VESC: Den öppna kontrollern för elfordon avsedda för tävling, förklarad på ett enkelt sätt

Så fort man intresserar sig för elscootrar för tävling, elskateboard eller hemmabyggda maskiner, dyker ett namn upp om och om igen: VESC. Man pratar om att "uppgradera till VESC", "justera sin VESC" eller "använda VESC Tool". Nästan all dokumentation finns på engelska och är utspridd på forum.

Denna guide förklarar, på svenska och utan förkunskaper, vad en VESC är, vad den förändrar jämfört med en traditionell styrenhet, dess begränsningar, och stegen för att komma igång med den.

Var kommer VESC ifrån?

VESC är en förkortning för "Vedder Electronic Speed Controller", och är uppkallad efter sin skapare, den svenska ingenjören Benjamin Vedder. Han lanserade den i mitten av 2010-talet för elskateboarder, och publicerade öppet information om hur kontrollern fungerade. Projektet växte sig stort med en bred gemenskap och har sedan dess utökats till att omfatta elscootrar, cyklar, hydrofoil-brädor, robotar och gokarts.

Projektet omfattar tre delar:

• mjukvaran, det vill säga programmet som körs inuti styrenheten. Den publiceras under den fria licensen GPL v3;
• VESC Tool, programvaran för inställningar, är gratis och finns tillgänglig för Windows, macOS, Linux, Android och iOS;
• Utrustning: De elektroniska korten som kan köra denna programvara, tillverkade av olika märken.

VESC är ett registrerat varumärke. Därför finns det också styrenheter som marknadsförs som "baserade på VESC" eller "kompatibla med VESC Tool": de använder samma öppna programvara, men med hårdvara som är unik för varje tillverkare.

Vad VESC förändrar jämfört med en traditionell styrenhet

Originalstyrenheten på en elscooter från en tillverkare är en sluten enhet: vissa inställningar är tillgängliga via displayen, men resten är låsta av tillverkaren. En VESC-styrenhet öppnar upp för alla möjligheter.

Vektorstyrd drift (FOC)

En VESC-kontroller styr borstlösa motorer med hjälp av vektorstyrning, även kallad FOC. Strömmen varierar kontinuerligt i de tre motorfaserna, istället för att växla mellan fasta värden. Resultatet är en tystare motor, en mjukare start och en mer precis gasreglering. Vår guide om VESC-kontroller förklarar denna skillnad mer detaljerat.

Motordetektion

För att styra en motor effektivt måste styrenheten känna till dess elektriska egenskaper: dess resistans, induktans och spänningen den producerar när den roterar. Med en VESC behöver man inte leta efter dessa värden i ett datablad: VESC Tool mäter dem. Motorn avger först ett vinande ljud under den första mätningen, och roterar sedan själv under några sekunder för den andra mätningen. Det är därför vi utför denna "hjul-i-luften"-detektering.

Detekteringen identifierar även motorernas sensorer (Hall-sensorer, encoder) när de finns. Utan sensorer kan VESC:en härleda motorns position baserat på spänningen den genererar när den roterar.

Strömggränser

En VESC definierar flera olika gränser, som alla måste justeras: den maximala strömmen till motorn, den maximala strömmen som dras från batteriet, bromsströmmen och strömmen som återförs till batteriet vid bromsning. Dessutom finns spänningsgränser (under vilka batteriet skyddas) och temperaturgränser (över vilka effekten minskar). Det är dessa inställningar som avgör skillnaden mellan en snabb och pålitlig maskin och en maskin som går sönder.

Data och diagnostik

VESC Tool visar i realtid ström, batterispänning, temperaturer på styrenheten och motorn, och loggar de senaste felen. Man kan spara en komplett loggfil och läsa den senare. För att förstå varför en maskin slutar fungera, är dessa loggar mer värdefulla än alla gissningar.

Flera styrenheter som kommunicerar med varandra

På en elscooter med dubbla motorer kan två VESC-styrenheter anslutas via en kommunikationskabel. En av styrenheterna tar emot signalen från gasreglaget och vidarebefordrar instruktionerna till den andra, och VESC Tool används för att konfigurera båda styrenheterna via en enda anslutning.

Gränserna för VESC

• Det är viktigt att veta hur man justerar den. En för hög strömstyrka märks inte alltid direkt: den sliter på batteriet, får motorn att överhettas och kan slutligen leda till fel.
• Utrustningen varierar mellan olika tillverkare. Programvaran är densamma, men kvaliteten på komponenterna, kylningen och lödningarna skiljer sig. Precis som med alla styrenheter, bör den angivna strömmen tolkas med försiktighet: är det en toppström under några sekunder eller en kontinuerlig ström?
• Originaldisplayen och kontrollerna följer inte alltid. Displayerna på elscootrarna som säljs i butikerna kommunicerar med den ursprungliga styrenheten; det krävs en kompatibel display eller en adapter.
• Tillverkarens garanti för elscootern upphör vanligtvis efter att styrenheten har bytts ut.

Att komma igång med en VESC: Stegen

Här är en guide för en första installation. Varje steg förtjänar sin egen detaljerade instruktion; denna guide ger en översikt.

1. Kontrollera hårdvaran. Styrsystemet måste kunna hantera batteriets maximala spänning med en viss marginal, och dess strömstyrkor måste vara anpassade till vad batteriet och motorn klarar av.
2. Installera VESC Tool på en dator eller en telefon, och anslut styrenheten via USB eller Bluetooth (med ett lämpligt modul).
3. **Uppdatera firmware** om VESC Tool erbjuder den möjligheten, innan du gör några justeringar.
4. `Starta motordetektionen`, lyft upp hjulet, och se till att inget rör hjulet.
5. `Justera begränsningarna: motorström och batteriström, spänningsgränser, temperaturer.`
6. Justera gas och broms med hjälp av VESC Tool-assistenten, som lär sig deras rörelseomfång.
7. Gör först ett försök med hjulet lyft, sedan i låg hastighet på en öppen yta, och övervaka temperaturen.

Och vad säger lagen?

En VESC är varken förbjuden eller tillåten i sig; det är en styrenhet. Men i Frankrike måste en elscooter som körs på allmän väg vara konstruerad för att ha en maximal hastighet på 25 km/h. Inställningarna för prestanda är avsedda för användning på bana och privat mark.

Föredrar du ett system som är färdigt att användas direkt?

Inte alla vill spendera kvällar i en programvara för inställningar. Det är idén bakom våra RageLink-styrenheter: de är designade och tillverkade i Frankrike i våra verkstäder, och de kan justeras, uppdateras och låsas via en app på telefonen, med en display och telemetri som kommunicerar på samma sätt. De är ännu inte till salu; en väntelista är öppen.