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La seconda bici elettrica

By tittopower

Dopo circa 200 km di utilizzo in varie condizioni, il telaio della esperia anche se comodo come posizione di guida ha cominciato ad andarmi stretto ....in tutti i sensi, sia a causa della sua troppa flessibilità strutturale tipica di una bici a scavalco basso, sia per la sua misura. Avevo notato già quando utilizzavo la bici portando con me e il pupo di 23 Kg sul seggiolino posteriore che il telaio non dava una buona sensazione... anche se in queste condizioni si viaggia ad un massimo 15 km/h e la cosa è tollerabile. Il montaggio inoltre su forcella ammortizzata di bassa qualità ha portato ad un indurimento della stessa rendendola di fatto poco efficiente, sono sicuro che nel tempo sarebbe incorsa nel bloccaggio totale. Il motivo di questo è che nonostante nelle informazioni di montaggio venga riferito sul kit ninecontinent che lo spazio necessario al montaggio sia di 100 mm, in realtà poi lo spazio cresce almeno a 104-105 mm a causa della necessità di posizionare all'interno 2 ranelle di battuta per l'albero motore, questo incremento porta la forcella a lavorare male, rendendola dura. Nonostante alcuni accorgimenti utilizzati per migliorare il problema ho deciso di cambiare bici. Sconsiglio pertanto di montare un kit nine continent anteriore su forcella ammortizzata a meno che abbia uno spazio almeno di 105 mm...cosa difficile da riscontrare su bici standard, anche se avevo trovato un modello di forcella con 108 mm di apertura, ma il suo costo era superiore al valore di tutta la bicicletta. Da quanto appreso in rete pare che non ci sia questo problema con i motori befang o crystalyte. In realtà la trasformazione della esperia era partita come un esperimento su cui non speravo troppo devo dire, ma visti i buoni risultati ottenuti dal kit ho deciso di continuare sulla strada della e-bike. Ho deciso quindi di acquistare una nuova bicicletta a telaio alto, fra l'altro di misura piu adatta alla mia statura (53) su cui mi sono trovato subito più comodo. Il bello di un kit è anche quello di potersi adattare con poco a tutte le biciclette. L'idea era di acquistare una bici di pregio, ma dopo avere verificato alcuni modelli dal vivo e in considerazione del fatto che al momento non percorro molti km ho valutato di rimanere su un modello di media qualità e prezzo, con pezzi intercambiabili con il modello già in mio possesso, trovando tutto questo nella bottecchia TX50-21V.

Il kit è stato trasferito quindi dalla esperia a questo telaio, che presenta caratteristiche di rigidità migliori ed una forcella fissa in acciaio. Sono stati necessari piccoli adattamenti nel trasferimento quali un diverso fissaggio del sistema pas che in questo modello necessita di un foro da 22 mm sul dischetto rotante a magneti. Approfittando dello smontaggio ho provveduto a dotare la centralina di connettori dorati per il collegamento del motore e della realizzazione di flange anticoppia per il mozzo motore.

I braccetti anticoppia sono stati realizzati come in foto, in materiale ergal 75. Lo scopo di questi braccetti è quello di scaricare la controforza del perno motore che si sviluppa durante la trazione, in questo modo la torsione del mozzo centrale si scarica sulla forcella invece che sulle asole della forcella stessa, evitando il pericolo di una eventuale loro apertura. I due braccetti presentano nel punto di attacco alla ruota un asola delle stesse dimensioni dell'albero che ha un diametro nel filetto di 14mm e di 10mm nelle faccie piatte. Sono state realizzate con fresa poi a mano e lima con pazienza in modo da adattarle perfettamente alla forma dell'albero. I 2 blocchetti registrabili di rinvio lavorano in appoggio alla forcella e vengono registrati in tensione prima del serraggio dei bulloni dell'albero. In questo modo lo sforzo anticoppia grava al 100% su questi bracci scaricandosi sulla forcella. Questo tipo di realizzazione rende più facile lo smontaggio della ruota quando necessario.
Le impressioni di guida si sono rivelate ottime rispetto al precedente telaio e quindi ho deciso di continuare lo sviluppo che prevede al momento le seguenti evoluzioni programmate:
_passaggio ad un motore posteriore, in attesa di motore senza campanatura dei raggi,
_montaggio del cycle analist, un mini controller per bici in grado di visualizzare tutto quanto serve riguardo all'impianto elettrico ...e non solo. (Fatto).
_modifica della centralina attuale per ottenere vari livelli di assistenza per un migliore sfruttamento della batteria,
_montaggio forcella ammortizzata regolabile/bloccabile sull'anteriore (dopo passaggio a motore posteriore),... per come sono le strade direi NECESSARIA
_sostituzione pneumatici con modello antiforatura.

