Датчик тормоза электровелосипеда для механических тормозов

Датчики тормоза электровелосипеда

Поговорим о разновидностях датчиков тормоза, рассмотрим их принцип работы, способы подключения к контроллеру электровелосипеда, достоинства и недостатки.

Для чего нужны датчики тормоза

Представьте, что вы приехали на электровелосипеде на массовое мероприятие, встретили друзей, остановились, начали общаться, но забыли выключить электровелосипед.

В какой-то момент друг или подруга, которые ни разу не видели электрический велосипед, подошли к нему и, поглощённые интересом, повернули ручку газа. Естественно, велосипед поедет. Вы этого не ожидаете, и можете либо упасть сами, либо наехать на человека, который стоит перед вами, а то и вовсе на ребёнка.

Подобная ситуация может произойти если вы просто стоите на пешеходном переходе в ожидании зелёного сигнала светофора, и кто-то (а может и вы сами) задел педаль велосипеда, от чего сработал PAS-сенсор — велосипед покатится на дорогу, возможно вместе с вами. И чем мощнее электровелосипед, тем это более опасно.

Для исключения таких ситуаций на ручки тормоза устанавливаются датчики, благодаря которым даже при лёгком нажатии тормоза мотор не включится.

Ещё одно назначение датчиков тормоза — включение рекуперации на электровелосипедах и электромотоциклах с моторами прямого привода.

Кнопочный датчик

Самыми распространёнными датчиками тормоза для электровелосипеда на сегодняшний день являются кнопочные датчики — по сути это просто кнопка, которая замыкает или размыкает 2 контакта при нажатии ручки тормоза.

Такие датчики, к примеру, установлены в ручках тормоза, которые идут в составе комплекта с центральным мотором Bafang.

Ручка тормоза из комплекта Bafang

В данном случае при нажатии ручки замыкаются два провода, которые идут к контроллеру электровелосипеда. Если снять крышку на ручке, можно увидеть ту самую кнопку.

Устройство кнопочного датчика тормоза электровелосипеда

Однако, если взглянуть на герметичный разъём, установленный в данном случае, можно увидеть, что у него три контакта, а не два. Откуда же взялся третий контакт и для чего он нужен?

Разъём Julet с тремя контактами

Дело в том, что существует ещё один вид датчиков тормоза, работающий по 3-проводной схеме. И в данном случае использован 3-контактный разъём для обеспечения универсальности — то есть чтобы вместо этих ручек тормоза можно было подключить другие, работающие по 3-проводной схеме. Их мы рассмотрим в следующем разделе.

Преимущество кнопочных датчиков очевидно — это их простота. Недостатком же является то, что кнопка является механическим компонентом, а значит подвержена износу и со временем выходу из строя.

Некоторые самодельщики изготавливают датчики тормоза на основе микропереключателей, но как правило, эти конструкции не отличаются высокой надёжностью и выглядят не эстетично.

Магнитный датчик

Многие могут подумать, что магнитный датчик содержит геркон (от слов «герметизированный контакт») — электромеханическое устройство, представляющее собой герметичную колбу с двумя контактами внутри. Когда геркон попадает в поле действия магнитного поля, контакты замыкаются, при пропадании магнитного поля — размыкаются.

Но на самом деле геркон, как и любое механическое устройство, подвержен износу, и со временем выходит из строя. Поэтому на смену герконам пришли так называемые датчики Холла, принцип которых основан на эффекте Холла.

Если говорить упрощённо, датчик срабатывает при попадании в магнитное поле. У него есть три вывода (слева направо): «+5В», «GND» и сигнальный. Первые два — это питание датчика, а с третьего вывода снимается выходной сигнал (относительно второго вывода «GND»). Соответственно, все эти три провода идут от датчика к контроллеру электровелосипеда.

Чтобы датчик Холла срабатывал, мимо него должен перемещаться магнит. И здесь начинается самое интересное — каким образом надёжно закрепить датчик и магнит на ручке тормоза, чтобы при движении ручки магнит перемещался над датчиком?

Взглянем на самый покупаемый на Aliexpress датчик для дисковых тормозов. В комплекте, кроме самих датчиков, идут магниты и качественный 2-сторонний скотч фирмы «3М».

И вот как их предлагает устанавливать сам продавец: корпус датчика приклеить к корпусу ручки тормоза, а магнит приклеить на саму ручку.

