Motoretta elettrica 2/3

motoretta elettrica fai da te

Motoretta elettrica progetto open source. Il “serbatoio” della nostra motoretta elettrica comprende quattro batterie al piombo di tipo completamente ermetico, senza alcuna perdita di vapore acido o acqua.

E’ anche possibile utilizzare le più economiche batterie al piombo per avviamento. Le batterie da noi utilizzate hanno una capacità di 35A/h e pesano 11,8 Kg ciascuna per complessivi 47 chilogrammi. Ovviamente le batterie sono collegate in serie tra loro per ottenere i 48 volt necessari al funzionamento del motore. La ricarica può essere effettuata mediante un semplice alimentatore dalla rete luce in grado di erogare una corrente di almeno 3÷5 ampère in modo da ottenere la completa ricarica nel giro di 8÷10 ore. Ovviamente l’alimentatore deve fornire una tensione continua di almeno 50÷55 volt e deve disporre di una resistenza di caduta adeguata alla corrente di carica.

Il regolatore di velocità impiega la tecnologia PWM che consente di ottenere un elevato rendimento in tutte le condizioni di lavoro. Poiché la frequenza di lavoro è molto bassa (circa 200 Hz), la forma d’onda è sempre “pulita”, aumentando in questo modo l’affidabilità del sistema. Lo schema del nostro regolatore comprende un generatore di impulsi ad ampiezza variabile che fa capo agli operazionali contenuti in U3, uno stadio di potenza composto da otto mosfet collegati in parallelo e un generatore a 12 volt nel quale vengono utilizzati l’integrato U1 ed i transistor T4 e T5.

Lo stadio di potenza si comporta come un interruttore: sempre acceso o sempre spento. Il tutto ad una frequenza di 200 Hz con una durata dell’impulso che, in percentuale, può variare tra lo zero ed il cento per cento. L’ampiezza dell’impulso viene controllata dal potenziometro P1 (in realtà uno slider); ai trimmer R33, R38 e R27 è affidato il compito di modificare il campo di azione dello slider in modo da ottenere un’escursione ottimale in funzione della corsa del cavo di accelerazione. Il chopper dispone anche di un circuito di limitazione della massima corrente di funzionamento e di uno stadio di controllo della rampa di accelerazione che evita gli strappi durante gli avviamenti senza comprometterne la “brillantezza”.

La tensione a 12 volt necessaria per i “servizi” (luci di posizione, segnalatori acustici, frecce, eccetera) è disponibile tra i punti D (positivo) e E (negativo); questo stadio può erogare una potenza massima di 30-40 watt. Passiamo ora alla realizzazione pratica della nostra motoretta occupandoci innanzitutto della meccanica. IN PRATICA Come si vede nelle immagini, il motore è fissato alla parte posteriore del telaio, quasi sotto la sella. Il moto viene trasmesso mediante due cinghie; la prima (tipo 300L050) collega la puleggia a 10 denti del motore alla puleggia dentata a 52 denti del rinvio; la seconda (tipo MT1294103) collega la puleggia a 21 denti del rinvio alla puleggia dentata a 61 denti fissata alla ruota posteriore della motoretta. Complessivamente il rapporto di trasmissione è di circa 1 a 15,1. Le batterie vanno montate nell’apposito alloggiamento predisposto sotto il telaio.

In questo modo, tra l’altro, si abbassa il baricentro del veicolo in modo da ottenere una migliore stabilità nonché una buona tenuta di strada. Per la realizzazione del chopper è necessario innanzitutto approntare la basetta sulla quale andranno cablati tutti i componenti. Nelle illustrazioni riportiamo il disegno dello stampato al vero. Per realizzare la basetta consigliamo di utilizzare il metodo della fotoincisione che consente di ottenere una piastra del tutto simile a quella utilizzata per realizzare il nostro prototipo. Per il montaggio dei componenti sulla basetta valgono le solite raccomandazioni che questa volta dobbiamo integrare con consigli specifici legati alla particolarità del circuito.

Ci riferiamo in modo particolare alle elevate correnti in gioco che richiedono un montaggio particolarmente curato nella sezione di potenza. Gli otto mosfet sono fissati direttamente alla piastra di alluminio che funge da dissipatore; i drain risultano pertanto collegati elettricamente alla piastra alla quale fanno anche capo il polo negativo del motore e gli anodi dei tre diodi di potenza. Per questo motivo la piastra va isolata dal telaio della motoretta elettrica. Gli otto source dei mosfet vanno collegati a massa tramite una barra metallica di sezione adeguata. Anche il transistor di potenza T4 va fissato al dissipatore; in questo caso, tuttavia, è necessario utilizzare un kit di isolamento per evitare un corto circuito tra questo componente ed i mosfet.

Per i collegamenti tra la piastra ed i componenti esterni bisogna fare riferimento alle lettere riportate sullo stampato: ai punti A e C vanno collegati rispettivamente il polo positivo e quello negativo della batteria mentre tra il punto A e la barra di dissipazione va collegato il motore elettrico; il diodo D3 è collegato tra il punto B e la barra mentre i diodi D1 e D2 sono collegati in parallelo al motore ovvero tra la barra di alluminio ed il punto A. Tra i punti D ed E è disponibile la tensione a 12 volt per i servizi mentre il transistor di potenza montato sul dissipatore va collegato ai morsetti contraddistinti dai punti F, G e H. Infine, alla morsettiera contraddistinta dalle lettere I, L e M va collegato lo slider che controlla la velocità.

Per poter azionare questo componente tramite il cavo di accelerazione, è necessario realizzare un dispositivo meccanico dotato di molla antagonista che consenta di spostare il perno del potenziometro senza forzature tra il valore minimo e quello massimo. Il dispositivo deve avere anche una notevole robustezza meccanica in considerazione dell’elevato numero di manovre cui viene sottoposto. Un dispositivo simile è stato utilizzato anche nel progetto del ciclomotore descritto sul fascicolo di ottobre. I collegamenti tra la batteria, il chopper ed il motore vanno effettuati con cavo di diametro adeguato in considerazione delle elevate correnti in gioco che, lo abbiamo visto in precedenza, nei picchi possono raggiungere anche i 80 ampère. Ultimato il montaggio della piastra ed effettuati i collegamenti tra la batteria, il motore ed il chopper, possiamo finalmente procedere al collaudo del motorino.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

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