智能E-Bike方案:无线微控制器的新应用

发布时间:2015-12-14 阅读量:1541 来源: 我爱方案网 作者:

【导读】随着人们对生活质量要求不断的提升,现行的6步方波驱动之电动自行车方案早已不符合多数人的品味需求。本参考设计是将SimpleLink 蓝牙低功耗 CC2541无线微控制器应用于电动辅助自行车应用的示例,打造BLE智能型助力E-Bike方案。

目前,市扬主流已逐步往正弦驱动之电动辅助自行车方案靠拢,而电动辅助自行车与电动自行车最大的差别就在于;骑乘者若未施力于脚踏板,马达就不提供动力。如此一来,便衍生出可由骑乘者自行设定辅助比的功能需求。依骑乘者自行设定辅助比之功能,让人快速联想到,若是能透过BLE直接跟智能手机连结,进而设定辅助比及监看自行车的状态,无庸是最佳的组合了,同时可达到依骑乘者喜好,快速设定特定之辅助比条件,此一动作,只需在智能手机APP里提供如使用上次一设定,或呼收喜好设定并选其一即可。

方案概述

本参考设计是将SimpleLink 蓝牙低功耗 CC2541无线微控制器应用于电动辅助自行车应用的示例。其电路板包括由CC2541 控制主控MCU TMS320F28026F,即使用者可透过智能手机App下达辅助转速比控制指令给CC2541 BLE芯片,后由CC2541将指令转达给马达驱动MCU TMS320F28026F, MCU再依该指令进行用户所设定辅助转速比提供骑乘者相对应的辅助比动力。

智能E-Bike方案:无线微控制器的新应用
 
智能E-Bike方案:无线微控制器的新应用

【方案方块图】

智能E-Bike方案:无线微控制器的新应用
【系统功能】
 
(1)外置锂电池提供电力
(2) DRV8301 + LM38690-3.3 转换电源给MCU 与 BLE 模块
(3)TI BLE Multitool Remote Control APP for Android
(4) MCU 依据BLE设定的辅助比并参考外部踏力侦测单元提供数据驱动马达
(5) MCU 将马达驱动命令下达给DRV8301 Pre-driver, DRV8301依指令控制 MOSFET CSD19506 以控制马达动力
(6) MCU 同时参考OPA4322提共之电流信息以调控DRV8301达到正弦控制

【方案特性】

(1)采用TI CC2541 模块进行马达辅助比设定
(2)电源部分利用 TIDRV8301 + TPS38690-3.3 为系统供电
(3)马达驱动由 TI TMS320F28026F+DRV8301+CSD19536+OPA4322组成

关于智能自行车的的一点讨论

就目前来说,大多数的智能自行车设计方案都显得鸡肋,本方案设计虽然实现功能简单,但确确实实是在解决用户问题,可称得上智能。未来的智能自行车有什么方向呢?我们不妨做个猜测。

自行车智能化的方向在哪里?

1、设计智能化

其实,折叠自行车,便是设计智能化的一个最简单最实际的例子——体积小、重量轻、易于携带可以放进电梯甚至带上火车,都是折叠自行车最“智能”的特点。

另外,针对很多骑车人不懂得保养自行车,发现不了自行车潜在故障的问题,一个能够具有自我故障检测并报警功能的“智能”自行车,应当也是设计智能化的最佳体现。这种智能化的实现,可以通过在自行车上的关键部位设计机械非电式传感器,可通过正常磨损或者其他具有明显警示作用的警告方式,提醒骑行者尽快针对故障进行维修。

2、面向用户需求的智能化

在北京,如何防止自行车被盗,是所有自行车拥有者的一个共同话题,不瞒各位,我的自行车防盗办法有三个:第一是把自行车放家里;第二是骑车出去的时候,保证自行车处在视线之内;第三是经常锻炼身体,保证自己的冲刺速度或者骑车速度,比偷车贼快就成了。

但是对于自行车来说,如果能通过手机和自行车车载的匹配系统识别拥有者,或者可以像苹果手机一样能在被盗时发回位置信息并拍摄偷车贼的照片,这或许也是一个不错的智能化想法。

同时,在面向用户需求的智能化方面里,如何能让自行车的智能系统辅助或者搭配个人移动智能终端一起工作,也是一个能让自行车智能化想法实现的办法。譬如说,很多自行车上搭载的智能码表,便可以通过wifi与智能手机的APP联接,提供更加准确的骑行里程、能量消耗状况和伙伴管理等信息。并节约手机因接收GPS信号而带来的能量消耗。

3、销售和售后智能化

未来的智能自行车,未必一定是自行车本身很智能,但是可以是选购过程和配件自定义过程很智能,这些尤其是对于那些售价不菲的高端运动自行车来说,是具有提高市场竞争力的实际意义的,因为举个例子来说,在国内购买进口品牌的自行车,很多时候只能购买现成的库存产品,想通过厂家预定一个按照自己需求配置的自行车,目前来说还是奢求,甚至有时候当一个型号的自行车售罄之后,你就只能等明年的国内代理再次订货了,这个周期短则几个月,长则半年。

同时,对于自行车的日常维修来说,很多自行车的零配件供应其实是掌握在类似于Simano和SRAM这样的供应商手里的,说简单些,市面上绝大多数自行车的变速器,传动系统的相关配件,几乎很少有厂家自己设计生产的,大多是来自于上述两个品牌的产品。因此,这就给在一个区域市场内,不同自行车品牌同时享有一个共同自行车备件供应平台提供了可行性。譬如说,我买的一辆捷安特自行车变速器坏了,赶上运气不好,我的嘉安特自行车车店还没有这个备件,所以我可以通过这个智能平台,去在美利达的自行车店购买一个配件并现场获得维修。

不过遗憾的是,这些自行车智能化设想,目前只有自行车折叠智能化变成了现实……而且这个智能化的实现,还是完全依靠纯粹的机械设计和加工工艺来实现的。

总的来说,智能车的发展也任重道远。

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