Ремонт Дизайн Мебель

Электросамокат своими руками: фото пошаговой сборки. Как сделать электросамокат своими руками инструменты и пошаговая инструкция Как сделать самому эл самокат


Сменив автомобиль на самодельный самокат с электромотором для поездок в магазин, я не только экономлю деньги, но и получаю большое удовольствие от таких «путешествий».

Правильный размер

Самокат задумал собрать небольшим, чтобы и в метро пропустили, и в электричку: раму выполнил в виде дуги, максимально приближенной к переднему колесу и огибающей его. Опору для ног поместил на ось заднего колеса, что еще больше уменьшило габариты конструкции. Переднее колесо подобрал большего диаметра - для езды по кочкам и ямам, а меньшее заднее максимально приблизил к переднему, чтобы самокат занимал мало места в общественном транспорте.

Удобный каркас

В качестве рамы использовал фрагмент обода металлической бочки на 200 л. (см. фото, п. 1). при помощи электросварки закрепил его одним концом ко втулке велосипедной рамы, в которую входит вилка, а к нижней части обода прикрепил площадку для ног (2) и кронштейны для крепления заднего колеса (3) Часть рамы с передней втулкой и горизонтальной трубой соединил сваркой с ободом усилив конструкцию (4)

Электродвигатель

Приобрел мотор-колесо (5) мощностью 350 Вт и напряжением 36 В подходящего размера. Установил его на вилке в месте крепления с помощью шайб-фиксаторов (6). К вилке приварил площадку (7), на которой установил ящик (8) для аккумуляторов и блока управления колеса. Чтобы привести в движение самокат, понадобились три аккумулятора на 12 В и 7 А, соединенные последовательно. Заряда таких аккумуляторов хватает на 15 км. по пересеченной местности, а по ровной дороге - немного больше.

Батареи заряжаю автомобильной зарядкой. Тумблер включения разместил на руле.

Важно!
При монтаже мотор-колеса в месте его крепления на вилке следует просверлить дополнительные отверстия под шайбы-фиксаторы. Это защитит колесо от проворачивания.

Мощным аккумулятором… И внушительной стоимостью. Да, есть эконом-варианты, но можно ли потратить ещё меньше? И если да, то как сделать электросамокат своими руками?

С чего начать?

Определитесь с тем, на базе чего Вы будете делать своего железного коня. Есть три хороших, многократно проверенных, варианта:

  • Из шуруповёрта . Дрели и шуруповёрты удобны тем, что из них очень легко вытаскивается батарея для подзарядки. Кроме того, у большинства моделей есть несколько скоростей, что тоже немало;
  • Из гироскутера . Очень хороши с точки зрения подключения батареи и управления, но достаточно дороги;
  • Из двигателя охлаждения радиатора . Пожалуй, самый тяжёлый с точки зрения реализации вариант, зато мотор довольно мощный и почти бесплатный (найти подходящий двигатель можно на любом авторазборе).

Если у Вас нет большого опыта работы с такими задачами, мы рекомендуем делать электросамокат своими руками из шуруповёрта.

Передача

Выбрали двигатель? Теперь важно решить, как Вы будете передавать от него крутящий момент на колёса. Доступны следующие варианты передачи:

  • Цепь;
  • Фрикционная насадка;
  • Две шестерни;
  • Жёсткая передача.

Опять же: если большого опыта нет, ставьте цепь. Вариант спорный, потому что цепь может слетать и , но в реализации так будет проще всего.

Колёса

Какое колесо будет ведущим: заднее или переднее? Если выбираете заднее, будет проще с монтажом, если переднее, самокат будет лучше управляться. Мы советуем всё-таки заморочиться с подключением переднего колеса, это стоит того. Сами колёса можно взять самые обычные, с пластиковыми дисками. Хорошо подойдут колёса от садовых тележек.

Рама

Рама делается из обычных стальных труб. Профилированной стали толщиной 2.5 миллиметра будет вполне достаточно для того, чтобы сделанный своими руками электросамокат выдерживал нагрузку до 100 килограммов.

