Ressources:Vesc tool parametrage

Description du projet

Ce tutoriel explique en détail comment configurer et utiliser une carte VESC (Vedder Electronic Speed Control) :

• Réaliser le câblage et les branchements nécessaires pour utiliser cette carte électronique afin de contrôler un moteur de vélo électrique. (mais aussi d'autres types de moteurs : DC, Brushless...)

• Paramétrer une carte électronique (VESC) avec un logiciel dédié (VESC Tool) afin de contrôler un moteur de vélo électrique avec une poignée d'accélérateur de type trottinette électrique.

Remerciements

La carte VESC et le logiciel VESC Tool ont été conçu par Benjamin Vedder VESC Project

Merci/Thanks/Danke Schön Benjamin Vedder :)

Attention

• /!\ Ne jamais débrancher le moteur lorsque la batterie est branchée !!!

• La marche arrière n'est pas possible avec les moteurs d'assistance de vélo électrique (Il y a une roue libre qui empêche le moteur de tourner dans un sens).

Lorsque vous aller reculer avec votre dispositif installé, le moteur va opposer une résistance, c'est normal. Il y a une possibilité de faciliter le recul avec des réglages spéciaux qui seront indiqués avec le sigle (M.Ar).

Sinon, le fait de mettre un interrupteur général qui coupe la l'alimentation principal (Coupe circuit de sécurité) mettra le moteur en repos et vous pourrez effectuer vos marches arrières.

• Dans le logiciel, lorsque vous avez un chiffre à virgule, il faut mettre une virgule (exemple: -0,10) et pas un point (-0.10).

Liens utiles

• Réalisation de la partie mécanique Version 1 : Mécanique V1 NOTE : Cette solution n'est plus retenu, car elle est trop difficile à mettre en place et à retirer.
• La version 2 est similaire à la version 3 mais en moins esthétique, donc elle n'est pas décrite ici.
• Réalisation de la partie mécanique Version 3 : Mécanique V3

Cahier des charges

Pour qui : Pour toutes personnes désirant piloter un moteur électrique.

Pour quoi : Pour MHK, ce contrôleur sert à faire des vélos pour enfant, des quadricycle pour hémiplégique, des trottis pour tracter un fauteuil roulant (trotti) etc.

Comment : En mettant un moteur dans la roue à l'aide de flasque réalisé en dibon (Documentation ici : Motorisation_roue) et en contrôlant ce moteur avec une carte électronique dédiée (VESC)

Combien : Grâce à notre partenariat avec La petite Rennes nous pouvons vous fournir gratuitement une batterie, un chargeur de batterie et un moteur électrique de vélo. En échange il vous sera demandé de faire des photos ou des vidéos de votre réalisation afin que l'on puisse mettre en avant votre projet.

Ou : Au Humanlab ou dans un fablab proche de chez vous : Cartes des fablab par makery

Analyse de l'existant

Il existe de nombreux dispositif réalisant la même fonction, voici une liste non exhaustive de ces dispositifs :

Modèle commerciaux à acheter :

• Omni
• Atinnov
• Permobil
• Je roule vert
• Nino

Modèle à se fabriquer :

• kit d'électrification de fauteuil

Equipe (Porteur de projet et contributeurs)

• Porteur de projet : Guillaume (Trotti), DomiBike, Lila ...
• Contributeurs : Christian, Delphine, Julien, Super DD
• Fabmanager référent : Yo
• Responsable de documentation : Delphine

Matériel nécessaire

Indispensable

• Carte VESC Version 4.12 préparée: Carte électronique VESC
• Un câble pour les capteurs à effet hall : TORQUE ESC Sensor Wires à $6.99 (il faut juste cochée la case correspondante lorsque vous acheté la carte précédente).
• Programme VESC Tool Free (nous utilisons ici la v 0.95): https://www.vesc-project.com/vesc_tool
• 1 poignée d'accélérateur : Poignée d'accélérateur. Il existe de nombreuses autres possibilités de contrôle : Nunchuck, Potentiomètre, télécommande sans fil etc.
• 1 moteur brushless de vélo électrique 250 WATTS documentation du moteur dans la roue Motorisation_roue
• 1 batterie de vélo
• Des cosses à sertir adapté aux connecteurs JST
• Câble DATA mini USB
• 1 Connecteur JST femelle au Pas:2mm, de 6 points
• 1 Connecteur JST femelle au Pas:2mm, de 7 points
• câble silicone grosse section (10AWG, 5mm2) pour alimentation
• Vis de 5 x 30 mm et écrous 5 mm pour fixer le support de batterie