Al momento ho percorso poco più di 200 km con la nuova bici, purtroppo le condizioni del tempo pare non siano favorevoli ai ciclisti quest'anno, ma tramite il cycle analyst (gran bel apparecchio !!!) ho potuto vedere diversi valori interessanti, fra i quali la capacità della batteria in scarica che si è rivelata proprio quanto dichiarata ovvero circa 10,5 Ah. Questo ha permesso una autonomia di circa 50 km ottenuti con non molta spinta da parte mia, credo che senza nessun supporto del ciclista si possano fare fra i 35/40 km quasi sicuramente.

Luglio 2010 ... ulteriori evoluzioni

Avendo tempo a disposizione mi sono dedicato a ulteriori lavori per migliorare la bici che già era ottima, ma anche per sperimentare nuove soluzioni.
In particolare sono state eseguite le seguenti modifiche:
attivazione delle funzioni presenti sulla centralina nine continent, la quale permette dei settaggi personalizzati via software, a tal scopo per interfacciarsi con essa è necessario innanzi tutto predisporre la cablatura necessaria.

Allo scopo vanno utilizzati i 4 terminali presenti nella centralina, di cui 2 (a destra) servono per l'alimentazione del chip durante la programmazione (il voltaggio positivo +5V va connesso solo nel momento della programmazione), mentre quelli a sinistra sono per la trasmissione dei dati. L'interfaccia di scambio dati è una TTL (segnali a 5V) quindi è necessario disporre di un particolare circuito che si trova facilmente in rete denominato USB TTL CONNECTOR, oppure tramite la porta seriale del PC utilizzando un convertitore TTL con MAX232. Occorre anche utilizzare un apposito software fornito da infineon che si trova a questo indirizzo, esso puo richiedere alcune DLL se non sono presenti nel pc, quindi tramite ricerca con google vanno scaricati ed inseriti nella cartella system32 di windows. Tramite il programma è possibile settare diversi parametri per i quali vi rimando alla discussione sull'argomento di Endless Sphere a questo indirizzo.

Personalmente ho attivato le seguenti funzioni:
---cruise: saldare punto CR a massa, tenere 3 secondi la manopola del gas in un punto e si memorizza la velocità impostata che si mantiene fino a nuova posizione o frenata
---regen brake: saldare punto BK a massa, quando si frena il motore aiuta a frenare e ricarica la batteria.
---3 velocità: portare fuori dalla centralina il punto X1 e una massa, ad ogni contatto (bene mettere un pulsante al manubrio) verranno attivate le velocità impostate, normalmente si utilizza il 30% - 60% - 100%.
Attraverso il software si può ottenere (per soli motori gearless) anche il 120% della velocità massima, ma non ho testato questa funzione

Nel cycle analyst è presente un terminale denominato TH che viene attivato (il pin va a massa) a seconda delle impostazioni. Normalmente lo si utilizza per limitare la velocità o la corrente, quindi a gestire il motore, nel mio caso invece ho utilizzato il terminale TH per comandare il semplice circuito in foto: attraverso un optoisolatore viene comandato un transistor che fornisce tensione al + del gas consentendogli di funzionare solo oltre la soglia di velocità impostata. Ho impostato la soglia di intervento a 8 km/h.

Il circuito è veramente minimo come dimensioni e si inserisce fra la centralina e la manopola del gas.

Dopo avere utilizzato la bici in questa configurazione ho deciso di provare anche un motore geared (con riduzione ad ingranaggi). Il motivo di questo è dovuto al fatto che il montaggio della nuova forcella ammortizzata in alluminio non consentiva di montare il motore nine senza "limarla", operazione sempre da evitare per non incorrere in incidenti pericolosi, così si è presentata l'occasione di sperimentare anche questa soluzione.

Un primo intervento di modifica è stato quello di racchiudere la centralina in una scatola in modo da non avere più i fili sotto al potapacchi, soluzione che mi costringeva a smontare la batteria in caso di interventi sui collegamenti elettrici, soluzione che mi ha permesso di accorciare di 40 cm tutti i fili con un risparmio di 250 gr di peso.

In foto la configurazione attuale con il nuovo motore ad ingranaggi BPM befang da 250W che consente di affrontare notevoli salite senza difficoltà anche se una velocità massima leggermente inferiore a quella del Nine continent. Come vantaggio abbiamo però un funzionamento migliore del sistema PAS e la possibilità di fissare 3 correnti massime di aiuto alla pedalata, in modo da spingere sui pedali a seconda delle necessità e delle nostre condizioni fisiche. Segnalo anche che questo motore pesa circa 1 kg in meno del precedente.

L'unica modifica che ho dovuto affrontare su questo nuovo sistema è stata la realizzazione di un disco pas a 6 magneti per fare in modo di avere tutta l'assistenza del motore in caso di utilizzo del rapporto piu lungo della bicicletta, che nel mio caso è di 48x14 su ruora 700. Il disco è stato realizzato in pvc nero con inseriti magneti del gioco per bambini geomag.

