Merhaba.
Bu yazımda sizlere elektrikli bisikletler ve motosikletlerde kullanılan, aracın yürür sisteminin kontrolcüsü, bataryadan aldığı enerjiyi, kullanıcının hız talebine göre motora aktaran parçası olan motor sürücü (driver, controller, ecu vs) parçasını anlatmaya çalışacağım.
Bir elektrikli aracın çalışması için temel olarak, enerji kaynağı olan bataryaya, hareketi sağlayan bir motora, fren bilgisini algılayan fren sensörü/müşürüne, hızlanma bilgisi için gaz koluna, sistemin açıldığını anlaması için bir kontağa ve bunların hepsini kontrol edeceği bir sürücüye ihtiyacı vardır. Bu temel parçaların dışındakiler olmasa da bu araç güvenle hareket edecektir.
Sürücüler, elektronik bir devredir. İçerisinde yazılımın yüklü olduğu bir mikrodenetleyici, bu denetleyiciye giren sinyal girişleri (gaz kolu, fren kesicisi, gaz kolu, akım/gerilim ölçüm bilgileri) ile çıkışında kontrol edeceği motoru süren mosfet sürücü bölümü vardır. En çok arızada zaten bu mosfet grubunda yaşanmaktadır. Mosfet, odalarımızın lambalarını açmaya yarayan anahtarlar gibi görev yapan yarıiletken devre elemanlarıdır. Açma kapama hızına göre motora verdiği gerilim/akım kontrol edilir ve motor bu akım/gerilim ile hızlanır veya yavaşlar. Bir nevi musluk/vana gibi görev yapar yani.
Bir sürücü her araca uygun olmaz. Aracın çalışma gerilimi ve akımı sürücünün temel kriteridir. Sürücü alırken hangi araca alıyorsanız veya nasıl bir araç tasarlıyorsanız ona göre akım ve gerilim değeri olan sürücüler tercih etmelisiniz. Sürücülerin birçok özelliği vardı ve temel olanlar sürücü üzerindeki etikette belirtilir.
Nominal Voltage: Aracın çalışma voltajıdır. Jel aküler için nominal voltaj 12 Voltdur. 12 x akü sayısı aracın ve sürücünün nominal voltajını verir. 4 akü olsun, 4×12=48V’luk bir sürücüden bahsederiz.
Undervoltage – Low Voltage Protection (Alt voltaj değeri); sürücünün, motorun enerjisini bataryanın kaç volta geldiğinde kapatacağının bir ölçüsüdür. Bu değer, aküleri korumak için önemlidir ve genelde batarya ömrünü uzatmak için, kullanılan batarya türünün alt değerine göre hesaplanır. Mesela 4 adet jel akü kullanan bir aracı ele alalım. Bir jel akünün verimli çalışması için 10.5 Voltun altına düşmemesi gerekir. Bu değerin altına düşen akünü yeniden şarj olma ihtimali çok düşüktür, risktir. Bu nedenle akülerin bu değerin altına düşmemesi gerekir. Bu araçta 4 akümüz vardı. 4 adet X 10,5V = 42V yapar. Bu da sürücünün Undervoltage değerini verir. Hata payı için de +/- 1 V ile tolerans ile bu değeri desteklerler. Batarya bu değere geldiğinde sürücü, motorun enerjisini keser. Lakin aracın diğer sistemleri, korna, gösterge, sinyaller vs var ise onlar çalışır.
Max Current veya Protect Current: Sürücü, sistemi korumak için belirli bir akım değerine gelince motorun yine enerjisine keser. Çünkü bu hesaplanan bir değerdir ve bu değerin üzerinde akım çekilmesi sistemde bir problem olduğunun bir işaretidir. Ya fazla dik bir yokuş çıkılıyordur ya haddinden fazla yük yüklenmiştir ya motor rulmanı sıkışmıştır veya motorun dönmesini engelleyen bir durum söz konusudur. Bunu da aracınızın özelliğine göre belirlersiniz. Bisikletler için genelde 15-20A, 14Ah lik akü kullanan araçlarda 22A, 24Ah lik akü kullanan araçlarda 32 A gibi max değerler görülmektedir.
