ElektorWheelie
ZZZZOOM - die Elektronik des Elektro-Zweirads der besonderen Art
Im ersten Artikel über den Selbstbau des sich selbst balancierenden einachsigen Elektro-Rollers stellen wir die kompakte Elektronik-Baugruppe vor. Ein ATmega32 verarbeitet die Steuer- und Sensordaten und regelt über die Leistungsstufen der beiden Motore die Fahrtrichtung, die Fahrgeschwindigkeit und die Balance des elektrischen Stehrollers - vom Stillstand bis zu einer Geschwindigkeit von 18 km/h. Die Elektronik des ElektorWheelie verarbeitet die Signale eines Steuerpotis, eines Beschleunigungssensors und eines Winkelsensors und steuert abhängig davon mittels PWM und MOSFETs die Drehrichtung und das Drehmoment der beiden Motoren.
Material
Extra-Info / Update
Eigenschaften
- 2 x 500-W-DC-Getriebemotoren
- 2 x 12-V-Blei-Vlies-Akkus (AGM) mit 9 Ah
- 2 x 14 Zoll luftbereifte Kunststoffräder
- H-Brücken-PWM-Motorsteuerung mit bis zu 25 A
- Automatische Abschaltung beim Absteigen
- Fail-safe-Notabschaltung
- Akku-Ladestandsanzeige
- Max. Geschwindigkeit 18 km/h
- Reichweite: ca. 8 km
- Gewicht ca. 35 kg
Sensoren:
Gyroskop Invensense IDG300 (IDG500)
Beschleuningungssensor Analog Devices ADXL 320
Stromsensor Allegro ACS 755-SCB 100
Mikrocontroller:
ATmega16 (Motorsteuerung)
ATtiny25 (Stromüberwachung)
Compiler:
BASCOM-AVR (Basic-Compiler)
Korrektur:
Im Schaltplan ist R6 versehentlich noch mit 4k7 angegeben. Um die angegebene Spannung von 15 V am Ausgang von IC11 zu erreichen, muss R6 aber mit 2k2 dimensioniert werden (oder alternativ R5 mit 4k7 statt 6k8).
Stückliste
Hauptplatine
Widerstände:
R1,R6,R13,R14,R18…R22 = 4k7
R2 = 100 k
R3,R11,R15 = 10 k
R4 = 2k2
R5 = 6k8
R7…R9 = 240 ?
R10 = 68 k
R12 = 15 ?
R16 = 150 ? (2 W)
R17 = 1 k
R23…R30 = 4,7 ?
Kondensatoren:
C1…C3 = 470 µ/ 63 V
C4...C9,C25 = 4µ7/100 V
C10,C21 = 47 µ/63 V
C11...C17,C20,C22,C24,C26..C34,C36 = 100 n
C18,C19 = 25 p
C23 = 1 µ/63 V
C35,C37 = 470 n
Halbleiter:
D1…D4 = 1N4936
IC1...IC4 = IR2184 (International Rectifier)
T1…T8 = IRF1405 (International Rectifier)
IC5 = ACS755 SCB-100 (Allegro Microsystems)
IC6 = 7805
IC7 = ATMEGA32 PDIP (Atmel)
IC8,IC9 = 4001N
IC10 = ATTINY25-PDIP (Atmel)
IC11 = MIC2941 (Micrel)
LED1 = LED, 3mm, grün
LED2 = LED, 3mm, gelb
LED3 = LED, 3mm, rot
Außerdem:
X1 = 16-MHz-Quarz
K1,K2 = Buchsenleiste, 5-mm-hoch, 2,54-mm-Raster
K3 = Stiftleiste 5 pol., 2,54-mm-Raster
K4 = Stiftleiste 2x5 pol., 2,54-mm-Raster
MA,MB = Anschlussklemme 2 pol., 6,35-mm-Raster
Sensorplatine
Widerstände:
R3,R4 = 75 ?, SMD 1206
Kondensatoren:
C1 = 2µ2/16 V, SMD 3216
C16 = 4µ7/6 V, SMD 3216
C2,C9 = 220 n, SMD 0603
C11,C12 = 1 µ, SMD 0603
C3,C4 = 2n2, SMD 1206
C10 = 100 n, SMD 1206
C14,C15 = 100 n, SMD 1206
Halbleiter:
IC1 = IDG-300 QFN40 (Invensense)
IC2 = ADXL320 (Analog Devices)
IC3 = LP2980 (National Semiconductor)
Außerdem:
K1,K2 = Stiftleiste 10 pol., 2,54-mm-Raster
Potentiometer 5 k lin, Cermet, 6-mm-Achse
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