Пепелац 2.0 — электрический скутер-трайк

На суд уважаемой публике предлагается, если сказать политкорректным новоязом, транспортное средство для наездника с ограниченными физическими возможностями, сделанное альтернативно одаренным им же для себя же, или, по-сермяге — самодельная электрическая шайтан-арба для инвалида.
Если не пугает много букв и картинок — читайте дальше.

В прошлом году в конце лета была построена первая версия пепелаца — заказывать и ждать комплектующие времени не было, все было сделано из того, что было и что успело подойти

В качестве вступления надо отметить, скутеры для инвалидов не так уж и дороги — но больно тяжелые и большие. В багажник даже универсала его не затолкаешь. И хранить — много места занимает. Весит он больше 120 кг.

По слухам, в Финляндии такой скутер при наличии справки от врача можно получить в бесплатную аренду — подтвердить не могу, для меня брали обычную инвалидную коляску, когда была необходимость. Потом поменял ее на роллатор, а после сдал и его — с парой палок для скандинавской ходьбы получается передвигаться вполне неплохо. Со стороны смотрится, как пьяный физкультурник.
Недавно на заправке один товарищ, который мне совсем не товарищ, увидев как я добираюсь до бензоколонки, держась за машину, стуканул в полицию. После заправки я заехал в магазин неподалеку. Затоварился, сажусь в машину. Невдалеке стоит полицейская машина. И оттуда полицейский в мою сторону направляется — типа нам тут сообщили, что вы пьян в дрезину.
Мелочь, конечно, пообщались, пожелали друг другу приятного вечера и разъехались. Но все равно как-то неприятно.

Ладно, это было лирическое отступление, возвращаемся к нашим баранам.
Я не взвешивал свой скутер, но я его довольно спокойно могу поставить на верстак — он весит явно меньше 25 кг с полностью заряженным аккумулятором :)
Как-то сосед выложил фотографию моего первого пепелаца в местной группе инвалидов в Фейсбуке — народ сильно заинтересовался, но купить такой за разумные деньги здесь негде. По какой-то странной причине обычно у инвалидов денег немного. Кроме того, легкие скутеры обычно имеют очень маленькую максимальную скорость — типичное значение 8 км/ч.
У моего скутера максимальная скорость ограничена программно 25 км/ч — согласно местным законам. В сильно крутую горку скорость падает до 15 км/ч — не Порш какой-нибудь, но все-таки едет. В этой группе, кстати, предложили сделать переключатель максимальной скорости — например, в магазине скорость должна быть ограничена до 4 км/ч — чтобы кого-нибудь не сбить случайно. Обидно быть задавленным инвалидной коляской :).

Недостатки или особенности предыдущей версии, которые хотелось бы исправить:
— Широковат, тяжеловат и коротковат. Для ног не очень удобно.
— Из-за высокого и нескладного руля затолкать конструкцию даже в универсал невозможно.
— При ремонте велосипедных дорожек или устройстве временных объездов, вместо асфальта засыпается галька. После тряски в голову приходит мысль — амортизатор было бы неплохо иметь.
— Электронный тормоз для задних колес — тоже полезная вещь — но в прошлом году ручка тормоза вовремя не пришла.
— Блок электроники — на руле хотелось бы иметь что-то поменьше, корпус получился непропорционально большой. Он, собственно, не получился, а был использован готовый корпус прожектора.
— В качестве ключа был использован пин-код, набираемый энкодером. Долго и неудобно.
— Использованный дисплей практически не виден при ярком свете, что-то увидеть можно только в тени или прикрыв его от солнца рукой.
— Отсек с батареей неудобен — быстро поменять батарею затруднительно. Для здорового, может и ничего, а для инвалида дрова полные.

Продолжаем идти скользкой дорожкой Маска. Надеюсь, ничего не взорвется.

Долгими зимними вечерами делать ничего не получается — гараж занят машиной. Мечтаем, что сделаем, когда потеплеет.

Заодно затариваемся железяками и заготовками.
Кое-что перепало с интернет-барахолки tori.fi.
Во-первых, сам гироскутер. Лучше взять с 10-дюймовыми надувными колесами. В нашем городе не нашлось, пришлось платить за доставку — обошлось 60 евро за скутер плюс 15 за пересылку.
Колесо с барабанным тормозом от самоката-роллатора. Самокат отобран у старушки куплен в ужасном состоянии и неоправданно дорого — но новое колесо стоит еще дороже. В предыдущей версии пепелаца от него пошли в ход сидение и багажная корзинка, колесо в момент покупки уже было установлено от детского велосипеда, переделывать не хотелось.
Название самоката, кстати, характерное — Esla.
Старый велосипед, как источник трубок и прочих ништяков — отдали даром. Даже жалко пилить было — вполне можно было в порядок привести. Но искусство требует жертв :)
В качестве сиденья используем стул из Ikea, купленный за безумные деньги бесценок на той же барахолке.