Alternative économique à la carte VESC

Contrôleur_de_moteur_electrique_Low_Cost

Facultatif

• Une alimentation stabilisée pour tester si vous n'avez pas de batterie
• Du câble pour faire des rallonges si besoin
• Presse étoupe pour étancher les passages de câble dans le châssis ou collier plastique de serrage

Images du matériel

• 

  Carte VESC

• 

  Ou lire la version de la carte

• 

  Référence de notre batterie de vélo

• 

  carte VESC avec potentiomètre (pour contrôler l'accélération)

• 

  Bouton d'arrêt d'urgence

• 

  Cable pour les capteurs

• 

  Câble moteur

• 

  Câble coupé à la longueur voulue

• 

  Poignée d'accélérateur

• 

  connecteurs pour relier la poignée à la carte

Outils nécessaires

• Fer à souder (Assez puissant car il y a des câble de grosse section)
• Etain
• Gaine thermoretractable
• Pince à sertir les cosses
• Outillage classique (Clé, pinces, tournevis ...)

Coût

• Carte VESC + câble capteur à effet de hall = 92 $
• Batterie + Chargeur + Moteur brushless = 0€ grâce à la petite Rennes
• Poignée accélérateur = 8 €

Temps de réalisation

Les temps de réalisations sont ici à titre indicatif, ils sont bien sur variable cf : Loi_de_Murphy

• La réalisation des câbles nécessaire : 1 à 2h
• La programmation de la carte : 1 à 2h

Fichiers source

Dans les dossiers .ZIP suivants vous allez trouvez nos réglages grâce à 2 fichiers XML différents

1 Fichier Motor configuration Ce fichier contient tous les réglages du moteur.

• Tension
• Intensité
• vitesse de rotation
• etc.

1 Fichier App configuration Ce fichier contient tous les réglages de la commande (Poignée, télécommande, joystick...

• Type de commande
• Courbes d'accélération
• etc.

Vous trouverez ici les derniers réglages que nous mettons dans les cartes VESC identifiés par date (Le plus récent est toujours en haut)

• 1 Juillet 2020 : Fichier:01-07-2020.zip
• 28 Mai 2020 : Fichier:28-05-2020.zip
• 4 Juillet 2019 : Fichier:4-7-19.zip

Electronique

Schema général

Le prototype se compose:

• d'une batterie Lithium Polymère (LiPo)
• d'un contrôleur électronique (ESC)
• d'un module radio/wifi permettant de contrôler le moteur à distance (radiocommande)
• d'un module de gestion de la puissance/vitesse (un simple potentiomètre)
• d'un moteur brushless
• d'un gestionnaire de charge pour les batteries (BMS)
• d'un condensateur électrolytique (préciser la valeur)
• câbles d'alimentation

Création des câbles nécessaires

• Connexions des câbles du moteur à la carte VESC

Il faut respecter la position des couleurs des fils, sinon le moteur ne fonctionnera pas correctement.

• Relier la batterie à la carte VESC et ajout d'un bouton arrêt d'urgence

• 

  La batterie et son support

• 

  La prise d'alimentation

• 

  démonter le support de batterie pour extraire l'ESC d'origine

• 

  Sortir la prise

• 

  Couper les fils inutiles

• 

  Démonter l'ESC pour récupérer le maximum de longueur des fils

• 

  L'intérieur de l'ESC

• 

  Le résultat

• 

  Préparer l'alimentation du VESC

• 

  Couper les fils d'alimentation du VESC

• 

  Brancher le fil moins dans le bouton d'arrêt d'urgence

• 

  Souder le fil plus et protéger avec de la gaine thermorétractable.

