Přestavba kola II. Akumulátory a nabíječka.

Jak už jsem se zmínil na začátku, pro první oťukávání a seznamování s elektrokolem jsem zvolil olověné akumulátory, vzhledem k jejich velmi nízké ceně a snadné dostupnosti. Jde o set tří kusů 12V/12Ah, který mi přišel jako snesitelný kompromis mezi kapacitou a hmotností. Základní vlastností olověných akumulátorů je to, že jsou velmi velmi velmi, ale opravdu velmi těžké.


Na obrázku je jeden z nich, který sám o sobě váží při rozměrech 15x10x10cm úctyhodných 3,7Kg. Znásobte si to třikrát a připočtěte hmotnost nějakých držáků, kterými je bezpečně uchytíte na kolo a vyjde vám, že se vám hmotnost kola zdvojnásobí. Když k tomu ještě připočítáte hmotnost motoru, která také není zanedbatelná, udělají se vám vrásky na čele. Víc, než pár km v kopcovitém terénu s vybitými bateriemi bych s tím opravdu jet nechtěl. Na druhou stanu, pokud jedete s motorem, větší hmotnost vůbec nepociťujete. Akumulátory jsou vybaveny běžnými konektory faston, jako se používají v autoelektrice. Propojovací kablíky si ale musíte udělat sami, set nic takového neobsahuje.


Nabíječka je velká asi jako větší zdroj k notebooku a velmi lehká. Když jí vezmete do ruky, máte pocit, že v té plastové krabičce snad ani nic není. Subjektivně mi přišla ještě lehčí, než těch zhruba 400g, které ve skutečnosti má. Z toho plynou dvě zásadní věci. Jednak jí můžete všude vozit s sebou a potom vás přejdou jakékoli myšlenky na výrobu něčeho srovnatelného v rámci DIY. Zde narážím především na spínaný zdroj a cenu hotového výrobku, která je asi 1100,-Kč včetně DPH. K akumulátorům se připojuje opět naprosto nevhodným konektorem, tentokrát XLR, k němuž dostanete i protikus s kusem kabelu. Konektory k akumulátorům si ale musíte obstarat vlastní. Nechápu, proč se nepoužívá stejný EURO konektor jako u řídící jednotky, takže by člověk po jízdě vytáhl kabel a namísto něj by do stejného konektoru zapojil nabíječku. Takhle si musíte udělat buď redukci nebo zapojit druhý konektor k akumulátorům paralelně nebo přes nějaký přepínač.

Nabíječka nemá žádné ovládací prvky, pouze dvě LED, z nichž první červeně svítí při zapojení do sítě a druhá dvoubarevná svítí během nabíjení červeně a po nabití změní svojí barvu na zelenou. Přes tuto extrémní jednoduchost jde o plnohodnotnou nabíječku řízenou chytrým broukem. Dle údajů výrobce probíhá nabíjení nejdřív konstantním proudem 1.7A, po dosažení napětí 43.8V se přepne na nabíjení konstantním napětím a při poklesu procházejícího proudu pod 100mA se nabíjení ukončí. Tyto hodnoty jsem neověřoval, pouze jsem přeměřil napětí na akumulátorech po nabití, zda-li nedochází k jejich přebíjení nebo naopak neúplnému dobití. Musím konstatovat, že všechno je v naprostém pořádku. Není tedy potřeba nic hlídat. Po skončení jízdy prostě připojíte akumulátory na nabíječku a odpojíte je zase až těsně před jízdou.

