Детский электро-трицикл - на балконе, без сварочных и токарных работ

[trykov]

Решил поделиться опытом создания детского электро-трицикла для внука почти четырёх лет в условиях квартиры (без мастерской, гаража и т.д.).
Возможно, кому-то поможет в реализации его планов. ))
Подрастает внук - скоро четыре года. Не равнодушен к технике.
Решил сделать ему такой подарок.
Посмотрел, что продаётся в магазине и посчитал, что внуку в почти четыре года этого будем уже маловато и не интересно, а тем более через год-два.
Поэтому решил делать свой электромобиль.
С учётом того, что внук живёт далеко - задание было сделать транспортное средство с учётом возможности частичной разборки или складывания для транспортировки в багажнике машины.
Второй задачей было - интересные, нестандартные световые и звуковые эффекты, которые будут нравится ребёнку в четыре года.
Третья задача - сделать всё в условиях квартиры , т.к. нет мастерской или гаража, сварка и различный гаражные сверлилки, точилки, резалки и прочее - не доступны.
Четвёртая задача - сделать транспортное средство достаточно лёгким, чтобы без проблем выносить руками на улицу из квартиры.
И пятая - сделать электромобильчик на вырост - чтобы хватило лет до семи.

Остальные задачи по мелочи - пожаробезопасные, но ёмкие аккумуляторы, хорошая зарядка, торможение замыканием двигателя - ребёнок в неполных четыре года будет путаться с педалями,
плавное управление скоростью, мягкое сиденье, приличный внешний вид, сигнализация разряда батареи, радиоуправление остановкой (для критичных ситуаций), защита от перегрузки по току,
колёса, которые не прокалываются, но не пластик, как в магазинных детских машинках, настраиваемое ограничение скорости (чтобы сильно резво не гонял поначалу).

В результате, за пару месяцев, к приезду внука, получился вот такой аппарат.
Использована комбиация части старого самоката, деревянный брус и дощечки, кож.зам. со старого дивана, самодельная электроника, двигатель на 120 ватт на 12 вольт, батарея из четырёх сдвоенных LiFePO4,
зарядка без балансира напрямую от четырёх TP5000, которые питаются от четырёх блоков на 5 вольт 2 ампера, литые колёса, цепная передача на промышленной цепи и шестерёнках,
т.к. велосипедные с нужным числом зубьев найти не смог. Передаточное число 16 (две ступени по 1:4 - шестерни на 8 и 36 зубьев на первой ступени и 10 и 40 зубьев на второй).
Переднюю вилку можно сложить или снять для удобства транспортировки. Размер машинки - 68 см. в ширину и 108 в длину.

Тестовый пробег показал, что трицикл выдержал на одной зарядке три дня катания с остановками, но около 1-2 часов в день. Батарея показывала перед постановкой на зарядку - 12,9 без нагрузки.
Зарядилась до 14 вольт за 3 часа.

Внук доволен - гоняет с удовольствием. Куча детворы бегает с электро-трициклом на перегонки. ))
Световые эффекты - полицейская мигалка и фара впереди, мигающий красный габарит сзади.
Звуковые - бибипка наподобие полицейской хрюкалки.
Свето-звуковая электроника спрятана в переднюю панель на руле.
Силовая часть и батарея - под сидением.
Будем развивать дальше. ))
Кому интересно - спрашивайте. С удовольствием поделюсь опытом, контактами где что брал и схемами электроники.

[trykov]

Ну вот выглядит он как-то так - https://www.youtube.com/watch?v=xyyeap7KE9c

А едет он как то вот так - https://www.youtube.com/watch?v=BqIdNtREi8o

[Yurkinson]

Youtube смотреть не даёт, пишет "Видео с ограниченным доступом"

[trykov]

Youtube смотреть не даёт, пишет "Видео с ограниченным доступом"

Спасибо за подсказку - поправил права доступа на видео.

[trykov]

Кстати - долго думал про то, как сделать нормальную зарядку для четырёхбаночного LiFePo4.
Плата балансировки по своему принципу работы мне как-то не очень нравилась.
Хотелось быть уверенным в нормальной зарядке каждой банки и, желательно, с индикацией процесса зарядки каждой банки отдельно.
Поэтому сделал зарядное на четырёх отдельных платах TP5000, подключаемых через пятиконтактный разъём к аккумулятору.
Общая схема подключения выглядит так:

[trykov]

Добавлю ещё схему ШИМ регулятора для двигателя.

[trykov]

А вот так сделана схема световой и звуковой индикации:



Хрюкалка достаточно похожа но полицейскую. Маячки сине-красные тоже. ))

Как работают маячки - видно на видео парой постов выше.

