PAS, torque sensor (датчик педалей), устройство, применение.

[ZlAk]

Здравствуйте уважаемые форумчане! я собираюсь построить себе электровелосипед, для достаточно быстрой езды по городу и для удовольствия. определился на 99% с мотором - циклон на 500 Вт, и батарейкой - от pingbattery. планирую ВСЕГДА крутить педали, т е мотор будет лишь прибавлять скорости и динамики. вот в думе: заказывать PAS иль нет. главный мой вопрос к вам - что из себя представляет эта система? перекопал интернет в поисках картинок, видео и т п, но все-таки осталось недопонимание. у меня есть наивное предположение, что PAS - это простой герконовый датчик (очень хочется в это верить, поскольку такую штуку я бы смог сделать сам). но там в контактной группе три провода - что они означают? (5в, 0в, и сигнал, как у ручки газа?) с другой стороны, Pas настолько компактна, что сложно представить, что в ней есть микросхема, как в ручке газа. очень бы хотелось услышать мнение тех, у кого есть эта система. ну и общее впечатление о ней тоже интересно - к примеру, позволит ли pas быструю смену передач, или отклик на ручку газа будет быстрее?

--------------------------

Сходная тема: https://electrotransport.ru/index.php?topic=60450.0

Добавлено [user]Stanislavchik[/user] 29.02.2019:

Появилась хорошая статья про ПАС и ТОРК сенсоры. https://www.ebikes.ca/product-info/advanced-pas-kits.html#torque-sensors   
Ниже перевод.

Датчики педалирования и крутящего момента являются популярными функциями на эвелах и позволяют автоматически задавать мощность двигателя, когда вы нажимаете педаль без необходимости использования ручки газа.

Простые PAS сенсоры.



Самый простой тип датчика педали просто измеряет частоту педалирования. Обычно это делается с помощью магнитного кольца, которое крепится к педалям, и датчика, устанавливаемого на каретку велосипеда. Чем больше магнитов на магнитном кольце, тем меньше вращения педалей необходимо для того, чтобы система обнаружила педалирование и подало сигнал на двигатель.

PAS 12 полюс



Есть версия с 2 полукольцами магнитов, который может быть установлен без удаления шатунов, и цельный вариант, который требует снятия шатунов. 2 Вариант предпочтительней. Оба варианта могут быть установлены как на левой, так и на правой стороне, при условии наличия зазора 4-5 мм. меж шатуном и кареткой.



PAS 12 Pole, устанавливается на звезду



Для велосипедов с полыми шлицевыми шатунами и внешними подшипниками нет места для установки стандартного магнитного кольца на каретку.
В таких ситуациях используется магнитное кольцо, устанавливаемое на внутренний паук ведущей звезды с  4 или 5 отверстиям для
Иногда требуется дополнительная фиксация на клей.

В обеих 12-полюсных моделях PAS внешний датчик подключается к трубке сиденья или нисходящей трубе с помощью кабельных стяжек.

24-полюсный мини-датчик PAS



В отличие от открытых магнитных кольцевых датчиков, PAS Minisensor от King Meter полностью автономен, и датчик, и вращающееся кольцо находятся в одном компактном корпусе. Это делает установку более чистой, не заботясь о проблемах выравнивания датчика. Он также имеет 24 импульса на вращение кривошипа, что создает сверхчувствительный PAS, который включается в тот момент, когда вы начинаете вращать педали.

Это, безусловно, наш рекомендуемый датчик PAS, но для него требуется полный 5 мм открытой оси, и он работает только с квадратными конусными шатунами стандартным диаметром каретки.

Как выбрать?

Если у вас квадратные конические шатуны с открытой осью, используйте 24-полюсный мини-датчик PAS для наилучшего отклика и герметичности системы.
Для остального, используйте соответствующий 12-полюсный магнитный датчик (крепление на звезду или на шпиндель).

От себя добавлю, что данный совет распространяется на ассортимент указанного магазина, возможно если поискать на Али, можно найти 24 полюсный PAS на другие типы кареток.
Также остается открытым вопрос поддержки 24 полюcных PAS контроллерами.

Датчики крутящего момента



Каретки, измеряющие крутящий момент, измеряют силу, прилагаемую водителем к педалям, в дополнение к их частоте педалирования. Это включает режимы помощи педалям, когда мощность двигателя изменяется пропорционально входной мощности водятла, такие каретки используют многие производители ebike (например, Bosch, Shimano STEP, BionX ...). Торк сенсоры есть под квадрат и шлицевые оси. Перед покупкой стоит уточнить наличие торк сенсора по вашу каретку.
В большинстве случаев будут в наличии сенсоры под квадрат и ISIS.

