Jumping Jack Flash weblog

COVID-19 – Misurare temperatura corporea con accuratezza di +/-0.1°C – Puntata 3

Posted in hardware by jumpjack on 25 maggio 2020

Per il “progetto termometro“, oltre ai già visti sensori “normali”, ne ho trovati altri che funzionano senza dover stare attaccati al corpo (“sensori a infrarossi senza contatto”), probabilmente usati nei termometri “a pistola”.

Potrebbero essere un’alternativa o un complemento ai sensori a contatto, viato che dalle prove che ho ftatto tenendo il sensore al polso, risulta che non supera mai i 35.0, raggiungendo spesso solo i 34.5, cosa che probabilmente è dovuta a questo:

Evidentemente c’è un motivo se i termometri vanno messi in bocca o sotto l’ascella…

Però mettendo un sensore remoto al polso sarebbe comunque possibile misurarsi la temperatura al volo, e creare comunque un log di tutte le misurazioni effettuate. Oppure si potrebbe aggiungere genericamente 1.0°-1.5°C alla misurazione effettuata sul polso, anche se la cosa sarebbe molto empirica.

Sensori senza contatto

 

  • IrThermo 2 click (TMP007)

Varianti di MLX90614 (+/-0.5°C)

 

  • NCIR – specificamente progettato per M5StickC

 

  • Banggood, 11,00 euroBundle sensore NCIR MLX90614 + M5StickC
  • Amazon,  36,00 euro

Varianti di MLX90615 (+/-0.2°C)

 

 


Termocamere


Sensori a contatto

 

 

 


Definiti “remoti” ma solo perchè leggono sensori remoti A FILO; sono inoltre a bassa acuratezza (+/-1°C):

Microchip (datasheet):

  • EMC1812
  • EMC1813
  • EMC1814
  • EMC1815
  • EMC1833

Board per leggere i suddetti sensori: MIKROE-3685

 

Board MIKROE-3636

 

MIKROE-3600

COVID-19 – Misurare temperatura corporea con accuratezza di +/-0.1°C

Posted in hardware by jumpjack on 15 maggio 2020

Ai tempi del COVID-19, per molte settimane – e speriamo non mesi – ci verrà misurata la temperatura in continuazione: andando a lavoro, entrando nei locali, andando dal barbiere; per ora infatti è l’unico modo istantaneo per verificare, anche se molto a grandi linee, se si è infetti o no.

Potrebbe allora essere comodo potersi misurare da sè la temperatura corporea, senza dover stare ogni volta 5 minuti col termometro sotto l’ascella, o senza spendere 50 euro per un termometro a infrarossi; senza contare che sarebbe molto utile poter avere un grafico dell’andamento della temperatura nella giornata.

Stanno iniziando a comparire sul mercato i primi braccialetti fitness o smartwatch con termometro incorporato, ma per ora solo in spedizione dalla Cina, e comunque nessuno fornisce il grado di accuratezza della misurazione (tranne questo, che dichiara 0.1°C); e considerando, ad esempio, che per esempio che il termometro di una tipica stazione meteo ha un’accuratezza dichiarata di +/-2°C, significa che se usassimo quel termometro per misurarci la febbre, e avessimo 37.5°, quel termometro potrebbe dire un qualunque valore fra 35.5° (in ipotermia) o 39.5° (con le pezze in fronte)…

Serve quindi una misurazione molto più precisa, con uno scarto di pochi decimi di grado.

Ecco allora un elenco di alcuni sensori di temperatura ad alta accuratezza: anche se, usandoli per il fai-da-te, non possono essere usati come presidio medico per decidere se e come curarsi, possono comunque dare un valido indizio per decidere se poi farsi una misurazione seria con uno strumento certificato.

