VESC: Sähköajoneuvojen ohjain, selitettynä yksinkertaisesti
Heti kun kiinnostuu sähkömoottoripyöristä, sähköpotkulautoista tai itse rakennetuista laitteista, yksi nimi nousee jatkuvasti esiin: VESC. Puhutaan "VESC-järjestelmään siirtymisestä", "VESC-asetusten säätämisestä" ja "VESC Toolista". Lähes kaikki dokumentaatio on englanniksi ja hajallaan eri foorumeilla.
Tämä opas selittää ranskaksi ja ilman esitietoja, mikä VESC on, mitä se muuttaa perinteiseen ohjaimeen verrattuna, sen rajoitukset sekä ensimmäisen käyttöönoton vaiheet.
Tärkeimmät asiat
- VESC on moottoriohjainprojekti, jonka ohjelmisto on avoimen lähdekoodin: sen lähdekoodi on julkisesti saatavilla, ja jokainen voi tutkia sitä.
- Yhteensopiva ohjain voidaan säätää kokonaan ilmaisen VESC Tool -ohjelmiston avulla tietokoneella tai puhelimella.
- Hän ohjaa moottoreita vektoriohjauksella (FOC), mittaa itse moottorin ominaisuuksia ja tallentaa tiedot.
- Sen vahvuus on myös sen riski: kaikki on säädettävissä, mukaan lukien mahdollisesti virheelliset arvot, jotka voivat vahingoittaa akkua tai moottoria.
Mistä VESC on peräisin?
VESC on lyhenne sanoista "Vedder Electronic Speed Controller", ja se on nimetty sen luojan, ruotsalaisen insinöörin Benjamin Vedderin mukaan. Hän lanseerasi sen 2010-luvun puolivälissä sähköpotkulautojen käyttöön, ja julkaisi sen toimintaperiaatteet avoimesti. Projektista kasvoi laaja yhteisö, ja se on laajentunut koskemaan myös sähköpyöriä, hydrofoil-lautoja, robotteja ja karting-autoja.
Projekti koostuu kolmesta osasta:
- Ohjelmisto (firmware), eli ohjelma, joka toimii ohjaimen sisällä. Se on julkaistu GPL v3 -lisenssillä;
- VESC Tool, ilmainen säätöohjelmisto, saatavilla Windowsille, macOS:lle, Linuxille, Androidille ja iOS:lle;
- Laitteisto: Elektroniset ohjaimet, jotka pystyvät käyttämään tätä ohjelmistoa, ja jotka on valmistettu eri merkkien toimesta.
VESC on rekisteröity tavaramerkki. Siksi on olemassa myös ohjaimia, jotka markkinoidaan "VESC-pohjaisina" tai "yhteensopivina VESC Toolin kanssa": ne käyttävät samaa avoimen lähdekoodin ohjelmistoa, mutta niissä on jokaisella valmistajalla oma laitteistonsa.
Mitä VESC muuttaa verrattuna perinteiseen ohjaimeen?
Kaupallisen sähköpotkulaudan alkuperäinen ohjain on suljettu järjestelmä: joitain asetuksia on mahdollista muuttaa näytön kautta, mutta loput ovat valmistajan lukitsemia. VESC-ohjain avaa kaikki mahdollisuudet.
| Alkuperäinen ohjain | VESC-ohjain | |
|---|---|---|
| Asetukset | Joitakin asetuksia voidaan muuttaa suoraan näytöltä | Virrat, jännitteet, lämpötilat, kaasutin, jarrutus: kaikki |
| Ohjelmisto | Ei mitään, tai valmistajan sovellus | VESC Tool, ilmainen |
| Moottorin ohjaus | Vaihtelee mallista riippuen | Vektorikomento (FOC), antureilla tai ilman |
| Tiedot | Nopeus ja akun tiedot näytössä | Virrat, lämpötilat, jännite (suora mittaus), ja tiedon tallennus |
| Käyttöönotto | Kytketty, valmis ajoon | Vaatii moottorin tunnistuksen ja säätämisen |
| Sähköpotkulaudan takuu | Säilytetty | Yleensä katoaa muutosten jälkeen |
Vektorikomento (FOC)
VESC-ohjain pyörittää harjattomia moottoreita vektoriohjauksella, jota kutsutaan myös FOC:ksi. Virta vaihtelee jatkuvasti moottorin kolmessa vaiheessa, sen sijaan että se vaihtelisi askel askeleelta. Tämän seurauksena moottori on hiljaisempi, käynnistys on pehmeämpi ja kaasun vaste on tarkempi. Meidän ohjainten opas selittää tämän eron tarkemmin.
