VESC: odprtokodni krmilnik za električne dirkalne stroje, preprosto razložen

Takoj ko se začnete zanimati za dirkalne električne skiroje, električne rolke ali stroje domače izdelave, se nenehno pojavlja eno ime: VESC. Govorimo o »prehodu na VESC«, »nastavljanju VESC-a«, »VESC Tool«. Skoraj vsa dokumentacija je v angleščini, razpršena po forumih.

Ta vodnik v francoščini in brez predpogojev pojasnjuje, kaj je VESC, kaj spremeni v primerjavi s klasičnim krmilnikom, kakšne so njegove omejitve in koraki za prvi zagon.

Od kod prihaja VESC

VESC izhaja iz »Vedder Electronic Speed Controller«, poimenovan po svojem ustvarjalcu, švedskem inženirju Benjaminu Vedderju. Projekt je zagnal sredi leta 2010 za električne rolke, pri čemer je prosto objavil delovanje svojega krmilnika. Projekt je zrasel s široko skupnostjo in se razširil na skiroje, kolesa, deske za hidrofoil, robote in karte.

Projekt vključuje tri elemente:

• vdelano programsko opremo (firmware), torej program, ki teče znotraj krmilnika. Objavljen je pod odprto licenco GPL v3;
• VESC Tool, brezplačno programsko opremo za nastavitve, ki je na voljo za Windows, macOS, Linux, Android in iOS;
• strojno opremo: elektronska vezja, ki lahko poganjajo to vdelano programsko opremo, izdelujejo pa jih različne blagovne znamke.

VESC je registrirana blagovna znamka. Zato najdemo tudi krmilnike, predstavljene kot »na osnovi VESC« ali »združljivi z VESC Tool«: uporabljajo isto odprto vdelano programsko opremo, s strojno opremo, ki je specifična za vsakega proizvajalca.

Kaj VESC spremeni v primerjavi s klasičnim krmilnikom

Originalni krmilnik komercialnega skiroja je zaprta škatla: nekaj nastavitev je dostopnih preko zaslona, ostalo je fiksirano s strani proizvajalca. Krmilnik VESC odpre vse.

Vektorsko krmiljenje (FOC)

Krmilnik VESC poganja brezkrtačne motorje z vektorskim krmiljenjem, imenovanim FOC. Tok se v treh fazah motorja spreminja zvezno, namesto da bi prehajal po stopnjah. Rezultat: tišji motor, bolj gladek speljevanje in natančnejši plin. Naš vodnik za krmilnike podrobneje pojasnjuje to razliko.

Zaznavanje motorja

Za pravilno krmiljenje motorja mora krmilnik poznati njegove električne karakteristike: upor, induktivnost in napetost, ki jo proizvaja med vrtenjem. Pri VESC-u jih ne iščemo v tehničnem listu: VESC Tool jih izmeri. Motor med prvo meritvijo najprej odda pisk, nato pa se nekaj sekund sam vrti za drugo meritev. Zato to zaznavanje izvajamo z dvignjenim kolesom.

Zaznavanje prepozna tudi senzorje motorja (Hallovi senzorji, enkoder), če jih ima. Brez senzorja zna VESC izpeljati položaj motorja iz napetosti, ki jo proizvaja med vrtenjem.

Omejitve toka

VESC razlikuje več omejitev, ki jih je treba vse nastaviti: največji tok v motorju, največji tok, ki se črpa iz baterije, zavorni tok in tok, ki se pri zaviranju vrača v baterijo. K temu se dodajo še napetostni pragovi (pod katerimi je baterija zaščitena) in temperaturni pragovi (nad katerimi se moč zmanjša). Prav te nastavitve delajo razliko med hitrim in zanesljivim strojem ter strojem, ki se pokvari.

Podatki in diagnostika

VESC Tool v živo prikazuje tokove, napetost baterije, temperature krmilnika in motorja ter beleži zadnje napake. Celotno vožnjo lahko posnamete in jo kasneje ponovno predvajate. Za razumevanje, zakaj stroj ugasne, so ti posnetki vredni več kot vsa ugibanja.

Več krmilnikov, ki komunicirajo med seboj

Na skiroju z dvema motorjema sta lahko dva krmilnika VESC povezana s komunikacijskim kablom. Samo eden prejema signal za plin in prenaša ukaze drugemu, VESC Tool pa ju nastavlja oba preko ene same povezave.

Omejitve VESC-a

• Znati ga je treba nastaviti. Previsoka vrednost toka se ne opazi takoj: obrablja baterijo, segreva motor in na koncu povzroči okvaro.
• Strojna oprema se razlikuje od proizvajalca do proizvajalca. Vdelana programska oprema je ista, vendar kakovost komponent, hlajenja in spajkanja ni. Kot pri vsakem krmilniku je treba navedeni tok brati previdno: ali gre za konico nekaj sekund ali trajni tok?
• Zaslon in originalne komande ne sledijo vedno. Zasloni komercialnih skirojev govorijo jezik svojega originalnega krmilnika; potreben je združljiv zaslon ali adapter.
• Garancija proizvajalca skiroja je po menjavi krmilnika na splošno izgubljena.

Začetek z VESC-om: koraki

Tukaj je vrstni red prvega zagona. Vsak korak si zasluži svoj vodnik; ta nudi pregled.

1. Preverite strojno opremo. Krmilnik mora z rezervo sprejeti napetost polne napolnjenosti baterije, njegovi tokovi pa morajo ustrezati tistemu, kar baterija in motor podpirata.
2. Namestite VESC Tool na računalnik ali telefon in priključite krmilnik preko USB ali Bluetooth (s primernim modulom).
3. Posodobite vdelano programsko opremo, če VESC Tool to ponuja, še pred kakršno koli nastavitvijo.
4. Zaženite zaznavanje motorja, z dvignjenim kolesom, nič se ne sme dotikati kolesa.
5. Nastavite omejitve: tokovi motorja in baterije, izklopne napetosti, temperature.
6. Nastavite plin in zavoro s pomočnikom VESC Tool, ki se nauči njunega hoda.
7. Opravite prvo vožnjo z dvignjenim kolesom, nato pri nizki hitrosti na odprtem terenu, medtem ko spremljate temperature.

Kaj pa zakon?

VESC sam po sebi ni niti prepovedan niti dovoljen: je krmilnik. Vendar mora biti v Franciji električni skiro, ki vozi po javnih cestah, konstrukcijsko omejen na 25 km/h. Nastavitve zmogljivosti so za dirkališča in zasebna zemljišča.

Raje sistem, pripravljen za vožnjo?

Vsakdo si ne želi preživeti večerov v programski opremi za nastavitve. To je ideja naših krmilnikov RageLink: zasnovani in izdelani v Franciji v naših delavnicah, se nastavljajo, posodabljajo in zaklepajo preko aplikacije na telefonu, z zaslonom in telemetrijo, ki govorita isti jezik. Še niso v prodaji; čakalni seznam je odprt.