Ecco dunque la lista:

  1. SHT35: +/-0.1°C (Sensirion) (temperatura/umidità)
  2. STS35: +/-0.1°C (Sensirion) (solo temperatura)
  3. SHT85: +/-0.1°C (Sensirion) (temperatura/umidità)
  4. Si7051: +/-0.1°C (Silicon Labs)
  5. MAX30205: +/-0.1°C (Maxim Integrated)
  6. MAX30208: +/-0.1°C (Maxim Integrated)
  7. MCP9808: +/-0.1°C  (Microchip) (solo temperatura)

 

Altri  meno accurati:

 

Sono tutti sensori davvero minuscoli, grandi quanto l’unghia del mignolo, quindi impossibili da gestire con un saldatore classico: servirebbe un fornetto per saldature SMD. Per fortuna però per molti esistono delle versioni già saldate su breadboard; alcune sono molto rare e disponibili solo in ordine dalla cina, ma altre sono piuttosto diffuse e si trovano su ebay Italia o addirittura su Amazon, alcuni persino con spedizione gratuita con Prime da un giorno all’altro.

E’ importante quindi saper distinguere quale è il migliore. I dati di accuratezza  sono espressi come un singolo numero, ma un modo più preciso per definire l’accuratezza è un grafico; nei datasheet di questi oggetti sono presenti grafici come questo, che indicano quant’è il massimo possibile errore di misurazione (asse Y, a sinistra) alle varie temperature (asse X, in basso):

Questo grafico dice ad esempio che per questo specifico componenbte “tipicamente”, per misurazioni tra +20°C e +60°C, lo scarto tra temperatura misurata e reale è di 0.1°C, mentre quello “massimo” è di 0.3°C.

Prendendo i grafici di tutti i vari sensori e raggruppandoli tutti in un’unica figura, ho ottenuto quanto segue:

Si nota chiaramente come tutti i sensori siano più accurati nella zona di interesse, che è quella della temperatura del corpo umano, la quale può variare fra 35 e 43 gradi, dove ovviamente i valori estremi si hanno solo in caso di gravissima malattia: la temperatura tipica di un essere umano in salute è infatti di circa 37°C. “Circa” perchè la temperatura può variare per vari motivi:

In base al punto di misurazione:

In base al momento della misurazione:

Persino in base all’umore:

 

Questa tabella indica alcune temperature di riferimento, da cui si evince perchè bisogna allertarsi, in tempi di pandemia mondiale da coronavirus, se la temperatura sale sopra i 37.5°C:

Scelta del sensore

Qual è il sensore migliore tra quelli elencati prima?

Ovviamente quello che ha deviazione/errore più basso in prossimità dei 37 gradi, quindi quelli della prima lista, con accuratezza di 0.1°C; poi però bisogna trovare:

  1. quello più facilmente reperibile in Italia
  2. il meno costoso
  3. quello più pratico

Per il punto 1: scartiamo quindi quelli su Aliexpress e simili, che probabilmente, ordinati a maggio 2020, arriverebbero dopo che sarà stato inventato il vaccino… Orientiamoci quindi su siti italiani, su Ebay con spedizione dall’Europa, e su Amazon.

Per il punto 2: se c’è su Amazon, vediamo se è disponibile con spedizione gratuita.

Per il punto 3: verifichiamo se ci sono già librerie disponibili per Arduino, o addirittura kit di test già pronti.

 

Per quanto riguarda Amazon Prime, la scelta è molto limitata: ci sono solo SHT35 e Si7051. Su Ebay la scelta è un po’ più ampia: SHT35, SHT85, Si7051,  MAX30205.

Per quanto riguarda le librerie Arduino, ce ne sono per i Sensirion SHT3x e per i Silicon Labs Si7051 dalla Adafruit (o anche per i Silicon Labs Si7013, Si7020 e Si7021, che però hanno accuratezza troppo bassa (+/-0.5°C)).

