Un contrôleur pour VAE maison ?

[Crysalide]

Bonsoir !


Je suis en classes prépa scientifique et pour mon TIPE (l'ancêtre du TPE, davantage orienté "expérimental") je souhaite travailler autour du vélo à assistance électrique.

Je souhaite réaliser un contrôleur pour VAE moi-même ; c'est à dire qu'à l'aide de composants électriques simples (pas de systèmes "boîte noire" si possible, utilisation d'AO, de diodes, de hacheurs, de bobines, condensateurs, transformateur...) je souhaite "asservir" un moteur grâce à un capteur de couple situé sur le pédalier.

Etant donné le caratère expérimental de mon projet, j'aimerai d'abord essayer de réaliser un contrôleur qui prendrait en compte la vitesse de rotation du pédalier pour donner comme consigne au moteur d'apporter l'énergie nécessaire pour que la roue arrière tourne à 25 km/h (c'est la vitesse maximale pour les VAE je crois).
Je pourrai ainsi modifier mon contrôleur pour y apporter ensuite toutes les modifications voulues pour le rendre un peu plus sophistiqué, du moins si j'arrive à le faire réaliser un consigne "simple" !



Certains d'entre vous se sont-ils déjà lancés dans la construction d'un contrôleur maison ?
Auriez vous des conseils à me donner pour ma réalisation ?
Considérez vous mon projet irréalisable ?

Je serai ravi d'entendre (de lire !) vous remarques et suggestions !

merci d'avance !

[Alain G]

Bienvenue sur Éconologie Crysalide!

J'ai fabriquer un contrôleur maison et je peut t'affirmer ne pas recommencer!

Fouille un peu sur le net et tu verras des contrôleurs pour bien moins cher que le simple prix des pièces mkais sans le tracas de mise au point qui est assez onéreux, je m'explique; pas que ce ne sois pas réalisable mais les MosFet sont pairés pour qu'ils travail tous égal et le temps d'essais m'a couté largement plus cher en MosFet que le prix du contrôleur "Ready to Work".

Le problème vient de la limite en ampérage qui empêche de détruire le MosFet sur une demande trop élevé!

Mais si tu persiste quand même dans le but personnel, je peut t'aider!

Que prévoit tu comme moteur?

Comment tu compte lire la charge aux pédales?

[Forhorse]

J'ai fabriquer un contrôleur maison et je peut t'affirmer ne pas recommencer!

Ah c'est interessant ça !
Et tu partagerais le schema et les photos de ta réalisation avec nous ?

[Alain G]

J'ai fabriquer un contrôleur maison et je peut t'affirmer ne pas recommencer!

Ah c'est interessant ça !
Et tu partagerais le schema et les photos de ta réalisation avec nous ?

Faut que je retrouve le shéma sur lequel je me suis inspiré et les modifications pour augmenter la puissance car l'original ne drainait que 5 ampères, je vérifie si je l'ai encore et je crois bien être en mesure de le fournir demain!

Pour les photos, désolé c'était un remplacement de contrôleur de vélo électrique d'un ami d'un ami!

Les vélos ici n'ont pas l'obligation de pédaler pour être approuvés, donc je n'ai pas conçu le système d'assistance du pédalier, qui se situe habituellement dans le moteur-roue et qui pourrait être fabriquer avec un encodeur à dents ou un capteur de proximité sur la couronne du pédalier et un convertisseur analogique.

[dedeleco]

LOWRACER doit avoir une expérience pratique, vu le nombre de vélos à pédales et à moteurs qu'il réalise :
https://www.econologie.com/forums/post189975.html#189975

Sinon il est bon de faire une bibliographie détaillée chez les fabricants de MOSFET et circuits intégrés, de bien comprendre, pour éviter de griller une armada de ces transistors !

Mais il est certain que construire soi même ce qui existe en grande quantité dans le commerce, revient plus cher en composants, sans même tenir compte du temps passé à expérimenter.

Voir aussi grelinette avec son cheval à assistance qui est bien moins courant dans le commerce et dont l'étude serait plus originale, inattendue et plus utile avec potentiel commercial si bien menée ;
https://www.econologie.com/forums/post111712.html#111712
https://www.econologie.com/forums/post179771.html#179771
https://www.econologie.com/forums/post179533.html#179533

Enfin, il existe un grand nombre de moyens de réaliser cette assistance entre style 1800, 1900, très mécanique simple ou moderne avec microprocesseurs à programmer pour des fonctions complexes !!

[Crysalide]

Bienvenue sur Éconologie Crysalide!

Merci Alain G !!


Et merci à vous d'avoir répondu si vite, je dois vous avouer que je trouve ça génial !


Vos commentaires m'ont amené à préciser mon projet et voici donc ce que je souhaite faire, dans les grandes lignes :
Comme c'est dans le cadre de mes concours, je vais travailler en deux temps :

¤ tout d'abord, je vais travailler sur une maquette, afin de pouvoir utiliser de plus faibles ampérages et un plus petit moteur, le modèle réduit me permettant ainsi d'avoir quelque chose qui fonctionne à présenter au jury !
C'est à dire que grâce à un moteur de faible puissance et à un contrôleur maison, je vais tenter de réaliser l'asservissement en vitesse de rotation d'une roue liée à un pédalier.