• Poignée avec le connecteur adapté

• 

  Poignée d'accélérateur

• 

  Connecteurs d'origine de la poignée

• 

  Couper et dénuder les fils

• 

  Connecteur jst au pas de 2mm

• 

  Sertir les cosses sur les fils

• 

  Mettre les cosses dans le connecteur

• 

  Verso de la carte avec identification des bornes

• 

  Connecter a la carte en respectant les couleurs : Rouge = +3.3V, Noir = GND et vert = ADC

• Câble pour les capteurs de hall

• 

  Le câble des capteurs

• 

  Câble moteur récupéré dans l'ESC d'origine

• 

  Correspondance entre le câble moteur et le câble capteurs

• 

  Couper câble capteurs

• 

  Relier câble moteur et câble capteurs

• 

  Brancher le câble des capteurs sur la carte

• 

  Câble moteur d'origine pour rallonger la liaison VESC - Moteurs

Mise en place de la carte dans son logement dédié

(Photos à venir)

Programmation de la carte électronique

Préalable

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Pour entrer le logiciel dans la carte vous devez brancher la carte en usb ET aussi l'alimenter par la batterie du vélo (Ou une alimentation de laboratoire) par les 2 câbles noir et rouge.

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ESC

Le Contrôleur Electronique de Vitesse (Electronic Speed Controler) sert à gérer le fonctionnement du moteur en fonction d'une commande.

Logiciel

Il s'agit de VESC Tools. VescTool

Si vous souhaitez participer à son amélioration, le lien github : https://github.com/vedderb/vesc_tool

C'est un logiciel de configuration, de contrôle et de monitorage apte à communiquer et injecter du code dans le contrôleur pour paramétrer les besoins de l'utilisateur

Video "paramétrage automatique du moteur" :

Étapes de configuration logicielle pas à pas /!\ Ce logiciel évolue, les captures d'écran sont réalisé avec la Version 0.92

Tout d'abord il faut télécharger le logiciel, vous devez l'acheter ... pour 0€ Mais vous pouvez aussi le soutenir dans son projet en achetant le logiciel VESC Tool

Ouvrir le logiciel VESC Tool.

Une image vaut mille explications ! Donc en suivant le curseur de souris sur les images vous allez pouvoir éditer les onglets

Il est probable que vous ayez un message lors de la première ouverture du logiciel sur udev rules. Cliquer sur Yes pour les installer.

VESC Tool>Onglet Connection

Dans l'onglet Connections>USB Serial, cliquer sur Refresh serial port list (Option Baud sur 115200)

Si aucun port n'est détecté, laisser le câble USB branché, et redémarrer le logiciel.

Cliquer ensuite sur l'icône Connection.

Si vous avez le message d'erreur suivant, il faut mettre à jour le firmware (voir l'étape suivante)

VESC Tool>Onglet Firmware>Included File

Cliquer sur l'onglet Firmware

Voir la documentation originale en anglais si besoin. Documentation

ATTENTION: un mauvais firmware peut endommager définitivement la carte si ce n'est pas le bon !! Sélectionner la version de la carte dans la fenêtre de gauche (V 4.12) et VESC_defaut.bin dans la fenêtre de droite.

Téléverser (upload) le firmware VESC_default.bin correspondant au hardware v4.12.

Message d'information : la configuration de la carte va être écrasée par le nouveau firmware

Une fois téléversé le nouveau firmware, on attends bien les 10 secondes puis on débranche l'alimentation de la carte.

Message qui informe que le Firmware est bien téléversé. Attendre les 10 secondes minimum, puis débrancher l'USB et rebrancher.

Reconnecter la carte

VESC Tool>Motor settings>General

Nous allons maintenant paramétrer la carte pour notre moteur en sélectionnant Motor settings>General dans le menu de gauche.

VESC Tool>Motor settings>General>Current

VESC Tool>Motor settings>General>Voltage

Dans la fenetre "Battery Cutoff Calculator", en bas de la fenêtre principale, indiquer 12 cells si vous utilisez les batterie de vélo Arcade. Sinon référez-vous à la doc des batteries que vous utilisez. Cliquez sur Apply pour valider.