Выглядит вроде неплохо, не правда ли?

Однако на практике, судя по отзывам пользователей, не всё так гладко — в одном случае покупатель использовал другой магнит (не из комплекта), закрепив его на металлической пластине и притянув её к ручке стяжками.

Во втором случае магнит и датчик закреплены как рекомендовал продавец, но дополнительно усилены стяжками, хотя если судить по расстоянию от магнита до датчика, такая система вряд ли корректно работает.

Стоит учесть, что со временем нейлоновые хомуты имеют свойство терять эластичность и затем ломаться.

В России есть компания, которая помимо сборки электровелосипедов, занимается разработкой и производством датчиков тормоза на гидравлические тормоза — это Electronbikes. Их датчики Холла размещаются внутри корпуса из анодированного алюминия, надёжно закреплённого на тормозной ручке, а магнит крепится на штоке через переходной элемент.

Вот пример их датчика тормоза на Avid Elixir 9 Trail, здесь конструкция из алюминия ещё не анодирована.

Судя по использованию винтовых соединений, конструкция достаточно надёжна (по сравнению с нейлоновыми хомутами), и после анодирования, когда алюминий станет чёрным, должна смотреться достаточно гармонично.

И вот ещё пара их работ — установленный датчик тормоза на Avid Elixir 1 и датчик тормоза на Hayes Nine.

Датчик тормоза на Avid Elixir 1 Датчик тормоза на Hayes Nine

Преимуществом датчиков тормоза с датчиками Холла, очевидно, является их надёжность — при качественной сборке конструкция прослужит очень долго. К недостаткам можно отнести необходимость ещё одного провода питания к датчику и использование дополнительного элемента — магнита.

Подключение к контроллеру

Рассмотренные датчики тормоза имеют на конце провода герметичный разъём, который рассчитан, как правило, на подключение к интеграционному кабелю, например такому, который идёт в составе комплекта с центральным мотором Bafang.

Через этот кабель датчики с левой и правой ручек тормоза подключаются к контроллеру, который установлен в корпусе центрального мотора.

Решение с интеграционным кабелем упрощает обслуживание и ремонт. Например, если необходимо заменить ручку тормоза (ручку газа, дисплей) достаточно разъединить герметичный разъём прямо на руле, а не вытягивать весь провод, идущий до контроллера.

Если же вы заказываете недорогой электрокомплект с мотор-колесом, вероятнее всего вам придут ручки Wuxing с достаточно длинными проводами и негерметичными разъёмами на конце.

Это более дешёвое решение, но оно портит внешний вид обилием проводов, а также усложняет диагностику и ремонт в процессе эксплуатации.

Давайте вернёмся к вопросу подключения. На контроллере для подключения датчиков тормоза предусмотрены два разъёма — их достаточно легко отличить, так как они соединены параллельно. Если вспомнить про интеграционный кабель, там это параллельное соединение выполнено на руле, а до контроллера в самом кабеле идёт уже 2 провода, а не 4.

Но что если у нас не 2-проводная схема с датчиком-кнопкой, а 3-проводная, с датчиком Холла? Где взять третий провод?

На самом деле всё просто: третий провод у нас — это питание датчиков Холла — напряжение +5 вольт. И его можно смело брать с питания датчика Холла, установленного в ручке газа. Он там немного другой, но тоже питается от +5 вольт.

Поэтому находим разъём ручки газа по описанию контроллера из вашего комплекта, затем находим на нём контакт с напряжением +5 вольт и подпаиваем параллельно провод, который используем в качестве недостающего контакта на разъёмах датчиков тормоза.

Автор: Евгений Бегин
Оригинал статьи на ЯндексДзен расположен по ссылке.
Копия статьи опубликована с согласия автора.

Источник

На Токе заряженный портал

Датчики тормоза: что это, разновидности, как подключать, установка тормозных ручек с датчиками — На токе

Датчики тормоза: что это, разновидности, как подключать, установка тормозных ручек с датчиками

Тормоза электрического велосипеда — насколько они важны? Безусловно, очень важны! Впрочем, как и для любого другого скоростного средства передвижения. В этой теме я хочу поговорить о предназначении тормозных датчиков электробайка, об их разновидностях, принципах работы и о способах подключения к контроллеру. Также будет затронут вопрос установки ручек тормоза с датчиками на велосипед.

