1 – français – Comprendre l’histoire

Nous sommes en 2009.

La technologie a suffisamment évolué pour que nous puissions envisager des gadgets parfaitement exploitables pour la majorité d’entre nous.

La moto c’est une de mes passions depuis tout jeune: une sensation de liberté qui, peut être, ne peut s’expliquer que dans la fuite de l’adolescent vers de nouveaux lendemains. Dans les passions complémentaires, la technologie et l’âme: tout ce qui touche à la connaissance, au questionnement par rapport à notre existence, nos relations, nos besoins, nos moyens, notre futur …
Je le concède sans problème: je ne suis pas un vrai motard, ce qui m’intéresse avant tout ce n’est pas le dernier modèle de chez X mais uniquement le modeste plaisir de poser mes délicates fesses sur un engin roulant, un plaisir absolument égoïste sans doute.

Hélas, ici au Québec, point de paradis des motards (d’ailleurs le terme motard est un terme à proscrire puisqu’il sous entend voyou) . Si seulement on faisait des normes anti-bruit ou anti-chauffard ! On les assomme donc à coup de taxes et, qui plus est, on oblige des gens comme moi, qui ont eu largement plus d’une dizaine d’engins à poignée tournante, à repasser le permis. Si j’avais véritablement eu le temps d’en faire peut être mais …

Donc exit la moto.

Mais j’avais tant de mal à se passer d’elle ! Il fallait que j’en possède une, même si elle devait presque faire du sur-place… et, étant propriétaire d’un camping , on pouvait concilier plaisir et travail.
Comme ma deuxième passion est l’électronique, il fallait trouver la solution à tous mes maux: la moto électrique, un compromis confortable entre la “vraie” moto qu’on n’a pas le temps d’emmener au loin mais qui vous coûte cher et le plaisir de rouler quelques mètres tous les jours ou presque.

Premier essai avec un pur jouet: le Razor MX650
Non importé au Canada pour cause de moteur trop puissant (650W en 36V alors que le maximum autorisé est de 500W. Correction: il me semble que pour la catégorie “jouet” c’est 350W maximum, les 500W étant la limite pour la catégorie “vélo”)
Une photo montrant la mx650 à côté d’une « vraie » machine, une Honda routière VFR750

Il ne faut donc pas rêver trop fort: la « Razor » est un jouet. On s’en aperçoit vite: les suspensions sont très loin de ce qu’on pourrait attendre d’une moto cross et ne comptez pas lever la roue d’un coup d’accélérateur comme le sous entend certaines photos. En fait c’est une machine lourde et raide mais elle n’est pas chère pour démarrer ce genre de projet.

A peine reçue, elle n’eut même pas le loisir de me montrer ce qu’elle pouvait faire: le moteur enlevé je lui ai coupé le chassis pour faire rentrer un moteur plus imposant et une batterie spéciale de 48V, de type « ping ». Résultat: 50km/h avec une bonne accelération ! mais attention car à cette vitesse là l’engin n’est pas sécuritaire du tout ! c’est même carrément dangereux …

Voici donc la razor en cours de modification (les batteries ne sont pas encore remplacées). Ceux qui la connaitraient verront que le bras arrière a été coupé (et une partie arrondie rajoutée) afin de faire rentrer le nouveau moteur. Ce dernier est un moteur cyclone (Taiwan) d’excellente qualité assorti malheureusement d’un controleur de qualité plus … modeste

Détails sur kit moteur:

Cette machine m’a valu un petit article sur le journal l’action (www.laction.com) , en 2008.

Comme je le disais plus haut, c’est amusant (on pourrait dire « surprenant ») mais pas très crédible pour être comparé à une moto.

J’ai donc ensuite envisagé de m’attaquer à plus gros: une kawasaki KX65 en y mettant le même matériel
Une Kx65 est une vraie petite moto de cross
La voici avant les modifications

Attention: là c’était très différent du fait qu’une machine de ce genre n’est pas d’un prix aussi accessible.
Par conséquent je n’ai rien modifié au châssis mais uniquement adapté comme je le pouvais (toutes les pièces d’origine ont été mises de côté)

En photo ça nous donne ça:

Un million de fois plus confortable, arrive un nouveau problème majeur: un moteur électrique directement connecté comme ici à besoin d’un rapport de pignon monstrueux !
Sur ce type d’engin il fallait donc avoir un pignon microscopique sur le moteur et tres grand sur la roue mais … d’abord la roue arrière ne peut pas accueillir de couronne gigantesque et ensuite l’esthétique en aurait été largement affectée, sans compter la dangerosité d’utiliser des engrenages volumineux. Sur internet on voir très bien le problème sur certaines réalisations qui font un peu … peur sur la sécurité !
En conséquence, malgré le fait que j’ai “taillé” moi même le plus petit engrenage possible sur le moteur (8 dents) et choisi le plus grand possible à l’arrière (51 dents), le résultat est qu’on conduit l’équivalent d’un vélo pour personne fatiguée . Accélération/couple très faible, vitesse d’à peu près 50km/h mais la sécurité coupe la propulsion si on insiste trop. L’idéal serait d’avoir un rapport de dents d’environ 8 au minimum (idéalement 10) au lieu de 6 sur ce projet. Sur des machines électrifiées plus crédibles on utilise en fait un moteur bien plus puissant (+ batteries/contrôleur) et, parfois, un engrenage intermédiaire.

