Разработка велофары Kompilator K-3M.

Корпус АКБ.

Закончил пресс-форму корпуса АКБ. Осталось полирнуть и не будет "разводов" от фрезы.
Так же отполирую все существующие формы, вид пластиковых деталей станет аккуратнее.

Такая получилась коробочка:




Внутренности:




Пресс-форма вышла непростая (фото в полном размере):



Скрыть.

Выносной переключатель.

Нарисовал блок выносного переключателя.
Он будет таким же как и в К-6, только не сборный из двух покупных, а целиковый.


Ломал голову над креплением при помощи пластиковых стяжек, но ничего дельного не придумал.
Данное (винтовое, 2 х М3) крепление будет надёжнее фиксироваться, никуда не съедет и не провернётся.


Провод выходит посередине. Блок можно установить как на любую сторону руля, так и ориентировать вверх, либо вниз, по желанию.
Материал: пластик.



-------

Upd: 25.12.2017.

Пресс-форма переключателя почти готова.



Скрыть.

Плата АКБ.

Занялся электроникой для батареи.
Ранее уже делал подобную плату (фото ниже), забраковал по причине невысокой точности балансировки, временным перезарядом ячеек в конце процесса и высоким потреблением в режиме простоя. К слову, так балансируют все виденные мной китайские устройства (пример ).



Решил реализовать задуманное при помощи микроконтроллера, плюсы очевидны:

1. Точность выравнивания напряжений хорошая, до 0.005 вольта.
2. Перезаряда отдельных элементов в конце цикла нет.
3. Плата проще в сборке и калибровке.
4. Потребление 70 мкА, первый вариант потреблял 1.5 мА (1500 мкА).

О перезаряде.
В конце цикла заряда, когда на некоторых ячейках уже есть 4.2 вольта, а на других нет, за дело берутся балластные резисторы, шунтируя собой заряженную ячейку. Их сопротивление как правило довольно высоко, чтобы не раскалять до красна плату. По этому, часть тока (тем выше, чем больше разбаланс) всё же проходит в батарею и уровень напряжения поднимается выше 4.2, что чревато.
В моём варианте контроллер заряжает сборку до тех пор, пока одна из ячеек не достигнет 4.2 вольта, далее оценивает уровень заряда остальных банок и разряжает наибольшую до уровня следующей за ней по напряжению. После заряжает. Далее когда эти две уже выравненные банки достигают 4.2, они разряжаются до уровня следующей за ними низшей ячейки, и т.д. (алгоритм балансировки позаимствован у IMAX B6).
В итоге, все ячейки приходят к отметке 4.2 ни разу не превысив её.

Сборка и калибровка.
Меньше деталей, проще и быстрее сборка.
Напряжение окончания заряда калибруется замыканием служебных контактов (пользователю недоступно). Процесс занимает 1 секунду, тогда как в первом варианте платы приходилось бы подбирать точные сопротивления в делителях TL431 (МС следящая за напряжением ячеек).

Поясню о потреблении.
Такая разница возникает из-за того, что в первом варианте плата жрала 1.5 мА лёжа на полке.
Во-втором, плата жрёт 2.5 мА измеряя напряжение ячеек в течение 2 миллисекунд, после чего засыпает на 98 мс. и так повторяется бесконечно. Опрос ячеек, происходит 10 раз в секунду. Т.е. среднее потребление 2.5 мА * 0.02 = 50 микроампер.
Остальные 20 мкА съедает микроконтроллер и некоторые др. потребители.


Собран макетный стенд (фото ниже), на нём отрабатывается прошивка.



Собрана новая версия платы (фото ниже). После отладки прошивки, будут заказаны печатные платы должного внешнего вида.



Скрыть.

Плата АКБ, #2.

Второй месяц уж минул, как начал писать прошивку для контроллера батареи.
Схема изменилась. То, что как мне казалось должно работать, не работало. В попытках упростить устройство, изучил прилично материала и разродился новым стендовым балансиром.

Вернее старый несколько видоизменился и оброс дополнительной оснасткой для более удобной отладки.
Отладка дело долгое, приходится цикл за циклом заряжать и разряжать тестовые аккумуляторы. Моделировать различные вариации разбалансировки, перегрузок, тепловых ударов и пр.

Обрадую, что ядро прошивки готово. Все основные функции (заряд, контроль перезаряда / переразряда, балансировка, контроль температуры, КЗ, превышение допустимого тока разряда / заряда) работают. Приступаю к индикации и обработке нажатий кнопки.

На текущий момент общаюсь вот с такой конструкцией.



По завершении прошивки монтажную схему потребуется немного перерисовать, затем отправлять на производство.
После этого наконец найти тех, кто нормально (а не с мусором) нанесёт зеркало на рефлектор.
И вроде всё. Свершится.

P.S.
Кстати, в кадр попали корпуса выносного переключателя и корпус АКБ. Они на заднем плане, правее темно-серого тестера.

Скрыть.

Рефлекторы, плата АКБ.


Сегодня собрал три бандероли с рефлекторами на хромирование в Н.Новгород и Тулу.



До этого если помните всегда делали с браком, аргументируя плохим качеством (неровности, трещины, каверны) покрываемой поверхности. В этот раз добился зеркала на самом пластике, вижу своё отражение даже без напыления металла.



Уж не знаю, что теперь может помешать сделать без брака.
Если не затянут, то в конце следующей недели м.б. будут результаты.


