Forumscontroller "Lite" mit VESC?

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  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #1
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daenny

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Hi,

Ich plane mein ebike (gerade mit Oxydrive set, Bafang SWX02 CST Motor) umzubauen. Es fährt gut, aber ich will den großen Akku weg haben und etwas mehr Einstellungsfreiheit ist auch immer gut ;).
Mein Plan ist 12s LiPo (2 *6s, 6600mAh oder 8000mAh in einer Satteltasche + spare pack für lange Touren), mit einem VESC zu verbinden und den über einen Forumscontroller "Lite" zu steuern.
Mit Forumscontroller "Lite" meine ich eigentlich nur einen Arduino Nano, ohne viel extra's, da der VESC schon viel Funktionalität übernehmen kann.
Also mein Plan ist es den Arduino vom 5V output des VESC zu versorgen, und dann über UART mit dem VESC kommunizieren, d.h. Stromfluss, Voltage, etc wird vom VESC gemessen und geschickt, und der Arduino schickt natürlich Throttle/Speed output zurück.
Als Accessories wollte ich ein Nokia display, Throttle mit 2-3 integrierten Tastern (wie bei einem anderen Forumsmitglied gesehen), Speed Sensor und PAS benutzen, evtl noch einen Brems Cutoff.
Ich habe schon eine UART library für den Arduino und VESC gefunden (https://github.com/RollingGecko/VescUartControl) und muss mir jetzt mal den Code vom Forumscontroller anschauen um zu gucken, wo und wie ich die Kommunikation einbaue.
Ein paar Fragen bzw Unklarheiten habe ich noch:

Ein Kollege von mir hat einen 3D Drucker, gibt es für das Nokia Gehäuse die STL dateien, oder auch gerne die source Dateien (Autodesk oder was auch immer)? Ich hatte im Forum kurz gesucht, aber nichts finden können.

Zur Verkabelung, ich bin elektrotechnisch gesehen eher Laie, aber wenn ich das richtig gesehen habe von den Schaltplänen zum Forumscontroller 1.5 (https://www.pedelecforum.de/wiki/lib/exe/fetch.php?cache=&media=elektrotechnik:fc_schaltplan_1.5.png), brauche ich nur die Resistor/Capacitor filter dann auf Speed signal und PAS oder? Den throttle output (soweit ich das verstehe, sind das M1, M3, M4) brauche ich dann ja nicht mehr, da der über UART kommuniziert wird, oder?

Eine Sache die ich nicht richtig folgen konnte, ist der Schaltkreis zu Display 5V+, von woher kommt diese? Ist die aus dem Controller 5V von dem Throttle input genommen (M1)? Da sollte ich auch einfach den 5V out vom Arduino Nano nehmen können oder?

Ich habe den VESC schon bestellt und ein paar Arduinos rumliegen, aber leider komme ich erst in einer Woche dazu daran zu arbeiten. Aber falls ihr schon Antworten/Ideen/Denkfehler/Anmerkungen/o.ä. entdeckt in dem obigen Plan, meldet euch gerne.

Viele Grüße,

Daniel
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #2
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jenkie

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Hallo Daniel,

sehe kein prinzipielles Problem. Ich fände es gut, wenn du die UART-Kommunikation implementierst und ausprobierst, sodass wir die auch im offiziellen Code nutzen können.

3D-Modell vom Nokia kann ich dir schicken.

Ich würde dir trotzdem empfehlen, einen gebrauchten FC 1.x über den Marktplatz zu bekommen, dann musst du dir keine Gedanken über Gehäuse und wie du alles an die Arduino-Pins anschließt, machen. So viel Overhead ist auf dem FC nicht drauf, wenn du schon an Gasgriff, Display, PAS, Bremse, ... denkst.