J’ai donc hésité: changer de moto ? changer de moteur ? augmenter la batterie ? … et puis on m’a proposé de la racheter (en thermique puisque j’avais conservé tous les éléments d’origine). Pour ceux qui souhaiteraient une machine tout terrain électrique un conseil: idéalement il vous faudra utiliser un démultiplicateur genre boite de vitesse (ce qui rend beaucoup la réalisation plus compliquée), un moteur électrique est beaucoup plus adapté pour un usage de type scooter.

On réfléchit et arrive donc sur cette petite machine

C’est en fait ce qu’on appelle une super pocket bike

Là encore, nous la comparerons avec la Honda VFR

Une super pocket bike est un compromis entre entre la moto miniature pour adulte (pocket bike) et la moto. Un look de grande et un équipement électrique d’éclairage en sus ce qui est bien pratique pour l’utiliser la nuit. C’est une ZM2.

Si vous voulez la voir en action je vous propose de jeter un oeil ici:

http://www.youtube.com/watch?v=2_S_3DKH7Ds
La Grande Question: pourquoi donc n’avoir pas directement tenté l’opération sur une grande ? mais oui … bien sûr !
Voici la réponse: le côté pratique, le prix et les droits !

Oui car, malheureusement, le coût total d’une opération telle que celle-ci dépasse est très très élevé … la réaliser sur une machine plus grosse nécessiterait une batterie encore plus chère mais de plus -- et là est le problème numéro un- au Québec nous n’avons droit qu’à des puissances extrêmement limitées (500W pour un “vélo” de type scooter et 35kmh, avec des pédales en plus !). Au dessus de cela il faut passer par la case homologation et le coté moto ne semble pas particulièrement apprécié par les autorités. Ma moto était donc destinée à un usage privé sur un terrain privé

Toutefois c’était tentant d,aller plus loin Et j’ai succombé à la tentation bien évidemment !

J’ai donc continué en choisissant une mini machine sportive homologuée à la base en version essence que j’ai fait homologuer en version électrique.

Cette version m’a valu un petit article sur le journal « l’action »

Ensuite la version a été revisitée pour des raisons esthétiques: carénage plus « actuel ».
En gros, vous aurez au final un engin capable d’accélérations importantes, avec un afficheur OLED pour la vitesse, la consommation, l’état de chaque bloc de batteries (16 blocs 15 batteries LiFePo4 A123) … et une synthèse vocale pour indiquer par exemple le nombre de kilomètres qu’on peut encore faire. La machine se « démarre » avec une carte RFID, est programmable directement en y raccordant un PC portable, on peut mettre son lecteur mp3, tous les feux sont en LED haute puissance … et on ne freine presque jamais à cause du système de régénération qui s’en charge pour vous !

Voici la version modernisée

Quelques retouches et autocollants après

1- English – The story

First: sorry for my bad english. Corrections welcome !

 2009 we are !

Technology has improved so we can look for new projects that can be easily accomplished by most of us.

Motorcycle is my addiction since I was young: liberty feeling who, perhaps, could be explained by teenager escape to get around future. Others addictions ? Technology and spiritual: everything about knowledge, questions about existence, relationship, needs, capacities, future …

I’m not afraid  to confess: I’m not a “true” biker, I don’t care for last sport model of this brand or this other one but I just love to put my delicate bottom on a bike, probably a perfect egoistic (sexual ?) pleasure.
But here, in Québec, no paradise for bikers. If it was only noise or speed laws no problem ! But no … so they  tax and tax more and, above all, man who have much more than ten bikes like me had to obtain a new driver license because french license can’t works for car and motorcycle: you have to choose for one or the other, not both of them. I had many time to drive motorcycle in summer I would probably do but …

So no motorcycle !

But it was too difficult I couldn’t stand leaving without a motorcycle ! I’m addicted ! I had to have one, even if I had to drive for one mile in a year … and, I ‘m a camping owner (www.campingoasisdespins.com), I could make something accommodating pleasure with work…

Another addiction is electronic conception, I had to find solution for my wishes : electric motorcycle, between “true” motorcycle I would not have time to do and who cost a lot and pleasure of doing a few miles a day.

First test with a big toy: a Razor MX650

It was not allowed in Canada because are only allowed 500W motor (instead of 650W here)

You can see picture here :

http://www.razor.com/products/mx650-dirt-rocket.php

But don’t be dream to much: it isn’t a real motorcycle and you will be disappointed quickly: shocks are very far of what you could expect from a dirt bike and it’s too heavy to do wheeling you can see here ! In fact the bike is too heavy but price is very interesting.

When I just received it, I don’t try to do much things with this: motor removed, cut frame to put a new powerful motor and a special LiFePo4 battery. Result ? About 30 miles hour with good acceleration ! But, be careful because at the speed bike is quite dangerous …

So here is the Razor at the beginning of modifications (battery are not removed). If you know this model you will notice back frame has been cut and one part added because new motor was too large. This one is a “cyclone” motor, from Taiwan. Motor quality is very good, controller much less… here is the link for this products:

http://www.cyclone-tw.com/order.htm

So, to resume, Razor was a funny and surprising toy but not a real motorcyle.