Собрана всё на макетке.

[trykov]

Два слова про то, как сделан редуктор.
Шестерня под цепь роликовую цепь 06В1 на 8 зубьев с вала двигателя передаёт вращение на промежуточный вал  с шестернёй на 32 зуба (ось 8 мм. на двух подшипниках в деревянных опорах).
Вторая шестерня на 10 зубьев с промежуточного вала передаёт вращение ан шестерню на 40 зубьев, установленную на колесе.

[ILYANOV]

Старая школа  - логические элементы, счетчики. Схемы сохранил
Вы молодец!!!
Только с цепями так сложно повторять это всё, и дорого, все эти оси, звёзды, крепления

[trykov]

Только с цепями так сложно повторять это всё, и дорого, все эти оси, звёзды, крепления

Ну, как раз, это вышло совсем не дорого.  Метр цепи стоит два доллара.
Набор шестерёнок - пять долларов. Ось - пол доллара на железячном рынке - от какого-то принтера.
Крепления - строительный магазин - уголки, дерево, крепёж. Всё скопом доллара на три.
Две заказные втулки по четыре доллара.
Шестерён брал больше, чем нужно с расчётом на возможное изменение передаточного числа при наладке.
Сейчас лежат в запасе замена малой шестерни промежуточного вала с 10 зубьев на 8 зубьев (будет несколько медленнее ехать) и большую на промежуточном валу можно на 36 вместо 32 зубьев поставить. Будет ещё чуть медленнее ехать.
Просто другого варианта редуктора с нужным мне передаточным числом (около 1:16) и с возможностью его немного подстроить (до 1:22,5), я не нашел.
Сначала хотел делать на зубчатых ремнях, но с учётом того, что основной способ торможения - замыкание обмоток двигателя накоротко, я побоялся, что ремень таких перегрузок не выдержит.

[Электрикер]

Две заказные втулки по четыре доллара.

без токарных работ 

[trykov]

без токарных работ 

Можно было обойтись звёздочкой со ступицей. Но нужную звёздочку долго было ждать из Европы, а внук раз в год приезжает из Чехии - время дорого было - надо было успеть к приезду. )).
Поэтому купил плоские звёздочки из имевшихся в наличии и заказал к ним пару втулок (вторая про запас).
Можно было обойтись и парой обычных цилиндров и насверлить в них дырок или купить пару готовых втулок, просто мне так больше понравилось и время поджимало.
Зато всё получилось разборным и заменяемым.
При необходимости звёздочку можно заменить на большую или меньшую для увеличения или снижения максимальной скорости или крутящего момента.

[trykov]

ШИМ контроллер делался в корпусе старого жесткого диска на макетной плате:

[Paxxa]

А корпус жёсткого зачем? Для веса?

[trykov]

А корпус жёсткого зачем? Для веса?

В качестве радиатора для полевиков и диода.

[trykov]

А это общая схема соединений всей электрики трицикла:

[trykov]

После того, как малышня стала с интересом поглядывать на цепную передачу, решил спрятать её под кожух.

[trykov]

На всякий случай, для предотвращения столкновений по вине неумелого управления юным водителем, сделал систему дистанционного управления остановкой.

С пульта можно метров с 50-90 на открытой местности остановить машинку.
Долго искал подходящее решение - чтобы действительно работало метров до 50-70.
Нашел интересные модули занедорого - JDY-40. Могут работать без всяких Arduino. Достаточно установить правильные режимы на модуле приёмника и передатчика через терминальное подключение АТ- коммандами.

Немного помучился с питанием модулей (одновременным нажатием кнопки пульта с подачей на него напряжения.
При не нажатой кнопке пуль вообще не подключен к питанию.
Правда спалил один модуль при настройке - подключил к переходнику USB-UART напрямую, без стабилизатора на 3,3 вольта. А там, на переходнике - 5 вольт.
Волшебный дым не пошел, но работать перестал. (( Благо, покупал пару модулей с запасом.

Но, в целом, всё оказалось неплохо. Режим на модулях устанавливается через простейший переходник USB-UАRT за пять минут.
Цена модуля - чуть больше доллара. Размер очень компактный. У передатчика пять режимов реакции на кнопки.
Подключение до 8 независимых кнопок (работают параллельно - можно нажимать несколько одновременно).
У приёмника восемь независимых выходов. Можно подключать светодиоды или другую нагрузку.
Включал на передатчике режим, когда восьмой выход подключается к светодиоду для индикации нажатия любой кнопки.
Очень неплохое решение для дистанционного управления. Рекомендую.