Мы уже знаем моторизованные версии небольших транспортных средств: велосипеды и самокаты, скутеры и сигвеи, а теперь рассмотрим ещё один прикольный девайс — скейтборд, но не просто электроскейтборд, а такой, что управляется смартфоном! В основе проекта специальное приложение для Android, которое позволяет управлять самодельным электрическим скейтом посредством Bluetooth, давая команды на запуск, остановку и изменение скорости движения. Электронная схема управления выполнена на основе Arduino. Основа — обычный скейтборд, на дно которого прикручена управляющая электроника и приводной ремень от мотора на одно колесо. Здесь используется стандартная плата Arduino, регуляторы тока на бесщеточный двигатель (развивает максимальную мощность 1200 Вт) и приемопередатчик Bluetooth, через который Ардуино устанавливает связь со смартфоном.
Фактически, Arduino тут используется как простой беспроводной пульт дистанционного управления, который позволяет двигаться скейтборду по желанию пользователя — генерирует трехфазное напряжение, которое питает обмотки статора бесколлекторного мотора. От ширины импульса зависит сколько мощности передастся на двигатель от АКБ: чем больше мощность, тем больше длительность импульсов, и наоборот. Частота определяет скорость вращения ротора.
Модуль имеет силовые кабели для подключения аккумуляторной батареи, которая тут используется типа 4S Li-Po (4-ячеечный, 14.8 в) 5000 мА/ч емкости и ток разряда равен 25С, что соответствует 1500 Вт с 12 В двигателем, теоретически). С аккумулятором 5 А/ч, вы можете кататься на скейтборде в течение 30 минут на максимальной скорости. Схема подключения Arduino и Bluetooth показана на рисунке.
Схема электроскейтборда
Для беспроводного подключения используется модуль на основе чипа Bluetooth BC417143. Модуль поддерживает at-команды для настройки скорости передачи данных, имени устройства, пароля, мастер/слэйв режим, и так далее.
Безщеточный мотор используемый для привода — Aerodrive СК3 – 4250-350kv, который питается от напряжения в диапазоне от 14 до 19 В, он работает на 350 оборотов / вольт; электродвигатель может тянуть до 53 А и обеспечить максимальную мощность более киловатта. Вал двигателя диаметром 5 мм, вес 260 грамм. Шкив служит для передачи крутящего момента на колеса скейтборда. Опытный образец скейта позволяет развивать максимальную скорость в 25 км/ч, неся человека 70 кг.
Программа управления МК
#include <Servo.h>
Servo esc?
int value = 0?
void setup()
{
// ESC is connected to Arduino PIN 9
esc.attach(9)?
// init bluetooth serial connection
Serial.begin(9600)?
}
void loop()
{
// Every cycle we read if a new data is on serial
// if no data is read, we get a 0 that we will drop
value = Serial.parseInt()?
if (value != 0) {
// if Value is not 0, we will pass it to ESC
//The smartphone app will take care of sending a proper value
// (0179) to bluetooth
esc.write(value)?
}
}
Сборка электроскейта
Для установки мотора на скейтборде нужен шкив на 1 см меньше диаметра колеса, он вкручивается горизонтально (по окружности) в само колесо. Этот шкив можно выполнить 3D-печатью, но также можно приобрести готовые к использованию, алюминиевые.
Он должен содержать ряд радиальных отверстий, чтоб закрепить его на колеса. Вы можете использовать различные системы крепления элементов, такие как квадратный кусок алюминия или текстолита. Электроника размещена в коробке, которая крепится к нижней стороне скейтборда винтами или на силиконовый герметик.