Die 5V sind beim FC 1.x "global" vom 5V Regler, d.H. jede 5V-Spannung kommt genau von diesem Regler und wird aus der Akkuspannung hergestellt. Du kannst natürlich versuchen, alles vom VESC aus mit 5V zu versorgen.
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #3
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daenny

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Danke für die Rückmeldung. Ich halte gerade schon das An/Verkauf forum ein bisschen im Auge für gebrauchte FCs, aber ich werde wahrscheinlich erstmal sowieso nur mit Throttle und dann später PAS beginnen um es einfach zu halten und um zu gucken ob die Programmierung funktioniert. Display ist vor allem "nice to have" auch für Debugging und direktes Feedback. Der VESC soll ja 5v 1A liefern, das sollte eigentlich genug für den Arduino plus rest.
Die paar Sachen löten traue ich mir schon noch zu, vor allem muss es ja erstmal nicht schön sein, nur funktional ;).
Wäre cool, wenn du mir das 3D Modell schicken kannst. Email Adresse kommt per PN.
Ich sehe gerade in den meisten Nokia 5110 Beschreibungen dass die 3.3V logic level sind? Hast du da eine spezielle version, oder sind da noch irgendwo resistors/level shifters zwischen?
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #4
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daenny

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So erste Fehler, Lessens Learnt und Fortschritte sind gemacht:
  • Ich habe fuer den Arduino ein einfaches Board gebaut mit mehreren JST steckern. Erstmal komplett ohne capacitor/resistor Filter etc. Darauf ist im Moment:
    • Throttle (5V, Signal, GND)
    • Serial RX/TX, 5V, GND vom VESC (Darueber bekommt der Arduino auch strom)
    • Speedsignal vom 9Pin motor stecker (Weisses Kabel) auf D3
    • Nokia Display 6pin (GND, 5V, und 4PIN belegung aus dem Wiki)
      • Lesson learnt: Ich hatte erstmal kein Backlight. Nach langen suchen habe ich gefunden, dass bei manchen Nokia Displays der LED PIN via den Resistor mit GND verbunden werden muss. Nachdem ich den resistor also von VCC auf GND umgeloetet hatte ging das Display ohne Probleme. (Im Code musste ich die richtigen Pins einstellen)
    • Ein Stecker PAS (5V, Signal, GND), im Moment nocht nicht genutzt oder getestet
  • Ich benutze im Moment erstmal den vereinfachten "Hardware Test" Code, wobei ich die Debug ausgabe auf dem Display ausgebe, da Serial belegt ist zum VESC.
  • Die Konfiguration mit dem VESC ging weitesgehend problemlos
    • Lessons learnt: Den Arduino komplett abklemmen, da sonst der VESC keine Kommunication mit dem Tool hat, da Serial belegt ist. Es komme leider keine Fehlermeldungen oder so, nur es kommt einfach kein Output bei der Detection, etc.
    • Auch der Arduino kann nicht programmiert werden, wenn der VESC angeschlossen ist (selbst wenn dieser kein Storm angeschlossen hat). Da dann der Arduino dann den VESC mit Strom versorgt und dadurch auch kein Serial mit dem PC mehr geht.
  • Mit der oben genannten VESC UART Library kann ich ohne probleme vom VESC voltage und current auslesen
  • Auch gewuenschter Motor Current kann einfach gesetzt werden, sodass ich den Motor mit der Throttle schon mal steuern kann. Throttlesignal wird in X% von gewuenschten Max Ampere gesetzt
  • Alles ist im Moment sensorless, da mir durch einen kurzschluss zur Batteriespannung einer der Hall sensoren durchgebrannt ist.
    • Was ist passiert? Ich hatte den VESC komplett mit einem Schrumpfschlauf versehen und nur die noetigen Stecker dann nachtraeglich ausgeschnitten. Der Schrumpfschlauch hat ungluecklicherweise das Batterie V+ kabel auf die unterseite des JST Steckers von den Hall sensoren gedrueckt. Die Pins stehen so lang und spitz ueber, dass sich einer der Pins durch die Isolierung gedrueckt hatte und dadurch auf dem Pin batteriespannung (ca 46V, 12S LiPo) lag, anstelle der normalen 3,3V...
    • Der VESC hat es soweit ich bisher sehen kann gut ueberlebt, der Hall sensor, der dort angeschlossen war, natuerlich leider nicht, sodass ich jetzt erstmal gezwungenermassen sensorless fahren muss.
Also soweit sieht es erstmal ganz gut aus. Das mit dem Hall sensor ist natuerlich sehr aergerlich, aber gut, wenn Sensorless gut funktioniert, brauch ich mir da erstmal keine Gedangen drueber zu machen.
Wenn jemand schauen will, was gerade implementiert ist, hier ist mein Fork:
https://github.com/daenny/Arduino-Pedelec-Controller/tree/master/Hardware_Test