NCTE (Thun)



Этот датчик измеряет фактический крутящий момент на оси.
Когда вы нажимаете левую педаль, он регистрирует полный сигнал крутящего момента, но когда вы нажимаете правой педалью, усилие передаётся на цепь,
это означает задержку сигнала с сенсора и замедленной реакции, особенно если вы начнете крутить педали правой ногой. Задержка дополнительно усугубляется тем фактом, что эти датчики имеют только 8 импульсов частоты вращения на оборот.

Данный датчие предположительно точнее, предел измерения крутящего момента до 200 Нм. Он прост в установке, механически ничем не отличаясь от стандартной каретки. Существует также вариант соединения ISIS от NCTE, хотя у нас были механические проблемы с ними.

TDCM



Датчик TDCM не измеряет крутящий момент на шпинделе, вместо этого он использует продуманную конструкцию с щелевой опорой подшипника, чтобы измерить, насколько правый боковой шпиндель изгибается назад из-за натяжения цепи. Это позволяет датчику одинаково хорошо реагировать на левую и правую педали, так как они оба оказывают натяжение на цепь, игнорируя при этом нисходящую силу, которая будет присутствовать только от правой педали. Он оснащен 12-импульсным датчиком с более высокой частотой, что позволяет быстро реагировать на небольшое вращение педали. Поскольку работа этого датчика требует выравнивания в направлении натяжения цепи, это требует более точной и сложно установки, Выходной сигнал также насыщается при эквиваленте крутящего момента педали около 50 Нм, что ограничивает его точность в качестве измерителя мощности человека. Но ради обеспечения пропорциональной помощи PAS этот датчик работает хорошо.

Sempu


Датчик Sempu также реагирует на крутящий момент левой и правой педалей, но в отличие от датчика TDCM или NCTE он не пытается изолировать силы, которые подают мощность на колесо, от всех других сил на кривошипе. Вместо этого он измеряет общую гибкость шпинделя и предполагает, что по большей части это будет изменяться пропорционально тому, насколько сильно вы крутите педали. На практике это работает на удивление хорошо. Он также имеет 24-полюсный датчик частоты вращения педалей, в 3 раза больше, чем Thun / NCTE и в два раза больше TDCM. Эти делает его самым чувствительным датчиком с наименьшей задержкой. Sempu устанавливается почти так же легко, как и обычная каретка  (см. Видео здесь https://www.youtube.com/watch?v=yg6cXP0oGQo), и доступен в нестандартных размерах каретки,включая используются в Fatbikes. Другие датчики крутящего момента предназначены только для корпусов диаметром 68 мм.

Длина оси каретки.



Все торк сенсоры доступны в различных вариантах длины. Несмотря на то, что стакана каретки в основном 68 или 73 мм, точное расположение, где будут располагаться цепь, может различаться в зависимости от комплектов шатунов. Каретки изготавливаются с различной длиной оси.
На фото выше - пример торк сенсора с увеличенной длиной оси. Чтобы определить нужную длину оси, снимите шатуны и измерьте ось штангенциркулем или линейкой, а затем выберите наиболее близкое соответствие. Большинство установок используют варианты оси  ~ 114 или ~ 120 мм. Несколько мм длиннее или короче не имеют большого значения, кроме случаев, когда ременные приводы или рамы имеют плотный зазор между звездой и перьями рамы. Более длинные варианты шпинделей 128 мм и 136 мм отодвигают шатуны еще дальше от от продольно оси велика. Иногда это полезно, чтобы дать больше места между шатунами для батарей, установленных на раме, или установки миддрайва.

Power Draw
Все торксесоры питаются напрямую от шины 10 В к примеру на на разъеме PAS Cycle Analyst, который имеет ограниченную силу тока, особенно при высоких напряжениях. Это следует учитывать при подаче питания на торк сенсор. Датчик Sempu потребляет наибольшее количество мА и может даже достичь предела по току для V3 Cycle Analyst с заряженной батареей 52 В, когда на линиях 5 В есть другие устройства. В этих случаях он может быть подключен к источнику питания от батареи.

Сверление отверстия для выхода кабеля



Датчики крутящего момента требуют просверлить отверстие в стакане каретки для выхода кабеля. Для датчиков Sempu и TDCM требуется большое 9-10-миллиметровое отверстие из-за большого разъема, но ведь всегда можно порезать кабель и затем спаять его обратно, не правда ли?. Датчик NCTE может использовать дырку в 5-6-мм, т.к. провод, заканчивается только голыми контактами JST, еще не вставленными в больший 5-контактный корпус JST.

