Seite 3: Vorbereitung

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Der VESC hat ein so genanntes ERPM (Electrical RPM Limit), also ein Limit für die maximale Schaltgeschwindigkeit von 100.000 Umdrehungen pro Minute. Erfahrungen aus der Praxis zeigen, dass es eher bei etwa 60.000 liegt. Da wir einen 8S-Akku verwenden und unsere Motoren eine kV-Faktor von 260 haben, kommen wir auf eine Drehzahl von etwa 7700 UpM bei Nennspannung.

Für reibungsloses Arbeiten hat die Konfigurationssoftware schließlich eine automatische Motorenerkennung über USB. Einstellungen wie Strombegrenzung, maximale Beschleunigung, Bremsverhalten und mehr können bequem eingestellt und auf den VESC geschrieben werden, ebenso wie Firmwareupdates.

VESC beziehen

Für den Umbau des Skateboards brauchen wir zwei VESCs – für jeden Motor einen. Sie sind inzwischen bei vielen Händlern im In- und Ausland zu Preisen zwischen 100 und 200 Euro erhältlich. Leider schwanken die Verarbeitungsqualität und der Support stark. Für guten Support bei guten Preisen ist DIY Electric Skateboard in Eigenbau-Foren bekannt und hat auch uns überzeugt. Dort gibt es die VESCs für ca. 100 US-Dollar. Da der Shop in den USA sitzt, kommen Versand und Zoll hinzu. Trotzdem ist es eine günstige Option.

Damit die beiden VESCs die Motoren synchron mit gleicher Drehzahl ansteuern, werden sie mit einem 2-poligen Kabel vom selben Anbieter über den CAN-Bus verbunden. Wer Schwierigkeiten beim Anschließen hat, findet Hilfe in der Community. Genau wie ESCs werden auch die VESCs parallel an die in Serie geschalteten Akkus angeschlossen, damit beide mit der vollen 8S-Spannung versorgt werden.

Zum Einschalten des Boards könnte ein Schalter genutzt werden, aufgrund der zu erwartenden Ströme ist dies jedoch keine optimale Lösung, sodass wir später einen Zündschlüssel bauen. Bevor die Regler am Board montiert werden, sollte die Software korrekt eingestellt werden, da man nach der Montage schlecht an den USB-Anschluss des einen Reglers kommt. Zuerst werden die vormontierten Leitungen der VESCs abgelötet. Hier muss ein leistungsstarker Lötkolben zum Einsatz kommen.

Da wir schon ESCs an den Motoren haben, müssen sie abgelötet und vom Board abgeschraubt werden. Alle dazugehörigen Komponenten wie Fernsteuerempfänger und BEC werden ebenfalls entfernt. Damit für die folgenden Schritte die Motoren frei laufen, werden auch die Zahnriemen abgenommen.

Motorerkennung vorbereiten

Wichtig ist die Verwendung der zur Revision der Hardware passenden Version des BLDC-Tools. Die Hardware-Revision ist normalerweise auf der Platine des VESCs aufgedruckt. Bei unseren VESCs steht sie sogar auf der Verpackung. Hat man die richtige Version der Software ausgewählt und heruntergeladen, entpackt und auf seinem Rechner installiert (in unserem Fall die Windows Software für die 2.18 Firmware), steht der Konfiguration der VESCs nichts mehr im Weg.

Als erstes ist die Motorenerkennung durchzuführen, wofür der Motor am Motorausgang des VESCs angeschlossen sein und frei laufen können muss. Der VESC wird über einen freien USB-Port mit dem PC verbunden und muss zusätzlich mit Strom versorgt werden – am besten über ein geregeltes Netzteil mit Strombegrenzung. Die Spannung sollte bei circa 30 Volt liegen und die Strombegrenzung bei 5 bis 8 Ampere, da bei zu geringem Strom die Spannung während des Tests zusammenbrechen und die Ergebnisse verfälschen kann. Nun kann der PC den VESC als neues Device erkennen und automatisch die benötigten Treiber installieren.

Software-Einstellungen zur Motorerkennung

Danach das BLDC Tool starten und den USB-Port in der Drop-Down Liste unter „Serial Connection“ auswählen. Mit „Connect“ wird die Verbindung zum VESC hergestellt, was dieser mit „Connected“ unten rechts auf dem Hauptbildschirm erwidert. Nun muss ein „Read configuration“ erfolgen. Um Probleme zu vermeiden, muss dies immer gemacht werden, bevor Daten auf den VESC geschrieben werden.

Um die Motorerkennung zu starten wird im Reiter „Motor Configuration“ der Tab „BLDC“ ausgewählt, dort „Sensorless“ selektiert und auf „Start Detection“ geklickt. Der betreffende Motor läuft kurz an und die gemessenen Werte erscheinen; ein Klick auf „Apply“ übernimmt die Werte automatisch. Alle weiteren Werte können aus dem Screenshot unten übernommen werden. Sobald man diese eingetragen hat, werden die Einstellungen mit einem „Write configuration“ in den Speicher des VESCs geschrieben. Sollte der Motor in die falsche Richtung drehen und rückwärts fahren, sind beliebig zwei der drei Motorleitungen zu tauschen.

Dieselben Schritte werden für die zweite VESC/Motor-Kombination durchgeführt. Damit beide VESCs synchron arbeiten, und auf die Fernsteuerung reagieren, muss man im Reiter „App Configuration“ im Tab „General“ die Settings gemäß Screenshot einstellen. Der VESC, an dem die Fernsteuerung angeschlossen werden soll, bekommt die „Controller ID“ 0 und der andere die ID 1. Danach muss das Board aus- und wieder eingeschaltet werden, um die Auswahl des UARTS zu übernehmen. Nachdem die VESCs vorbereitet sind, widmen wir uns dem Bau und der Programmierung der Fernsteuerung.