That’s why I choose another experience: a Kawasaki KX65 dirt bike and put the same components s before (battery, controller and motor).

Battery and motor

This bike was very comfortable but a new problem arrived: wheel are not the same than razor, much more big, so there was no more torque on the motorcycle. It’s was like a bicycle drived by a tired man ! I tried to put the smaller tooth on the motor (in fact, I make it manually) and the bigger on the wheel but, if I wished a good torque, I would have supersized rear gear (dangerous and ugly). Above all security was cutting power if I asked for too many power…

So what to do ? Change motorcycle, change motor ? Increase battery and controller ? … and someone proposed me to buy the bike (with gaz motor because I hadn’t modify nothing on the bike so I can sell it, in case …)

I reflected on my experience and arrived on this bike. In fact not a real sized motorcycle but a mid size, a “super pocket bike”.

If you don’t know, this is a between small bike called “pocket bike” and normal sized motorcycle. It looks like a real one and, above all, have electric system (turn, stop, horn…) who can be very interesting for me, at the camping by night.

I bought it here: http://www.daymak.com/bikes-toronto/pages/pocket/zm2.html

If you want to see it working (with gaz, not electricity) go here

http://www.youtube.com/watch?v=Mah8AtyRp7w 

http://www.youtube.com/watch?v=c9WDt6OxQ6c .

So it’s the original model. You will see I changed some details …

The BIG question is: “why don’t you try this on a real motorcycle ?”

Here is the answer: price and laws.

For price, unfortunately, you can expect for very, very, very expensive price, even with a small bike like this. Doing this on a bigger bike would be much more expensive but, and here is the big problem, in the Québec electric motorcycle are not approved at all for road running. In fact we have just electric bike allowed if power doesn’t exceed 500W and speed about 20 miles/h (and you need pedals too). It’s seem some states in Canada allowed real scooters but, same as before, you will not exceed 1500W (low speed too) and have to pay for a license.

So, because not allowed motorcycle here, my bike was for a private use on a private area

If it was possible, “tomorrow”, to run on road without problem I would probably try.

And, precisely, tomorrow is the meaning of this project: showing the electric potential and if many people do the same or was interested by this, cost would be very lower than now. Sure Toyota Hybrid car battery who cost about 15 0000 $ isn’t a good new for electric power customers …

Premières vidéos des nouveaux montages

Voici donc quelques vidéos montrant les nouvelles platines en action

Ici des tests avec l’afficheur LCD. Rappelons qu’il y a deux processeurs dans le boitier principal, un « maître » gérant la plupart des fonctions, et un « esclave » qui analyse le clavier et la vitesse (c’est de ce dernier qu’on voit clignoter rapidement une LED de contrôle ici).
Ici il y a deux platines, l’une emboîtée sur l’autre. La platine supérieure s’occupe d’analyser les batteries, elle peut être enlevée sans gêner le fonctionnement principal.

Maintenant une vidéo montrant que j’ai ajouté un petit bouton pour l’appel de phares (3 impulsions rapides) et montrant également la courbe de charge (ça monte rapidement car on est vers la fin du temps de charge et que le chargeur est un chargeur rapide)
On peut également remarquer que le boitier d’affichage a dû être refait. La raison est très simple: le carénage étant trop bas, il était impossible de faire rentrer l’ancien. Les deux écrans (LCD et OLED) sont donc maintenant l’un derrière l’autre et … c’était déjà pas évident à réaliser car il n’y a pas beaucoup de place !
Même chose pour les hauts-parleurs qui sont déplacés plus bas, légèrement au dessous du carénage.
Dans le boitier d’affichage il y a deux autres processeurs, l’un gère l’écran OLED (4DGL) et l’autre gère le niveau des feux (microprocesseur esclave).

Ensuite une démonstration de l’éclairage à LEDs « blanc chaud », c’est à dire dans la couleur classique d’éclairage (2 fois 10W, ce qui correspond à plus de 100W d’éclairage traditionnel) . Ici c’est le premier test, c’est à dire sans gestion spécifique, alimenté par une petite batterie 12V au plomb.

Le boitier, avant l’installation des drivers spécifiques aux feux blancs. Remarquez que ce boitier est fait … à partir d’un circuit imprimé ! en effet, quand vous commandez « un » circuit dans une usine spécialisée, vous obtiendrez en fait 4 ou 5 circuits au minimum. Comme je n’ai pas l’intention de faire 50 montages …

Le côté des radiateurs (les LEDs sont allumées de l’autre côté)
Là encore, la grande plaque en aluminium est récupérée sur l’ancien panneau du camping ( Oasis des pins -> Rose des sables )

Notez que les écrans que vous avez vu sur les vidéos précédentes ont été modifiés puisque la moto a été rebaptisée de « eYsr » à « Re » par rapport à son nouveau look plus moderne.
« R » pour le look, « e » pour électrique. Il y a bien entendu en parallèle un petit jeu de mot: « ère électrique »

Le carénage vient de :

www.angelfire.com notez que ce vendeur est fiable.

Ce carénage a été légèrement modifié (le carénage se referme sur les bords puisqu’il n’y a pas besoin d’évacuer la chaleur du moteur)

Voici maintenant une video de démonstration des fonctions de la machine

Sur la vidéo on peut peut être voir des fils qui traînent ou des parties non vissées. C’est normal, il s’agissait juste de faire une petite vidéo rapide et plusieurs parties ne sont pas fixées. Il y a aussi un garde boue avant plus large, pour le look, qui n’est pas installé ici.