Schede preassemblate

SHT31 Smart Gadget

Il Sensirion SHT35 ha un punto a suo favore in più: esiste un modulo già assemblato dotato di batteria tampone, circuito di lettura del sensore e schermo LCD, cose che altrimenti dovremmo aggiungere noi a mano, assemblare e testare: si chiama SHT31 Smart Gadget:

Clicca qui per una foto a risoluzione esagerata: link

Lo Smart Gadget è disponibile su:

Come è facile intuire dal nome, non è basato sull’SHT35 da +/-0.1°C ma sull’SHT31 da +/-0.2°C: ci si può accontentare di 0.2, oppure si può pensare di sostituire il sensore SHT31 con un altro: la scheda infatti espone i 4 pin a cui è collegato il sensore tramite protocollo I2C (Vcc, GND, SDA, SCL), che quindi può essere staccato e facilmente sostituito, a livello di hardware; per quanto riguarda la compatibilità SW, dal momento che le librerie arduino sono dichiarate come compatibili per tutti i modelli SHT3x, è ipotizzabile che anche questa scheda già pronta sia compatibile con tutti gli SHT3x. Naturalmente per esserne sicuri al 100%, anche qui bisognerebbe leggere in dettaglio nel datasheet i registri e i protocolli.

Importante anche l’indirizzo I2C assegnato: per certe board che montano SHT31 può essere impostato su 0x44 (default) o 0x45 a seconda di come è connesso il pin ADR (ADDRESS). Altre board hanno indirizzo fisso non modificabile, quindi non sono adatte:

Sullo smart gadget l’SHT31 ha il pin ADDR collegato all’alimentazione, quindi, da datasheet, l‘indirizzo è impostato su 0x45.

Lo Smart gadget è dotato di memoria onboard e capacità di logging, e sono disponibili due app della Sensirion stessa per scaricare i dati e mostrarli sul cellulare Android o iOS (qui l’app Android precedente e ormai abbandonata).

Il sensore esterno SHT35 si trova già montato su basetta con connettore GROVE, preimpostata su indirizzo 0x45, quindi direttamente collegabile al gadget.

L’immagine che segue mostra il retro di una schedaGrove SHT35, evidenziando le piazzole utilizzabili per modificare l’indirizzo dal default 0x45 a 0x44:

Affinchè una scheda SHT35 funzioni su uno Smart Gadget SHT31, deve essere impostata sullo stesso indirizzo che l’SHT31 ha sulla scheda (0x45); in caso di errore non si rompe niente, ma il sensore non verrà visto dalla scheda.

E’ disponibile, tra parentesi, anche una libreria Arduino per il sensore STS35, sempre della Sensirion, sempre da +/-0.1°C, ma solo sensore di temperatura (mentre l’SHT35 contiene anche un sensore di umidità ambientale, in realtà inutile per la nostra applicazione).

Sempre su RS è disponibile anche una board in formato “Grove” contenente il sensore SHT35 (disponibile da giugno) a 15,00 euro o su robot-domestici a 26,00 euro.

Questo è il manuale dello Smart Gadget, questa la pagina ufficiale

Esaminando i file gerber dello SmartGadget, è spossibile individuare come e a cosa sono connessi i vari pin, e scoprire che dal lato opposto della batteria c’è proprio una predisposizione per collegare un sensore esterno:

 

Basta quindi tagliare le piste di rame vicino al sensore, saldare il nuovo sensore alle piazzole libere, e ottenere quindi (in teoria) uno Smart gadget con accuratezza di +/-0.1°C anzichè 0.3°C; la rimozione dell’SHT31 è in ogni caso necessaria perchè è montato dalla parte del display, mentre è necessario che sia attaccato al polso per leggere correttamente la temperatura, ma una volta rimosso potrebbe risultare difficile, se non impossibile, risaldare i fili ai vicinissimi terminali del sensore, o ai forellini sul PCB per cui passano le piste di rame.