ВАЖНО: Если Вы делаете электросамокат не совсем с нуля, а на базе обычного - не моторизованного - скутера, вопросов с рамой и колёсами у Вас не будет. Просто выбирайте из прочных и устойчивых моделей: совсем изящные могут оказаться не готовы к серьёзным нагрузкам.

Аккумулятор

Не берите тяжёлые свинцовые батареи! Вам, скорее всего, не удастся аккуратно убрать их под деку, и аккумулятор просто сломает весь баланс Вашего скутера. Если делаете на базе шуруповёрта, вопросов нет - используйте родную батарею - если нет, смотрите на для электрических вертолётов, тех же дрелей и тому подобной техники.

Также Вам понадобятся

  • Провода;
  • Кнопка или тумблер включения;
  • Пластиковый короб для аккумулятора;
  • Крепёж (как правило, это болты и гайки).

Использовать сварку или тому подобные технически сложные методы крепежа совсем не обязательно.

Как сделать электросамокат своими руками?

Лучшим выбором будет перед началом работ посмотреть видео на Ютубе. Ищите конкретно сборку скутера на базе выбранного Вами двигателя и с выбранной Вами передачей - есть ролики почти по всем существующим вариантам.

И, в любом случае, Вам потребуется какой-либо опыт работы руками. Идеально, если Вы уже работали с электрикой и металлом. Если опыта нет никакого, настоятельно рекомендуем найти партнёра по сборке или хотя бы консультанта - человека, который сможет посмотреть Вашу идею и проект, дать свои комментарии по нему.

Если делать всё аккуратно, электросамокат своими руками обойдётся всего в 5-7 тысяч рублей, а значит, Вы сможете заметно сэкономить. Успехов в сборке!

В этой статье я расскажу как в домашних условиях сделать мощный двигатель для самоката или детского электромобиля с высоким КПД и простой контроллер к нему.

Первое что вас шокирует это то, что в этом двигателе не будет железа. Не нужно нарезать пластины статора или ротора на лазерном оборудовании, собирать в пакеты и подгонять всю конструкцию к микронной точности. Это обычно мешает обычным людям создавать самим двигатели. Вы удивитесь насколько проста конструкция и не поверите полученным от нее характеристикам.

Обычно вбивая в поиск на ютубе например "электродвигатель своими руками" вы видите катушку и магнит и это вращается и все знают, что да это работает, но кпд там ничтожный и нормальную тягу создать не может. Но, все ошибаются, на самом деле используя правильно катушку и магнит можно сделать мощный двигатель с высоким кпд.

С чего все начиналось. Когда-то просматривая патенты на двигатели я обратил внимание на двигатель из катушки внутри которой вращался длинный магнитный стержень закрепленный на валу, такая конструкция не приобрела распространение по причине низкого кпд из за слабых магнитов которые были в то время и немного неправильной конструкции. Забегая наперед скажу какой должна быть идеальная конструкция двигателя - магнит сферической формы закрепленный на оси полюсами перпендикулярно оси вокруг него располагается круглая катушка квадратного сечения (через нее проходит ось поэтому можно ее разделить на 2 части и разместить ближе к оси) - все - конструкция готова, остается закрепить все в корпусе и получится двухтактный двигатель. Правда найти такой магнит в продаже мне еще не удавалось но если все начнут делать такие двигатели то скоро появятся.

Сейчас в продаже есть магниты цилиндры диаметрально намагниченные с отверстием по оси, они почти идеально подходят (лучше на сейчас нету), стоят они в общем не дешево но все равно дешевле готовых двигателей раза в 2-5, самые крупные внутри катушки с током (15А 100-200 витков) руками не провернуть уже (за магнит не за ось, а за ось и плоскогубцами не провернуть). Первое опасение мое было когда я запускал такой двигатель на самокате - было, не порвет ли он случайно зубчатый ремень при старте. То-есть понимаете что это уже не те игрушечные двигатели с катушкой и магнитом что вы видите на ютубе.