Morgen werde ich mal alles provisorisch ans Bike befestigen und dann eine Runde drehen.
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #5
oger

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Gute Arbeit!
Ich würde mich freuen, irgendwann eine praktische softwareverbindung zwischen FC und VESC nutzen zu können.
Kommst du mit dem Anfahren Sensorlos denn gut klar, oder vermisst du die Sensoren?
Nach dem Anfahren nutzt der VESC ja eh die Sensoren nicht mehr.
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #6
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daenny

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So, die erste Runde ist gedreht nur mit der Throttle.
Das Bike faehrt sich soweit ganz gut, aber da der Motor nun zwischenzeitlich immer komplett aus geht, merkt man das Fehlen der Hall Sensoren schon ziemlich deutlich. Zum Starten braucht der Motor ca. 0.5-1 Sekunden, auch wenn das Rad schon dreht und es kommt ein kleiner, aber spuerbarer "Schlag" wenn der Motor anfaehrt. Ich denke, dass das die Positionsbestimmung des Sensorless approaches ist.
Anbei ein Paar Fotos:
Arduino board:
2016-02-21 14.10.02.jpg

So wurde dieses Kabel durch den Schrumpfschlauch auf den Pin gedrueckt..
2016-02-21 12.15.55.jpg

Provisorische Befestigung am bike :)
2016-02-21 13.36.58 (1).jpg 2016-02-21 13.36.48.jpg
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #8
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daenny

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Danke fuer den Hinweis. Das scheint ja in der Tat ganz machbar zu sein. Dann werde ich mir das mal die Woche anschauen, ob ich den Hallsensor gewechselt bekomme und mir mal die weiteren VESC und FC programmierungen angucken.
Evtl. braucht man die Sensoren ja doch nicht, da wenn ein PAS dran ist, der Motor quasi immer mitdreht und nur beim Bremsen gekillt wird.
Sonst koennte man auch evtl eine "minimale RPM" einstellen, sodass der motor immer leicht mitdreht, solange das Rad mit mehr als x kmh faehrt oder so.
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #9
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daenny

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So, leider ging es am Wochenende nicht weiter fuer mich, da ich zu viel anderes um die Ohren hatte.
Meinen Motor habe ich auch noch nicht geoeffnet, aber abgesehen von der merkbaren Startverzoegerung, ist es auch nicht weiter schlimm.
Ich habe mir jetzt auch erstmal ein Upgrade fuer den Nano bestellt, ein Teensy 3.2, da es mich genervt hat, dass der Nano nur ein Serial hat, und auch schon am Limit seines Speichers ist.
Also werden die naechsten Schritte, das Board umzubauen fuer den Teensy, und gucken ob ich den ForumsController Code portiert bekomme fuer den Teensy. Der laeuft auf 3.3v, also mal schauen ob/wo das zu problemen fuert.
So "Lite" wird mein custom FC also wahrscheinlich doch nicht mehr ;). PAS, Gas, 3 Taster, Licht, Display, Verbindung zum VESC, evtl. Bluetooth...
Mal schauen, wie das weiter laeuft. Dieses Wochenende habe ich leider auch wenig Zeit zum Basteln,
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #10
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daenny