Scheda M5stickC

Una possibile alternativa quasi-già-pronta, essendo disponibili le librerie arduino, è l’utilizzo di una board M5StickC (da non confondere con M5Stack):

Anche se non dispone di un sensore di temperatura integrato, questo dispositivo è dotato di:

  • Microcontrollore ESP32 dualcore a 240 MHz con 4 Mbyte di RAM
  • Bluetooth
  • Wifi
  • Schermo OLED
  • Connettore GROVE (adatto per sensore esterno Grove SHT35)
  • Pulsanti
  • Accelerometro
  • Giroscopio
  • Trasmettitore IR
  • Segnalatore acustico
  • Predisposizione per attacco a cinturino
  • Batteria da 95 mAh
  • Connettore USB

La quantità di progetti realizzabili con un simile dispositivo è enorme, per cui, una volta terminata la necessità di misurarsi la temperatura tutto il giorno, può essere riciclato per altri usi.

E’ disponibile su Amazon Prime (B07QRQ4MP8) a 25 euro inclusivo di cinturino:

Naturalmente in questo caso il SW sarà tutto da scrivere, ma essendo l’ESP32 programmabile tramite Arduino, si tratta solo di usare le già citate librerie Arduino adatte per il proprio sensore e trovare un sorgente di esempio da cui partire.

Per quanto riguarda il cinturino, se si possiede già un M5tickC senza cinturino, o si vuole comprarlo senza per risparmare, usando un vecchio cinturino, qui c’è il modello 3d dell’involucro dell’M5stickC, su cui lavorare per crearsi manualmente l’aggancio in plastica per il cinturino:

 

Fai da te: Arduino/ESP8266/ESP32

Librerie

Sorgenti di esempio:

Questo sorgente di esempio si limita a stampare la temperatura sul monitor seriale; chiaramente l’applicativo finale dovrà invece stamparlo su un display:

#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>
#include "Adafruit_SHT31.h"

Adafruit_SHT31 sht31 = Adafruit_SHT31();

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  if (! sht31.begin(0x44)) { // Qui c'è l'indirizzo I2C del sensore; per alcuni è fisso a 0x40, per altri si può modificare tra 0x44 e 0x45
    Serial.println("*ERR01* Sensore non presente a indirizzo 0x44");
    while (1) delay(1);
  }
}

void loop() {
  float t = sht31.readTemperature();

  if (! isnan(t)) {
    Serial.print("Temp *C = "); Serial.println(t);
  } else {
     Serial.println("*ERR02* Lettura errata");
  }

  Serial.println();
  delay(1000);
}

 

 

Sensori su breadboard

Per SmartGadget (serve indirizzo 0x45):

 

Diario elettrico Ecojumbo 5000: 26/02/2016 – Cablaggi definitivi

Posted in Diario elettrico Ecojumbo 5000, scooter elettrici by jumpjack on 26 febbraio 2016

Oggi ho fatto i cablaggi di potenza definitivi, con capicorda avvitati.
CLICCA QUI PER LO SCHEMA DEFINITIVO DEI CABLAGGI DI SEGNALE E DI POTENZA

 

Una prova più “pesante”, ma sempre in cortile, ha dato i risultati sperati: nessun riscaldamento dei fili anche con accelerate pesanti e partenze sulla rampa del garage con pendenza del 20%. Sono un po’ perplesso sulla risposta non lineare dell’acceleratore: dovrò abituarmici, o riprogrammarlo (la centralina Kelly è molto configurabile). E poi mi funziona l’interruttore di sicurezza sul manubrio, per disabilitare la centralina temporaneamente senza spegnerla, ma non funziona lo stesso meccanismo tirando i freni… boh. Comunque, un problema non grave, non so se è il caso di stare a perderci tempo.

Ora tutti (o quasi) i problemi elettrici sono risolti e lo scooter ha superato 3 livelli di test 🙂
1 – Con collegamenti volanti provvisori dei sensori di hall e delle fasi, il motore gira
2 – Con collegamenti stabili per gli hall, e provvisori a bassa potenza per le fasi, lo scooter cammina
3 – Con tutti i collegamenti stabili lo scooter cammina ed ha un’accelerazione da paura!