Теперь о КПД, оказалось все очень просто и предсказуемо, когда магнит цилиндр (сфера) повернут полюсами к виткам катушки то сила магнитного поля действует на магнит по касательной то-есть перпендикулярно к радиусу создавая максимальный вращательный момент а когда он повернут полюсами по оси катушки то момент равен нулю а это означает что в таком положении если подать на катушку ток он весь 100% пойдет в нагрев и кпд вращения = 0%, а когда он повернут полюсами к катушке то кпд максимум и зависит от установившегося тока при определенной нагрузке. Например если в этой точке при напряжении питания 10в установился ток 1А то полное сопротивление (активное + реактивное) = 10 Ом и если при этом сопротивление самой обмотки 1 Ом то кпд в той точке 90% (ну и соответственно если сопротивление обмотки 0,1 Ом то кпд 99%). Вывод - обмотка должна быть с как можно меньшим сопротивлением и запитывать ее нужно в тех точках где кпд максимальный их однозначно нельзя запитывать когда магнит повернут вдоль оси или почти вдоль оси так как это 90-100% потери (нагрев). И в этом можно убедится если собрать простой драйвер на 2х ключах (схема в конце статьи) и подать управление от микросхемы с почти любого куллера с 4мы выводами (контроллер управления куллером с встроенным датчиком холла и 2мя выходами которые обычно подключают напрямую к обмоткам). КПД будет на уровне 55% (максимум 72,2% минус потери на сопротивлении зависит от нагрузки на двигатель). Вы уже наверно поняли как нужно повышать КПД, сокращать угол запитки со 180 град до 90 - 45 - 30 - 15, чем меньше тем кпд ближе к 100% но снижается тяга. Где разумный предел, получается при 180 угле потребляем 100 вт отдаем в нагрузку 50-70 вт, если сократить угол до 90 то потребляем 50 вт а отдаем в нагрузку 37 - 44 - (максимум 89,97% - потери) кпд выше но отдаваемая мощность ниже при том же напряжении питания, 120 град (будет аналогично 3хфазному теоретический максимум 86% - потери на активном сопротивлении). Нужен двигатель с большой равномерной тягой и кпд 95%? Запросто - берете 6 магнитов на одну ось со смещением угла катушек или магнитов по 30град получаем 6ти фазный 12 тактный двигатель (аналог 12 цилиндровому двс) с кпд до 97.2% который также можно перепрограммировать на любой другой угол фазы и жертвуя кпд поднимать тягу еще в 2-3 раза при необходимости.

Эскиз ниже показывает конструкцию двигателя и размещение датчиков холла (в примере датчики холла разведены от середины катушки на угол 45 градусов что дает 90 градусов угол запитки обмоток, когда полюса магнита находятся максимально близко к виткам катушки)

Мой двигатель однофазный двухтактный с углом запитки 110 град выдал кпд 87% на скорости 13 км/ч с нагрузкой 92 кг по ровной дороге при этом обмотки заклеенные в закрытом деревянном корпусе за час непрерывной езды нагрелись аж до 41 градуса при среднем потреблении двигателя 88 Вт. Две обмотки по 125 витков в параллель проводом диаметром 0,83 мм, магнит 65 диаметром, 30 высота, внутренний 18 мм ссылка . В сумме меди 260 грамм из расчета на 260 Вт. Мой вес 85 кг (самокат 8кг с двигателем и батареей, легче только из карбона), питание 10х Samsung INR18650-25R = 87 Вт/час (42В максимум с отводом от середины, 2.5 А/ч) мне полного заряда хватает на ~15 км по ровной дороге.

