Projets:Velo assistance electrique

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Origine du projet

Le projet d'assistance électrique a vu le jour avec le Troti-E [1] qui a été initié par Josemaria Arocena.

Il possède deux limites :

1 - La mise en place peut être difficile lorsque la personne a une mobilité réduite des membres supérieurs.

2 - Le système est placé à l'avant, ce qui limite les transferts et la position sur le fauteuil.

Évolution

L'association la petite Rennes : [2] est un atelier collaboratif de réparation de vélos. Dès lors qu'ils ont eu l'opportunité de récupérer les vélos à assistance électrique âgés de 5 ans de la ville de Rennes [3] pour les transformer en vélos classiques à faible coût, ils ont sauté dessus.

Mais que faire des systèmes électriques ? Ils ont entendu parler de notre troti-E, et nous ont proposé de récupérer les dispositifs électriques complets afin de continuer à expérimenter sur l'assistance électrique des personnes à mobilité réduite.

Première utilisation du système électrique Vélostar

Les éléments constitutifs du système sont décrits ici : [4]

Nous avons donc utilisé un système de vélostar afin de motoriser un véhicule adapté pour Adamou :[5] L'AdamRoule : [6]


Etude Kéolis

But : prendre la main sur le contrôleur moteur pour pouvoir gérer la vitesse de 0 à Vmax de la roue, tout en conservant les systèmes de sécurité opérationnels.


Après démontage du contrôleur moteur, il était évident que nous ne pourrions prendre le contrôle du soft pour le modifier.

La première opération a été de déterminer le principe de fonctionnement du capteur de pédalage pour le remplacer par un contrôle manuel. La solution consiste à remplacer les impulsions envoyées par le capteur par un système multivibrateur de 10 hz. Le principe de fonctionnement s’établit comme suit :

  • Multivibrateur à l'arrêt, la roue ne tourne pas.
  • Multivibrateur en service, la roue tourne pour atteindre une des trois vitesses de consigne (18, 21 et 25 Km/H).

Le système fonctionne alors seulement en tout ou rien, changer la fréquence du multivibrateur ne fait pas varier la vitesse du moteur.


Résultat : L'étude du système Kéolis met en évidence la difficulté de contrôler la vitesse du moteur.

Le démontage et la tentative de prendre la main sur le contrôleur de vitesse se sont révélés infructueux... Il fallait donc trouver une alternative, et la solution du Dôme nous est parue évidente.

Description du projet Hope and Bike

L'aventure Hope & Bike commence fin 2014. Sous l'égide du Dôme et de la Maison du Vélo, plusieurs usagers du Fablab se réunissent autour d'une idée : concevoir un kit d'électrification de vélo open-source, techniquement et financièrement accessible. [7]

Pour MHK l'intérêt serait d'adapter ce système afin de motoriser des fauteuils et tous véhicules en lien avec le handicap.

Première utilisation du système Hope and Bike

C'est lors d'un hackathon handicap et mobilité organisé par le Dôme à Caen que nous avons pu croiser le moteur vélostar avec le contrôleur Hope and Bike : [8] Et cela marche ! La limite est cependant atteinte lorsque l'on cherche à avoir un fonctionnement progressif de l'assistance. Nous voulons une progression graduelle de 0 à 20Km/H. Or, pour ce faire, il est nécessaire d'entrer dans le code, ce qui n'est pas si simple.

En effet, impossible pour une personne lambda de savoir quelle ligne de code modifier sans faire de bêtises, la programmation se faisant grâce à un dispositif usb/série qui n'est pas "users friendly" (c'est à dire "accessible au plus grand nombre").

Nouvelle direction

C'est lors de la préparation de l'événement [9] que notre ami John nous propose d'utiliser un contrôleur ESC (Electronic Speed Control) open source pour assister un fauteuil roulant. Le système est détaillé ici : [10]

C'est un système complet, open source donc, bien documenté mais surtout possédant une interface graphique qui rend possible la modification de paramètres sans entrer dans les lignes de code. Cela permet ainsi de figer les sécurités tout en laissant accès à des paramètres modifiables pour plus de confort.

Lien pour Logiciels et drivers toutes plateformes et diverses applications :[11]

Proposition de synoptique du fonctionnement :

L'utilisateur doit avoir la main sur la modification de paramètres tels que  : vitesse avant, vitesse arrière, accélération (brutale ou lente avec des potentiomètres, sans passer par l'édition avec ordinateur).

Le système doit toujours garantir la sécurité.

On doit contrôler :

  • La vitesse max
  • L'énergie restante dans la batterie
  • Le nombre de kw consommés
  • La distance parcourue
  • L'action de la pédale de frein
  • La vitesse de la roue
  • L'accélération
  • La marche arrière
  • L'intensité sortant de la batterie
  • L'intensité consommée par le moteur


Synoptique


Dispositif de test moteur :

But : tester les performances du moteur.

Principe :

  • Le moteur débarrassé de la jante est fixé sur un bâti.
  • Il est couplé au moyen d'une courroie plate et large à un moteur identique fonctionnant en génératrice et servant de charge par shunt de ses enroulements.
  • L’entraînement est débrayable.
  • Le dispositif est complété par un ensemble de capteurs de mesure :
    • Vitesse du moteur (le calcul de la circonférence de la roue prévue donnera le nombre de mètres pour un tour et en km/h)
    • Consommation du moteur et tension de la batterie d'alimentation. Courant, tension, watt et watt/h.
    • Consommation de la charge. Courant, tension, watt et watt/h.
  • Le système électronique doit pouvoir se coupler avec le contrôleur du moteur (protocole à définir en fonction du contrôleur).
  • Le système électronique doit pouvoir se connecter à un ordinateur pour l'enregistrement des données (soft à prévoir).

Fabrication :

  • Tous les éléments, sauf l'alimentation connectée par le biais d'une prise-multibroches, seront placés dans le bâti.
  • Le bâti est étroit, posé sur arceaux avec silent-bloc au sol.
  • Un caisson recouvre le tout (protection de personne).
  • Les dispositifs de contrôle sont placés sur l'avant du bâti, dans sa partie haute.
  • Le contrôleur moteur sera accessible sans démontage du caisson.

Dispositif de test batterie :

But : tester la capacité des batteries.

Principe : on effectue un cycle de charge puis une décharge/charge de la batterie et on relève les quantités d'énergie restituées et consommées lors de la décharge/charge.

Le test s'effectue en automatique avec enregistrement des courbes de décharge/charge et des paramètres. On établit une fiche par batterie.