Parlo di sperimentazione perché non ho mai avuto a che fare prima d'ora con controller di motori brushless.
E questo è proprio uno dei valori più importanti di questa mia sfida da maker, quello di imparare facendo nuove cose e nuovi dispositivi ed acquisire conoscenza e capacità di costruire cose che prima d'ora non avrei saputo fare. Questa possibilità non ha prezzo!
Di controller per brushless ce ne sono in giro tantissimi, guardando sia si Amazon che su altri marketplace cinesi. Il trasporto leggero elettrico in Cina è in piena esplosione e perciò hanno la possibilità di invadere il mercato con la loro produzione massiccia.
Innanzi tutto i controller si differenziano per la tensione di lavoro. Si trovano a 24, 36, 48 e 72 V. Alcuni lavorano in dual mode, cioè accettano due diverse tensioni, ad esempio 36 - 48 V.
In genere hanno una tolleranza verso l'alto e verso il basso di 3-4 Volt rispetto alla tensione nominale. Al di fuori della fascia di tolleranza entrano in protezione e non permettono il funzionamento del motore.
Ovviamente sono anche caratterizzati da una potenza massima, che varia da circa 200 Watt a più di 1000 Watt. Normalmente, per lo spostamento di una persona a bassa velocità 350W sono più che sufficienti.
Ci sono motori brushless con e senza i sensori di Hall. Questi sensori hanno il compito di informare il controller dell'angolo di rotazione dell'asse del motore, in modo da permettere un controllo più efficiente. Ci sono anche motori senza sensori di Hall, generalmente destinati a movimenti veloci ed unidirezionali. Ovviamente per un hoverboard i sensori di Hall per il brushless sono indispensabili.
Ma la varietà più grande tra i controller per brushless sta nelle connessioni elettriche fornite all'esterno per l'utilizzo. Per il principiante (come me) quel ciuffo di cavi elettrici può fare un po' preoccupare di non riuscire a districarsi, ma una volta studiato bene sui forum ed articoli sparsi un po' dovunque sul web e scovati a botte di Google, ci si fa un quadro abbastanza chiaro.
Parlo di documenti sul web perché, ovviamente, questi oggetti cinesi arrivano con zero documentazione, se si fa eccezione per un foglietto scritto metà in cinese e metà in inglese di Shenzen, che puntualmente non descrive i cavi di connessione, o li descrive solo in cinese!
- Le tre fasi del motore brushless, cavi della sezione di 1,5mm quasi sempre di colore blu, verde e giallo.
- I 5 cavi dei sensori di Hall, anche questi diretti verso il motore, per quei brushless motori che li utilizzano. Tre dei cavi hanno lo stesso colore delle fasi, blu, verde e giallo, mentre il rosso-nero alimenta i sensori con 5 Volt
- L'alimentazione principale, due grossi cavi rosso-nero. A questi due in genere viene associato un terzo cavo rosso, più sottile, che serve per realizzare un abilitazione all'avvio (tipo chiave di accensione) separato, senza interrompere l'alimentazione principale al controller. Il controller abilita il moto quando questo cavo viene collegato al positivo di alimentazione principale.
- Il controllo di potenza: sono tre fili di colore rosso-giallo-nero o rosso-verde-nero, in cui il rosso è a 5V verso la massa (nero) e il verde comunica al controller la potenza richiesta con una tensione internedia tra 0 e 5 V. Quasi sempre questi tre fili sono collegati ad un reostato comandato da una manopola a manubrio o da un pedale.
- Il sensore di velocità: é un cavo verde isolato che dà una tensione circa proporzionale alla velocità di rotazione del motore. E' importantissimo per realizzare controllo del moto, come nel mio caso.
- Il comando di stop: è una coppia di cavi di cui uno è massa (nero 0V) e l'altro bianco (o grigio). Quando il cavo bianco viene collegato a massa, il controller cessa di alimentare il motore immediatamente. In genere c'è associato un terzo cavo giallo che, quando lo stop è attivato, sale a 5V per accendere l'eventuale luce di stop.
- L'auto-apprendimento: Sono due cavi bianchi con connettori corrispondenti. Si utilizzano all'inizio per istruire il controller sul senso di rotazione desiderato per il motore. Se collegati, invertono la rotazione del motore ad ogni accensione. Scollegandoli, il motore girerà sempre nell'ultima rotazione appresa.
- Le marce: sono tre cavi, in genere arancione, verde e blu. Secondo la connessione del verde con l'arancione o il blu, il controller dà una 20% extra potenza o una riduzione del 20% di potenza. Se scollegati, la potenza è a livello medio.
- L'inversione di marcia non è disponibile su tutti i controller. Se necessaria, bisogna accertarsi con attenzione che il controller offra questa funzionalità. Sono due cavi, uno nero di massa (0V) e l'altro quasi sempre grigio. L'inversione avviene collegando il filo grigio a massa, ma solo se il controllo di potenza è a zero.
- Linee per l'antifurto: Sono linee che alimentano un impianto antifurto esterno e forniscono una linea che disabilita il moto se non attiva. Queste linee in genere hanno il connettore rosso.
Altri tipi di brushless possono avere anche altre linee, come il controllo di pedalata e il settaggio della velocità di crociera, ma sinceramente queste funzioni al momento non serviranno per l'hoverboard, per cui le ho ignorate
Devo dire che è stato interessante esplorare le connessioni di un controller per brushless.
Sarà ancora più interessante vedere come utilizzarlo con Arduino!
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