Throttle (Gaz Kolu): Elektrikli araçlarda gaz kolu genellikle hall sensörlü bir elcik oluşturur. Bu sistem 5V ile çalışır ve üretilen sinyal de en fazla 5V olabilir. Alttan ve üstten bir kısım değerler parazitler için ayrılır ve aradaki değer sürücü tarafından kullanılır. Mesela; Throttle 1,1-4,3V yazan bir etikette, 1,1 V u görmeden araç harekete geçmez ve 4,3V den yukarı değerde de yasal hız sınırını geçmez. Gaz kolu ayrı bir başlık olarak ayrıntılı incelenecektir.
Hall /Phase Angle: Motorun içerisinde 3 adet Hall sensörü vardır ve bunlar motorun ilk kalkış anında konumunu belirlemeye yarar. Bozulmaları halinde motor kalkış yapamaz. Bu üç sensör bazı motorlarda 60 bazı motorlarda ise 120 derece ile yerleştirilir ve tasarlanır. Sürücünün yazılımı da buna göre yazılır. Bu nedenle rastgele bir sensör seti alınıp takılamaz.
Brake Level (Fren Seviyesi): Bir elektrikli araçta sadece mekanik fren yeterli olmaz. Çünkü, mekanik olarak fren yapsanız bile motor dönmeye devam ederse ya freniniz tutmaz, ya frenleriniz çok erken biter ya da farklı kaza senaryoları gerçekleşir. Bu nedenle mekanik frenle birlikte motorunda enerjisinin kesilmesi gerekir. Bunu da fren kolunun üzerinde bulunan sensörlerden gelen sinyale göre sürücü anında motorun enerjisini keserek veya frenleme ile enerji üretip bataryaya depolayarak aracın yavaşlamasını sağlar. Sensörlerden gelen bu sinyal bazı sürücülerde pozitif voltage bazılarında ise düşük voltaj (GND ye çekilerek) ile yapılır. Bu da HIGH veya LOW olarak sürücü etiketinde belirtilir.
Max Power: Nadirende olsa bu maksimum güç değeri de sürücü etiketinde bulunur.
Bir sürücü çok komplike de olabilir. İçinde haberleşme protokolleri, kablosuz haberleşme modüleri vs de olabilir ama temel olarak aşağıdaki bileşenlerden oluşur:
Batarya Girişleri (2 kablo): Sürücünün en kalın kablollarıdır. Bataryanın çıkışı genellikle bir sigorta üzerinden sürücüye bağlanır. Kalın kırmızı ve siyah kablo ile sürücü bataryaya soket veya bir klemens ile bağlanır.
Kontak Girişi (1 kablo): Orta kalınlıktaki bir kablo ile aracın kontağı çevrildiğinde, batarya voltajı kadar bir voltaj sürücüye uygulanır ve sürücü artık uyanır, çalışmaya hazır hale gelir. Genelde motosikletlerde sarı veya kırmızı renkli olur.
Motor Sensör Kabloları (5 kablo): Sinyal kablosu olduğu için en ince kablo grubudur. 6 lı soketlidir. 5 i doludur. İki tanesi +5V ve GND olmak üzere sensörlerin besleme kablosudur. Diğer Sarı-Yeşil-Mavi renkli kablolar ise (motor güç kabloları ile aynı renk) motorun konumunu bildiren sinyal uçlarıdır. Bir kablonun kesilmesi aracın tekleyerek gitmesine veya ilk hareketini yapamamasına neden olur. Buradan gelen sinyale göre sürücü motorun üç faz kablosundan hangisine +Volt hangisine GND vereceğini tespit eder. Bu şekilde manyetik alanın yönünü ayarlar.