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Letztes Wochenende hatte ich mal wieder Zeit etwas an dem Projekt zu feilen. Ich habe den alten Stand auf dem Teensy reproduziert.
Der Teensy (3.2) ist schon ein nettes Ding. Der hat so viel Flash wie der atmega2560 und dabei kann der noch bis zu 96mhz. Ich habe kaum etwas im Code aendern muessen um es zum Laufen zu bekommen.
Meine groessten Problem waren das board layout einigermassen sinnig zu machen, und ich habe ein paar Sachen umloeten muessen, da ich teilweise Denkfehler gemacht hatte.
Da ich die 5V vom VESC abgreife und der Teensy auf 3.3V laeuft, und die Pins bis zu 5V vertragen, ist es relativ problemlos z.b. den Hall vom PAS und von der Throttle mit 5V zu versorgen, aber dann das Display mit 3.3V vom Teensy regulator zu betreiben.
Der Teensy hat auch eine RTC, wenn man einen 32.768KHz Oscillator anschliesst mit einer Knopfcelle als Backup Versorgung. Den Oscillator habe ich schon getestet und ein Halter fuer die Knopfzelle ist auch schon angeschlossen, fehlt nur noch die Batterie.
Mit mehreren Hardware Serial Ports und Interrupts die auf jeden Pin gelegt werden koennen ist der Teensy von meinem ersten Eindruck her schon ein echt sein Geld wert.
Beim Display benutze ich gerade die GFX-Library von Adafruit, mit Hardware SPI, da ich erst dachte, dass das Display nicht ging. Anscheinend will das Display nicht wenn man 5V als input anlegt, aber dann die SPI pins mit 3.3V betreibt. Ich dachte erst, dass es ein Software Problem ist, und habe die Library geaendert. Aber nachdem ich auch die Input Spannung vom Display auf 3.3V gelegt hatte, geht es ohne Probleme (wahrscheinlich jetzt auch mit dem alten Code, habe ich aber nicht getestet). Eventuell werde ich den Widerstand fuer die Backlight LED jetzt etwas niedriger machen, sodass das Licht wieder heller wird.
Im Moment habe ich das PAS, das LCD, die Throttle und die Kommunikation zum VESC getestet, aber bisher noch keinen Motor angeschlossen.
Den Test mache ich die Tage noch mal. Ich bin gerade noch dabei eine Anti-Spark Schaltung zu bauen, so wie sie beim 1.5 FC verbaut ist. Anschalten ueber Taster auf Ground und dann ausschalten via Teensy.
Ich haette dann eigentlich auch gleich einen kompletten FC kaufen koennen (waere wahrscheinlich einfacher gewesen), aber selbst ein bisschen tuefteln macht ja auch Spass.
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #11
notger

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so, ich steh grad vor einem ähnlichen vorhaben, allerdings bin ich absolut kein arduino-freak, wirklich absolut nicht.

ich kann mir grob vorstellen was das UART sein soll, allerdings versteh ich nicht, warum wollt ihr über UART kommunizieren, und nicht einfach per throttle signal in den vesc rein?

bzw. warum überhaupt den FC, was bietet der VESC nicht, was der FC besser könnte, den wenn ich richtig lese, betreibst du/ihr eure bike ja nur per gasgriff.
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #12
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daenny

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UART ist serielle Kommunikation in beide Richtungen. Da liegt auch dann genau der Vorteil, da der VESC schon Stromspannung und Staerke ausliest, brauchst du dich darum nicht mehr zu kuemmern und kannst die Werte direkt per Serial von dem Teensy oder Arduino auslesen. Auch gibt der VESC schon MOSFET Temperatur, PCB Temperatur, und jede Menge anderer Werte zurueck. Z.b. ist es Moeglich die Stromstaerke am Motor auszulesen anstelle der von der Batterie.

Die Wahl noch einen extra Arduino/Teensy dem VESC vorzuschalten hatte ich getroffen, da ich damit etwas mehr Flexibilitaet bekomme (mehr freie Ports). Wenn man nur einen Gasgriff benutzen willst, reicht wie du schon sagst, der VESC alleine voellig aus. Einfach and den Gasgriff am Analog Eingang, 5V und GND anschliessen (liegt alles auf einem der JST stecker), im Programm einstellen, und der VESC laeuft mit Gasgriff.
Sobald es dann aber daran geht, Display, PAS, Speedsensor, und noch ein paar Schalter einzubauen, wird es eng auf dem VESC. Es sind nur einige wenige Pins schoen erreichbar, und die sind schon viele mit anderen Funktionen belegt (z.b. CAN bus, etc). Da ich mich dann auch nicht genug auskenne, was dort schon in Benutzung ist, bzw was man anderweitig benutzen koennte, und ich mich auch nicht mit der STM32 Programmierung auskenne, bin ich zum Teensy gegangen. Der hat genuegend Power und jede Menge Ports frei und man kann einfach den Arduino FC code verwenden (mit kleinen Anpassungen).

