VESC: Otvorený ovládač pre elektrické závodné stroje, vysvetlený jednoducho
VESC je názov, ktorý sa neustále opakuje, keď sa začneme zaujímať o elektrické skútre pretekov, elektrické kolieskové korčule alebo domáce modifikácie. Hovoríme o "prechode na VESC", o "nastavení VESC" alebo o "VESC Tool". Takmer všetka dokumentácia je v angličtine a je roztrúsená na fórach.
Tento návod vysvetľuje, vo francúzštine a bez predpokladu žiadnych vedomostí, čo je VESC, aké sú jeho výhody oproti klasickému ovládaču, aké sú jeho obmedzenia a aké sú kroky pre prvotné spustenie.
Dôležité informácie
- VESC je projekt regulátora motorov, ktorého softvér je otvorený: jeho kód je verejne dostupný a každý ho môže študovať.
- Ovládač kompatibilný s daným zariadením sa plne nastavuje pomocou bezplatného softvéru VESC Tool, a to buď na počítači, alebo na telefóne.
- Ovláda motory pomocou vektorovej regulácie (FOC), sám meria charakteristiky motora a zaznamenáva jeho údaje.
- Jeho sila je zároveň aj jeho riziko: všetko je nastaviteľné, vrátane nesprávnych hodnôt, ktoré môžu poškodiť batériu alebo motor.
Odkiaľ pochádza VESC?
VESC je skratka odvodená od "Vedder Electronic Speed Controller", podľa mena jeho tvorcu, švédskeho inžiniera Benjamina Veddera. Spustil ho začiatkom rokov 2010 pre elektrické skateboardy a verejne zverejnil princípy fungovania svojho ovládača. Projekt sa rozrástol vďaka rozsiahlej komunite a rozšíril sa na skútre, bicykle, hydrofoilové dosky, roboty a kartové vozidlá.
Projekt zahŕňa tri časti:
- firmvér, teda program, ktorý beží vo vnútri ovládača. Je zverejnený pod licenciou slobodného softvéru GPL v3;
- VESC Tool, softvér na nastavenie, je bezplatný a dostupný pre operačné systémy Windows, macOS, Linux, Android a iOS;
- materiál: elektronické dosky, ktoré sú schopné spustiť tento softvér, a sú vyrábané rôznymi značkami.
VESC je registrovaná obchodná značka. Preto sa na trhu nachádzajú aj kontroléry, ktoré sú prezentované ako „založené na VESC“ alebo „kompatibilné s VESC Tool": tieto zariadenia používajú rovnaký otvorený softvér, ale s hardvérom, ktorý je špecifický pre každého výrobcu.
Čo mení systém VESC v porovnaní s klasickým ovládačom?
Ovládač, ktorý je štandardne nainštalovaný v bežných elektrických kolobežkách, je uzavretá jednotka: niektoré nastavenia sú prístupné cez displej, zatiaľ čo zvyšok je výrobcom pevne nastavený. Ovládač VESC otvára všetky možnosti.
| Originálny ovládač | Ovládač VESC | |
|---|---|---|
| Nastavenia | Niektoré parametre sú zobrazené na displeji | Prúdy, napätia, teploty, akcelerátor, brzdenie: všetko |
| Softvér | Žiadne, alebo aplikácia od výrobcu | VESC Tool, bezplatný softvér |
| Ovládanie motora | Hodnota sa líši v závislosti od modelu | Vektorové riadenie (FOC), s použitím senzorov alebo bez nich |
| Dáta | Rýchlosť a stav batérie na displeji | Prúdy, teploty, priame napätie, s možnosťou záznamu |
| Spustenie | Pripojené, pripravené na jazdu | Vyžaduje detekciu motora a nastavenie |
| Záruka na kolobežku | Zachované | Vo všeobecnosti sa údaje stratia po úprave |
Vektorové riadenie (FOC)
Ovládač VESC poháňa bezkomutátorové motory pomocou vektorovej regulácie, známej ako FOC. Prúd sa v motoroch mení plynule v troch fázach, namiesto toho, aby prechádzal cez pevné body. Výsledkom je tichší motor, jemnejší rozjazd a presnejšia kontrola akcelerácie. Náš príručka k ovládačom podrobnejšie vysvetľuje tento rozdiel.
Detekcia motora
Aby ovládač správne fungoval s motorom, musí poznať jeho elektrické vlastnosti: jeho odpor, indukčnosť a napätie, ktoré motor generuje pri otáčaní. Pri použití VESC sa tieto údaje nenachádzajú v technickom liste: program VESC Tool ich meria. Motor najprv vydáva zvuk pri prvej meracej sekvencii, a potom sa na krátku dobu otáča sám počas druhej. Práve preto sa vykonáva táto diagnostika s motorom zdvihnutým od zeme.
Detekcia tiež rozpozná senzory motora (senzory Hallovho javu, enkodér), ak sú prítomné. Ak nie sú žiadne senzory, systém VESC dokáže odvodzovať polohu motora na základe napätia, ktoré generuje počas otáčania.
Limity prúdu
Systém VESC (Vehicle ESC) definuje niekoľko limitov, ktoré je potrebné správne nastaviť: maximálny prúd motora, maximálny prúd odoberaný z batérie, prúd pri brzdení a prúd vrátený do batérie počas brzdenia. Okrem toho existujú limity napätia (pod ktorými je batéria chránená) a teploty (nad ktorými sa výkon znižuje). Práve tieto nastavenia určujú, či bude zariadenie rýchle a spoľahlivé, alebo sa pokazí.