В магазине закуплены разные мебельные профиля 20х20х2мм, 25х15х1.25мм, мебельная труба 25х1.25мм. Всякие разные гайки, шайбы и болты.

Устройство гироскутера и его прошивку уже описывал кратко здесь, не вижу смысла повторяться.
Родную прошивку гироскутера следует поменять на эту.
Если мое описание процедуры прошивки покажется слишком кратким — здесь Gdenich разжевал все вопросы с прошивкой немыслимо подробно.

Что пришлось заказать из Китая (список не полный, мелочи остались за кадром):
— вкладыш для сайлентблока.
— амортизатор
— ручка газа с переключателем вперед/назад и ручка тормоза


— считыватель RFID
— STM32F103C8T6 Blue pill модуль
Имейте в виду, что запросто может попасться модуль с какой-нибудь китайской копией STM32F103C8T6, даже если микросхема выглядит, как оригинальная. И даже если до этого вы покупали у этого же продавца такой модуль с оригинальным микроконтроллером. Но это не безнадежный случай, после танцев с бубном обычно удается заставить его работать так, как надо. Но эти танцы могут отнять время.
— дисплей от Nokia-5510
Макетные платы когда-то давно заказывал — иногда нужны макетки побольше размером, а готовые продают маленькие.

Ссылки старые, цены могли поменяться, с ценой доставки что-то вообще непонятное происходит. На момент покупки это были вполне неплохие лоты с разумной ценой.

За прошедшее время в гараже завелись новые инструменты — инверторный полуавтомат и плазморез.
Новым полуавтоматом варить даже такому специалисту, как я, оказалось проще, чем трансформаторным переменного тока, который я использовал прошлый раз.

Плазморезом для моих работ можно только понтоваться — нарезал заготовки из 3-мм стали, потом решил сразу вырезать две одинаковых детали. Сложил две заготовки вместе, установил ток на максимум. Несколько секунд делов — и свет в гараже погас. Поменял предохранитель и дальше уже резал без понтов, обычной болгаркой: поигрался — и будет.
Делаем основу скутера — заднюю часть с мотор-колесами, сайлентблоками и амортизатором.

Немного переделываем рулевую часть велосипеда.

Колесо с барабанным тормозом нуждается в небольшой модификации, чтобы его можно было закрепить в велосипедной вилке.

Первый вариант рамы — после примерки оказался длинноват, пришлось урезать осетра сантиметров на 5.

Заодно добавились подставки для ног.

В середине процесса кончилась сварочная проволока, которой был укомплектован полуавтомат с Banggood. Не беда — в прошлом году в местном магазине не оказалось сварочной проволоки нужного диаметра — пришлось заказать из Германии. Заправляем новую проволоку — а варить-то ей, оказывается, невозможно! Металл разлетается черными каплями, ничего не проваривается и в гараже стоит страшный дым. Интересно, как в прошлом году мне что-то удалось приварить этой проволокой? И что-то я сомневаюсь, что это изделие имеет какое-то отношение к немцам, несмотря на красивую упаковку. «При современном развитии печатного дела на Западе в Китае напечатать советский паспорт красивую упаковку — это такой пустяк, что об этом смешно говорить!» ©
К счастью, в нескольких километрах от дома пару месяцев назад построили новый магазин Motonet, и, судя по их сайту, эта проволока у них есть. Седлаем старый пепелац и через час имеем в гараже катушку новой проволоки, с которой можно варить безо всяких приключений.


Для управления пепелацем используется последовательный интерфейс. На руле смонтирован блок, изображающий панель управления. Все смонтировано на макетной плате, на нее приходят сигналы от ручки газа, переключателя направления движения и ручки тормоза. Для включения устройства используется RFID ключ. На дисплее отображается напряжение батареи и температура платы управления двигателями. Дисплей — дешевый модуль от Nokia-5510, если не включать подсветку, он неплохо виден при солнечном свете.

