источник трубок и прочих ништяков — отдали даром. Даже жалко пилить было — вполне можно было в порядок привести. Но искусство требует жертв :)
В качестве сиденья используем стул из Ikea, купленный за
В магазине закуплены разные мебельные профиля 20х20х2мм, 25х15х1.25мм, мебельная труба 25х1.25мм. Всякие разные гайки, шайбы и болты.
Что пришлось заказать из Китая (список не полный, мелочи остались за кадром):
- вкладыш для сайлентблока;
- амортизатор;
- ручка газа с переключателем вперед/назад и ручка тормоза;
![image](https://habrastorage.org/webt/lu/dk/eg/ludkegqg_9lmi_5pxor1zl6asl0.png)
- считыватель RFID;
- дисплей от Nokia-5510;
- STM32F103C8T6 Blue pill модуль.
![image](https://habrastorage.org/webt/nz/mz/wk/nzmzwkys6bltfpwimubvxyfmsnm.png)
Имейте в виду, что запросто может попасться модуль с какой-нибудь китайской копией STM32F103C8T6, даже если микросхема выглядит, как оригинальная. И даже если до этого вы покупали у этого же продавца такой модуль с оригинальным микроконтроллером. Но это не безнадежный случай, после танцев с бубном обычно удается заставить его работать так, как надо. Но эти танцы могут отнять время.
Макетные платы когда-то давно заказывал — иногда нужны макетки побольше размером, а готовые продают маленькие.
Делаем основу скутера — заднюю часть с мотор-колесами, сайлентблоками и амортизатором.
![image](https://habrastorage.org/webt/vs/h5/ys/vsh5yskzfkgd6rdiiou5fateqms.jpeg)
Немного переделываем рулевую часть велосипеда.
![image](https://habrastorage.org/webt/dy/lg/ea/dylgeaiqprpwev6xrla9hbzuzac.jpeg)
Колесо с барабанным тормозом нуждается в небольшой модификации, чтобы его можно было закрепить в велосипедной вилке.
![image](https://habrastorage.org/webt/2g/n0/wp/2gn0wpw7m5eq6uo2ni7cddnzgrk.jpeg)
Первый вариант рамы — после примерки оказался длинноват, пришлось урезать осетра сантиметров на 5.
![image](https://habrastorage.org/webt/gu/qj/mr/guqjmrficrpspmrvllfuzcddssa.jpeg)
Заодно добавились подставки для ног.
![image](https://habrastorage.org/webt/x6/rp/wm/x6rpwmcv64ppudvdrzyioprwfbg.jpeg)
В середине процесса кончилась сварочная проволока, которой был укомплектован недавно купленный полуавтомат. Не беда — в прошлом году в местном магазине не оказалось сварочной проволоки нужного диаметра — пришлось заказать из Германии.
Заправляем новую проволоку — а варить-то ей, оказывается, невозможно! Металл разлетается черными каплями, ничего не проваривается и в гараже стоит страшный дым. Интересно, как в прошлом году мне что-то удалось приварить этой проволокой? И что-то я сомневаюсь, что это изделие имеет какое-то отношение к немцам, несмотря на красивую упаковку. «При современном развитии печатного дела
К счастью, в нескольких километрах от дома пару месяцев назад построили новый магазин Motonet, и, судя по их сайту, эта проволока у них есть. Седлаем старый пепелац и через час имеем в гараже катушку новой проволоки, с которой можно варить безо всяких приключений.
![image](https://habrastorage.org/webt/tx/v1/n9/txv1n9whp7ebk0aoalyujgxfpk8.jpeg)
Для управления пепелацем используется последовательный интерфейс.
На руле смонтирован блок, изображающий панель управления. Все смонтировано на макетной плате, на нее приходят сигналы от ручки газа, переключателя направления движения и ручки тормоза. Для включения устройства используется RFID ключ. На дисплее отображается напряжение батареи и температура платы управления двигателями.
Дисплей — дешевый модуль от Nokia-5510, если не включать подсветку, он неплохо виден при солнечном свете.
![image](https://habrastorage.org/webt/ob/e0/by/obe0by-pojs2asf6n_aziziwx5i.jpeg)
Скорость, время и пройденный путь отображается смонтированным рядом велокомпьютером. На маленьком дисплее отобразить все параметры если и получится, то разглядеть их вряд ли выйдет. А переключать режимы отображения на ходу — так себе затея.
Корпус напечатан на 3D принтере — куда же нынче без него :) — как в старом анекдоте — «Пионер, у тебя нож есть? Какой же ты пионер без ножа? Вот тебе 100 грамм и пончик.»
При необходимости можно добавить новый RFID ключ, главное — запомнить и правильно выполнить последовательность действий. Но я ее уже забыл. Кажется так — включить задний ход, потом нажать тормоз и включить питание. Попинать по правому колесу, два раза хрюкнуть :), переключить на передний ход, поднести новый ключ, еще раз хрюкнуть и тормознуть — новый ключ будет добавлен в память. Может, что перепутал — надо исходники глянуть. Может быть крякать надо, а не хрюкать.
Тестируем электронику — пока все не на местах, лишь бы убедиться, что что-то работает.
![image](https://habrastorage.org/webt/wz/ug/5s/wzug5sndf7k-6j5k-teo19d8kd4.jpeg)
Подготавливаем коробочку для монтажа электроники, заталкиваем плату со всеми проводами, как есть. Если их укоротить, вид был бы намного культурнее, но как есть — удобнее, если по какой-то причине плату понадобится поменять. Все это безобразие закрываем крышечкой, пока по временной схеме. На постоянку потом примажем силиконовую прокладку.