• Предназначение тормозных датчиков.
• Кнопочный датчик.
• Магнитный датчик.
• Подключение к блоку управления.
• Тормозные датчики для велосипедов, где замена тормозных ручек невозможна.
• Процесс установки тормозных ручек с датчиками.

Предназначение тормозных датчиков

Представьте себе такую ситуацию: вы прикатили на электровело на какое-нибудь массовое мероприятие, встретились с друзьями, притормозили и начали общаться с ними, вот только выключить своего электрифицированного железного коня — забыли. Тут в какой-то момент к вашему аппарату приблизился один из друзей, который раньше никогда не имел дело с такой техникой и прикола ради решил покрутить ручку газа, абсолютно не подозревая, какими последствиями может обернуться данные манипуляции. Естественно, двухколёсное изделие тронется.

Вы такого каприза судьбы также не ожидали, поэтому можете упасть или сами, или врезаться в гражданина, который безмятежно расположился на вашем пути.

Аналогичная ситуация может случиться с райдером если он остановился на переходе, ждёт нужного момента, когда можно будет переехать и кто-то случайно, а может и сам велосипедист, задел педаль электробайка, что привело к срабатыванию PAS-сенсора. Девайс двинется на проезжую часть, вероятно, вместе с райдером и чем большей мощностью обладает агрегат, тем непредсказуемей будет исход неожиданного манёвра.

Вот как раз чтобы не возникало таких экстремальных недоразумений, на тормозные ручки и монтируются датчики, которые позволяют даже при слабом воздействии на орган управления тормозом, отключить подачу питания силового агрегата. Таким образом, происходит экономия электроэнергии аккумуляторной батареи, а также предотвращаются излишние перегрузки электродвигателя велосипеда в процессе торможения.

Ещё одним предназначением тормозных датчиков является задействование рекуперации (если таковая предусмотрена) на электрифицированных велосипедах и мотоциклах с прямоприводными двигателями.

Ну а далее, мы обсудим разновидности тормозных датчиков.

Кнопочный датчик

Это самый распространённый на сегодня тип тормозного датчика, исполненный в виде простой кнопки, замыкающей или размыкающей два контакта при воздействии на тормоз. Его можно обнаружить в ручках идущих в одном комплекте c Bafang mid-drive.

Тормозной курок прилагающийся к комплекту Bafang

В таком механизме при воздействии на рычаг будут замыкаться два провода, тянущиеся к блоку управления электробайка. Внутри ручки дислоцируется та самая кнопочка, но если мы внимательно посмотрим на герметичный разъём обсуждаемого приспособления, то увидим, что там реально не два контакта, а на один больше. Откуда 3-й контакт и какое у него вообще назначение?

Весь секрет в том, что имеет место ещё один вид тормозных датчиков, который функционирует по трёхпроводной схеме. Трёхконтактный разъём разработчики устройства применили для универсальности, дающей возможность вместо этих тормозных ручек подсоединить другие, те, которые работают по трёхпроводной схеме. Их мы будем рассматривать в следующем разделе.

Итак, чем кнопочное исполнение может порадовать владельца электровелосипеда? Очевидно — своей простотой! А вот недостаток кроется в том, что кнопка, как и любой механический компонент, постепенно износится и выйдет из строя.

Некоторые любители делать всё собственными руками, собирают тормозные датчики в основе которых микропереключатели, однако данные изделия, в основном, высокой степенью надёжности похвастать не способны и к тому же, смотрятся они не очень привлекательно.

Магнитный датчик

Многие пользователи могут предположить, что датчик магнитного типа оснащён герконом. Для тех кто не знает, что такое геркон, поясню. Это сокращение от «герметизированный контакт» — электромеханическое приспособление, состоящее из загерметизированной колбы с парой контактов находящихся в ней. Когда это устройство оказывается в магнитном поле, происходит замыкание контактов, а когда поле пропадает — контакты размыкаются.

Так вот, геркон, как и любой механизм, изнашивается и приходит в негодность. Именно по этой причине, его сменили датчики Холла (ДХ). Такой датчик активируется оказавшись в магнитном поле. У него имеются три вывода: «+5В», «GND» и сигнальный. «+5В» и «GND» — питание датчика, с сигнального же идёт выходной сигнал. Провода тянутся от ДХ к блоку управления.