Изначально использовался 1 датчик холла (но я уже тогда знал что это большие потери так как делал такие двигатели и раньше), так двигатель на холостом ходу потреблял 42 Вт (1 А на каждую половину батареи, итого 2*21 или 1*42) и за 2 минуты нагревался до 50 градусов (это без нагрузки), установка 2х датчиков холла снизила ток холостого хода в 10 раз! и он составил 100 мА (4,2 Вт) и греться он перестал. На максимальной нагрузке (езда в горку) ток достигал 6 ампер (>250 Вт) и обмотка разогревалась так что больше пары минут нельзя было ездить а после установки 2х датчиков холла и подачи питания на обмотки только в нужные моменты, согласно рисунку выше, полностью решило проблему перегрева (значительно подняло кпд) и ток при заезде на ту же горку упал в 2 раза (130 Вт)

И так магниты с катушками запакованы в корпус, вал (болт М6 100мм на котором гайками с бортиком, зажимные для колес, через шайбу и резиновую прокладку зафиксирован магнит) закреплен в немагнитных стальных подшипниках (это в идеале, но я использовал обычные дешевые стальные но сила магнитного поля такая что крутятся они с трудом, поэтому лучше сразу нержавейку ставить) и самое главное как его теперь запустить. Я использовал самый простой вариант одна катушка и один магнит - самый дешевый вариант и для самоката подходит идеально, естественно так как запитываем только 90 - 120 градусов сектор на такт то остается незаполненные тягой сектора и стартовать такой двигатель будет с толчка, но это же не вентилятор а двигатель для самоката, оттолкнулся, включил двигатель и поехал, все просто. Если же нужен автопуск то минимум нужно делать 2х фазный 4х тактный, такой поставил в детском автомобиле.

Контроллер

Фраза "шим регуляция" у меня ассоциируется с потерями, запитывать нужно постоянным током чтобы избежать потерь переключения на ключах и не греть диоды в ключах, в общем контроллер может работать с кпд 97% и выше если забыть про шим, а скорость лучше регулировать напряжением питания (например у меня в самокате она фиксированная 13 - 18 км/ч в зависимости от веса ездока). Запитка обмотки двумя тактами возможна или мостом но тогда потери всегда на 2х ключах или полумостом с питанием с отводом от средней точки, выбран именно такой вариант так как в 2 раза уменьшает потери на ключах (всегда катушка включена только через 1 ключ). Еще из плюсов такого полумоста то что обратная эдс при отключении катушки сливается через 1 диод в противоположное плечо и потери на диодах тоже в 2 раза меньше то-есть больше энергии вернется в конденсатор / аккумулятор так же и с рекуперации от скатывания с горки. В итоге получаем полумост + драйвер полумоста + схема управления.

Схема управления

Использование одного датчика хола не дает возможность управлять углом в котором запитывается обмотка, поэтому нужно минимум 2 датчика расположенные таким образом чтоб получать включение обмоток в нужном диапазоне, проще всего сделать угол 90 град (для этого нужно разнести датчики на 45 градусов от витков катушки в обе стороны) тогда пары датчиков хватит на 4 такта (используем только 2 из них для однофазного) . Каждый датчик возвращает 2 позиции которые означают видит ли он северный или южный полюс, так вот когда оба видят северный включаем один ключ, когда оба видят южный второй, при использовании микросхем от куллера - реализуется логикой 2или-не, на входы двух логических элементов подается питание через сопротивления на выходах при этом 0, микросхемы куллера коммутируют входы логических элементов на ноль, когда оба входа на нуле на выходе 1 - включается 1 ключ, и так же когда на втором логическом элементе оба входа на нуле включается другой ключ. Все просто. Учитывайте при выборе микросхемы драйвера куллера (датчик холла) что они есть с защитой от остановки и без, для двигателя поддержки как у меня на самокате лучше использовать с защитой он запустится только при начале езды, но для двигателя который должен стартовать сам нужно выбирать без защиты и делать ее если необходима другим способом (защита от перегрузки по току например).

Микросхем логики у меня не было потому заменил транзисторами. Схема подключения драйвера мосфетов по даташиту.