Moottorin tunnistus
Jotta moottorin ohjain toimisi optimaalisesti, sen on tunnettava moottorin sähköiset ominaisuudet: sen vastus, induktanssi ja jännite, jonka se tuottaa pyöriessään. VESC-ohjaimella näitä tietoja ei yleensä löydy teknisistä tiedoista: VESC Tool -ohjelma mittaa ne. Moottori ensin pitää pientä ääntä ensimmäisen mittauksen aikana, ja sen jälkeen se pyörii itsestään muutaman sekunnin toista mittausta varten. Juuri siksi tämä kalibrointi tehdään pyörä irti maasta.
Järjestelmä tunnistaa myös moottorin anturit (Hall-anturit, kooderi), jos niitä on asennettu. Jos antureita ei ole, VESC pystyy päättelemään moottorin asennon sen tuottaman jännitteen perusteella, kun moottori pyörii.
Virran rajat
VESC-ohjain määrittelee useita rajoituksia, jotka on kaikki asetettava: moottorin maksimivirta, akulta otettava maksimivirta, jarrutusvirta ja akun lataamiseen käytettävä virta jarrutuksen aikana. Lisäksi on olemassa jännitekynnysarvot (joiden alapuolella akku on suojattu) ja lämpötilakynnysarvot (joiden yläpuolella teho vähenee). Nämä asetukset ovat ratkaisevia sen kannalta, onko laitteesta nopea ja luotettava vai rikkoutuuko se helposti.
Tiedot ja diagnostiikka
VESC Tool näyttää reaaliajassa virrat, akun jännitteen, ohjaimen ja moottorin lämpötilat, ja tallentaa viimeisimmät virheet. On mahdollista tallentaa koko datanauha ja lukea sitä myöhemmin. Kun halutaan ymmärtää, miksi laite ei toimi, nämä tallenteet ovat arvokkaampia kuin kaikki oletukset.
Useita ohjaimia, jotka kommunikoivat keskenään
Sähköpotkulaudassa, jossa on kaksi moottoria, kaksi VESC-ohjainta voidaan yhdistää kommunikaatiokaapelilla. Yksi ohjain vastaanottaa kaasun ohjauksen ja välittää ohjeet toiselle, ja VESC Tool -ohjelmalla molemmat ohjaimet voidaan säätää yhden yhteyden kautta.
VESC:n rajoitukset
- On täytyy osata säätää se oikein. Liian korkea virta-arvo ei välttämättä ole heti havaittavissa: se kuluttaa akkua, lämmittää moottoria ja voi lopulta johtaa vikaan.
- Laitteisto vaihtelee valmistajittain. Ohjelmisto on sama, mutta komponenttien laatu, jäähdytys ja juotokset eivät ole. Kuten kaikkien ohjaimien kohdalla, ilmoitettu virta on luettava varovasti: onko kyseessä hetkellinen huippuarvo vai jatkuva virta?
- Alkuperäinen näyttö ja ohjaimet eivät aina toimi. Kaupallisten sähköpotkulautojen näytöt käyttävät yleensä alkuperäisen ohjaimen kieltä; tarvitaan yhteensopiva näyttö tai adapteri.
- Valmistajan takuu sähköpotkulautalle raukeaa yleensä, kun ohjainyksikkö vaihdetaan.
Huoltotyön vinkki.
Älä koskaan kopioi asetuksia toisesta laitteesta, joita olet löytänyt foorumilta. Oikeat virranrajoitukset riippuvat akustasi, moottoristasi ja jäähdytyksestäsi – ainoastaan niistä. Aloita varovaisilla arvoilla, aja, tarkista lämpötilat ja lisää sitten asetuksia pienissä askelissa.