Скорость, время и пройденный путь отображается смонтированным рядом велокомпьютером. На маленьком дисплее отобразить все параметры если и получится, то разглядеть их вряд ли выйдет. А переключать режимы отображения на ходу — так себе затея.
Корпус напечатан на 3D принтере — куда же нынче без него :) — как в старом анекдоте — «Пионер, у тебя нож есть? Какой же ты пионер без ножа? Вот тебе 100 грамм и пончик.»
При необходимости можно добавить новый RFID ключ, главное — запомнить и правильно выполнить последовательность действий. Но я ее уже забыл. Кажется так — включить задний ход, потом нажать тормоз и включить питание. Попинать по правому колесу, два раза хрюкнуть :), переключить на передний ход, поднести новый ключ, еще раз хрюкнуть и тормознуть — новый ключ будет добавлен в память. Может, что перепутал — надо исходники глянуть. Может быть крякать надо, а не хрюкать.

Вначале было даже сделал универсальный контроллер, который показывал все подряд — в загашнике нашлось пара достаточно больших черно-белых дисплеев. Чего только туда не натолкал — индикация чего можно и чего нельзя, управление адресуемыми светодиодами — повороты, габариты, задний ход, тормоз — а при желании можно было изобразить новогоднюю елку. Процессоров было несколько, они общались друг с другом по CAN-bus. Но когда все уже было практически готово, решил, что вешать такую дуру на руль — явный перебор, и сделал описанный выше минималистичный контроллер.


Тестируем электронику — пока все не на местах, лишь бы убедиться, что что-то работает.


Подготавливаем коробочку для монтажа электроники, заталкиваем плату со всеми проводами, как есть. Если их укоротить, вид был бы намного культурнее, но как есть — удобнее, если по какой-то причине плату понадобится поменять. Все это безобразие закрываем крышечкой, пока по временной схеме. На постоянку примажем силиконовую прокладку.


Для батарейки берется строго первая попавшаяся коробочка, нашедшаяся в гараже и примерно подходящая по размеру. Жертвой оказалась коробка от дремелеподобной машинки — внутренняя часть с отсеками этой машинкой и вырезана. Аккумулятору места хватит с большим запасом, еще придется уплотнитель затолкать, чтобы он не болтался.

Прикручиваем коробку к задней раме.

Переходим к рулю. Монтируем рукоятку механического тормоза, совмещенного с электронным. Тут очень кстати пришелся хлам, оставшийся от разборки нескольких велосипедов и самоката. Все удалось подобрать из имеющихся запасов, ни делать, ни покупать ничего не пришлось. С другой стороны — рукоятка газа. Посредине — блок управления и велокомпьютер.

Самое сложное в руле — выбрать звонок. Пришлось обратиться за помощью к супруге. Если бы не она — я бы купил дудку. Но дудка была забракована, маленький звонок последовал за дудкой, но зато выбор звонка с картинкой занял определенное время — картинки были разные. В итоге приобретен Линукс с зонтиком.

Когда проводка, наконец, смонтирована, выясняется, что никто никуда не едет. Ничего не включается. Себе не особо доверяю, плохо видя, что делаешь — запросто можно ошибиться в подключении. Перебрал все свои соединения — все нормально. И через полдня мучений обнаруживается, что переломлен провод внутри разъема, унаследованного от гироскутера. Абидно аднако, да?
В загашнике находятся такие же разъемы, немного укорачиваем провод и все восстанавливается.

Заводим пепелац — и обнаруживаем, что с места его особо не стронешь. Пока игрался на столе с платой — включил опцию стояночного тормоза, а выключить забыл. В итоге, если скутер пытаешься сдвинуть, он сопротивляется изо всех сил. Опять громоздим транспорт на столик, будем программное перепрошивать. Ниже уровня глаз мозги информацию воспринимают плохо, все смазано и кружится. Пытаемся обмануть ситуацию — китайцы продают очки с призмами. Не знаю, для чего они еще могут подойти — но мне иногда помогают. Хотя изображение несколько удаляют — но в комбинации с очками для чтение что-то сделать можно. Ну и кое-какая практика нужна — иначе в основном свой живот видишь. После модификации пробуем выкатить из гаража полуфабрикат — удивительно, но он едет.


Хорошая мысля, как известно, приходит опосля. А крылья как будем монтировать? Чтобы нормально приварить кронштейн для крыльев, надо снимать колеса. Лень, поэтому делаем съемный кронштейн и привинчиваем крылья винтами М4. Крылья не тяжелые, далеко не улетят. На переднем колесе крыло вообще одним винтом держится.
Крылья получились какие-то не особо полезные, лишний вес и декорация.

Как говорит мудрая пословица — не трогай технику, она не подведет.
Но дурная голова рукам покоя не дает. Все-таки вытащил я плату управления двигателями. Ну очень длинные провода. Кошка смотрит явно с неодобрением. Чего она не одобряет — не говорит. То ли ей тоже длинные провода не нравятся, то ли идея их укоротить. Тем не менее я их укорачиваю. В закрытой и заклееной на герметик коробке видно не будет, но зато совесть мучить не будет, что на силовых проводах теряется 0.01% мощности.