Une photo de la machine en position codes:

La même chose en position phares:

Détails sur les LEDs bleues en bordure des phares:

Actuellement, les informations de puissance et de vitesse sont conservées dans une EEprom. Ceci permet de visualiser à n’importe quel moment la consommation effective de la machine.
Inversement, dans le cas de la charge je ne conserve pas les données puisqu’elles n’ont pas d’intérêt hormis celui de voir la forme de la courbe et par conséquent déterminer si l abatterie est complêtement chargée ou non.

L’éclairage à LEDs est vraiment impressionant « en vrai »

Ci-dessous, un zoom sur l’écran de charge (la photo est prise avec flash ce qui permet d’avoir une image plus lisible en raison du contraste très élevé de l’écran. Par contre, la vitre de protection n’est pas fixée ici d’où le léger décalage qui fait que, par exemple, on ne voit bien la batterie dessinée sur la droite)
La tension d’arrêt du chargeur est de 58.4V (la charge totale prend environ trois heures) et vous pouvez constater que la pente de fin de charge est forte. Le chargeur s’arrête automatiquement bien entendu.

Ci-dessous une photo montrant l’effet de l’affichage au travers de la bulle

Il reste à poncer correctement tout ça puis trouver une peinture et des graphismes convaincants…

Ça donne quoi en pratique ?

J’ai fait deux essais d’une trentaine de kilomètres. Il fait pas vraiment chaud (aujourd’hui pas loin des zéro degrés) donc ça pourrait être plus agréable mais on a toujours « l’effet électrique » pas de bruit et une irrésistible envie de jouer tant avec l’accélérateur dans les courbes (ou au feu vert) que ralentir pour profiter du silence.
Un petit problème embêtant tout de même: le roulement de la roue avant est mort et ça fait un bruit de casserole très désagréable ! c’est sûr qu’avec un moteur à essence on n’entendrait rien du tout mais, là, ça gêne un peu.
Autres soucis: la mise au point en réel. Dans un bureau c’est facile à programmer et corriger, à l’ extérieur c’est moins confortable. Dans les bugs donc nous avons une courbe de décharge qui ne se remet pas manuellement à zéro et un ajustage nécessaire des ampères réelles car l’aiguille tourne régulièrement autour des 50 ampères ce qui est trop exagéré.
Mais ce ne sont que des détails de mise au point.
Idéalement il faudrait que je rentre la moto mais elle passe difficilement la porte du salon …

Dernier points les clignotants justement. Le feu avant intègre des clignotants mais je les ai remplacés par des LEDs bleues parce que je ne suis pas sûr qu’ils seraient légaux pour la route. Je me dis que ce serait quand même sympa d’avoir des LEDs de couleur changeable à la place ce qui permettrait d’avoir tant du bleu que du rouge (ou orange).

On verra ……………………

Bientôt sur vos écrans !

La machine est fonctionnelle et n’a besoin que de corrections mineures

- parasites audio en position « codes »
- petits « bugs » d’affichage (du genre n’affiche pas toujours les ampères correctement)

Le carénage (style R6) a été modifié pour être plus approprié.
Photos et vidéos sont faites et seront publiées prochainement.

Dans les nouveautés:

- dans la partie feux il y a aussi des LEDs bleues. Ces LEDs sont, par exemple, utilisées en parallèle avec l’alarme (les phares clignotent en alternance avec les LEDs bleues)

- rajout d’un bouton spécifique appel de phares c’est un tout petit poussoir qui va faire clignoter trois fois les phares.

- indicateurs LEDs divers programmables (ex: quand on attend la « clef » RFID ça clignote bleu/rouge, quand on est en alarme ça clignote plus vite …). En fait, un petit processeur « esclave » se trouve dans le boitier d’affichage et gère un certain nombre de fonctions (mais pas les fonctions principales).

Des petits montages complémentaires

1) ECLAIRAGE

Signalons que le look de la machine va changer puisqu’il y aura un mini carénage style « R6″, avec deux feux.

Sur ceux-ci j’ai prévu de remplacer les deux ampoules par des LEDs très puissantes par rapport aux LEDs traditionnelles, à savoir des leds de 10W

Si vous suivez cette technologie, il est apparu que les LEDs blanches pouvaient poser des problèmes importants de troubles de la vision (quand on les regardait en face). Ceci vient du fait que le rayonnement bleu généré par les LEDs blanches est trop important. Pour éviter ce risque il faut utiliser des LEDS de couleur « blanc chaud » (warm) sur lesquelles la répartition des couleurs est plus équitable.

L’avantage monstrueux des LEDs est leur faible consommation par rapport à la luminosité obtenue, ceci en plus de la longévité du produit (50 000 heures environ). Notez qu’actuellement, à ma connaissance du moins, il n’y a qu’une voiture (Audi) équipée de LEDs pour les phares avant et que tous les autres éclairages de véhicule de ce type ne sont pas autorisés. Pour le prix des LEDs de l’Audi, laissez tomber ! c’est extrêmement cher.
Sur mon engin, cela sera donc expérimental.