¤ ensuite, je vais tenter la réalisation "grandeur nature", puisque c'est tout de même ça qui m'intéresse le plus ! En tenant compte des résultats obtenus sur la maquette, et en cherchant des solutions aux problèmes nouveaux qui vont se poser : plus grande puissance nécessaire, etc ... Là, c'est plus pour moi que pour le jury, car ça risque de prendre plus de temps à réaliser !


-> ce que je prévois donc comme moteur, c'est un simple petit moteur tout bête au départ pour la maquette, et ensuite je rechercherai la puissance nécessaire pour le vélo.
Comme la maquette n'a pas de contraintes spécifiques, je vais me renseigner sur les moteurs dont dispose le labo de sciences industrielles du lycée et je vous dit ça demain !
(l'objectif de la maquette est en effet de fonctionner afin d'avoir quelque chose qui fonctionne à présenter !)

-> Comment je compte lire la charge aux pédales ?
A vrai dire, je ne m'y connais pas trop ... D'après ce que j'ai lu par-ci par là, un capteur à effet Hall pourrait être indiqué, d'autant plus que je peux expliquer son fonctionnement à un jury curieux, mais je reste très ouvert à vos remarques !
D'ailleurs, un capteur à effet Hall, ça peut se fabriquer ou alors c'est vraiment se casser la tête pour pas grand chose ?

-> Mon objectif est bien de construire au moins la maquette moi-même, quitte à utiliser un contrôleur du commerce pour réaliser mon vélo !


Bonne soirée !

[Forhorse]

Si ton premier probleme est simplement de mesurer la rotation du pedalier et sa vitesse, il y a des dizaines de solutions possible.
Il y'a effectivement un capteur à effet hall, si tu veux partir de zero. il y a aussi un capteur inductif du commerce (modèle industriel) qui capte les dents de la couronne.
Il y'a aussi des solution optique, comme un optocoupleur à fourche qui là aussi peut capter les dents de couronne.
Ou une version high-tech comme un codeur incremental, mais c'est un peu trop précis pour l'usage que tu veux en faire.
Franchement moi je partirai soit sur un capteur inductif, soit un optocoupleur.

Ensuite, ça depend si tu as des notions de programmation ou que tu veux t'y mettre ou pas. En utilisant un microcontrôleur, ce genre de composant ce suffit presque à lui même. En choisant bien il peut être capable de traiter le signal de rotation et de piloter un pont de commande moteur (continu, monophasé ou triphasé d'ailleur)
Par exemple je vois bien un PIC 18F2431 pour ça.

[Alain G]

Salut!

Les capteurs de proximité se vendent en 24 volts dc tout prêt, le capteur optique est à déconseillé car trop sensible à la poussière et l'eau!

La roue déjà motorisé est selon moi la meilleure solution car elle inclus tout le système!

[dedeleco]

Je ne suis pas sur qu'il faille donner une assistance à vitesse donnée, mais c'est plutôt fournir une assistance au delà d'un effort donné qui commence à être fatiguant, soit donc une force seuil soit une puissance dons le produit force par vitesse.

Il existe une armada de méthode de capteurs possibles.
Il existe des capteurs de vitesse pas chers pour vélos tout faits, c'est probablement le plus simple. .Voir Conrad. par proximité, avec un aimant qui tourne sur roue devant une bobine ou capteur pas cher à effet Hall qui donne des pulses à compter, c'est basique et fiable.
http://www.conrad.fr/webapp/wcs/stores/ ... earch=hall
Le capteur de force peut être un ressort ou lame flexible avec un aimant au bout avec le champ détecté par effet Hall qui mesure le champ magnétique pour savoir quand l'effort seuil est exercé (encore Conrad ou Selectronix)
http://www.conrad.fr/capteur_a_effet_ha ... 214326_FAS
http://www1.produktinfo.conrad.com/date ... gn3503.pdf

On peut prendre des capteurs d'efforts plus complexes mais pas utile. Le capteur n'a pas besoin d'être précis, il suffit qu'il détecte l'effort seuil.
Il existe des modules microprocesseurs programmables PIC variés pas chers et complets, toujours sur Conrad, Selectronix ou autres.

Mais à la limite rudimentaire on peut envoyer une courant dans le moteur proportionnel à l'effort exercé au dessus d'un seuil, sans microprocesseur, car alors le moteur exerce une force proportionnelle à ce courant et que celui qui pédale régule avec sa force de pédalage instinctivement, comme sans moteur, mais à plus faible force. Alors la vitesse est régulée par celui qui appuie sur les pédales par son effort qui est plus faible que sans moteur.
Il est important de mettre des constantes de temps assez importantes d'une régulation PID (avc quelques ampli opérationnels) pour éviter les oscillations d'une régulation trop rapide. L'assistance ne commence que si le pédaleur commence à se fatiguer après un certain temps d'effort.

Cela vaut la peine d'analyser les différentes possibilités avec leurs avantages et inconvénients.

Votre travail peut être très utile à grelinette et forhorse pour assister un cheval.