Bohužel na tyto poznatky jsem si musel nějakou dobu počkat, protože dodaná nabíječka byla vadná. Když jsem jí zapojil, nestalo se ani ťuk. Nerozsvítila se ani jedna z LEDek a ani po přiložení ucha na krabici nebyl slyšet žádný charakteristický zvuk spínaného zdroje. To mi poněkud zkazilo náladu, protože jsme se těšil, jak si zajezdím. Prohlédl jsem si nabíječku důkladně ze všech stran, abych se ujistil, že někde není nějaký dobře schovaný vypínač, ale nebyl. Zato nožičky na spodku a šroubky v nich mi přišly lehce ožvýkané a kromě toho jsem zjistil, že u objímky kabelu XLR konektoru chybí jeden z šroubků. Nedalo mi to tedy, podíval jsem se dovnitř a mírně jsem se zděsil. Vypadalo to, jako by nabíječka dlouho pracovala v nějakém agresivním prostředí. Nožičky součástek zoxidované až ohnilé, šroubky na chladičích orezlé a kolem některých součástek černé skvrny. Tak jsem jí zase zadělal a poslal zpátky s žádostí o výměnu. V tomto případě bych vinu nehledal u prodejce, ale jednoznačně u čínských soudruhů, kteří jsou vám s vědomím, že na ně přes oceán nedosáhnete, schopní do zásilky nabalit ledacos. To je bohužel obecný problém levného čínského dovozu a kdyby měl prodejce každý výrobek rozebírat a kontrolovat, cena by musela být výrazně vyšší. Nakonec vše dobře dopadlo, za necelý týden jsem měl nabíječku zpět a funkční. I chybějící šroubek přibalili a uvnitř je zcela nová deska s elektronikou.


Ta nicméně opět nese známky oxidace i když zdaleka ne na takové úrovni, jako ta předchozí. Odhaduji, že zásilka patrně putovala přes moře v kontejneru společně s nějakým poškozeným olověným akumulátorem, jehož unikající elektrolyt udělal svoje. Pozitivní ale je, že veškeré součástky (vyjma trafa) jsou zcela běžné a u nás dostupné, včetně obou integrovaných obvodů.

To mi hlava nebere

Video mluví za vše. Konfigurace: osmibitové Atari (XL/XE), 64kB RAM, 1.79MHz 6502 CPU.

Provozní proudy a napětí.

Změřit odběr pohonu jsem měl v plánu už delší dobu. Původně jsem si chtěl k tomuto účelu vyrobit nějaký sofistikovaný měřáček s jednočipem, co by se zabudoval do obvodu a shromažďoval příslušná data během celé jízdy, ale nakonec jsem se rozhodl udělat alespoň jednorázové měření běžným multimetrem, který jsem za tímto účelem provizorně přichytil na rám lepící páskou.

Trochu jsem se bál, abych ho nezničil přešvihnutím jeho 20A rozsahu, ale jmenovité parametry motoru a jednotky, která udává maximální proud 15A, mě přesvědčily, že bych se do něho měl vejít. Změřené hodnoty je třeba brát z pochopitelných důvodů jako čistě orientační.

Proud naprázdno: v daném rozsahu neměřitelné.

Plný plyn kola točícího se ve vzduchu na stojanu: 1A.

Rovnoměrná rychlost 27km/h (=maximální bez šlapání po rovině) na přibližné rovině s lehkým protivětrem: kolem 6A.

Rozjíždění a jízda do kopce: 15A.

Plný plyn z místa: skokově 17A a pak 15A.

Zajímavé je, že když jsem se pokoušel měřit odběr při rychlostech 10, 20, a 25 km/h po rovině, nijak moc se nelišil od odběru při rychlosti maximální. Z toho mi vychází, že z hlediska ekonomie jízdy je nejlepší udržovat stále co nejvyšší rychlost.

Když už jsem měl po ruce multimetr, změřil jsem i napětí na napájecích svorkách při odpojených bateriích a různých rychlostech. V kostce, už při rychlosti odpovídající rychlejší chůzi je napětí cca 10V, při 20km/h 30V a při 30km/h 36V. Tedy aby bylo možné mluvit alespoň teoreticky o nějaké rekuperaci, musela by rychlost přesáhnout zhruba 35km/h. Jinými slovy, s touto řídící jednotkou je něco takového bez její radikální úpravy zcela vyloučeno.

Přestavba kola I. Kit Ecotech

Po velmi dlouhém posledním zápisu jsem se rozhodl, že budu radši psát kratší zápisy a pokud možno častěji, alespoň jednou týdně. Ale jak tak koukám na náhled, tak mi to s tou stručností asi moc nevyjde.