Достоинство ДХ — надёжность! Если конструкция собрана качественно, то прослужит она весьма длительное время. А вот к минусам относится потребность в ещё одном проводе питания к датчику и применение добавочного элемента, роль которого играет магнит.

Для активации ДХ, мимо него должен проходить магнит. Вот тут-то и возникает интересный вопрос: каким образом прочно зафиксировать датчик и магнит на тормозном рычаге, чтобы при передвижении рычага магнит двигался над датчиком?

Перед нами самый востребованный на Aliexpress тормозной датчик. Помимо самих датчиков, к комплекту прилагаются магниты и двухсторонний скотч высокого качества от компании «3M».

Итак, сам продавец советует монтировать оборудование таким образом: корпус датчика приклеиваем к корпусу тормозного курка, а магнит в свою очередь приклеивается на саму ручку.

На изображении приведена эта самая вариация установки

Хорошо смотрится — не правда ли? Но, не всё так радужно! Отзывы велосипедистов о данном оборудовании носят не совсем положительный характер. В одном случае, пользователь внедрил магнит не от этого набора, зафиксировав его на пластине изготовленной из металла и прижав её к ручке посредством стяжек.

В другой же ситуации, датчик и магнит установлены так, как предписал производитель, но вдобавок было произведено усиление стяжками. Однако, если обратить внимание на промежуток между магнитом и датчиком, то получается, что такая схема вряд будет функционировать адекватно.

Нейлоновые хомуты плохи тем, что по ходу дела утрачивают свою эластичность и по итогу ломаются. Естественно, это нужно учитывать.

В России имеется конторка, занимающаяся изготовлением e-bikes, также специалисты разрабатывают и изготавливают тормозные датчики для гидравлических тормозов. Называется эта фирма Electronbikes. Произведённые ими ДХ располагаются внутри корпуса изготовленного из анодированного алюминия, добротно зафиксированного на ручке тормоза. Магнит закрепляется на штоке посредством переходного элемента.

Это их тормозной датчик на Avid Elixir 9 Trail. Анодное оксидирование ещё не произведено.

Соединения винтового типа, дают устройству достаточно высокую степень надёжности, а после процедуры анодирования, когда узел приобретёт чёрный окрас, такое изделие должно выглядеть довольно солидно.

Ещё парочка их разработок: Avid Elixir 1 (первое изображение) и Hayes Nine (второе изображение).

Подключение к блоку управления

Приведённые в теме тормозные датчики оснащены на конце провода герметичным разъёмом, предназначенным обычно для стыковки с интеграционным кабелем (ниже на фото). Он присутствует в наборе Bafang mid-drive.

Посредством кабеля, датчики органов управления тормозными механизмами подсоединяются к блоку управления, размещённому в корпусе центрального силового агрегата.

Вариант с интеграционным кабелем даёт возможность упростить ремонтные работы и обслуживание. К примеру, если возникает потребность в замене тормозной ручки, ручки акселератора или монитора, можно будет просто расцепить разъём на руле, а не вытаскивать весь кабель, идущий на устройство управления.

Если вы приобретаете недорогостоящий комплект с МК, скорее всего в ваше распоряжение достанутся ручки Wuxing, оснащённые удлинёнными проводами и негерметичными разъёмами на конце. Такое приспособление не самым лучшим образом скажется на эстетической составляющей электробайка, из-за наличия большого количества проводки, и не стоит рассчитывать на лёгкую диагностику и упрощённые ремонтные мероприятия по ходу эксплуатации средства передвижения.

Итак, занимаемся подсоединением. На блоке управления для подсоединения тормозных датчиков предусмотрена пара разъёмов. Отличить их нетрудно — они подключены параллельно. Если брать во внимание интеграционный кабель, то там это соединение находится на руле, а на устройство управления в кабеле идёт не четыре провода, а два.

Однако, что делать если перед нами не двухпроводная система с датчиком-кнопкой, а трёхпроводная, с ДХ? Где найти 3-й проводок? Реально, сложного здесь ничего нет: 3-й провод — это питание ДХ — напряжение +5 V. Его можно без опаски брать с питания ДХ, смонтированного на ручке акселератора. Он там чуть отличается, но также питается от +5 V.