Ho sperimentato anche il piccolo Befang anteriore, con cui si ottiene una buonissima bilanciatura della bici ed una notevole comodità di intervento poichè il filo di connessione del motore si trova in una parte fissa del motore, quindi molto comodo in caso di smontaggio e montaggio, senza contare anche la notevole leggerezza di questo motore che in realtà non se la cava male come velocità massima e capacità in salita, ma ho preferito per ragioni di silenziosità rimanere sulla soluzione posteriore.

UPDATE OTTOBRE 2010: La configurazione attuale e finale della bici si presenta quindi come in foto con motore posteriore befang BPM da 250W . Ho percorso finora circa 1500 km con questa bici senza alcun problema, la bici si comporta molto bene su tutti i percorsi finora affrontati, strada, fuoristrada leggero, salite. Ancora non è stato necessario intervenire nemmeno sulla centratura dei cerchi che si sono mantenuti perfettamente dritti.

Considerazioni personali

Ho percorso finora circa 1000 km con entrambe le soluzioni e personalmente non ho difficoltà ad adattarmi ad una configurazione di motore gearless o geared sebbene abbiano diverso sistema di utilizzo vuoi anche per il diverso funzionamento delle relative centraline.

Vantaggi e svantaggi sistema Nine continent gearless FH150 250W 700C front:
E' senza dubbio più adatto a chi vuole sperimentare diverse soluzioni consentite dalla centralina e dal software, in rete si trovano tante notizie al riguardo, la bici è molto bilanciata come pesi, allarga un pò le curve strette se si accelera parecchio, ha un pessimo funzionamento se utilizzato con pas, meglio se si utilizza con il gas, cosa per me piuttosto noiosa per l'indolenzimento della mano durante i lunghi viaggi. Ha il vantaggio di spegnere il sistema con un interuttore. Alla lunga il sistema è forse meno affidabile per via dei sensori e dei 5 fili in più di collegamento al motore. E' in genere difficile da montare su forcelle ammortizzate se non con modifiche e pesa un pò. Se si ha intenzione di pedalare oltre la velocità prefissata con questa soluzione si va quasi contro un muro, la centralina invia tutta la corrente possibile (massimo 17A) fino al raggiungimento della velocità prefissata, poi si abbassa a seconda di quanto si spinge sui pedali, ci si adatta quindi a quella velocità e si spinge quel tanto che si vuole solo per migliorare i consumi. Per quanto riguarda la funzione di rigenerazione in frenata occorre avere una batteria che accetti corrente inversa senza danni. La funzione cruise è utile, ma ricordo che in Italia è vietata. Si possono ottenere al massimo della configurazione 5 velocità tramite un pulsante ed un interuttore. C'è anche un contatto con cui è possibile bloccare il motore (antifurto) ma occorre lasciare connessa l'alimentazione.

Vantaggi e svantaggi sistema Befang BPM geared 250W 700C rear
Il sistema è piuttosto "chiuso" a sperimentazioni in quanto non ci sono in rete notizie riguardo a modifiche o funzioni aggiuntive, anche ad un esame introspettivo non pare ce ci siano possibilità al riguardo, in pratica si tiene così come è. Il peso con motore e batteria al posteriore è un pò sbilanciato prendendo la bici in mano, è sicuramente migliore una soluzione con batterie nel triangolo, ma una volta abituati a questo ci si fa l'abitudine. Ha un pas molto buono e funzionale, anche se non permette di raggiungere le massime prestazioni del motore, per ottenerle occorre anche aprire tutta la manetta, con cui si ottengono circa 4km/h in più. Non ha interuttore on-off. Il sistema utilizza solo 3 fili per il motore, soluzione comoda e affidabile. La centralina fornisce 3 livelli di corrente (6 - 8 - 16A), una volta scelta la corrente essa viene erogata, anche in funzione del pas,fino al raggiungimento della velocità massima del motore, quindi a meno di adattarsi con rapporti lunghi per sfruttare la modulabilità del pas, si deve viaggiare intorno ai 25 km/h. In genere si viaggia a questa velocità con 220 w di consumo senza aiutare il sistema per niente, ma con poca spinta è facile consumare intorno ai 100W, ma non è facile aumentare la velocità spingendo sui pedali. Utilizzando correnti più elevate si ha solo una accelerazione migliore o più spinta in salita quando serve. Per raggiungere le massime prestazioni occorre dare anche tutta la manetta, per cui sarebbe più comodo un pulsante. Non c'è possibilità di rigenerazione o freno motore in quanto il motore è a ruota libera, in discesa è bene quindi avere dei buoni freni.

15 Luglio 2010 by Tittopower

Le operazioni svolte nell'articolo possono provocare danni notevoli agli apparecchi e alla persona qualora chi le esegue non abbia una certa familiarità con l'elettricità, la meccanica, l'elettronica ecc.. ci si astenga quindi eventualmente dal metterle in pratica qualora non si abbia affinità con le materie predette. In ogni caso lo scrivente non si ritiene responsabile di eventuali danni provocati dai progetti e dal loro utilizzo a cose e/o persone.

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