Als Projekt bin ich gerade dabei ein Farbdisplay (aus der Display Diskussion) einzubauen. Der Teensy sollte genug Power haben, sodass man auf den extra Arduino am Display verzichten kann (denke ich). Aber das Projekt liegt gerade ein bisschen still, da ich gerade anderweitig etwas ueberladen bin.
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #13
notger

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Einfach and den Gasgriff am Analog Eingang, 5V und GND anschliessen (liegt alles auf einem der JST stecker), im Programm einstellen, und der VESC laeuft mit Gasgriff.

ganz so leicht ists nicht, der vesc will laut benjamin(vedder) nur 3,3 volt und nicht die üblichen 5 volt, am throttle-in aber der vesc bietet natürlich einen 3,3 volt source und die standard hall throttles dürften auch mit 3,3 volt laufen.
bei der 4.7 vesc gibts auch einen zweiten throttle-in zb für regeneratives bremsen per gasgriff
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #14
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daenny

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Ja du hast Recht, da war irgendwas komisch. Ein Kollege von mir faehrt gerade mit dem "Throttle only" setup mit nur dem VESC. Ich weiss nicht mehr genau ob er die Throttle an 5V oder an 3.3V angeschlossen hatte, aber ich erinner mich, dass er meinte, das bei einer Variante der VESC etwas komisch reagiert hat. Das war dann wahrscheinlich bei dem 5V Anschluss.

Ich hatte auch schon einmal ueberlegt, ob man es schafft, PAS, Throttle und Speedsensor (ich bin auf Mittelmotor umgestiegen) direkt an den VESC anzuschliessen und dann noch ein Bluetooth Modul, sodass man bei Bedarf noch alles via Handy einstellen kann und ein schönes Display hat. Das waere meine Ideal Loesung. Leider habe ich dafuer aber nicht die Kenntnisse um zu gucken wie das beim VESC alles gehen wuerde (z.b. interrupts, welche Pins sind noch frei, und auch die Programmierung, etc) und keine Zeit/Lust dann noch eine schöne App zu bauen. Es gibt zwar schon ein paar rudimentäre VESC Bluetooth apps, aber noch keine mit dem Fokus auf e-bikes.

Ich habe mir jetzt auch schon eine Throttle mit eingebauten Tastern gebaut, wie bei einem anderen Forumsmitglied gesehen (https://www.pedelecforum.de/forum/i...nd-250w-bagier-heckmotoren.33931/#post-519122).
Ich habe auch ein paar Bilder gemacht, aber auch erst vom fast fertigen Produkt. Die Taster sind mit Sugru befestigt. Mit Heißkleber war es mir zu schwierig das schön hinzubekommen. Da ist mir mein erster Versuch auch fehlgeschlagen.
Das extra Kabel was da noch eingespliced ist, ist der anschluss für einen Reed Bremssensor.
Ich habe ein schwarzes cat 5e (ohne Abschirmung) LAN Kabel auseinander genommen als Haupt-Leitung. Die Taster sind 7mm hohe tactile Switches.

Wenn ich das jetzt anschließe brauche ich dann auch schon alleine 7 pins: 3 taster, bremse, throttle, und Voltage und Ground. Display sind nochmals 5-6 pins, PAS auch noch 4 (dual PAS vom middrive), so kommt schon einiges zusammen... Ich habe auch noch einen 48V auf 12V converter für Licht hier liegen, den man auch noch via einen Pin an und ausmachen kann. Und am liebsten will ich die ganze Geschichte am Lenker einschalten können... Das habe ich auch schon mal gebaut und mit einer externen Powersupply getestet, aber da habe ich mich noch nicht getraut meine 12s LiPos anzuschließen :D... Schaltung dafuer ist das letzte Bild.

2016-04-17 18.02.53.jpg 2016-04-17 18.03.00.jpg 2016-04-17 18.03.08.jpg 2016-04-17 19.28.21.jpg 2016-04-17 19.28.26.jpg2016-03-17 11.36.55.jpg
 
  • Forumscontroller "Lite" mit VESC? Beitrag #15
G

ghupft_wia_ghatscht

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Was für Taster sind das?
Hast eventuell eine Bezugsquelle?
 
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daenny

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