Нам нужно найти разъём ручки акселератора по инструкции устройства управления из приобретённого вами комплекта. Далее отыскиваем на нём контакт с напряжением +5 V и припаиваем параллельно провод, используемый в качестве отсутствующего контакта на разъёмах тормозных датчиков.

Тормозные датчики для велосипедов, где замена тормозных ручек невозможна

Как мы уже выяснили в первом разделе темы, датчики торможения встраиваются в тормозные ручки электровелосипеда. Активируются они при воздействии на курки и отдают сигнал блоку управления, тот в свою очередь прекращают подачу питания на моторизированное колесо.

Однако тут возникает малоприятная ситуация: при переделке традиционного велосипеда в электробайк, замена ручек иногда бывает неосуществимым техническим манёвром. На вело с солидным ценником, тормозные ручки могут быть исполнены в едином корпусе с переключателем передач. К сожалению, произвести замену таких изделий на модификацию с датчиками — не выйдет. Однако, данный вопрос всё-таки решаем.

Для таких великов специально разработаны датчики, которые внедряются в тормозные тросики. Отдать денег за такие устройства придётся больше, чем за ручки тормозов оборудованные датчиками. Но, подавать сигнал блоку управления — не единственная их функция. Эти детальки оснащены ещё и светодиодами красного цвета, которые активируются при торможении играя роль «стопа». Конечно, такое свечение не слишком заметно в дневное время, однако в затемнённых условиях одиночный огонёк проявляет себя во всей красе.

На тормозных датчиках смонтированных на тормозных тросиках, имеется третий провод. Это немного необычно, так как в стандартных ручках оборудованных датчиками торможения применяется 2-х проводная система. Так что, когда будете подбирать компоненты для электрификации велосипеда с использованием датчиков в тормозных тросиках, помните об этом, ведь понадобится блок управления с соответствующим разъёмом.

Процесс установки тормозных ручек с датчиками

И напоследок разберёмся с таким вопросом, как монтаж на электровело ручек тормоза, ведь эта информация, никогда лишней не будет.

1. Если в распоряжении «подопытного» тормоза V-brake, то для замены понадобится:

✓ снять старую ручку тормоза;

✓ внедрить на её место новое изделие;

По итогу, с одного курка будет идти параллельно и электронное торможение и механическое.

2. Если стояла дисковая механическая вариация тормозов, то замена идентична приведённой выше.

3. Если на электрифицируемом вело имеет место дисковая гидравлика, можно выбрать несколько исходов:

✓ Отказываемся от установки новой ручки тормоза — оставляем тормозную систему не тронутой. В этом случае электрический силовой агрегат будет использоваться как на мопеде: акселератор бросаем, на тормоз воздействуем, рекуперации нет.

✓ Подвергаем замене фронтальный либо задний тормоз на дисковую механику и ставим для неё новую рукоять с датчиком. При воздействии на рукоять тяга электродвигателя отключится при любой позиции органа управления газом, и стартует рекуперация, если она конечно предусмотрена. Другая рукоять будет функционировать независимо.

✓ Демонтировать гидравлические тормозные механизмы и установить на их место механику с новыми ручками. При воздействии на одну или две тормозные ручки, тяга силового агрегата отключится при любой позиции ручки газа, и в игру вступит рекуперация, если она предусмотрена.

✓ Организовать вместо механических рычагов совмещённый гидравлический и электронный тормоз. По итогу пользователь получает в своё распоряжение новую гидравлику и вдобавок рекуперацию.

Итак, что мы имеем по итогу: самый распространённый датчик кнопочного типа, отличается своей простотой, однако он не является долгоиграющим устройством, так как со временем неизбежно износится и приспособление придётся подвергать замене.

А вот его оппонент, магнитный датчик, переигрывает своего конкурента по надёжности и продолжительности эксплуатации. Если устройство собрано качественно, то всего этого гарантировано от него можно ожидать. Но такой девайс нуждается в ещё одном проводе питания и в нём используется дополнительный элемент — магнит.

Ну, а если на вашем велосипеде невозможно заменить тормозные ручки, отдайте предпочтение датчикам встраиваемым в тормозные тросики.

Так что, тщательно проанализируйте ситуацию, чтобы выбрать для себя наиболее подходящий вариант — ведь от чёткости работы тормозов, зависит очень многое и в первую очередь, ваша личная безопасность.

Источник