![image](https://habrastorage.org/webt/ql/8s/yd/ql8syddr4isumsb5wqh8u-y0wyc.jpeg)
Для батарейки берется строго первая попавшаяся коробочка, нашедшаяся в гараже и примерно подходящая по размеру. Жертвой оказалась коробка от дремелеподобной машинки — внутренняя часть с отсеками этой машинкой и вырезана. Аккумулятору места хватит с большим запасом, еще придется уплотнитель затолкать, чтобы он не болтался.
![image](https://habrastorage.org/webt/ig/ki/7a/igki7azq2__xmavpjqn1bgo-ywc.jpeg)
Прикручиваем коробку к задней раме.
![image](https://habrastorage.org/webt/t2/hj/i2/t2hji2_jdh1kwnwk593prfewdi4.jpeg)
Переходим к рулю. Монтируем рукоятку механического тормоза, совмещенного с электронным. Тут очень кстати пришелся хлам, оставшийся от разборки нескольких велосипедов и самоката. Все удалось подобрать из имеющихся запасов, ни делать, ни покупать ничего не пришлось. С другой стороны — рукоятка газа. Посредине — блок управления и велокомпьютер.
![image](https://habrastorage.org/webt/r2/jr/we/r2jrwevbs7snphf2qcco9lkulhi.jpeg)
Самое сложное в руле — выбрать звонок. Пришлось обратиться за помощью к супруге. Если бы не она — я бы купил дудку. Но дудка была забракована, маленький звонок последовал за дудкой, но зато выбор звонка с картинкой занял определенное время — картинки были разные. В итоге приобретен Линукс с зонтиком.
![image](https://habrastorage.org/webt/bx/u5/4b/bxu54bqzzno7slf3xchydr_yup8.jpeg)
Когда проводка, наконец, смонтирована, выясняется, что никто никуда не едет. Ничего не включается. Себе не особо доверяю, плохо видя, что делаешь — запросто можно ошибиться в подключении. Перебрал все свои соединения — все нормально. И через полдня мучений обнаруживается, что переломлен провод внутри разъема, унаследованного от гироскутера. Абидно аднако, да?
В загашнике находятся такие же разъемы, немного укорачиваем провод и все восстанавливается.
![image](https://habrastorage.org/webt/qj/3x/3j/qj3x3jr5hi4aoz94uwvhucynnqg.jpeg)
Заводим пепелац — и обнаруживаем, что с места его особо не стронешь. Пока игрался на столе с платой — включил опцию стояночного тормоза, а выключить забыл. В итоге, если скутер пытаешься сдвинуть, он сопротивляется изо всех сил. Опять громоздим транспорт на столик, будем программное перепрошивать. Ниже уровня глаз мозги информацию воспринимают плохо, все смазано и кружится. Пытаемся обмануть ситуацию — китайцы продают очки с призмами. Не знаю, для чего они еще могут подойти — но мне иногда помогают. Хотя изображение несколько удаляют — но в комбинации с очками для чтение что-то сделать можно. Ну и кое-какая практика нужна — иначе в основном свой живот видишь. После модификации пробуем выкатить из гаража полуфабрикат — удивительно, но он едет.
![image](https://habrastorage.org/webt/ty/oq/lm/tyoqlmuvkv0pnjfqcoblsibeaw8.jpeg)
Как говорит мудрая пословица — не трогай технику, она не подведет.
Но дурная голова рукам покоя не дает. Все-таки вытащил я плату управления двигателями. Ну очень длинные провода. Кошка смотрит явно с неодобрением. Чего она не одобряет — не говорит. То ли ей тоже длинные провода не нравятся, то ли идея их укоротить. Тем не менее я их укорачиваю. В закрытой и заклеенной на герметик коробке видно не будет, но зато совесть мучить не будет, что на силовых проводах теряется 0.01% мощности.
![image](https://habrastorage.org/webt/st/go/h_/stgoh_1r2poqdmg7yvxv2vckcpg.jpeg)
Привариваем кронштейн для корзинки, к нему же будет крепиться держатель для к
![image](https://habrastorage.org/webt/di/5f/o4/di5fo4xr7yo13frq0vravz-hqya.jpeg)
Пепелац в процессе постройки по сравнению в первой версией.
![image](https://habrastorage.org/webt/r4/jy/j_/r4jyj_rsrm_m-v40ysoks8r5nh8.jpeg)
В общем, практически все готово — едем тестировать. Заодно в магазине помидорок купим и на фоне университета сфотографируемся.
![image](https://habrastorage.org/webt/qd/km/ou/qdkmouloegvjlgmip7khlydflyk.jpeg)
Статья получилась несколько сумбурная, подробности по разным темам можно почитать здесь:
- Аккумуляторы из NKON — на старых лыжах по летнему городу
- Пепелац 2.0 — электрический скутер-трайк
- Всякая всячина для самостоятельной сборки батарей, сплошные обломы и натягивание совы на глобус
- Делаем пепелац из ховерборда
Было у меня еще несколько статей по этой теме, но они мало кого заинтересовали, а может просто были размещены в неправильном месте — в итоге я их стер.
Для потенциальных критиков
Сопромат?
Нет, не слышал. Но советы будут приняты с благодарностью.
Да ты варить вообще не умеешь!
Да, не умею. И плохо вижу, что делаю. И руки трясутся так, что даже обычной ручкой написать что-то читаемое плохо получается.
P.S.
Я не самый большой псих в округе — много лет назад мужичок из деревни неподалеку, сделал из подручных материалов самолет, потом долго с полицией бодался — для начала у него пропеллер открутили и отобрали, сказали больше так не делать. Потом штрафовали, и он даже условный срок умудрился заработать.
![image](https://habrastorage.org/webt/xc/wk/4u/xcwk4ufjlg-son8_jcknprgpxe4.jpeg)