Мне действительно нужен датчик крутящего момента?
Каждый решает сам. Мне торг сенсор очень нравится, для лёгких конфигов самое то.

Дальше идет минутка маркетинговой хрени...
V3 Cycle Analyst позволяет обычным PAS датчикам задавать  мощность в зависимости от частоты педалирования, что эффективно имитирует реакцию крутящего момента, так как большинство людей вращают рукоятки быстрее, когда крутят педали при более высоких усилиях. Если вы новичок в ebikes и не уверены, стоит ли приобретать датчик крутящего момента или базовый датчик PAS, вместо того, чтобы размышлять в течение нескольких дней, мы обычно рекомендуем просто начать с базового устройства PAS, поскольку они стоят дешевле и их проще устанавливать. Вы всегда можете перейти на датчик крутящего момента позже, если почувствуете, что истинный контроль крутящего момента предпочтительнее, как только вы почувствуете, как лучше использовать свой ebike.

TL; DR: Так какой из них выбрать ?
Если нужна быстрая и точная реакция на педалинг берите торксенсор Sempu . С 24 полюсами, левым и правым измерением силы педали, и самой низкой стоимостью. Кроме того, это единственный вариант, доступный для кареток шириной 73 мм, 84 мм и 100 мм, но это не точно. надо мониторить рынок.
Замечу что Ядреный контроллер в состоянии замерять и показывать усилие, передаваемое на педали.



CA3 вспомогательные входы
В большинстве установок ebike, в которых используется датчик PAS или Torque, вам нужно будет отрегулировать уровень помощи на руле, не переходя в меню настройки Cycle Analyst. Это делается через белый входной разъем Aux на Cycle Analyst, либо с аналоговым потенциометром, либо с цифровым кнопочным устройством. Опция аналогового потенциометра обеспечивает бесступенчатую регулировку от нуля до максимальной помощи, поворачивая небольшую ручку большого пальца на руле. Опция digi-aux использует пару кнопок вверх / вниз, позволяющих увеличивать или уменьшать помощь нажатиями кнопок. Оба варианта работают нормально, но большинство людей предпочитают цифровую настройку с использованием воспроизводимых фиксированных уровней вместо непрерывной регулировки.

[ReSharVladimir]

Представляет собой диск с магнитами, одетый на ось каретки и датчик Холла. Фото PAS имеется в этой теме. С датчика, по-моему, должны идти импульсы аналогично как на датчике велокомпьютера (если не прав - знатоки, поправьте!).

[NikolayS]

Тоже интересна эта тема, заказал двух типов несколько штук, жду. Интрересно как будет контроллер его воспринимать, на контроллере есть вход для PAS.
Вообще интересно как лучше реализовать помощь педалированию! К примеру можно поставить датчик на педали и ориентироваться на каденс - проблема в том что при одном каденсе скорости могут быть любые и степень помощи нужна разная. Можно поставить на колесо и ориентироваться на скорость, но на одной скорости можно ехать и по гризонтали и в горку - мощность нужна разная

[yokneamcity]

Датчик состоит из двух герконов.Два для того чтобы контроллер знал в какую сторону крутятся педали,при обратном вращении педалей,контроллер не вмешивается.
А как ваш контроллер будет работать с датчиком PAS зависит от прошивки.Мне,например,не понравилось как с ним работает контроллер от conhismotor.Как только контроллер получает сигнал с датчика,сразу врубает 3/4 газа и рвёт резко с места.Ощущение неприятное.
С контроллером инфинеон ещё не пробовал.

[NikolayS]

Хорошо бы какое-нибудь электронное устройство считывающее скорость и каденс, и в зависимости от этого посылающее сигналы с нужной частотой...

[NikolayS]

Датчик состоит из двух герконов.Два для того чтобы контроллер знал в какую сторону крутятся педали,при обратном вращении педалей,контроллер не вмешивается.
А как ваш контроллер будет работать с датчиком PAS зависит от прошивки.Мне,например,не понравилось как с ним работает контроллер от conhismotor.Как только контроллер получает сигнал с датчика,сразу врубает 3/4 газа и рвёт резко с места.Ощущение неприятное.
С контроллером инфинеон ещё не пробовал.

Подскажите, а контроллер дает 3/4 газа после прохождения первого магнита?
Можно наверно самому поменять количество магнитов на круге и тем самым грубо подстроить мощность...