Údaje a diagnostika
Program VESC Tool zobrazuje v reálnom čase prúdy, napätie batérie, teploty ovládača a motora a zaznamenáva posledné chyby. Je možné uložiť kompletnú záznam a neskôr si ju prečítať. Ak chcete pochopiť, prečo sa zariadenie zastavuje, tieto záznamy sú hodnotnejšie ako akékoľvek domienky.
Niekoľko ovládačov, ktoré spolu komunikujú
Na trojkolke s dvoma motorami je možné pripojiť dva kontroléry VESC pomocou komunikačného kábla. Jeden kontrolér prijíma signál z akcelerátora a posiela pokyny druhému, a softvér VESC Tool umožňuje nastaviť oba kontroléry priamo z jedného pripojenia.
Obmedzenia systému VESC
- Je potrebné ho správne nastaviť. Príliš vysoká hodnota prúdu nie je hneď viditeľná: poškodzuje batériu, spôsobuje prehrievanie motora a nakoniec môže viesť k poruche.
- Použité komponenty sa líšia v závislosti od výrobcu. Softvér (firmware) je rovnaký, ale kvalita komponentov, chladenia a zvarov sa líši. Ako pri každom ovládači, údaj o prúde, ktorý je uvedený, by sa mal čítať s opatrnosťou: ide o krátkodobý špičkový prúd alebo o prúd, ktorý je možné udržiavať dlhšie?
- Pôvodné displeje a ovládacie prvky nie vždy fungujú. Displeje bežných kolobežiek používajú jazyk svojho pôvodného ovládača; je potrebný kompatibilný displej alebo adaptér.
- Záruka výrobcu na elektrickú kolobežku je vo všeobecnosti stratená po výmene ovládača.
Tipy pre servis.
Nikdy nekopírujte nastavenia z iného zariadenia, ktoré nájdete na fóre. Správne hodnoty prúdového obmedzenia závisia od vašej batérie, motora a systému chladenia, a len od týchto faktorov. Začnite s opatrnými hodnotami, jazdite, sledujte teploty a potom postupne zvyšujte hodnoty v malých krokoch.
Začíname s VESC: kroky
Tu sú pokyny pre prvotné spustenie. Každý krok si zaslúži vlastný návod; tento poskytuje všeobecný prehľad.
- `Skontrolujte hardvér. Riadiaca jednotka musí akceptovať plné napätie batérie s rezervou, a jej prúdy musia zodpovedať tomu, čo batéria a motor dokážu odniesť.`
- **Inštalácia VESC Tool:** Nainštalujte si program VESC Tool na počítač alebo telefón a pripojte ovládač cez USB alebo cez Bluetooth (s použitím vhodného modulu).
- `Aktualizujte firmvér, ak to program VESC Tool ponúka, pred akýmkoľvek nastavením.`
- `Spustenie detekcie motora: zdvihnite koleso, žiadna časť by nemala byť v kontakte s kolesom.`
- `Nastavenie limitov: prúd motora a batérie, napätia odpojenia, teploty.`
- `Nastavenie plynu a brzdy pomocou asistenta v programe VESC Tool, ktorý sa naučí ich rozsahy pohybu.`
- `Najprv otestujte zdvih kolesa, potom jazdite nízku rýchlosťou na voľnom teréne a sledujte teploty.`
A čo hovorí zákon?
Jednotlivý VESC nie je sám o sebe zakázaný ani povolený: je to len riadiaca jednotka. Vo Francúzsku však musí byť elektrická kolobežka, ktorá sa používa na verejných priestoroch, konštrukčne obmedzená na rýchlosť 25 km/h. Nastavenia výkonu sú určené pre použitie na okruhoch a na súkromnom pozemku.
Preferujete systém, ktorý je pripravený na okamžité použitie?
Nie každý má chuť tráviť večery v softvéri na nastavenie. To je myšlienka našich ovládačov RageLink: navrhnutých a vyrobených vo Francúzsku v našich dielňach, ktoré sa nastavujú, aktualizujú a zabezpečujú prostredníctvom aplikácie na telefóne, s displejom a telemetriou, ktoré používajú rovnaký jazyk. Zatiaľ sa nepredávajú; je otvorený zoznam čakajúcich.
Často kladené otázky
Čo znamená skratka VESC?
„Vedder Electronic Speed Controller“, čo znamená elektronický regulátor rýchlosti od Benjamina Veddera, švédskeho inžiniera, ktorý tento projekt vytvoril.
Je VESC Tool bezplatný?
Áno. Program VESC Tool je bezplatný softvér s otvoreným zdrojovým kódom, dostupný pre operačné systémy Windows, macOS, Linux, Android a iOS.
Je možné nainštalovať systém VESC na akýkoľvek skúter?
Technicky, u väčšiny kolobežiek s bezkomutátorovým motorom, áno, je to možné, ak ovládač akceptuje napätie batérie a je správne chladený. Potom je potrebné prispôsobiť pripojenie akcelerátora, brzdy a displeja a následne všetko nastaviť.
Zvýši inštalácia VESC rýchlosť elektrickej kolobežky?
Nie je to len o tom. Umožňuje optimálne využitie batérie a motora a presné nastavenie akcelerácie a brzdenia. Rýchlosť a výkon sú stále obmedzené kapacitou batérie, výkonom motora a napätím.
Čo sa stane, ak je VESC nesprávne nastavený?
Príliš vysoké prúdy môžu poškodiť batériu alebo spôsobiť jej vypnutie, prehriatie motora a môžu poškodiť samotný ovládač. Príliš nízke limity vedú k slabému výkonu. Preto je dôležité začať s konzervatívnymi hodnotami a sledovať teploty.