Une LED de 10W correspond à une ampoule classique de 100W. Même si les données ne sont pas tout à fait exactes, on peut donc s’attendre à un éclairage très performant.
Ici j’utiliserai donc des LEDs de type blanc chaud.
Ces LEDs ne peuvent pas être branchées en direct sur du 12V: il faut impérativement un « driver » spécifique. Dans le cas présent je vais utiliser un driver modulable, c’est à dire capable de faire varier l’éclairage obtenu.
L’intérêt est double:

1) on peut avoir un niveau codes et un niveau phares
2) on peut également définir un niveau de code variable selon la luminosité. Par exemple, si on roule en plein soleil il pourrait être judicieux d’augmenter la valeur de l’éclairage code pour une meilleure visibilité. Mon montage captera donc la lumière extérieure afin de corriger l’éclairage.

Autre intérêt envisageable: si l’éclairage est trop fort du fait de LEDs trop puissantes, on peut redéfinir chaque niveau maximum.

La platine qui s’occupe de réguler l’éclairage est extrêmement simple et petite.
Il s’agit là encore d’un circuit esclave I2C commandé par deux fils (plus masse et alimentation). Le « maître » indique simplement qu’il veut la position phares ou codes et, dans le dernier cas, le petit processeur esclave s’occupe de faire une variation selon la valeur d’éclairage. Si vous connaissez l’électronique, le transistor Q2 n’a rien à faire ici, il est simplement utilisé pour son boitier qui est le même que celui du capteur de lumière. En fait il faut faire comme s’il n’y avait pas de transistor mais un composant remplaçant RV2, les trois diodes en série servant à alimenter correctement ledit composant.

Le schéma

La platine

Le bouton poussoir BP1 est là pour indiquer au processeur maître que l’on veut passer en phares ou codes

Bon, je vous avoue tout de même que ce qui est gênant dans cette affaire c’est que :
1) la puissance est quelque peu démesurée: un équivalent de 200 watts de lumière disponible ça fait beaucoup
2) il faut prévoir des radiateurs (diamètre ou largeur de 10cm environ) pour chaque LED donc des supports de radiateurs
3) ce n’est pas un vrai codes/phares

Donc reste l’option suivante: remplacer les ampoules par ceci:

Les avantages:
- facile à mettre en place
- facile à modifier au besoin

Pourquoi les modifier ?
1) d’abord parce qu’il y a toutes les chances pour qu’il n’y ait pas de driver spécifique mais une simple résistance pour les commander. Il faut donc vérifier la puissance perdue par celle-ci. Si les Leds sont mises par paquet de 3 cela nous fait environ 9V à leur bornes, soit une tension de 3V perdue dans une résistance. Avec des LEDs classiques (20mA) on devrait avoir un courant total de l’ordre de 0.8A, soit une perte d’environ 2W c’est énorme en regard de la puissance nécessaire pour les LEDs (environ 50% de puissance perdue ! ) . Un driver à découpage atteint les 96% de rendement ce qui est mille fois plus intéressant.

2) ensuite il est peu probable qu’il y ait une véritable position codes/phares. Par contre on peut parfaitement modifier les connections des LEDs pour n’alimenter que les parties nécessaires, soit couper la partie basse de « l’ampoule » afin de ne pas éclairer la partie haute de la route (puisque le réflecteur du feu inverse l’orientation de la lumière)

Le désavantage:
- moins puissant
- comme je me méfie des informations données, j’ai un doute sur le fait qu’on puisse placer entre 3 et 5W de LEDs sans avoir de radiateur suffisant pour disperser la chaleur. À mon avis, si la puissance est réellement de cet ordre la durée de vie devrait être raccourcie. À voir …

2) LEDS AU CAS OÙ

Sur le réservoir de la machine, il y a 16 LEDs qui ne servent plus à rien. C’était dommage

Donc voici un autre petit montage esclave qui permet de les programmer.
Par exemple, envoyer la valeur 18 à ce circuit va faire « tourner » les LEDS à droite, lui envoyer un 24 va simuler un mouvement montant …
Là encore, l’intérêt est que le circuit maître n’est pas ralenti par les gadgets mais ne fait qu’envoyer une commande simple.
Heu … non … faisons une petite correction: sur ce circuit il y aussi la possibilité de connaitre la température. Au départ j’avais l’intention de mesurer la température ambiante mais il se pose un petit problème sachant que la platine va se trouver exactement sous le réservoir et qu’un réservoir au soleil n’indiquera probablement pas la température ambiante … on verra !

Des modèles impressionnants

D’abord cette machine qui montre le nombre de batteries nécessaires pour propulser suffisamment une vraie moto

11 000 wh au lieu des 1 600 W de ma machine, soit près de 7 fois plus de batteries !
Notez la répartition des batteries qui, à mon avis, risque de poser des problèmes de stabilité…
Remarquez également le problème du moteur qui occupe une place considérable d’où l’intérêt d’avoir un « moteur-roue »

L’image est extraite de ce lien

Une autre avec un look plus sympa (ou, disons, « moderne » et équilibré). Il faut éviter de la salir quand même parce que ça doit être compliqué à nettoyer…

Les essais de TTX (sans batterie mais on peut voir la taille du contrôleur… et les moyens mis en jeu ! )

http://www.youtube.com/watch?v=opBtTqypuqc

Une démonstation de véhicules électriques
http://www.youtube.com/watch?v=GrnQ1oWKF0s&playnext=1&list=PL2372326FE6880E60

En attendant … quelques vidéos

Voici donc deux petites vidéos réalisées l’été dernier

La première

La seconde

Nouvelles versions de circuits imprimés

Voici les dernières versions

1) abandon des composants traditionnels au profit des versions « composant de surface »

2) Abandon des relais également remplacés par des Mosfets. la platine devient ainsi extrêmement peu épaisse

3) plus aucune connexion à fil à l’intérieur.