[ReSharVladimir]

Датчик состоит из двух герконов.Два для того чтобы контроллер знал в какую сторону крутятся педали,при обратном вращении педалей,контроллер не вмешивается.
А как ваш контроллер будет работать с датчиком PAS зависит от прошивки.Мне,например,не понравилось как с ним работает контроллер от conhismotor.Как только контроллер получает сигнал с датчика,сразу врубает 3/4 газа и рвёт резко с места.Ощущение неприятное.
С контроллером инфинеон ещё не пробовал.

Подскажите, а контроллер дает 3/4 газа после прохождения первого магнита?
Можно наверно самому поменять количество магнитов на круге и тем самым грубо подстроить мощность...

Вообще-то информация о частоте вращения колеса в контроллере есть - снимается с датчиков МК. Если у стоящего велосипеда резко повернуть ручку газа на 3/4 оборота это вовсе не значит, что он резко наберет скорость. Контроллер будет подавать на МК соответствующее напряжение/соответствующую мощность. Кстати, когда тестировал PAS с контроллером на стенде, имеет место некоторая инерционность, т.е. если провести магнитом над датчиком PAS, контроллер включается на некоторый промежуток времени - около 2с. Правда, контроллеры у меня самые примитивные.

[ZlAk]

Представляет собой диск с магнитами, одетый на ось каретки и датчик Холла. Фото PAS имеется в этой теме. С датчика, по-моему, должны идти импульсы аналогично как на датчике велокомпьютера (если не прав - знатоки, поправьте!).

Спасибо за ответ, эту тему видел. главный вопрос, который я для себя ставил, это смогу ли я собрать подобную вещь сам. и даже независимо от того, как датчик устроен (хоть если на паре герконов, хоть на холле), при желании его можно сделать самому. ну, по крайней мере датчик каденса я себе сделал:) кстати, вот например изготовление тахометра на базе датчика холла - http://easyelectronics.ru/datchik-xolla.html

К примеру можно поставить датчик на педали и ориентироваться на каденс - проблема в том что при одном каденсе скорости могут быть любые и степень помощи нужна разная. Можно поставить на колесо и ориентироваться на скорость, но на одной скорости можно ехать и по гризонтали и в горку - мощность нужна разная

Хоть пример и прост, но я почему-то об этом пока не задумывался...

Датчик состоит из двух герконов.Два для того чтобы контроллер знал в какую сторону крутятся педали,при обратном вращении педалей,контроллер не вмешивается.
А как ваш контроллер будет работать с датчиком PAS зависит от прошивки.Мне,например,не понравилось как с ним работает контроллер от conhismotor.Как только контроллер получает сигнал с датчика,сразу врубает 3/4 газа и рвёт резко с места.Ощущение неприятное.
С контроллером инфинеон ещё не пробовал.

Подскажите, а контроллер дает 3/4 газа после прохождения первого магнита?
Можно наверно самому поменять количество магнитов на круге и тем самым грубо подстроить мощность...

Вообще-то информация о частоте вращения колеса в контроллере есть - снимается с датчиков МК. Если у стоящего велосипеда резко повернуть ручку газа на 3/4 оборота это вовсе не значит, что он резко наберет скорость. Контроллер будет подавать на МК соответствующее напряжение/соответствующую мощность. Кстати, когда тестировал PAS с контроллером на стенде, имеет место некоторая инерционность, т.е. если провести магнитом над датчиком PAS, контроллер включается на некоторый промежуток времени - около 2с. Правда, контроллеры у меня самые примитивные.

Да, инерционность не малая. хотя можно предположить, что из-за того, что ручка газа и pas основаны на датчике холла, то и задержка у них мизерная и основную задержку задает контроллер. или я заблуждаюсь?

[yokneamcity]

Датчик состоит из двух герконов.Два для того чтобы контроллер знал в какую сторону крутятся педали,при обратном вращении педалей,контроллер не вмешивается.
А как ваш контроллер будет работать с датчиком PAS зависит от прошивки.Мне,например,не понравилось как с ним работает контроллер от conhismotor.Как только контроллер получает сигнал с датчика,сразу врубает 3/4 газа и рвёт резко с места.Ощущение неприятное.
С контроллером инфинеон ещё не пробовал.

Подскажите, а контроллер дает 3/4 газа после прохождения первого магнита?
Можно наверно самому поменять количество магнитов на круге и тем самым грубо подстроить мощность...

После одного оборота педалей.В моём контроллере прошивка примитивная,я заметил что скорость вращения педалей не влияет на скорость вращения колеса.