VESC:n käyttöönotto – vaiheet
Tässä on ensimmäisen käyttöönoton vaiheet. Jokainen vaihe vaatii oman oppaansa; tämä antaa yleiskuvan.
- Tarkista laitteisto. Ohjaimen on kestettävä akun täyteen lataustilassa oleva jännite, ja sen virrat on vastattava akun ja moottorin kapasiteettia.
- **Asenna VESC Tool** tietokoneelle tai puhelimelle, ja kytke ohjain USB:llä tai Bluetoothilla (tarvittavan moduulin avulla).
- **Päivitä laiteohjelmisto (firmware)**, jos VESC Tool tarjoaa päivityksen, ennen kuin teet mitään säätöjä.
- `Käynnistä moottorin tunnistus`, nosta pyörä ylös, varmista ettei mikään koske pyörään.
- `Aseta rajat: moottorin ja akun virrat, katkaisujännitteet, lämpötilat. `
- `Säädä kaasutin ja jarru VESC Tool -ohjelman avustajan avulla, joka oppii niiden liikeradan.`
- **Suorita ensin koeajo pyörä ylhäällä**, ja sen jälkeen alhaisella nopeudella avoimella alueella, tarkkaillen lämpötiloja.
Ja laki?
VESC-ohjain ei ole sellaisenaan kielletty eikä sallittu: se on vain ohjain. Ranskassa sähköpotkulauta, joka liikkuu julkisilla teillä, on kuitenkin valmistusvaiheessa rajoitettava enintään 25 km/h nopeuteen. Suorituskykyasetukset on tarkoitettu radalle ja yksityisille alueille.
Haluatko järjestelmän, joka on valmis käyttöön heti?
Kaikki eivät halua viettää iltoja ohjelmiston säätöjen parissa. Siksi olemme kehittäneet RageLink -ohjaimet: ne on suunniteltu ja valmistettu Ranskassa omissa työpajoissamme, ja ne voidaan säätää, päivittää ja lukita sovelluksen kautta älypuhelimessa. Niissä on näyttö ja telemetria, jotka käyttävät samaa kieltä. Niitä ei ole vielä myynnissä; ennakkovaraukset ovat nyt mahdollisia.
Usein kysytyt kysymykset
Mitä VESC tarkoittaa?
"Vedder Electronic Speed Controller" (lyhennettynä VESC) tarkoittaa Benjamin Vedderin, ruotsalaisen insinöörin, kehittämää elektronista nopeudensäädintä.
Onko VESC Tool -ohjelma ilmainen?
Kyllä. VESC Tool on avoimen lähdekoodin ja ilmainen ohjelmisto, joka on saatavilla Windowsille, macOS:lle, Linuxille, Androidille ja iOS:lle.
Voidaanko VESC-ohjain asentaa mihin tahansa sähköpotkulauta-malliin?
Teknisesti ottaen, useimmissa harjattomilla moottoreilla varustetuissa sähköpotkulaudoissa, kyllä, jos ohjainyksikkö hyväksyy akun jännitteen ja toimii oikein jäähdytyksen kanssa. Sen jälkeen on sovitettava kaasuttimen, jarrun ja näytön liitännät ja kaikki on säädettävä.
Tekeekö VESC-ohjain sähköpotkulaudasta nopeamman?
Se ei toimi yksinään. Se mahdollistaa akun ja moottorin optimaalisen hyödyntämisen sekä tarkkaan säädettävän kiihtyvyyden ja jarrutuksen. Nopeus ja teho ovat edelleen rajoitettuja akun, moottorin ja jännitteen toimesta.
Mitä tapahtuu, jos VESC-laitteen asetukset ovat väärin?
Liian suuret virrat kuluttavat akkua tai saavat sen sammua, lämmittävät moottoria ja voivat vahingoittaa itse ohjainta. Liian alhaiset rajat puolestaan tekevät laitteesta teholtaan heikon. Siksi on tärkeää aloittaa varovaisilla arvoilla ja seurata lämpötiloja.