VESC: slobodni kontroler za električne trkaće strojeve, jednostavno objašnjeno

Čim se zainteresirate za električne trkaće romobile, električne skateboarde ili strojeve kućne izrade, jedno ime se stalno ponavlja: VESC. Govori se o «prelasku na VESC», «podešavanju VESC-a», «VESC Tool». Gotovo sva dokumentacija je na engleskom jeziku, razbacana po forumima.

Ovaj vodič objašnjava, na hrvatskom jeziku i bez predznanja, što je VESC, što mijenja u odnosu na klasični kontroler, koja su njegova ograničenja i korake za prvo pokretanje.

Odakle dolazi VESC

VESC dolazi od «Vedder Electronic Speed Controller», prema imenu njegovog tvorca, švedskog inženjera Benjamina Veddera. Pokrenuo ga je sredinom 2010-ih za električne skateboarde, slobodno objavljujući način rada svog kontrolera. Projekt je rastao uz veliku zajednicu i proširio se na romobile, bicikle, hydrofoil daske, robote i kartinge.

Projekt se sastoji od tri elementa:

• firmware, odnosno program koji se vrti unutar kontrolera. Objavljen je pod slobodnom licencom GPL v3;
• VESC Tool, softver za podešavanje, besplatan, dostupan na Windows, macOS, Linux, Android i iOS;
• hardver: elektroničke ploče sposobne pokretati ovaj firmware, koje proizvode različite marke.

VESC je registrirani zaštitni znak. Stoga postoje i kontroleri koji se predstavljaju kao «temeljeni na VESC-u» ili «kompatibilni s VESC Tool»: koriste isti slobodni firmware, uz hardver specifičan za svakog proizvođača.

Što VESC mijenja u odnosu na klasični kontroler

Originalni kontroler komercijalnog romobila je zatvorena kutija: nekoliko postavki je dostupno putem zaslona, ostalo je fiksirano od strane proizvođača. VESC kontroler otvara sve.

Vektorsko upravljanje (FOC)

VESC kontroler pokreće motore bez četkica pomoću vektorskog upravljanja, poznatog kao FOC. Struja se kontinuirano mijenja u tri faze motora, umjesto da prolazi kroz stupnjeve. Rezultat: tiši motor, mekši start i precizniji gas. Naš vodič za kontrolere detaljnije objašnjava ovu razliku.

Detekcija motora

Za pravilno upravljanje motorom, kontroler mora poznavati njegove električne karakteristike: otpor, induktivitet i napon koji proizvodi dok se vrti. S VESC-om ih ne tražimo u tehničkom listu: VESC Tool ih mjeri. Motor prvo ispušta zvižduk tijekom prvog mjerenja, a zatim se sam vrti nekoliko sekundi za drugo. Zato se ova detekcija radi s podignutim kotačem.

Detekcija također prepoznaje senzore motora (Hall senzori, enkoder) kada ih ima. Bez senzora, VESC zna izvesti položaj motora iz napona koji proizvodi dok se vrti.

Ograničenja struje

VESC razlikuje nekoliko ograničenja koja se sva moraju podesiti: maksimalna struja u motoru, maksimalna struja povučena iz baterije, struja kočenja i struja vraćena u bateriju pri kočenju. Tome se dodaju pragovi napona (ispod kojih je baterija zaštićena) i temperature (iznad kojih se snaga smanjuje). Upravo te postavke čine razliku između brzog i pouzdanog stroja i stroja koji se kvari.

Podaci i dijagnostika

VESC Tool prikazuje uživo struje, napon baterije, temperature kontrolera i motora te čuva tragove posljednjih grešaka. Možete snimiti cijelu vožnju i kasnije je pregledati. Za razumijevanje zašto se stroj gasi, ovi zapisi vrijede više od svih pretpostavki.

Više kontrolera koji međusobno komuniciraju

Na romobilu s dva motora, dva VESC kontrolera mogu biti povezana komunikacijskim kabelom. Samo jedan prima signal gasa i prenosi naredbe drugome, a VESC Tool ih obojicu podešava putem jedne veze.

Ograničenja VESC-a

• Potrebno ga je znati podesiti. Previsoka vrijednost struje se ne vidi odmah: troši bateriju, zagrijava motor i završava kvarom.
• Hardver se razlikuje od proizvođača do proizvođača. Firmware je isti, ali kvaliteta komponenti, hlađenja i lemljenja nije. Kao i kod svakog kontrolera, najavljenu struju treba čitati s oprezom: je li to vršna vrijednost od nekoliko sekundi ili trajna struja?
• Originalni zaslon i kontrole ne prate uvijek. Zasloni komercijalnih romobila govore jezikom svog originalnog kontrolera; potreban je kompatibilan zaslon ili adapter.
• Jamstvo proizvođača romobila se općenito gubi nakon zamjene kontrolera.

Započinjanje s VESC-om: koraci

Ovo je redoslijed prvog pokretanja. Svaki korak zaslužuje svoj vodič; ovaj daje pregled.

1. Provjerite hardver. Kontroler mora prihvaćati napon punog punjenja baterije s marginom, a njegove struje moraju odgovarati onome što baterija i motor podržavaju.
2. Instalirajte VESC Tool na računalo ili telefon i spojite kontroler putem USB-a ili Bluetootha (s odgovarajućim modulom).
3. Ažurirajte firmware ako VESC Tool to nudi, prije bilo kakvog podešavanja.
4. Pokrenite detekciju motora, s podignutim kotačem, ništa ne smije dodirivati kotač.
5. Podesite ograničenja: struje motora i baterije, napone isključivanja, temperature.
6. Podesite gas i kočnicu pomoću asistenta u VESC Tool-u, koji uči njihov hod.
7. Napravite prvu probu s podignutim kotačem, zatim pri maloj brzini na otvorenom terenu, pazeći na temperature.

A što je sa zakonom?

VESC sam po sebi nije ni zabranjen ni dopušten: to je kontroler. Ali u Francuskoj, električni romobil koji se vozi na javnoj cesti mora biti konstrukcijski ograničen na 25 km/h. Postavke performansi su za stazu i privatni teren.

Preferirate li sustav spreman za vožnju?

Ne želi svatko provoditi večeri u softveru za podešavanje. To je ideja naših RageLink kontrolera: dizajnirani i proizvedeni u Francuskoj u našim radionicama, podešavaju se, ažuriraju i zaključavaju putem aplikacije na telefonu, sa zaslonom i telemetrijom koji govore istim jezikom. Još nisu u prodaji; lista čekanja je otvorena.