VESC Tool>Motor settings>General>RPM

Indiquer la valeur maximum de rotation du moteur dans le paramètre MAX ERPM (ici 12000RPM) (révolution par minute) Si vous voulez limiter la vitesse de votre dispositif c'est ici que cela se joue, n'hésitez pas à faire des tests.

- (M.Ar) - Si vous voulez faciliter les marches arrières (roue libre pour permettre de reculer) il faut indiquer dans la case max ERPM reverse : -0,10

VESC Tool>Motor settings>Wattage

Indiquer la puissance de votre moteur dans la case Maximum Wattage : ici 250W

- (M.Ar) : il faut indiquer dans la case Maximum Breaking Wattage : -0,1W

VESC Tool>Motor settings>Temperature

Il n'y a rien à modifier dans l'onglet Temperature.

VESC Tool>Motor settings>Advanced

Il n'y a rien à modifier dans l'onglet Advanced.

VESC Tool>Motor settings>BLDC>General

Dans le menu de gauche allez dans : Motor settings > BLDC puis dans la fenêtre centrale choisir l'onglet General. Recopier les parametres de l'images suivante. Dans le paramètre Sensormode choisir "Sensored"

Dans la fenetre du bas dans l'onglet "detect BLDC parameters" :

Cliquer sur l'icone du triangle dans un rond (icône play) (Attention cela va mettre en route le moteur).

Veiller à ce que le moteur ne soit pas en charge (que rien ne le freine ou ne l'empêche de tourner)

attention si vous utilisez le banc de puissance MHK : la courroie ne doit pas être tendue du tout), il doit être libre.

Vous obtenez la table des capteurs de hall de votre moteur (vous pouvez noter et archiver ces paramètres) :

Suite du résultat obtenu:

VESC Tool>Motor settings>BLDC>sensorless

Onglet sensorless : il n'est pas utile puisque nous utilisons les capteurs de hall du moteur

VESC Tool>Motor settings>BLDC>Sensors

Onglet Sensors : Cliquez sur apply, et la table se remplit automatiquement avec les bonnes valeurs

Sauver la config moteur

Cette étape sert à mémoriser votre configuration dans la carte VESC

Dans le menu de droite, cliquez sur le bouton : Write motor configuration

VESC Tool>App settings>General

Dans le paramètre "App to use" : Choisir "ADC"

VESC Tool>App settings>ADC>General

- Onglet General : Choississez Duty Cycle

OU

- (M.Ar) - Choississez Duty Cycle Reverse Center (ce qui permet de reculer sans que la roue bloque)

VESC Tool>App settings>ADC>Mapping

Onglet Mapping : Il va falloir paramétrer votre poignée de gaz (poignée accélérateur)

Dans la colonne de droite activer les icone RT et RT APP (vous verrez ainsi les valeurs en temps réelles)

Dans la fenetre du bas : ADC Voltage Mapping : choississez "Duty Cycle" ou "Duty Cycle Reverse Center ( (M.Ar) si vous avez choisi d'avoir cette possibilité en implémentant l'interrupteur qui permet de passer d'un mode à l'autre (mode normal et mode roue libre)

Si vous avez choisi Duty Cycle Reverse Center : - appuyer sur le bouton reset min et max

Mettez le bouton de selection (interrupteur) en M Ar pour atteindre le minimum (cad 0V) : Photo 41

Puis mettre le bouton (interrupteur) en mode normal et tourner l'accélérateur au min et max pour atteindre les valeurs seuil :

Cliquer sur "Apply"

Vue avant

Vue après

Dans le menu de droite, sauvegarder avec le bouton Write App Configuration

FINALISATION Motor Settings>Additional infos

Dans la colonne de gauche allez dans : Motor settings / Additionnal infos : photo 46

Compléter les champs avec vos renseignements : changer le nb de cells, le poids, la marque du moteur, qui correspond à votre config .

Ajouter une description pour vous rappeler de votre config

Sauvegarder en cliquant sur "Write motor config" dans le menu de droite

- Write motor config

Et voilaaaaaaaa, votre carte est prête à être installée sur votre moyen de locomotion.

Youpi !! :)