Уже виден свет в конце тоннеля. Закрываем раму жестью, ставим на место батарейку и надежно закрываем батарейный отсек очень хитрым замком.

Что-то надо решать с багажником. Есть проволочная корзинка, довольно-таки емкая. И, самое главное она уже есть, хоть и выглядит не очень. А можно купить скутерный кофр. Недостатки — его еще покупать надо и весит он килограмма три. Достоинство — закрывается на ключ. Вот и выбирай, по пять, очень большие, но вчера, либо по три, маленькие, но сегодня ©
Выбираем большие, но вчера. Кофр куплен, но его еще крепить надо.
Называется, купила баба порося. Выглядит, конечно, красиво. Но если кофр поставить прямо под сиденье — его не откроешь. Если выдвинуть назад — эта бандура будет торчать сзади на полметра, а для такого транспорта габариты — очень важный параметр. По хорошему, надо делать какую-то выдвижную конструкцию. Причем желательно, чтобы выдвигалась назад и немного вверх. В голову пока ничего не приходит — прошу помощи зала.

А пока возвращаемся к варианту «маленькие, но сегодня».
Привариваем кронштейн для корзинки, к нему же будет крепиться держатель для клюшек для гольфа палок.
Но закрывающийся ящичек все-таки хотелось бы иметь — под запасную батарейку, да и фонарик неплохо бы спрятать.
В гараже уже ничего подходящего нет. Давно забытый хлам, претендующий на вывоз в мусор, у меня лежит в сарайке. И там находится давно забытая коробочка подходящих размеров. Теперь надо ее как-то подвешать, чтобы не мешалась и хоть какую-то видимость ключа имела.


Пепелац в процессе постройки по сравнению в первой версией.


Поехали!

Теперь тест побольше — едем в магазин за помидорками :)

Сделал тестер для измерения потребления тока и напряжения батареи на ходу с записью на SD карточку. Тестовый заезд для проверки дальности поездки — сделан еще на версии 1.0 — если разница в пути и будет, то пренебрежимо маленькая.
Проехал 4.05 км, потрачено 1.17 A·ч заряда. Значит, теоретически на родном гироскутерном 4.4 A·ч аккумуляторе можно проехать около 14 км, на двойном — 28 км а на 10.4 A·ч — 34 соответственно. По-моему — вполне недурно, если учесть мой вес и дорогу с подъемами.

Облизываюсь на батареи LG INR21700-M50 4850mAh — если собрать 10s5p — получится 24.25 A·ч, но жаба возражает и вопрошает — а куда же ты, родимый, ехать-то собрался? Батарейка-то получится дороже твоего самоката.

Пока я дискуссировал с жабой, батарейки на Nkon распродали — одной проблемой меньше. Кстати, там были и тоже кончились очень недорогие Тесловские аккумуляторы. Правда, они с алюминиевой плюсовой контактной площадкой, как их варить в домашних условиях — для меня загадка.
У них на подходе батарейки BAK N18650CL 2900mAh, сейчас меня отругают, что это не Samsung, LG и вообще не торт.
Тем не менее их параметры (на сайте данных минимум):
Емкость, мA·ч — 2900
Максимальный зарядный ток, А — 2.75
Время жизни, циклов (8.25А, 70%) — 500
Потеря емкости за цикл,% — 0.06
Внутреннее сопротивление, мОм — 35
Цена €1.95 (если покупать больше 30 штук)

Ну и котики напоследок — к ним в гости приходила белочка. Белка попалась не обученная к позированию, поймать ее прыжки в фокус — это абсолютно безнадежная затея. Поэтому фотографии особой художественностью не отличаются.

Комментарии и советы приветствуются. Критика в адрес кошек отвергается с ходу — они, если и упитанные, то в меру.


Для потенциальных критиков

Сопромат?

Нет, не слышал. Но советы будут приняты с благодарностью.

Да ты варить вообще не умеешь!

Да, не умею. И плохо вижу, что делаю. И руки трясутся так, что даже обычной ручкой написать что-то читаемое плохо получается.

P.S.
Я не самый большой псих в округе — много лет назад мужичок из деревни неподалеку, сделал из подручных материалов самолет, потом долго с полицией бодался — для начала у него пропеллер открутили и отобрали, сказали больше так не делать. Потом штрафовали, и он даже условный срок умудрился заработать.