VESC: Vysvětlení řídicí jednotky pro elektrické závodní stroje, zjednodušeně

Jakmile se začnete zajímat o elektrické koloběžky pro závody, elektrické skejty nebo o domácí konstrukce, jedno jméno se neustále opakuje: VESC. Mluví se o "přechodu na VESC", o "nastavení VESC" a o "VESC Tool". Téměř veškerá dokumentace je v angličtině a je roztroušená po různých fórech.

Tento návod vysvětluje, francouzsky a bez předpokladu jakýchkoli znalostí, co je to VESC, jak se liší od klasického ovladače, jaké má omezení a jaké jsou kroky pro první spuštění.

Odkud pochází VESC?

VESC je zkratka pro „Vedder Electronic Speed Controller“, což je název odvozený od jména jeho tvůrce, švédského inženýra Benjamina Veddera. Spustil tento projekt v polovině 20. let, původně pro elektrické skateboardy, a veřejně zveřejnil princip fungování svého regulátoru. Projekt se rozrostl díky velké komunitě a rozšířil se i na koloběžky, kola, hydrofoilové prkna, roboty a karty.

Projekt zahrnuje tři části:

• Firmware, tedy program, který běží uvnitř řadiče. Je publikován pod licencí GNU General Public License v3;
• VESC Tool, bezplatný software pro nastavení, dostupný pro Windows, macOS, Linux, Android a iOS;
• Hardware: Elektronické desky, které jsou schopné spouštět tento firmware, vyráběné různými značkami.

VESC je registrovaná ochranná známka. Proto se také vyskytují kontrolery, které jsou prezentovány jako „založené na VESC“ nebo „kompatibilní s VESC Tool“: používají stejný volně dostupný firmware, ale s vlastním hardwarem, který je specifický pro každého výrobce.

Co systém VESC přináší oproti klasickému řadiči?

Originální ovladač u běžné elektrické koloběžky je uzavřený systém: některé nastavení jsou dostupné přes displej, zbytek je pevně nastaven výrobcem. Ovladač VESC otevírá všechny možnosti.

Vektorové řízení (FOC)

Ovladač VESC umožňuje pohon bezkartáčových motorů pomocí vektorové regulace, známé jako FOC. Proud se v motoru mění plynule ve všech třech fázích, namísto toho, aby procházel pevnými body. Výsledkem je tišší motor, plynulejší rozjezd a přesnější ovládání plynu. Náš průvodce ovladačem podrobněji vysvětluje tento rozdíl.

Detekce motoru

Pro správnou regulaci motoru musí řídicí jednotka znát jeho elektrické vlastnosti: jeho odpor, indukčnost a napětí, které generuje při otáčení. U systému VESC tyto hodnoty nejsou uvedeny v technickém listu: software VESC Tool je měří. Motor nejprve vydává zvuk při prvním měření, a poté se na několik sekund otáčí sám, což je potřeba pro druhé měření. Proto se provádí tato diagnostika s vytaženým kolem.

Detekce také rozpozná senzory motoru (senzory Hallova jevu, encoder), pokud jsou přítomny. Pokud nejsou senzory, VESC dokáže odvodit polohu motoru na základě napětí, které motor generuje při otáčení.

Omezení proudu

Systém VESC (Vehicle ESC) definuje několik klíčových limitů, které je nutné správně nastavit: maximální proud motoru, maximální proud odebíraný z baterie, proud brzdění a proud vracený do baterie při brzdění. K tomu se přidávají prahové hodnoty napětí (pod kterými je baterie chráněna) a teploty (nad kterými se výkon snižuje). Právě tato nastavení určují, zda se jedná o rychlé a spolehlivé zařízení, nebo o zařízení, které se snadno porouchá.

Data a diagnostika

Program VESC Tool v reálném čase zobrazuje proudy, napětí baterie, teploty řadiče a motoru a zaznamenává poslední chyby. Je možné uložit kompletní záznam a později si ho prohlédnout. Pro pochopení, proč se zařízení zastavuje, jsou tyto záznamy mnohem užitečnější než jakékoli odhady.

Několik ovladačů, které spolu komunikují

Na koloběžce s dvěma motory lze dva kontroléry VESC propojit komunikačním kabelem. Jeden kontrolér přijímá signál z plynové páčky a předává instrukce druhému, a software VESC Tool umožňuje nastavit oba kontroléry z jediné připojení.

Omezení systému VESC

• Je je nutné jej správně nastavit. Příliš vysoká hodnota proudu se nemusí projevit okamžitě: může poškodit baterii, způsobit přehřívání motoru a nakonec vést k poruše.
• Použité komponenty se liší v závislosti na výrobci. Firmware je stejný, ale kvalita komponent, chlazení a svarů se může lišit. Stejně jako u všech ovladačů, označený proud by měl být čten s opatrností: jedná se o krátkodobý špičkový proud nebo o proud, který je udržován po delší dobu?
• Původní displej a ovládací prvky nemusí vždy fungovat. Displeje u běžně dostupných koloběžek komunikují s původním řadičem; je potřeba kompatibilní displej nebo adaptér.
• Záruka výrobce na koloběžku je obvykle ztracena po výměně ovladače.

Začínáme s VESC: Kroky k úspěchu

Zde je postup pro prvotní spuštění. Každý krok si zaslouží vlastní podrobný návod; tento text poskytuje pouze přehled.

1. Zkontrolujte hardware. Řídicí jednotka musí akceptovat plné napětí baterie s rezervou, a její proudové hodnoty musí odpovídat tomu, co baterie a motor vydrží.
2. **Instalace programu VESC Tool** na počítač nebo telefon a připojení ovladače přes USB nebo Bluetooth (pomocí vhodného modulu).
3. **Aktualizujte firmware**, pokud to program VESC Tool nabízí, před provedením jakýchkoli nastavení.
4. **Spusťte detekci motoru**, kolo musí být zvednuté a nic by se nemělo dotýkat kola.
5. `Nastavení limitů:` proud motoru a baterie, napětí pro odpojení, teploty.
6. `Nastavení plynu a brzdy pomocí asistenta v programu VESC Tool, který se naučí jejich rozsah. `
7. `Provést první test s vytaženým předním kolem`, poté při nízké rychlosti na rovném povrchu, přičemž je nutné sledovat teploty.

A co zákony?

Řídicí jednotka VESC sama o sobě není ani zakázána, ani povolena: je to pouze řídicí jednotka. Ve Francii musí být elektrická koloběžka, která se pohybuje po veřejných komunikacích, konstrukčně omezena na rychlost 25 km/h. Nastavení výkonu jsou určena pro závodní okruhy a soukromé pozemky.

Preferujete systém, který je připraven k okamžitému použití?

Ne každý má chuť trávit večery v softwaru pro nastavení. To je myšlenka našich ovladačů RageLink: navržené a vyrobené ve Francii v našich dílnách, nastavují se, aktualizují a zabezpečují prostřednictvím aplikace v telefonu, a to vše s displejem a telemetrií, které používají stejný jazyk. Zatím nejsou v prodeji; je otevřen seznam zájemců.