Adesso resta l’ultimo livello, il 4: il collaudo su strada. Prima però devo passare alla lavorazione meccanica invece che elettrica: fissare allo scooter la scatola dei fusibili, il contattore e la resistenza di precarico,rimontare le plastiche e riavvitare almeno una trentina delle 60 viti, giusto per evitare che lo scooter si smonti per strada…

Dovrei anche cambiare i diodi di separazione delle batterie, uno dei quali si è bruciato: ne ho comprati un paio grandi il doppio; non ho trovato un datasheet, ma quelli di prima erano da 50A e larghi 1×2 cm, questi sono dei mostri larghi 3×4 centimetri… che però non so come dissipare, dovrei avvitarli a una piastra di alluminio, che però dovrei bucare, ma non so come fare un buco tondo nell’alluminio…

Non si finisce mai….

 

Ecco un indice di tutti i passi che dopo lunghi mesi hanno portato a questo risultato.

INDICE DEGLI INTERVENTI DI SOSTITUZIONE CENTRALINA ECOJUMBO 5000 CON CENTRALINA KELLY

 

Diario elettrico ecojumbo 5000 – passaggio a centralina kelly

Posted in Diario elettrico Ecojumbo 5000, scooter elettrici by jumpjack on 22 novembre 2015

NOTA: per i cablaggi definitivi Ecojumbo-Kelly vedi: https://jumpjack.wordpress.com/2016/02/22/diario-elettrico-ecojumbo-2022016-il-risveglio/

Ecco i vari passi che si sono susseguiti nelle ultime settimane, da quando ho deciso di installare sull’Ecojumbo una centralina Kelly KEB72801x in sostituzione di quella bruciatasi quest’estate:

  • Ordine Kelly Controllers: 20/10­
  • Ordine resistenza precarico: 23/10­
  • Ordine morsettiera:­
  • Arrivo morsettiera: 26/10­
  • Arrivo centralina: 27 in SDA, ritirata 2­9/10
  • Arrivo resistenza: 29/10­
  • Acquisto cavi e viti: 3/11­
  • Collegamento primi fili ai connettori: gio 5/11­
  • Collegamenti finali fili/connettori: dom 8/11­
  • Test centralina 1 (fallito): 8/11­ – non funziona connessione a PC usando cavo USB-seriale
  • Nuovo cavo USB-seriale: 10/11­; nessun cambiamento, niente connessione
  • Test contattore e resistenza di precarico: 10/11; tutto ok
    Ho provato a collegare resistenza di precarico e contattore,e funziona tutto ottimamente: quando alimento la resistenza, sento un leggero “click” del piccolo relè interno; dopo 4 secondi sento un altro click, stavolta di attivazione dell’output che accende il relè, e un CLANK pazzesco del contattore, che fa uno scatto così potente che il contattore stesso si muove! 🙂 E’ un “piccolo” contattore da 400 ampere…
    Le connessioni resistenza-contattore sono molto semplici e indicate molto chiaramente nel manuale.
  • Altri test falliti: 12/11
  • Contattata Kelly: 12/11 (v. Post specifico)
  • Primo test funzionante di connessione a PC: 17/11 (v. Post specifico)
  • Studio e pianificazione nuovi cablaggi scooter: 22/11 (v. Post specifico)

Ecco anche la lista delle spese sostenute:

  • 1 x Centralina KEB72801X $399.00
    1 x Contattore 400A $69.00
    10 x Fusibili ANE 400A $20.00
    1 x Opzione “tenuta stagna” $19.00
    1 x Cavo centralina $9.00
    10 x Capicorda 150A $20.00
    2 x Connettori 6 pin $2.00
    2 x Connettori 9 pin $3.00
    2 x Connettori 6 pin $2.00
    2 x Spedizione $79.00
    Totale $ 620.00 (553 euro)