Nyní tedy ke kitu prodávanému na stránkách www.ecotech.cz. Jde patrně o vůbec nejlevnější (a taky jeden z mála) přestavbových kitů na našem trhu. Ostatně to je také důvod, proč jsem se pro něj rozhodl. V době psaní tohoto článku byl nabízený ve dvou verzích. První s 250W motorem a druhá se 400W. Napájecí napětí je v obou případech 36V. Dle údajů prodejce jde o přímý dovoz z Číny. To má za následek velmi příjemnou cenu, která dělá necelých 6000,-Kč včetně DPH, ale na druhou stranu se zvyšuje pravděpodobnost, že člověk narazí na zmetek. Sympatické je, že v kitu je s výjimkou akumulátoru a nabíječky obsaženo opravdu vše, co je k přestavbě potřeba. Tedy i nosič s montážním materiálem a brašna na akumulátory včetně "gumicuku", kterým se ta brašna na nosič přidělá. K dokonalé Ikee tomu chybí už jenom přibalit šroubovák, imbus a klíč ;) Komponenty v kitu jsou tedy následující:

Přední (nebo zadní) kolo s vestavěným motorem.

Kolo je dodávané kompletní, stačí jen zasadit a dohustit. Průměr je 26" a ostatní rozměry odpovídají spíše trekovému kolu. Kabel je z motoru vyvedený po levé straně masivní dutou osou, která má navíc vyfrézovanou radiální drážku, aby se snadno ohnul vzhůru bez zbytečného přečnívání do strany. Navíc je na něm v tomto místě navlečená pružina, aby se nezlomil nebo nerozřízl. Velmi praktické a je vidět, že v Číně mají takovéto drobnosti za ta léta už vychytané.




Samotnou montáž na mé kolo nicméně zkomplikoval fakt, že osa je opravdu natolik masivní, že se nedala do vidlice zasadit a tak jí (míněno vidlici) bylo potřeba nepatrně zapilovat. Skutečně šlo ale pouze o desetinky milimetru a většina z toho byl lak, takže nic hrozného. Pak už stačí jen seřídit brzdu, případně vycentrovat a můžeme se zabývat další částí. U zadního kola je montáž pochopitelně výrazně složitější a navíc jak vyplynulo z mailové komunikace s prodejcem kitu, u mnohých kol je nutné o cca 2 cm ohnout vidlici, aby kolo zapadlo tam, kam má, neb má asymetrický výplet. Z tohoto důvodu jsem po počáteční nedůvěře zvolil kolo přední, kde žádné takové problémy nehrozí. Konkrétně 400W verzi.

Řídící jednotka

je malá plechová krabička, ze které kouká několik kabelů opatřených konektory. Sympatické je, že každý konektor je jiný, takže nemůže dojít k záměně a navíc jsou vybaveny aretací proti nechtěnému rozpojení. Výjimkou je napájení fází motoru, které má konektory dutinkové a pro správné zapojení je třeba se řídit jejich barvami. Zajímavé je, že z řídící jednotky kouká ještě jeden vývod stejného typu a konektoru, jako tři s fázemi motoru o kterém se (velmi strohý) manuál zmiňuje pouze toliko, že ho není třeba nikam zapojovat. Z toho usuzuji, že jednotka patrně umí obsloužit i čtyřfázové (?) BLDC motory. Ale klidně může jít i o něco úplně jiného. Dalším zajímavým vývodem je dvoulinka o které manuál opět tvrdí, že zapojovat netřeba a navíc se zmiňuje o tom, že se týká omezovače. Na obrázku tamtéž jsou vývody zakreslené spojené do jakéhosi loopbacku, čemuž odpovídá konstrukce příslušného konektoru (de facto jde o dva jednopinové konektory, které jdou zapojit do sebe). Z toho jsem tedy usoudil, že vývody slouží k připojení nějakého doplňkového čidla omezovače a pokud tam není, tak se mají spojit k sobě, což jsem učinil. Tato úvaha se později ukázala jako naprosto mylná, ale o tom až příště. Pak je tu ještě konektor s jedním červeným drátem, který v manuálu není zakreslený vůbec. Plánuji, že po sezóně jednotku rozeberu a důkladně prozkoumám. Zbytek už je jednoznačný. Ovladač rychlosti, brzdové páčky, čidlo pro PAS režim a samozřejmě napájecí konektor, z jehož protikusu vede jednak tenčí kabel ke světlu a indikátoru nabití a tlustší kabel zakončený samicí euro konektoru sloužící k připojení akumulátoru.