4) toutes les zones sensibles sont séparées: le 48V ne traînera pas proche d’un 12V ou d’une masse, le 12V n’ira pas proche du 5V …

5) mini fusibles et LEDs (SMD) en bordure de circuit.

6) sur la platine gérant l’analyse des batteries, les zones sont également séparées: chaque fil de tension de batterie ne longe qu’un autre fil d’une tension d’écart de 3 volts environ (le 53V ne longe que le 49V etc …).
Noter qu’il existe aussi des résistances de sécurité (1 ohm) non visibles ici car ajoutées dès le début du connecteur de batteries -dans le cable- car, les éléments de batteries pouvant sortir une intensité considérable, il vaut mieux protéger le plus tôt possible, ce d’autant plus qu’on n’a ici besoin de courant.

7) utilisation d’un (mini) convertisseur 12V +5V/-5V sur cette deuxième platine, convertisseur réservé permettant de mieux isoler les mesures (=éviter de les voir varier)

ajout de fonctions de calibrage automatique pour les volts ou les ampères.

1) la platine principale responsable de toute la gestion

Un aperçu en 3d montrant où sont les LEDs de contrôle et l’emplacement des fusibles (le fusible principal n’est pas sur le circuit)

À l’échelle 1:1

Evolutions:
J’ai rajouté un système d’auto réglage du point zéro pour les ampères. En effet, en analogique, les valeurs réelles sont quelque fois un peu trop loin des valeurs attendues. Dans le cas du courant, cela se traduirait simplement … par un remplacement éventuel des résistances de référence ou, moins rigolo encore, par l’ajout en parallèle de résistances pour trouver un point zéro idéal !
Pour éviter ce genre de problème j’ai opté pour une « résistance variable » commandée par I2C.
Avantage: le logiciel va tout d’abord « court circuiter » l’entrée de mesure du courant. Ensuite il va chercher pour quelle valeur de « résistance » le résultat lu correspond à la moitié de la tension maximum admissible, soit environ 2V. Cette valeur correspondra au point zéro c’est à dire que 0V lu sera équivalent à -100 ampères et +4V à 100 ampères.
Ça peut paraître court comme marge de fonctionnement mais, avec 12 bits de résolution, ça nous fait quand même une précision suffisante Et oui, on ne peut pas s’amuser à envoyer directement 50 volts ou 100 ampères à un microprocesseur parce qu’il aurait plutôt rapidement du mal à les digérer . Un processeur alimenté en 5V admet donc … 5V sur ses entrées (5V1 si vous voulez).
Notez qu’on pourrait aussi décaler la valeur du point zéro afin d’avoir un contrôle du genre -20 ampères, +100 ampères ce qui donnerait plus de précision encore. C’est faisable puisque ce point est maintenant programmable mais cela n’a pas grand intérêt: voir le courant consommé permet d’évaluer combien de kilomètres on va pouvoir faire. Le moteur étant le gros consommateur d’énergie (disons 20 à 60 ampères) , on n’a pas vraiment besoin de voir si on consomme 0,01 ampères de plus .
Au mieux, on peut également prévoir, toujours simplement par logiciel, un système à double fonction: si on consomme peu la précision bascule. Il n’y a pas de risque car les entrées du PIC sont protégées par des zéners (limitation 5V) mais dans ce cas il faudrait que le programme essaie en permanence de basculer en mode pleine puissance pour vérifier si la valeur maximum est en dessous du seuil de basculement.

Autres modifications
A l’origine le microprocesseur général avait comme mission , entre autres , de compter les impulsions du capteur de vitesse. Ceci se fait par des interruptions c’est à dire qu’à n’importe quel moment le processeur peut arrêter son travail, interpréter l’interruption puis revenir à ce qu’il faisait avant. Le problème est que cette fonction va interrompre trop fréquemment le fonctionnement principal au risque de ne plus avoir le temps de tout traiter. J’ai donc rajouté un autre microprocesseur (PIC16F690) qui travaille en esclave I2C . Ce deuxième processeur évalue (lui aussi par interruption) la vitesse et, quand il est interrogé par le maître la restitue. Tant qu’on y était, j’en ai également profité pour alléger encore le travail du processeur principal en plaçant la gestion du clavier sur le circuit esclave. Pourquoi ? c’est simple: le clavier n’est pas une fonction prioritaire (si la touche n’est pas correctement lue au premier passage elle le sera la fois d’après) mais utilise pourtant beaucoup de temps car, dans le cas d’un clavier standard, on fait une sorte de « balayage » pour analyser ce qui se passe (on déclare un des fils en sortie et au niveau bas et on observe le niveau des autres déclarés, eux, en entrée. Si les autres niveaux n’ont pas changé ont recommence l’opération avec un autre fil…). Le PIC esclave n’a rien à faire en dehors de compter des impulsions donc, dans son temps libre, on lui demande d’analyser le clavier. Le processeur maître interrogera donc l’esclave afin de connaître à la fois la vitesse mais s’informera également d’une éventuelle touche appuyée.
Pour gagner de la place le deuxième processeur se trouve dessous la platine. Remarquez qu’il est tout petit, il comporte seulement 20 broches. Une LED placée de l’autre côté sert également pour informer du bon fonctionnement de cet esclave: elle reste rouge jusqu’à ce que les données de paramétrage soient transmises puis clignotera au rythme de l’analyse de la vitesse (normalement 1 clignotement toutes les 2 secondes).