Отладка двигателя

Хочу отметить важные моменты которые уберегут детали контроллера от случайного выжигания. Дело в том что обратная эдс с катушки очень коварная штука, она может спалить всю электронику и драйвер и микросхемы с датчиком холла. Для предотвращения таких ситуаций обязательно должны стоять конденсаторы по входу питания в которые сливается обратная эдс с катушки (через защитные диоды в мосфетах) при случайном отключении батареи, минимум 1000 мкф 50В с низким esr. Также для предотвращения попадания выбросов высокого напряжения на выход драйвера через обратную емкость мосфета, обязательно в цепи затвор исток должен стоять стабилитрон на 13-15В (что ниже допустимого напряжения затвора 20В но выше управляющего напряжения с драйвера 12В).

При первом включении обмотку лучше подключать через сопротивление ограничивающее максимальный ток (10-50 Ом), переворотом датчиков холла добиваемся вращения в нужную сторону. Также перемещая датчики можно найти позиции где потребление на холостом ходу будет минимальным и работа двигателя тихой. Сильно уменьшать угол запитки не стоит (< 90 град) для двухтактного двигателя, хоть потребление будет и ниже на холостом но создать достаточную тягу будет сложнее так как в меньшие промежутки времени придется вложить больше мощности а это дополнительные потери на контролере и батарее.

Цена

  • болт (вал), гайки и шайбы (фиксация магнита и подшипников), немагнитные шурупы (нержавейка, для скручивания корпуса) < 2$
  • корпус (брус 1,5м х 80 х 20) = 1,3$
  • зубчатые колеса и ремень = 8$
  • магнит = 50$
  • платы и все детали < 10$
  • 10х Samsung INR18650-25R = 38$

Итого, электрификация самоката обошлась в ~110$

Плюсы и минусы

Плюсы:

  • двигатель вращается без какого либо сопротивления, что не мешает поездке на самокате как на обычном при отключенном питании
  • малый вес
  • высокая эффективность

Минусы:

  • нельзя устанавливать такой двигатель вблизи магнитных материалов (приведет к залипанию ротора, использование в корпусе железных болтов тоже недопустимо, только нержавейка или клей)
  • нельзя устанавливать очень близко с массивными токопроводящими материалами (торможение вихревыми токами, идеально использовать раму из пластика, дерева, карбона тогда можно ставить где угодно)
  • придумайте и напишите в комментариях (низкая скорость не катит, можно поднять напряжение, меня устраивает скорость для езды по пешеходным дорожкам)

Больше фото

Прижатие ремня для большего сцепления с зубчатым колесом

Первые включения (еще с 1 датчиком холла и пониженным напряжением питания 2х8В) максимальная скорость 3-5 км/ч

Настройка положения датчиков (катаемся, меряем потребление, переклеиваем датчик холла ищем оптимальный вариант) на фото оптимальный

Передняя часть сделана из горного, здесь установлен также ручной тормоз. Что же касается задней части, то здесь используется колесо меньшего диаметра от детского велосипеда. Автору велосипеды достались практически бесплатно. Чтобы создать мощную раму, которая не будет прогибаться под весом человека, используется толстостенная металлическая труба. Собирается самокат довольно быстро и просто. Достаточно иметь некоторые начальные навыки в работе с инструментом.


Материалы и инструменты для изготовления самоката:
- передняя часть горного взрослого велосипеда;
- задняя вилка с колесом от детского велосипеда;
- стальные пластины;
- шурупы;
- кусок крепкой металлической трубы для создания рамы;
- гаечные ключи;
- сварочный аппарат;
- болгарка;
- дрель;
- краска.

Процесс изготовления самоката:

Шаг первый. Разбираем велосипеды
Сперва нужно добыть необходимые элементы для создания самоката. От горного велосипеда понадобится передняя вилка с колесом, также нужно оставить ручной тормоз. Нужно взять болгарку и отрезать от передней вилки раму, как можно увидеть на фото. Помимо этого есть также еще один вариант, можно не отрезать нижнюю часть рамы, а просто продлить ее куском трубы, если она достаточно жесткая для создания самоката.