Tady udělám krátkou vsuvku. Nechápu totiž, co Číňany vedlo k tomu, že začali používat tento konektor jako de facto standard. Nejdřív jsem si myslel, že se jedná pouze o rozmar jednoho výrobce, kterému zbyl plný sklad těchto konektorů a tak je snažil zužitkovat, ale asi to tak nebude, protože je používají i ostatní, včetně sériově vyráběných elektrických skútrů. Už vidím, jak do toho nepoučený člověk strká 230V v domnění, že uvnitř je rovnou nabíječka. Nemluvě o tom, že je to zapojené naopak a napětí je na volně přístupných pinech vidlice. U 36V to tak nevadí, ale kolem 100V už je to problém. Tohle píšu především jako varování, pokud se někdy setkáte s tímto konektorem u nějakého elektrického vozidla, nepřipojujte tam nic dokud si neověříte, co se tam opravdu připojovat má.

V provozu řídící jednotka skoro vůbec nehřeje, což je fajn. Jednak nemrhá energií a taky jí není nutné mít vystavenou na vzduchu, ale dá se umístit do nějaké brašny. Návod jí doporučuje dát k akumulátorům na zadní nosič, ale to není moc praktické, protože pokud chcete brašnu s akumulátory z kola sundat, je potřeba rozpojit všechny kabely a konektory namísto jednoho napájecího. Kromě toho, pokud máte motor vpředu, tak od něj nevede natolik dlouhý kabel, aby při vedení úhledně podél rámu s rezervou dosáhl až do brašny na zadním nosiči. Alespoň tedy u mého kola. Osobně vřele doporučuji umístit jednotku do malé trojúhelníkové brašničky do rámu. Já tu svojí koupil asi za 70,-Kč v Baumaxu a jednotka se do ní vleze dokonale včetně stažených přebytků kabelů.



Ovladače a čidla

Základním ovládacím prvkem je otočný grip k přidávání rychlosti. Ten je poměrně masivní s rozměrným plastovým límcem, ze kterého vychází kabel. Kromě něj je v kitu i jeho hloupější bráška, který pochopitelně neovládá nic a jde kombinaci tvrdé gumy s plastovou zátkou na konci. Jejich ergonomie mi nepřijde moc dobrá a pokud se opíráte o řídítka delší dobu, bolí z nich dlaně. Co se jejich montáže týče, tak pokud máte standardní rovná řídítka, je montáž zcela bezproblémová. Sundáte původní gripy a nasadíte nové. Pravý jde nasadit zlehka a po natočení do vhodné polohy se zaaretuje imbusovým červíkem. Levý je potřeba narazit s větší silou a žádnou aretaci nemá. Gripy nejsou průchozí, takže pokud máte na řídítkách rohy (můj případ), je potřeba je odmontovat. Je pravděpodobné, že stejně jako já budete muset provést také určitou rošádu v pořadí ovládacích prvků na řídítkách, protože gripy mají natolik velké límce, že kolidují s páčkami přehazovačky. Nejjednodušší řešení je právě přesunutí páček přehazovačky ke gripu a páčku brzdy dát na jeho místo (viz obrázek). Pokud máte jiná řídítka, například berany, budete muset improvizovat.




K páčkám brzd se spínači není celkem co psát. Prostě je vyměníte za vaše stávající a zafixujete ve vhodné poloze imbusovým šroubem.

Snímač šlapání pro PAS režim přijde podle návodu na osu levé šlapky. Skládá se z plastového kolečka s permanentními magnety a kovového kroužku s vlastním čidlem. Jelikož jsem při zběžném ohledání nepřišel na žádný smysluplný způsob, jak ho na své kolo přidělat, dal jsem ho k ledu. Popravdě mě PAS z principu ani nijak neláká, ovládaní gripem mi přijde dokonalé a dává mi stoprocentní kontrolu nad jízdou.



