VESC: controlerul open-source pentru motoarele electrice de curse, explicat pe înțelesul tuturor
Imediat ce ne interesăm de trotinete electrice de curse, de skate-uri electrice sau de vehicule modificate, o anumită denumire apare în mod constant: VESC. Se vorbește despre „trecerea la VESC”, despre „reglarea VESC-ului”, despre „VESC Tool”. Aproape toată documentația este în engleză și este împrăștiată pe diverse forumuri.
Acest ghid explică, în limba franceză și fără a presupune cunoștințe prealabile, ce este un VESC, ce diferențe aduce față de un controler clasic, care sunt limitele sale și care sunt pașii pentru o primă configurare.
Esentialul
- VESC este un proiect de controler pentru motoare, iar software-ul său este open-source: codul sursă este public și oricine îl poate studia.
- Un controler compatibil poate fi configurat complet folosind un software gratuit, VESC Tool, pe un computer sau pe un telefon.
- El controlează motoarele în modul de comandă vectorială (FOC), măsoară singur caracteristicile motorului și înregistrează datele acestuia.
- Puterea sa este, de asemenea, un risc: totul este reglabil, inclusiv valorile incorecte care pot deteriora bateria sau motorul.
De unde provine VESC?
VESC provine de "Vedder Electronic Speed Controller", numele creatorului său, inginerul suedez Benjamin Vedder. Acesta a lansat sistemul la mijlocul anilor 2010, inițial pentru skateboard-uri electrice, publicând gratuit funcționarea controlerului său. Proiectul a crescut, beneficiind de o comunitate largă, și s-a extins la trotinete, biciclete, plăci de hydrofoil, roboți și karturi.
Proiectul include trei elemente:
- Firmware-ul, adică programul care rulează în interiorul controlerului, este publicat sub licența liberă GPL v3;
- `VESC Tool`, software-ul de reglare, este gratuit și disponibil pe Windows, macOS, Linux, Android și iOS;
- materialul: plăcile electronice capabile să ruleze acest firmware, fabricate de diferite mărci.
VESC este o marcă înregistrată. De aceea, există și controlere prezentate ca fiind "bazate pe VESC" sau "compatibile cu VESC Tool": acestea utilizează același firmware open-source, dar cu hardware specific fiecărui producător.
Ce ce face ca un controler VESC să fie diferit față de un controler clasic
Controlerul original al unui scuter electric comercial este un dispozitiv închis: câteva setări sunt accesibile prin intermediul afișajului, în timp ce restul sunt fixate de producător. Un controller VESC oferă acces la toate funcțiile.
| Controler original | Controler VESC | |
|---|---|---|
| Setări | Câteva setări pot fi accesate de pe display | Curenti, tensiuni, temperaturi, accelerație, frânare: totul |
| Software | Niciuna, sau aplicație oferită de producător | VESC Tool, gratuit |
| Controlul motorului | Variabil, în funcție de model | Control vectorial (FOC), cu sau fără senzori |
| Date | Viteză și informații despre baterie pe afișaj | Curent, temperatură, tensiune directă, cu funcție de înregistrare |
| Pornire | Conectat, gata de utilizare | Necesită o detectare a motorului și o calibrare |
| Garanție pentru trotinete | Păstrată | În general, această informație se pierde după efectuarea modificărilor |
Controlul vectorial (FOC)
Un controler VESC face ca motoarele fără perii să funcționeze în modul de control vectorial, numit FOC. Curentul variază continuu în cele trei faze ale motorului, în loc să oscileze între valori fixe. Rezultatul: un motor mai silențios, o pornire mai lină și un control al accelerației mai precis. Ghidul nostru despre controlere explica această diferență în detaliu.
Detectarea motorului
Pentru a controla eficient un motor, controlerul trebuie să cunoască caracteristicile sale electrice: rezistența, inductanța și tensiunea pe care o produce în timpul funcționării. Cu un VESC, aceste caracteristici nu sunt căutate într-o fișă tehnică: software-ul VESC Tool le măsoară. Motorul emite inițial un sunet, asemănător unui fluier, în timpul primei măsurători, apoi se rotește singur câteva secunde pentru a doua măsurătoare. De aceea, se efectuează această calibrare cu roata ridicată.
Detectarea identifică, de asemenea, senzorii motorului (senzori Hall, encoder) atunci când aceștia sunt prezenți. În lipsa senzorilor, controlerul VESC poate deduce poziția motorului pe baza tensiunii pe care o generează în timpul funcționării.
Limitele de curent
Un controler VESC define mai multe limite, pe care este necesar să le setați: curentul maxim al motorului, curentul maxim preluat de la baterie, curentul de frânare și curentul returnat către baterie în timpul frânării. Pe lângă acestea, există pragurile de tensiune (sub care bateria este protejată) și de temperatură (peste care puterea este redusă). Aceste setări fac diferența dintre un sistem rapid și fiabil și unul care se defectează.
Datele și diagnosticul
Programul VESC Tool afișează în timp real curenții, tensiunea bateriei, temperaturile controlerului și ale motorului, și înregistrează ultimele erori. Se poate salva o înregistrare completă și o poate fi consultată ulterior. Pentru a înțelege de ce un vehicul se oprește, aceste înregistrări sunt mai valoroase decât orice presupunere.