Voici une image du dessous montrant le deuxième microprocesseur

Il y a donc également un autre connecteur de programmation pour ce processeur mais, là, il n’est pas accessible boitier fermé: normalement il n’a pas à être reprogrammé car son programme doit être simple et très rapide pour qu’il puisse répondre immédiatement à une commande du maître. De plus les variables nécessaires sont transmises par l’autre processeur ce qui permet de régler les paramètres internes sans reprogrammer le circuit esclave.

1) la platine auxiliaire qui s’occupe de rapatrier toutes les tensions et le courant

Notez que le 53V est le fil rouge, situé en haut. Le 50V sera le fil immédiatement en dessous, puis le 57V …. ce qui fait qu’il n’y a pas de fil de « haute » tension longeant une tension beaucoup plus basse, l’écart maximum est toujours d’environ 3 volts. La masse est, elle, de l’autre côté.

L’aperçu en 3d

La platine analogique vient s’emboîter sur la platine principale. Son alimentation est indépendante du 5 volts de la partie numérique.

Noter que la partie à gauche n’a (presque) rien à voir, il s’agit d’une platine réseau qui peut être connectée sur le reste mais cela n’a pas vraiment d’intérêt ici. Par contre, on peut imaginer ultérieurement une liaison Wifi qui capterait diverses informations au passage de l’engin dans son périmètre (exemple: course sur piste-> vitesse maxi, consommation totale…). D’ailleurs cela pourrait également être un système utilisable dans le cadre d’un contrôle de véhicules dans une ville (véhicule volé, dépassement de vitesse…).

J’ai également prévu, sur une autre platine, une petite partie gadget pour le contrôle de 16 leds. Il s’agit d’un circuit esclave I2C qui réagira donc au commandes d’un « maître » afin de faire allumer des leds selon ses besoins. Dans le cas présent, cela peut servir par exemple à indiquer la charge, la veille… pourquoi « gadget » ? parce que l’écran OLED ou l’écran Lcd s’en occupent déja. Ici c’est juste parce que j’avais déja placé des leds qui devenaient par la suite inutiles.

Voici la dernière platine, c’est la partie en bas à gauche (deux autres sont des cartes réseau qui servent à analyser des tensions et celle du haut à gauche est un pré-ampli pour réhausser le niveau audio de la partie OLED)

Prochaine étape: la commande des circuits et des pièces et la réalisation !
Les fonctions sont bien évidemment toutes testées auparavant sur simulateur afin de vérifier s’il n’y a pas d’erreur ou de ralentissement important. Détail supplémentaire: en raison du grand nombre de composants, la programmation des circuits ne se fait qu’avec l’alimentation branchée (soit le 53V de la batterie, soit en envoyant un 12V si le circuit n’est pas sur la moto)

Ça ressemble à quoi un circuit simulé ?

Voici un exemple de l’intérêt d’une simulation. Ici on analyse les impulsions à partir de la vitesse du moteur (capteurs hall du moteur)

Premiers « tests en vrai »

Voici une petite démonstration. This is a demonstration

Mise au point de la gestion de la moto électrique. Dans cette nouvelle version on supprime le « Cycle analyst » et les « CellLog » puisque le système est capable d’évaluer directement les données.

Séquence:
1) attente de carte RFID servant de clef de démarrage (sinon alarme)
2) affichage de l’écran normal de route (amperemetre, vitesse, kilométrage…)
3) réglage des paramètres de conversion (point zéro ampères, rapports de conversion) et aperçu de la valeur de chaque pack d’élément de batterie

Notez que l’extinction de l’afficheur OLED sert surtout à la mise au point (il faut couper l’affichage avant d’éteindre réellement pour la sécurité de l’afficheur OLED).
Le clavier sert >a remettre à zéro les paramètres, à avoir des infos vocales comme la distance possible ou lire l’heure, la date …

Ce qui n’est pas montré: l’alimentation est bloquée dès qu’il y a un mouvement. Pour arrêter la moto il faut mettre simplement qu’elle soit en route (après présentation correcte de la clef) puis mettre la béquille.
Le système se met aussi automatiquement en route si l’on connecte un chargeur mais, dans ce cas, il n’est pas possible de déplacer la moto (sinon alarme).
Il y a aussi un mode veille: si l’on présente la carte machine en fonctionnement normal, le système passe en veille: le moteur ne peut pas être commandé, la machine ne peut plus être déplacée mais pendant un certain temps (actuellement 15 minutes) on peut utiliser l’éclairage, le mp3 …