Přední světlo s indikací napětí akumulátoru.

K této komponentě mám už jisté výhrady. Ukazatel nabití akumulátoru sice funguje v rámci možností uspokojivě, ale všechny LED jsou zapuštěné natolik hluboko, že musíte mít světlo namířené někam do nebe, aby na ně bylo ve dne vidět. Také světlo vybavené pěti LED není nejsvítivější, což je opravdu škoda, uvážíme-li, kolik máme k dispozici energie. V obou případech nicméně nejde o nic tragického, s čím by se zručnější kutil nedokázal vypořádat. Pozitivní vlastností je, že i s odpojeným akumulátorem se světlo při jízdě rozsvítí. Nevím, jestli je to záměr nebo vedlejší produkt konstrukce řídící jednotky, ale potěší to.




Samotná indikace stavu akumulátoru je realizována čtyřmi zelenými a jednou červenou LED, která má funkci hladového oka, jehož rozsvícení, či spíše postupné problikávání, signalizuje, že už máme šťávu jenom na pár km. Jde vlastně o jednoduchý voltmetr, který nemá žádnou "datovou" vazbu na řídící jednotku, ale jenom na napájení z baterie. Z toho plyne, že údaje jím poskytované jsou spíše orientační a čím vybitější baterie, tím víc se liší údaj nabití naprázdno a při zátěži. Jinými slovy, s plně nabitým akumulátorem svítí dlouhou dobu všechny zelené LED nebo maximálně poslední při zátěži poblikává, pak svítí dlouhou dobu tři LED v zátěži a všechny naprázdno a jakmile už svítí v zátěži jenom dvě začíná strmý sešup, kdy do prudkého kopce všechny zelené zhasnou nebo problikne i červená a na prázdno svítí pořád tři zelené. Během pár jízd na to ale člověk přivykne a začne celkem přesně odhadovat, co ji ještě může dovolit, aby někde do kopce nemusel "po svých". Podotýkám, že výše uvedené chování se týká olověných akumulátorů. U lithiových bych očekával většinu cesty plné napětí a pak skok dolů a záhy úplné zastavení.

Nosič a brašna.

Jestliže jsem napsal, že k indikátoru napětí mám výhrady, tak potom nosič je potřeba brát vysloveně jako polotovar, který je potřeba přizpůsobit každému kolu zvlášť. A to i v případě, že by čirou náhodou pasoval přesně na vaše kolo. Nosič má totiž jednu zásadní konstrukční vadu. Jeho nejslabší a nejnamáhanější část je poměrně tenká hliníková trubička namáhaná na ohyb (viz zakroužkovaná část na obrázku níže) a garantuji, že při použití olověných akumulátorů se ohne velmi brzy. Já ho urval už asi po týdnu při (opatrném) sjíždění z obrubníku. Naštěstí to bylo pár set metrů od cíle, takže k žádné větší újmě nedošlo. Nyní už mám asi čtvrtou variantu jeho modifikace, která patrně není stále poslední. Detailně se tomu budu věnovat v samostatném článku. Na snímku je první verze uchycení nosiče, která sloužila jen při pár zkušebních jízdách.



Brašna na akumulátory naopak svůj účel plní bezezbytku a součástí je i gumicuk k přichycení na nosič. Moje olovo jí zabírá asi ze dvou třetin a i když její použití se může zdát jako ryzí nouzovka, v reálu je naopak velmi praktická. Její sundání z kola je dílo okamžiku a díky držadlům se s ní i při značné hmotnosti v ní umístěných akumulátorů snadno manipuluje. To se hodí zejména, když je nabíjíte jinde než máte kolo, převážíte kolo v/na autě nebo se chcete jenom projet bez nich. Obdobný komfort nabízí jenom u nás bohužel samostatně nedostupné akupacky ve vlastním kufříku, který po odemknutí vysunete z nosiče a pomocí výklopného držadla odnesete kamkoliv.



Příště akumulátory a nabíječka.