Что же касается задней вилки от детского велосипеда, то здесь все зависит от конструкции. Если это тоже горный велосипед, то вилку можно просто открутить. Если обычный, придется также поработать болгаркой.

Шаг второй. Создаем раму и свариваем конструкцию
Для создания рамы нужно взять металлическую трубу и выгнуть ее так, чтобы по форме она была примерно как на фото. Труба должна быть крепкой, чтобы она не прогнулась под весом человека. Один конец трубы приваривается к передней вилке, а к другому концу автор приваривает металлическую пластину. Далее уже к этой пластине приваривается задняя вилка, так конструкция получается более надежной, поскольку на заднее колесо приходится наибольшая нагрузка.

Шаг третий. Приделываем доску
Чтобы на самокате было удобно стоять во время езды, к его раме нужно прикрутить доску. Для этих целей сперва к раме нужно приварить 2-3 металлических пластины и просверлить в них отверстия. Ну а далее доска просто прикручивается к пластинам с помощью винтов с гайками или саморезами. В доске нужно будет сделать пропил, как на фото, чтобы в него зашла рама.

Шаг четвертый. Покраска самоката
Красить самокат можно на свой вкус. Автор для рамы использовал аэрозольную краску черного матового цвета. Что касается доски и заднего колеса, то здесь применялась яркая флуоресцентная краска розового цвета. Именно такой цвет больше всего пошел по душе дочери автора.

Вот и все, теперь самокат готов к испытаниям.

27.09.2018

При выборе персонального электротранспорта не обязательно ограничивать себя типовыми заводскими моделями. Можно самому, своими руками собрать электросамокат, максимально соответствующий имеющимся запросам и потребностям. Для этого понадобится обычный самокат (база), мотор-колесо, аккумуляторная батарея и контроллер. Еще для переделки понадобятся элементы управления – тормозные ручки, рычаг газа и выключатель питания. Базы самокатов в зависимости от диаметра колес подразделяются на следующие типы:

  1. микро – до 8”;
  2. мини – 8–10”;
  3. миди – 12–16”;
  4. макси – от 20”.

Кроме диаметра колес, различаться может и их ширина. Скрузер, Эво и подобные им модели тоже считаются самокатами, но внешне и по мощности моторов больше походят на электроскутеры. Тип базы влияет на ходовые характеристики электросамоката.

Определяемся с размером колес

Перед тем, как самостоятельно сделать электросамокат, нужно определиться с особенностями его конструкции. Большое значение имеют размеры и тип колес (они могут быть литые или надувные), наличие подвески, размеры дропаутов для монтажа мотор-колеса и месторасположение аккумуляторной батареи. Оптимальный диаметр колес зависит от качества дорог, по которым вы собираетесь ездить. Вариант «микро» подходит только для проката по плитке и хорошему асфальту. «Мини» – позволяет преодолевать небольшие преграды на пути. «Миди» позволяет уверенно кататься на скорости 40 км/ч и выше, не боясь небольших выбоин. «Макси» отлично подходит для любителей езды по пересеченной местности и проблемным дорогам. Подвеска частично сглаживает удары. Но есть правило – колесо способно преодолеть препятствие, не превышающее 1/2 своего диаметра.

Выбираем место для установки АКБ

Li-ion батарею можно поместить в различных частях самоката:


В вопросе, как сделать электросамокат для взрослых своими руками, есть много нюансов. Так, размер мотор-колеса подбирается в зависимости от ширины дропаутов. Особое внимание нужно уделить выбору аккумуляторной батареи, ведь от нее зависит вес, легкость управления и дальность пробега электросамоката на одном заряде. Современные электросамокаты оснащаются литиевыми АКБ – сборками из литий-ионных элементов, аккумуляторов типа LiPo или LiFePO4. Батареи из ячеек Li-ion легче и дешевле, а LiFePO4 – дольше служат и не боятся морозов.