Прошивку контроллера АКБ написал, отладил. Много раз нарочно устраивал разбаланс отдельных ячеек (до 0.6 вольт), выравнивает исправно. Устранил много ошибок во второй ревизии платы (самодельная на фото) и наконец нарисовал надеюсь финальную третью версию.

Пришла с производства (на фото зелёная). Нужно собирать и тестировать.



--- Добавлено 19.12.2018. ---

Финальная (на 19.12.2018.) ревизия платы с исправлениями и дополнениями получилась такая:




Скрыть.

Выносной переключатель.


Сегодня отлил пробный десяток переключателей.



Детальки получились такие.



Собрал, вышло это.



Прицепил на руль, ширина крепёжного хомута 7.5 мм. Меньше делать побоялся, пострадает жёсткость.
Стоит крепко. Жал и так и сяк и гнул во все стороны, не отломится. Поместил в морозилку (-16°C), пытался ломать, всё равно крепко.



Такая схема проверена временем, не только я но и владельцы К-6 отзывались об удобстве. Привыкание наступает через несколько дней, переходить на другие типы переключения желания не возникает.



Скрыть.

Корпус АКБ.


Отлил десять корпусов АКБ.
Теперь займусь хомутами и быстросъёмным креплением самой фары. На этом с пластиковыми деталями и пресс-формами будет закончено.



В сборе вот так.



Скрыть.

Завершение батареи.

Практически закончил с батареей. Осталось согласовать её показания с фарой, но разниться будут немного, т.к. некогда писать интерфейс обмена данными между устройствами. Как-нибудь сильно позже.

В финальной разводке платы обнаружил 4 ошибки, в серию пойдут они с доработками. Следующая партия будет изготовлена с исправлениями. На функционал это никак не повлияет, только на время монтажа деталей.
Потерялись 2 посылки из Китая, по этому на фото вместо резисторных сборок (R7, R6, R5) рассыпуха.



Верхняя сторона платы в сборе выглядит так.



Устанавливаем крышку, но не склеиваем. Нужно лазать внутрь, корректировать прошивку.



На стенде нагрузил АКБ одной фарой на максимуме и лампочкой. Суммарный ток 4.5А (около 70 ватт), полёт нормальный.

Специально сопротивлением разряжал один элемент ниже теоретически возможного уровня для проверки функционирования балансировки. В штатной ситуации такого никогда случиться не может, т.к. при каждом цикле заряда происходит выравнивание напряжения на ячейках. По окончанию процесса заряда все ячейки были в пределах +- 7 мВ.



Скрыть.

Передняя и задняя панели. Стекла дисплея.

Ранее были изготовлены пресс-формы для отливки передней и задней панели. Отлиты сами детали.
Их прочность меня не устроила. Внешний вид недешёвой фары тоже мне кажется не выиграл бы от применения пластика.



Решил как и в 1-й версии фары точить их из алюминия. Эстетически и по прочностным характеристикам металл сильно выигрывает.



Стёкла дисплея ранее делал из прозрачного поликарбоната, затем заклеивал матовой красной лентой. Минус такого решения в сильном рассеивании света при малейшем отдалении индикатора от поверхности стекла.

В К-3М используется серый-прозрачный поликарбонат.



Вырезал 2 листа, получилось 64 детали.




В данный момент приступаю к написанию управляющей программы для обработки корпуса фары.
Это завершающая, но не самая простая стадия разработки.

После изготовления десятка корпусов нужно искать контору по анодированию. На балконе больше не хочу заниматься таким вредным процессом.

Выход фары всё ближе, следите за новостями !

Скрыть.

Корпус.

Решил выдать небольшой фотоотчёт по выпиливанию корпуса.
Написание и отладка G-кода для станка заняла 6 вечеров с прихватыванием ночи (да простят меня коллеги на работе за сонный вид) + 2 полных выходных дня.

Итак, по порядку. Берём брусок алюминия Д16Т.



Снимаем материал по периметру, выбираем посадочные отверстия светодиодов, оптики. С обратной стороны делаем отверстие под электронику.



Прорезаем окно для дисплея, сверлим 18 отверстий под резьбу М3 и нарезаем тут же.
2 отверстия со стороны дисплея будут заглушены декоративными винтами. В случае установки фары под вынос, крепление будет держаться в них.

Само собой по желанию клиента отверстия можно не делать, м.б. он не планирует под вынос.



3Д обработка завершена. Ставим заготовку на держатель для удаления технологического выступа и чистовой обработки периметра.



Дорогущая (разорился для К-3М) финишная фреза создаёт идеальную поверхность. Раньше для получения подобного результата (в К-3) я по 30 минут обрабатывал верхний слой наждачкой.



Фреза для пазов нарезает рёбра, без них корпус выглядит как мыльница и хуже охлаждается.



Цепляем переднюю и заднюю панельки, взвешиваем.
167 граммов. Тушка К-3 весила 320 гр.



Такие вот визуальные размеры. Да, немаленькая, в половину больше распространённого SolarStorm X3.
Если бы не оптика ближнего, а она занимает три четверти всей длины устройства, то размер бы сократился на треть.




В понедельник отдам анодировать.
До тех пор соберу пару батарей и пару драйверов фары.
Возможно на следующей неделе (зависит от сроков анодировки) увидим рождение.

Скрыть.