NOTA: per i cablaggi definitivi Ecojumbo-Kelly vedi: https://jumpjack.wordpress.com/2016/02/22/diario-elettrico-ecojumbo-2022016-il-risveglio/

Diario elettrico Ecojumbo 5000 – 20/9/2015: primo viaggio dell’Ecojumbo 1500

Posted in scooter elettrici by jumpjack on 21 settembre 2015

Dopo innumereveoli tentativi e combinazioni, anche più dei 36 previsti a causa di varie sviste ed omissioni, alla fine sono riuscito a trovare la combinazione giusta di sensori di hall e cavi di potenza; per l’esattezza, ne ho trovate tre (come previsto vedendo il foglio precompilato di un altro motore); in tutti e tre i casi non riesco ad avere corrente assorbita nulla con motore a vuoto, come invece dovrebbe essere, ma non riesco a scendere sotto gli 11A; che comunque sono molto meno dei 30-40 a vuoto in caso di collegamento a fasi sbagliate!

E comunque, la combinazione trovata è giusta: la centralina scalda comunque, ma non scotta nemmeno dopo una salita di un chilometro, e i cavi sono appena tiepidi, mentre con la combinazione precedente, errata, diventava tutto così bollente da non poter essere toccato dopo soli 500 metri in pianura!

Il collaudo è stato il viaggio fino al luogo del raduno, distante 13 km, percorsi senza problemi di surriscaldamento.

Ovviamente, con una centralina da 1500 W montata su uno scooter da 200 kg invece che 100, anche avere un motore da 5000W non serve a molto: la potenza massima sviluppata è comunque 1500W. E’ però interessante notare che la velocità che riesco a raggiungere è la stessa che raggiungevo con l’altro scooter, lo Zem Star 45: massimo 55 km/h, misurati dal “radar stradale”. Questo significa che l‘area frontale dei due scooter e l’attrito delle ruote, combinati insieme, sono ben poco diversi nei due casi; quello che influisce sulla velocità massima, infatti, è solo l’attrito (di aria e ruote).

Diverso il discorso per l’accelerazione e le salite: qui quello che conta è il rapporto potenza/peso... che adesso è drammatico: sullo Zem avevo 1500W per 100 kg, quindi 15W/kg, mentre ora ho solo 7,5W/kg (contro i 25 dell’Ecojumbo con centralina giusta); basti considerare che 10W/kg è la potenza delle vecchie minicar al piombo come la Birò o la Startlab Open Street, “note” per i tempi biblici necessari per raggiungere i 50 km/h (qualcosa come trenta secondi o giù di lì, contro i 6 di una moderna minicar elettrica al litio come Twizy o Icaro, che hanno 30 W/kg).

E infatti anche il mio “Ecojumbo 1500” ha tempi biblici per prendere velocità; non li ho ancora misurati, ma partire ad un incrocio adesso è diventato imbarazzante…. Forse dovrei attivare il limitatore di velocità della centralina, che però fornisce uno sprint molto pià alto in partenza: sulla “versione 2.0” dello Zem infatti avevo collegato il limitatore a un pulsante che faceva da “turbo“: lo innestavo quando dovevo fare partenze impegnative o salite gravose, poi lo troglievo per poter superare i 45 km/h. Mettendolo anche sull’Ecojumbo, però, non vorrei rischiare di fondere la centralina… che chissà che tipo di protezioni ha: corrente? temperatura? niente? vai a sapere!

