Funktionsprinzip BAFANG Drehmomentsensor

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Hochsitzcola

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Ich habe schon lange mit der Sezierung eines BAFANG-Drehmomentsensors geliebäugelt. Freundlicherweise hat mir @mechaniker mit seinen China-Connections einen beschaffen können, vielen Dank dafür! (y)
Zu einem entsprechenden Preis kann er auch als offizielles Ersatzteil über den Fachhandel bezogen werden, der Sensor wird offensichtlich in einigen Kalkhoff- und Raleigh-Rädern verbaut.

Es gibt eine Patentanmeldung von BAFANG zu dem Sensor. Was daran allerdings der Neuheitswert sein soll kann ich mir nicht erklären, ich bin aber auch kein Patentanwalt :whistle:

Die Drehmomentmessung funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie beim Panasonic.
Die PAS-Pulse werden durch einen Magnetring auf der Welle erzeugt, auf dem angehängten Bildchen mit einer Flux-Detektor-Folie sichtbar gemacht. Fotos zur freigelegten Platine des Sensors gibt es im Nachbarthread, da musste ich diesmal nicht selbst Hand anlegen :)

Die Funktionen der einzelnen Anschlußkabel konnte ich herausmessen: Das Drehmomentsignal ist analog, die Ruhespannung liegt bei 0,8V also ähnlich wie bei einem Gasgriff. PAS kommt als Quadrature-Signal, also zwei phasenverschobene Rechtecksignale. Weiterhin wird ein Richtungs-/Geschwindigkeits-Signal ausgegeben. Bei Kurbelstillstand 0V bei Rückwärtstreten 4V und bei Vorwärtstreten ein analoges Signal, was aber nach erster grober Messung nicht Proportional zur Kadenz ist :confused:. Wozu es dieses Signal gibt ist mir schleierhaft, die Informationen sind ja in den anderen Signalen schon enthalten....
Die Pinbelegung ist mit Blick auf das Steckergesicht des Sensors.

Ein Plus des Sensors ist die 5V Versorgungsspannung, dafür ist er deutlich teurer als die Sempus.

Wenn noch jemand einen passenden Spider abzugeben hat, oder eine günstige Quelle kennt: Nehme ich gern :)

Gruß
hochsitzcola
 

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RTausB

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Ich hab mich auch mal für diesen Drehmomentsensor interessiert.
Dabei ist mir was aufgefallen. Auf der Webseite heist es:
"This sensor detects dual-pedal torque signals and speed signals accurately"
Das verstehe ich so, das der Sensor als Speed- oder Torque-Sensor je nach
Anschluß am Controller genutzt werden kann. Das Anschlußkabel an meinem
Controller ist 5-adrig. Das violette Kabel fehlt und das weiße war nicht angeschlossen. Das deckt sich mit den Messungen von @Hochsitzcola und der
Verwendung in meinem Bike als reiner Drehmomentsensor. Bei dem fehlenden
violetten Kabel könnte ich mir eine Datenleitung zum BESST-Diag.System
vorstellen.
Bei den 6 verschiedenen Modelnummer
SR PA211.32.ST
SR PA221.32.ST
SR PA231.32.ST
SR PA241.32.ST
SR PA251.32.ST
SR PA261.32.ST
scheint es sich um die jeweilige Einbaubreite zu handeln
68/73/84/100/110/120 mm
Die Buchstaben "ST" deuten auf Speed und Torque hin.
Bei dem Model SR PA31.32.ST scheinen Speed-u. Torquesensor
gleichzeitig genutzt werden zu können.

Hier die Anschlußstelle meines Controllers für den ST-Sensor.
ZL2 war nicht belegt und das weiße Kabel war gekürzt.

20180721_121433a.jpg
 
Hochsitzcola

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So, nachdem ich nun Dank @mechaniker und der Firma Lishui noch den passenden Spider und die zugehörige Sicherungsmutter bekommen habe, konnte ich den Sensor am Fahrrad testen.
Erste Erkenntnis: Das PAS-Signal auf dem weissen Kabel schafft es nicht, den Pegel gegen den 20k Pullup-Widerstand im Kunteng-Controller runter zu ziehen. Ein 10k Pulldown zwischen Signal und GND hat das Signal soweit runter gebracht, daß der PAS-Interrupt auslöst, elegant ist aber anders :eek: Ich weiß nicht ob das Schikane ist, um den Sensor nicht an anderen Controllern betreiben zu können....
Ich hätte noch das PAS-Signal auf dem violetten Kabel testen können, hatte aber alles schon schön zusammengelötet und eingeschrumpft.
@mechaniker hatte von Bafang die Info bekommen, daß die statt dem PAS-Signal das Direction-Signal auf der grünen Leitung nutzen. Da kann ich aber nichts mit anfangen, da unsere OpenSource Firmware für den Torquesensor-Mode halt ein analoges Torque-Signal und ein digitales PAS-Signal erwartet.
Nach dieser Hürde war es aber einfach und funktioniert auch sehr schön.
Hier ein Plot von einer kurzen Testfahrt, jeder PAS-Impuls entspricht einem Datenpunkt.

