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Costruiamo una bici elettrica 2/3

Costruiamo una bici elettrica progetto open source

Per realizzare il nostro prototipo abbiamo utilizzato una bicicletta da donna con ruote del diametro di 26 pollici. Il circuito elettronico è formato essenzialmente da un chopper ovvero da un regolatore switching che genera un’onda quadra della frequenza di circa 8 KHz. Il duty-cycle può essere regolato tra lo 0 ed il 100% consentendo di variare la velocità del motore da zero al massimo numero di giri. La regolazione è molto precisa e lineare.

bici_elettrica_schema_elettrico

La tecnica switching consente di ottenere un rendimento dell’ordine del 90÷95% contenendo entro limiti modesti la produzione di calore da parte dei circuiti di potenza. Lo schema a blocchi chiarisce come funziona il circuito. La sezione che agisce sulla durata dell’impulso viene controllata da uno slider esterno nonché dal limitatore di corrente che “restringe” gli impulsi quando la corrente che fluisce nello stadio di potenza supera un valore prestabilito.

Gli impulsi prodotti dal regolatore PWM pilotano direttamente un mosfet di potenza che a sua volta controlla il motore. Analizziamo ora in maniera più approfondita il circuito dando uno sguardo allo schema elettrico generale. Per alimentare il chopper è necessario chiudere l’interruttore a chiave “CH”; allo scopo di evitare che attraverso questo componente circoli anche la corrente del motore, abbiamo utilizzato un relè di potenza i cui contatti controllano lo stadio finale a mosfet. La tensione a 24 volt disponibile sui morsetti di ingresso alimenta esclusivamente lo stadio di potenza in quanto tutti gli altri circuiti vengono alimentati con una tensione di circa 15 volt fornita dallo stadio che fa capo al transistor T1.

bici_elettrica_montaggio_chopper

All’integrato U4 (un comune 555) fa capo l’oscillatore a 8 Khz il cui segnale di uscita (presente sul pin 3) viene applicato prima all’inverter U1f e poi al transistor T2. Dal collettore di quest’ultimo, il treno di impulsi giunge all’ingresso non invertente del comparatore U3a (pin 5) ai capi del quale è anche presente una rete RC composta da R17, R15 e C5 che trasforma gli impulsi in segnali a dente di sega. Il trimmer R17 consente di regolare la pendenza della rampa. Al doppio operazionale U2 è affidato il compito di generare una tensione variabile in funzione della posizione del potenziometro lineare P1. Il trimmer R16 consente di regolare l’escursione del potenziometro in modo da ottenere una regolazione perfettamente lineare. Entrambi questi stadi vengono alimentati con una tensione stabilizzata fornita dallo zener DZ2.

bici_elettrica_cablaggio

In questo modo, possibili variazioni della tensione a 24 volt dovuti ad un maggiore carico non influenzano in alcun modo il circuito di regolazione. All’uscita di questo stadio (pin 1 di U2b) troviamo una tensione continua la cui ampiezza varia tra 0 e 12 volt circa in funzione della posizione di P1. Tale tensione viene applicata, mediante la resistenza R11, all’ingresso invertente (pin 6) del comparatore U3a. In condizioni di riposo, la tensione presente sul pin 5 è sempre leggermente superiore per cui l’uscita del comparatore (pin 7 di U3a) presenta normalmente un livello alto. Questo potenziale viene applicato ai cinque inverter (collegati in parallelo) contenuti in U1 la cui uscita, dunque, presenta a riposo un livello basso, tale da non provocare l’entrata in conduzione del mosfet. Immaginiamo ora di agire su P1 in modo che la tensione presente sull’ingresso non invertente di U3a aumenti leggermente.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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ritratto di Panta Rei

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

...nella sezione AUTO-MOTO-BICI? Non c'e'.
...nella sezione DECORAZIONI NATALIZIE? Neppure.
Sigh!

ritratto di Staff Elettronica In

Il kit era disponibile

Il kit era disponibile qualche anno fa. Attualmente non abbiamo disponibile nulla di simile.

 

 

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