[NikolayS]

Наверно тогда надо добавить еще один путь для размышления - адаптировать к педалям вместо PAS ручку газа.
Может сигнал снимать прямо с усилия нажима ноги? К примеру под цепь подвести некий ролик (что-нибудь от успокоителей цепи подобрать к примеру) на регулируемой пружине, отклоняющий цепь вниз. Когда мы будем давить на педали, цепь сверху будет натягиваться, приподнимая ролик... а там уж датчик...

[yokneamcity]

Наверно тогда надо добавить еще один путь для размышления - адаптировать к педалям вместо PAS ручку газа.
Может сигнал снимать прямо с усилия нажима ноги? К примеру под цепь подвести некий ролик (что-нибудь от успокоителей цепи подобрать к примеру) на регулируемой пружине, отклоняющий цепь вниз. Когда мы будем давить на педали, цепь сверху будет натягиваться, приподнимая ролик... а там уж датчик...

Если дружите с электроникой и микроконтроллерами,то можно PAS подключить к микроконтроллеру,а выход ЦАП  вместо ручки газа.
И написать прогу,чтоб изменяла на выходе напряжение от 0 до 5В,в зависимости от частоты сигналов от PAS.

[NikolayS]

Если совсем дружить с электроникой то управляющий сигнал можно взять с какого-нибудь простого пульсометра. И ваши сердца (живое и электронное) будут биться в одном ритме!  Здесь уж расслабиться не получится 

[yokneamcity]

Если совсем дружить с электроникой то управляющий сигнал можно взять с какого-нибудь простого пульсометра. И ваши сердца (живое и электронное) будут биться в одном ритме!  Здесь уж расслабиться не получится 

Ну  это батенька вы загнули.Я вам про реальные вещи говорю,а вы про сферического коня в вакууме 

[NikolayS]

Если совсем дружить с электроникой то управляющий сигнал можно взять с какого-нибудь простого пульсометра. И ваши сердца (живое и электронное) будут биться в одном ритме!  Здесь уж расслабиться не получится 

Ну  это батенька вы загнули.Я вам про реальные вещи говорю,а вы про сферического коня в вакууме 

Датчик пульсометра тоже наверняка с бинарной логикой, какой уж там конь 
Просто никак не могу понять что делать-то надо... Обычный РАS по ходу - просто выключатель. Вот здесь он так работает, если я правильно понял
http://www.ebikes.ca/store/store_ezee.php
Хотя наверно бывают и более продвинутые контроллеры...

Сделать через ручку газа как-нибудь, контроллер подобрав или микропроцессор, так боюсь будет неистребимое желание понизить передачу и покрутить педали почаще и полегче - всю поездку придется бороться и следить за самим собой, это не приятно! А кто будет следить за моей подругой? 
В спортзалах на беговых дорожках пульсометры в ручки встроены бывают, целые таблицы приклеены - кому(возраст, вес) на каком пульсе надо бежать...
С цепи силу не снять - передач куча, прыгает по ним, смещается 

[NikolayS]

Вот нарыл запчасть для беговой дорожки что-ли 
http://cgi.ebay.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=120607438457&ssPageName=STRK:MEWAX:IT

сделать на грипсах контакты, сел поехал, ускорился - сердечко застучало - мотор поднажал, помог! Прямо можно патентовать!     Ни ватт*секунды холявы!  :bt:

Кто-нибудь знает как эти ручки работают? 

[projeq]

Вам когда-нить на беговой дорожке в спортзале приходилось встречаться с самосвалом, летящим наперерез?

"...Cрочно тормозить, мелькнула мысль, но сердце оказалось быстрей и резво-резво застучало".

Н-да, как только люди не извращаются, чтобы поскорей накоротке пообщаться с Богом. Но такой способ самоубийства, действительно, нов .

[mevial]

Вам когда-нить на беговой дорожке в спортзале приходилось встречаться с самосвалом, летящим наперерез?

"...Cрочно тормозить, мелькнула мысль, но сердце оказалось быстрей и резво-резво застучало".

Н-да, как только люди не извращаются, чтобы поскорей накоротке пообщаться с Богом. Но такой способ самоубийства, действительно, нов .

Вы забываете, что у ебреков приоритет

[Павел]

К датчику вращения педалей добавить датчик веса в подседельный штырь. По уменьшению давления на седло можно судить об моменте на педалях. Зная момент и скорость вращения вычисляем мощность и с акка в мотор подаём мощность, пропорциональную приложенной к педалям.