upload_2018-9-9_17-45-19.png


Gruß
hochsitzcola
 
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Das mit dem Pulldown hat mir nicht gefallen, ich habe jetzt einen kleinen Mosfet zum Schalten des PAS-Eingangs eingebaut. Das invertiert das zwar das Signal, das ist für unser Custom Rom aber egal... ;)

BS170 Mosfet für PAS Anschluß Bafang-Sensor.PNG


Gruß
hochsitzcola
 
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Hmm, ich sollte Freitags kein Fahrrad mehr fahren :(

Nach dem mir am Freitag vor drei Wochen bei der Heimfahrt von der Arbeit der BMS-Battery-Sensor kaputt gegangen ist, ist mir heute beim Heimfahren auch der BAFANG-Sensor, den ich als Ersatz eingebaut hatte, verreckt. Ich habe die Fahrt zufällig mitgeloggt, man kann zuschauen, wie das Torque-Signal erst noch vollkommen i.O. ist, dann immer komischer wird und schlußendlich komplett unbrauchbar. Inzwischen gibt das Torquesignal gar keinen mucks mehr von sich. Schade... Ich habe ihn ausgebaut und inspiziert, da ist optisch kein Defekt zu erkennen. Das PAS-Signal ist noch OK.
Der Sempu-Sensor hat China per Flugzeug verlassen, ich hoffe, daß er nun schnell bei mir ist und nicht noch 5 Wochen im Zoll hängt :eek:

frustrierter Gruß
hochsitzcola

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Wundersame Selbstheilung :)
Nachdem der Sensor jetzt seit letzem Oktober auf der Werkbank rumgelegen hat, habe ich mir die Mühe gemacht und die bockspröde Vergußmasse über der Elektronik mit Heißluft und Reißnadel freizupulen. Was soll ich sagen, jetzt geht der Sensor wieder :confused:
Ob ich mit der Heißluft eine Lötstelle wieder geheilt habe, oder durch die spröde Vergußmasse irgendwelche Leiterbahnen gerissen sind, die jetzt ohne Vergussmasse wieder zueinander gefunden haben?! Keine Ahnung...

upload_2019-3-17_14-36-51.png


Gruß
hochsitzcola
 
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Mal in den Bafang MM G310.250.CB geschaut.
Viel schlauer bin ich aber auch nicht geworden. :p

- rechte Motorseite
G310-11.jpg

- Platine Speed- u. Drehmomentsensor
G310-12.jpg

- Magnetscheibe mit 6 und Magnetring mit 60 Magneten
G310-13.jpg

- Tretlagerwelle
G310-14.jpg
 
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bist du dir sicher, dass das im zweiten Bild Magnete sind? Die machen da für eine Drehmomentmessung keinen Sinn. Was ist denn das für ein Motor? Bei Bafang auf der OEM-Seite ist der nicht zu finden, nur bei Alibaba und da steht nix von Drehmomentsensor, was aber bei Alibaba nichts heisst :)

Das Messprinzip über die Verdrehung von antreibender Welle zu abtreibendem Rad ist ja alt bekannt, wobei ich das bisher nur in Hinterrad-Nabenmotoren gesehen habe. Da werden jetzt gleich wieder die Unken aus dem Busch springen und sagen, "das fühlt sich an, als würde man ein Gummiband als Kette haben".

Das Bafang auch Mittelmotoren mit Kardanantrieb zum Hinterrad hat, wusste ich bisher auch noch nicht...

Gruß
hochsitzcola

 
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bist du dir sicher, dass das im zweiten Bild Magnete
Sinn erkenne ich auch nicht, aber es sind Magnete.
Von der Platine gehen 6 Kabel zu Controller. Motoren ohne Drehmomentsensor haben an der Stelle nur 4.
Der Motor ist mit AEG gelabelt, also Prophete.
Ich hab noch nen "AEG-Motor", der nennt sich aber BBS-03.