Mai mulți controlere care comunică între ele
Pe un scuter cu două motoare, două controllere VESC pot fi conectate printr-un cablu de comunicare. Un singur controller primește semnalul de la accelerație și transmite comenzile către celălalt, iar software-ul VESC Tool le configurează pe ambele, totul fiind gestionat dintr-o singură conexiune.
Limitele sistemului VESC
- Este important să îl ajustați corect. O valoare a curentului prea mare nu este întotdeauna evidentă: aceasta deteriorează bateria, face motorul să se încălzească și, în cele din urmă, duce la defecțiuni.
- Materialele variază de la un producător la altul. Firmware-ul este același, dar calitatea componentelor, a sistemului de răcire și a sudurilor nu este. Ca în cazul oricărui controler, un curent declarat trebuie interpretat cu precauție: este vorba de o valoare maximă atinsă pentru câteva secunde sau de un curent susținut pe o perioadă mai lungă?
- Afișajul și comenzile originale nu sunt întotdeauna compatibile. Afișajele trotinetelor comercializate de obicei "vorbesc" limbajul controlerului lor original; este necesar un afișaj compatibil sau un adaptor.
- Garanția producătorului pentru trotinete este, în general, pierdută după ce se schimbă controlerul.
Sfaturi utile pentru atelier.
Nu copiem niciodată setările de pe altă mașină găsite pe un forum. Limitele corecte de curent depind de bateria, motorul și sistemul de răcire al vehiculului dumneavoastră, și doar de acestea. Începeți cu valori prudente, conduceți, monitorizați temperaturile și apoi creșteți treptat.
Începerea utilizării unui VESC: pașii de urmat
Iată ordinea pașilor pentru prima pornire. Fiecare etapă merită un ghid propriu; acesta oferă o imagine de ansamblu.
- Verificați componentele hardware. Controlerul trebuie să accepte tensiunea maximă a bateriei, cu o marjă de siguranță, iar curenții săi trebuie să corespundă valorilor suportate de baterie și de motor.
- **Instalarea aplicației VESC Tool** pe un computer sau pe un telefon, și conectarea controlerului prin USB sau Bluetooth (cu un modul adecvat).
- **Actualizați firmware-ul**, dacă VESC Tool oferă această opțiune, înainte de a efectua orice reglaj.
- `Lansați procesul de detectare a motorului, roata trebuie să fie ridicată, iar nimic nu trebuie să atingă roata.`
- `Reglarea limitelor: curenții motorului și ai bateriei, tensiunile de oprire, temperaturile.`
- `Reglarea accelerației și a frânei se poate face cu ajutorul asistentului din VESC Tool, care învață cursa acestora.`
- **Efectuați o primă încercare cu roata ridicată**, apoi la viteză mică, pe un teren liber, monitorizând temperaturile.
Și ce zice legea?
Un controler VESC nu este, în sine, nici interzis, nici autorizat. Este un dispozitiv de control. Însă, în Franța, o trotinetă electrică care circulă pe drumurile publice trebuie, prin construcție, să aibă o viteză maximă limitată la 25 km/h. Setările de performanță sunt destinate utilizării pe circuit și pe teren privat.
Preferi un sistem gata de utilizare?
Nu toată lumea dorește să petreacă ore întregi într-un software de reglare. Acesta este conceptul controlerelor noastre RageLink: concepute și fabricate în Franța, în atelierele noastre, acestea se reglează, se actualizează și se blochează printr-o aplicație pe telefon, având un afișaj și o telemetrie care utilizează același limbaj. Acestea nu sunt încă disponibile pentru vânzare; lista de așteptare este deschisă.
Întrebări frecvente
Ce înseamnă VESC?
"Vedder Electronic Speed Controller" (controler electronic de viteză Vedder) este denumirea dată controlerului electronic de viteză creat de Benjamin Vedder, inginerul suedez care a inițiat proiectul.
Este aplicația VESC Tool gratuită?
Da. Programul VESC Tool este un software gratuit și open-source, disponibil pe Windows, macOS, Linux, Android și iOS.
Se poate monta un VESC pe orice trotinetă?
Din punct de vedere tehnic, în majoritatea trotinetelor electrice cu motor fără perii, da, este posibil, dacă controlerul acceptă tensiunea bateriei și dacă este asigurată o răcire adecvată. Ulterior, este necesar să se adapteze conexiunile pentru accelerare, frână și afișaj, iar apoi să se efectueze toate ajustările necesare.
Un controler VESC face o trotinetă mai rapidă?
Pas cu pas, acesta permite optimizarea utilizării bateriei și a motorului, precum și reglarea precisă a accelerației și a frânării. Viteza și puterea rămân limitate de capacitatea bateriei, de motor și de tensiune.
Ce se întâmplă dacă un VESC este configurat incorect?
Curentul prea mare poate deteriora bateria sau o poate face să se oprească, poate încălzi motorul și poate chiar deteriora controlerul. Limitele prea mici pot face ca vehiculul să funcționeze slab. De aceea, este important să se pornească de la valori prudente și să se monitorizeze temperaturile.