Comunque ovviamente la centralina da 1500 W è una soluzione temporanea: mi serviva per capire se il motore funziona ancora o no. Quindi ora posso passare a comprare la centralina… e a progettare un sistema di raffreddamento! Infatti in questi giorni sto studiando la trasmissione del calore e la dissipazione, e mi pare di capire che attraverso le pareti di plastica di una scatola chiusa di 30x30x20 cm (lo spazio disponibile per la centralina; fore meno) si possono dissipare al massimo 40W;  supponendo che la centralina originale dell’Ecojumbo 5000 abbia un’efficienza del 95% (molto ottimisticamente), significa che dei 5000W che la attraversano, 250W si dissipano in calore! E se non riescono ad uscire dalla pancia dello scooter, che riesce al massimo a lasciar passare 40W (ma forse meno, perchè le plastiche sono doppie e triple…), significa che lentamente ma inesorabilmente la centralina si cuoce piano piano con gli anni….

Può darsi che d’inverno, quando la temperatura esterna è di 5°C, lo scambio termico sia sufficiente (96W), ma i 40°C di quest’estate non sono certo stati un toccasana per la centralina; quindi, la prossima o la monterò all’esterno, o la doterò di un sistema di ventilazione forzata; che peraltro potrebbe avere un duplice scopo: raffreddare la centralina durante il moto, e raffreddare i caricabatterie durante la sosta per la ricarica; due caricabatterie da 60V/4A e 60V/ 5A dissipano  27W complessivi se hanno efficienza del 95%, 54W se del 90% e 81W se dell’85%. Non ho idea di che efficienza abbiano realmente, ma toccandoli con mano so che scaldano parecchio, quasi da scottare, quindi sicuramente una ventilazione forzata è necessaria per tenerli nel sottosella chiuso.

Alla fine della storia, mi sa che doterò il mio Ecojumbo… di un tubo di scarico! 🙂 Ma un tubo di scarico molto particolare, che emette solo aria, la stessa che c’è fuori, solo un po’ più calda. Magari tutti gli scooter avessero un tubo di scarico così! 🙂

 

 

Diario elettrico Ecojumbo 5000 – 19/9/2015: collegamento motore-centralina

Posted in Diario elettrico Ecojumbo 5000, scooter elettrici by jumpjack on 19 settembre 2015

Sembra che dopotutto dovrò proprio provare tutte e 36 le combinazioni hall/potenza…


https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=16&t=3484

File Excel da compilare:
http://www.endless-sphere.com/forums/download/file.php?id=69351

Esempio di file già compilato:
https://endless-sphere.com/forums/download/file.php?id=13172&sid=e15fe9a9601236528d3f9cebc0f13bce

Il discorso che facevo nell’altro post, infatti, alla fine dei conti serve solo a dimostrare che esistono solo 6 combinazioni possibili per i sensori di hall; cambiare il punto di inizio della sequenza, a quanto pare, non equivale a cambiare la posizione dei cavi di potenza.

Il problema nel giocare coi cavi di potenza è che è piuttosto complicato andare ogni volta a svitare e riavvitare i capicorda… però poi mi è venuta un’idea: invece di svitare i capicorda dal morsetto, posso semplicemente sfilare il  contatto dall’interno del connettore anderson, che è a molla, non a vite!

Sperando che nel frattempo, con le prove di oggi, non si sia rovinato il motore (della centralina chi se ne importa, è quella vecchia dello Zem), domani farò le ultime prove…. e chissà che non riesca davvero ad andare al raduno col mio Ecojumbo 1500! 😉

Riporto quindi ancora una volta l’immagine delle 36 combinazioni:

Foglio di log per test connessioni motore brushless a controller

Foglio di log per test connessioni motore brushless a controller

Invece l’immagine col diagramma di flusso che spiega quali connessioni fare credo sia sbagliata, perchè non parla, a differenza di questo foglio, di surriscaldamento in caso di collegamenti sbagliati, mentre per l’appunto a me si surriscalda la centralina.