20190809_230817.jpg
 
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Wundersame Selbstheilung
Leider nicht robust, jetzt funktioniert es wieder nicht mehr :unsure:

Da der Sensor zu schade zum wegschmeißen ist, habe ich eine eigene Auswerteelektronik, die direkt an die Spulen angeschlossen wird, gebaut. Erst mal nur auf dem Breadboard, funktionieren tut es schon mal. :cool:
Die Schaltung hatte ich im Panasonic-Thread ja schon mal grob hinskizziert, es fehlte aber noch eine Diode, auf die mich @verlierer in seinem Thread aufmerksam gemacht hat. (y)

Herzstück ist ein ATTiny85. Über einen PWM-Kanal wird beim Einschalten ein automatischer Nullpunkts-Abgleich gefahren, der zweite PWM-Kanal erzeugt die 0-5V Signalspannung proportional zum Drehmoment. Ein I/O Pin erzeugt das Rechtecksignal zur Spulenanregung. Die ADC-Messung passiert im differenziellen Modus mit 20-facher Verstärkung, so daß man sich den externen Operationsverstärker sparen kann. Programmiert mit ein paar Zeilen Bascom.

Mit dem Aufbau könnte man genauso den Panasonic-Sensor auslesen, ist ja das gleiche Funktionsprinzip.

Gruß
hochsitzcola

Auswerteelektronik.PNG
Breadboard.png
 

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bbike

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Hallo
@Hochsitzcola ich liebäugel auch mit einen Drehmoment Tretlager . Allerdings hätte ich gerne ein Komplettset da ich elektrisch nicht so viel Erfahrung habe um mir das richtige zusammen zu stellen . Würdest du das Bafang-System weiter empfehlen oder gibt es ein besseres System . Ich habe zB noch dieses gefunden B. B. Torque Sensor System Voltage 24V/36V . Ich habe ja schon einige Drehmomenterkennungen selber gebaut aber für einen Nabenmotor ist hier der Aufwand zu groß bzw die Rahmenauswahl sehr eingeschränkt . Das Projekt soll in richtung Rennrad gehen mit Frontmotor . Als Motor soll der Q100H verbaut werden .
Grüße
 
Hochsitzcola

Hochsitzcola

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ich liebäugel auch mit einen Drehmoment Tretlager
Den von BMS-Battery würde ich nicht nehmen, da brechen reihenweise die Tretlagerwellen.

Mein Favorit ist im Moment der E-Rider T9, zu dem gibt es für schmales Geld auch einen passenden Lishui-Controller incl. Display.
Wer es mag, kann sich für etwas mehr Geld auch den Controller mit buntem BlinkBlink Display kaufen.
Leider alles nur direkt aus China, ich verstehe ehrlich nicht, warum die deutschen Händler da nicht endlich mal aufspringen.

Das im ersten Post des Threads verlinkte Bafang-Umbaukit kann man natürlich auch ausprobieren, ist halt etwas teurer und der Sensor war bei mir sehr schnell kaputt. Wahrscheinlich ließe sich das Set mit dem Bafang Max-Drive-Tool vielfältig parametrieren.

Gruß
hochsitzcola
 
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bbike

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Mein Favorit ist im Moment der E-Rider T9,
Hast du ihn getestet ? Mich wundert es auch das so viele eine Abneigung auf eine solche Steuerung haben .
Ist halt etwas teurer aber ich will das mal mit einen Nabenmotor testen . Egal ob Stromstufen oder Geschwindigkeitsstufen , alles nicht so das es mich zufrieden stellt . Fährt zwar auch aber ist mir zu indirekt . Danke @Hochsitzcola für den Link . auch ich hatte dieses Lager schon gefunden aber habe nicht wirklich geblickt welchen Controller man dafür braucht . Ach ja es gibt da mehrere , ich denke nach der Zahl zu urteilen ist das die Tretlagergehäusebreite , oder ?
Grüße
 
Hochsitzcola

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Dellorto

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Mal in den Bafang MM G310.250.CB geschaut.
Viel schlauer bin ich aber auch nicht geworden. :p

- rechte Motorseite
Anhang anzeigen 263398

- Platine Speed- u. Drehmomentsensor
Anhang anzeigen 263400

- Magnetscheibe mit 6 und Magnetring mit 60 Magneten
Anhang anzeigen 263401

- Tretlagerwelle
Anhang anzeigen 263402
Hallo,
ich denke hier handelt es sich um einen Bafang BBS mit Rücktritt.
Hier wurde der Motor (oder ein ähnlicher) von @mechaniker (leider nur sehr) kurz angeschnitten.
Bafang BBS01 für Rücktrittbremse
Die von dir genannten Elastomere findet man auch dort auf den Bildern wieder.

Ich habe hier auch so einen Aeg/Prophete/Bafang Motor liegen. Ich war erstaunt die von dir beschriebene Variante mit 6 Kabeln vorzufinden.
Vielleicht hilft es ja einem Suchenden ... :)
Viele Grüße
 
Thema:

Funktionsprinzip BAFANG Drehmomentsensor

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