Bon, y’a plus que ça en réalité: le système d’analyse de vitesse, de courant et de tension fonctionne mais n’a pas été testé en conditions réelles. Plus exactement j’ai testé en envoyant individuellement des informations sur les entrées concernées (exemple: une tension de 3V sur une entrée cellule ou l’équivalent d’un courant ou des impulsions sur l’entrée vitesse).
En faisant ces essais je me suis aperçu d’un problème pratique: il aurait fallu éloigner de beaucoup certaines zones pour éviter qu’elles parasitent les autres. Par exemple le 53V proche d’un 3V7 ou d’une masse c’est pas idéal. Comme le système est protégé ce n’est pas dangereux mais ça risque de perturber les mesures, soit immédiatement, soit quand l’humidité sera trop forte. Bref, la platine de conversion devrait être refaite mais ça risque d’être très délicat, voire même impossible en raison de la surface disponible. A voir pour plus tard …

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Mise à jour: on recommence !
Ça fonctionne mais … il faudrait faire mieux.
En fait l’analyse des tensions varie trop à mon gout. C’est peu mais c’est trop. Il faut que j’utilise des références de tension irréprochables. J’en profiterai pour placer plus correctement les pistes dans la partie analogique de façon à ce qu’elles ne puissent pas être influencées par la partie numérique.
Egalement utilisation de vrais convertisseurs de tension: pas de récupération bricolée.
Et puis il y a le problème des câbles: trop nombreux dans le boitier. J’envisage donc de placer des connecteurs à même le circuit. Reste à trouver la place et le type de connecteur qui conviendra.
Disparition des composants classiques au profit des composants de surface pour gagner de la place.
Bref, beaucoup de boulot.
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In (bad) english now

This is the first tests with new PCB module. It include same functions than « cycle analyst » and « celllog » witch has been deleted now.

1) wait for RFID card. If no card presented in a short delay -> alarm.
2) normal state when running (amps, speed, distance…)
3) conversion parameters settings ( zéro for amps …) and visual display for cells packs values (16 packs)

Small keyboard serve to reset some parameters, putting music on/off, telling time , telling maximum distance avaible at the instant.
Notice keyboard serve also to cut display for tests because OLED must be « displayed off » before shutting down power.

What is not on this video:
Power is on as soon as bike as been moved. Even if not moved again, you must present RFID key (if not > alarm) .
To shuff of bike, user must be in normal use mode (with key presented) and simply put the stand and (no move anymore).
Also, power can be on if a charger connected but, in this case, motorcycle can’t move (if this -> alarm).
Notice if user want to use light without running (night utility), there is a standby mode with same caracteristic than charging: no moving part.

In fact, there many things who works too but not tested « in real » (with the bike) actually. I just send current data, speed data or one cell data but not tested them together.
And the problem I found is that cells values can affect by cop proximity others values (53 V near 3V7 or ground…). This is not dangerous because there is resistor/zeners protections but in the future it would be great to find a better pcb for use in high humidity environnement … except may be impossible to change with the actual pcb size !

Les nouvelles platines – New PCBs

Commandées chez www.eastpcb.com , recues aujourd’hui

Délai court (fabrication + envoi par DHL), bien emballées, tres bonne qualité de fabrication… bref, parfait !

Voici les photos minute:

Tout d’abord, l’arrivée: un papier (en chinois je suppose) qui indique les mesures effectuées (tests), un emballage soigné qui ne craint pas grand chose (bulles)

Un petit zoom sur la platine la plus délicate, a savoir celle qui s’occupe du controle de chaque élément de batterie.
Cliquez sur les images pour voir avec plus de précision.

Un agrandissement pour vous montrer encore mieux

On voit l’intéret d’une fabrication professionnelle: il est impossible de faire aussi bien chez soi. Les pistes sont parfaites, les rivets assurent un bon passage entre les faces. Notez aussi le confort de la numérotation des composants ou le marquage des limites de bordures (la petite platine sera découpée en partie pour bien pouvoir s’insérer dans la grande, à cause notamment des relais)

Et maintenant , voyons ce que ça donne après le montage des composants.
Le système est maintenant prévu pour être testable sans la moto.
Le problème actuel c’est l’afficheur LCD qu’on voit ici: il était soit disant compatible avec les afficheurs standards HD44780 . Ouais … à « 99% » mais le problème c’est que mon application c’est simplement inutilisable ! Bref, si vous mettez un afficheur LCD, prenez donc  un vrai HD44780 et non pas un KS0073 ce qui vous évitera bien des soucis.
Mais venons en aux photos après installation des composants:

Les fils que vous voyez sont juste pour les tests.
Le gros avantage d’avoir fait faire les platines par un professionnel c’est que le reste est une sorte de jeu de légo: ça marche immédiatement si on a bien prévu les choses.
A l’heure actuelle je n’ai pas testé les fonctions analogiques, pour cause de problème d’afficheur notamment et parce que je n’ai testé que la première platine, la platine principale, et non pas celle qui vient s’enficher dessus. L’heure, l’Eeprom, la température, les entrées sorties marchent.
En théorie je ne devrais avoir qu’un travail de réglage des paramètres (à cause de la tolérance des composants) pour que ça fonctionne mais il y aura aussi le programme à améliorer, particulièrement pour que le traitement des données soit le plus rapide possible.
Voilà, prochaine étape bientôt !