Comunque eccola:

hall-diagram

Diario elettrico Ecojumbo 5000 – 18/9/2015: mie teorie su come collegare un motore brushless al controller…

Posted in Diario elettrico Ecojumbo 5000, scooter elettrici by jumpjack on 18 settembre 2015

Siccome sono pigro, non mi va di provare 36 combinazioni di fili diversi; anche perchè fare le cose a casaccio non mi piace. Così ho deciso di studiare bene la faccenda… e sono arrivato a questa terribile figura!

brushless phases connections to controller

Studio delle fasi di un motore brushless

Lo so, sembra un delirio letterario… 🙂 ma in realtà è un’immagine che semplifica la vita.
Spiego:
i gruppi (1) e (2) sono “sequenze equivalenti”: cioè, se colleghiamo i cavi A, B e C del motore a un banco di 3 morsetti, è vero che possiamo farlo in 6 modi diversi, ma è anche vero che stiamo parlando di 3 lettere in sequenza circolare! Quindi dire ABC o dire BCA è la stessa identica cosa, come si vede ripetendo la sequenza 4 volte:
ABC.ABC.ABC.ABC

In questa sequenza fatta di gruppi di ABC sono infatti  in realtà contenuti anche gruppi di BCA:
ABC.ABC.ABC.ABC

E anche di CAB:
ABC.ABC.ABC.ABC

Questo vuol dire che ci sono solo due sequenze realmente possibili per le 3 fasi, che possiamo chiamare ABC e ACB, e sono indicate con le file di lettere maiuscole nella figura. Per passare da una sequenza all’altra, basta invertire due lettere qualunqe; infatti, nel caso della figura si passa da una sequenza all’altra scambiando la B con la C, ma il risultato è identico se scambio B con A o A con C:

B con A:

  • ABC.ABC.ABC.ABC
  • BAC.BAC.BAC.BAC –> è la sequenza ACB

A con C:

  • ABC.ABC.ABC.ABC
  • CBA.CBA.CBA.CBA  –> è la sequenza ACB

Perchè sono possibili due sequenze? perchè il motore può girare solo in due versi, orario e antiorario.

Quindi:

Per invertire il senso di rotazione di un motore brushless, scambiare due fili qualunque del connettore di hall.

Ma veniamo al secondo problema; abbiamo due gruppi di fili, quelli di potenza e quelli di segnale, e ognuno può avere solo due sequenze, ABC o ACB. Come accoppiamo questi due gruppi?

Esistono solo 3 modi: aA, aB e aC, che si ottengono facendo scorrere la sequenza di segnale lungo la sequenza di potenza; cioè, si può accoppiare

  • a con A, b con B e c con C, oppure
  • a con B, b con C e c con A, oppure
  • a con C, b con A e c con B

Se l’accoppiamento è sbagliato, l’elettrocalamita dello statore attira il rotore nel momento sbagliato, causando probabilmente un’inutile dispendio energetico, che in termini pratici si traduce nel surriscaldamento dei cavi di potenza segnalato dalle persone che hanno provato tutte e 36 le combinazioni possibili, nonchè in un movimento non fluido del motore; praticamente, il motore risulta non sincronizzato con la centralina.

Per rimediare, basta “traslare” la sequenza di segnale (abcabc…) lungo la sequenza di potenza (ABCABC…), formando le 3 combinazioni suddette. Ma, in termini pratici, questa traslazione non si può fare, perchè i morsetti sono 3, non tremila… quindi si possono traslare solo due fili, mentre il terzo “uscirà fuori” dalla morsettiera… e dovrà rientrare da dietro.

Quindi:

Per far muovere fluidamente un motore brushless, provare i 3 accoppiamenti fase/potenza aA, aB e aC: con uno dei due il movimento è fluido, con gli altri è assente o irregolare.

Questa è la teoria.

Domani , sperimentazione pratica.

  • AVVISO 1: non operare mai gli scambi di fili quando la batteria è attaccata!
  • AVVISO 2: non scambiare mai i fili rosso e nero dell’alimentazione con quelli delle fasi!