Motor Faz/Güç Kabloları (3 adet): Sarı, mavi ve yeşil renk olan bu kablolar batarya kablosundan sonra en kalın olan kablolardır. Çünkü araçta en çok akımı motor çekmektedir. Akım arttıkça kablo kesiti de artmaktadır. Motordan da bu renkte kablolar gelir ve sürücü ile soketli bir yapı veya cıvatalı bir klemens ile bağlanır. Renkler genelde birbirini karşılar. Ama uygun olmayan sürücü motor ikilisinde bazen rengi rengine bağlasanız bile motor doğru çalışmayabilir. Tekleme yapabilir, frenleme yapabilir, ters dönebilir, düşük akım çekmesi gerekirken çok fazla akım çekebilir. Bu durumda renkler farklı bir dizilim ile bağlanır. Buna piyasada ÇAPRAZLAMA denir. Önce faz kabloları çaprazlanır, doğru hareket bulunmaz ise sensör renkleri de çaprazlanır. Bu da çok zahmetli bir iştir.
Kesici Kablosu (Genellikle 1 nadiren 2 kablo): Sürücü, kontak çevrilip uyandırıldıktan sonra etrafı taramaya devam eder, motor konum bilgilerini alır, frene basılı mı değil mi onu kontrol eder akabinde. Fren kesicisi, fren kolunda olabilir, yan ayakta olabilir, orta sehpada olabilir, kendi ilk açıldığında park modunda olabilir. Her şeyin tam olduğundan emin ise sürücü harekete hazır hale gelmiştir. Fren kesici hattı genellikle Sarı üzerine yeşil çizgili bir sinyal kablosudur yani ince bir kablodur. Bazı sürücülerde iki kablo çıkışı vardır ve bu iki kablonun kısa devre edilmesi gerekebilir. Bu şekilde çalışabilir.
Gaz Kolu (3 kablo): Sürücü, kontak, motor ve fren sensörlerin kontrol ettikten sonra artık harekete hazırdır. Hareket etme bilgisi ve hız bilgisi genellikle gaz kolundan gelir. Gaz kolu kablosu ince bir kablodur ve genellikle siyah/siyah beyaz çizgili, kırmızı/kırmızı beyaz çizgili ve yeşil/yeşil çizgili olmaktadır. Siyah GND ve kırmızı +5V kaynağıdır. Yeşil ise sinyal ucudur. Tesisata takılınca da özellikle kırmızı ve siyahın karşılığının da bu renkler olduğuna dikkat etmek gerekir. Farklı sürücülerde bu kabloların sıralaması farklıdır çünkü. Bu parçalarla bir elektrikli aracı temel seviye olarak harekete geçirebiliriz. Ekstra özelliklerden bazıları da aşağıda verilmiştir.
Pedal sensörü (3 kablo): Bazı modellerde elden kontrol yerine pedalda bulunan bir sensör ile aracın hızı kontrol edilir. Bisikletlerde bu zorunludur. Bazı 250 W altı motorlarda da zorunludur. Ülkelerin yönetmeliğine göre değişiklik gösterebilir. Gaz kolu ile aynı sensör ile çalışır ama dijital olanıdır. Pedalın dönüş tur sayısını sayar ve o bilgiye göre aracın hızı belirlenir. Hall sensörünün olduğu yerde kesinlikle mıknatıs vardır ve sinyal kaynağı mıknatıstır. Gaz kolu ve pedal sürücü ayrıca anlatılacaktır. Kırmızı ve siyah standart, sinyal ucu gaz kolu ile karışmaması için beyaz veya mavi olabilir. Soketi de gaz kolu ile karışmasın diye farklı olabilir. Gaz kolu erkek soket ise pedal sensörü dişi soketlidir.
Hız Bilgisi (1 kablo): İnce bir sinyal kablosudur ve genellikle mor renkli olur. Ekrana hız ve kilometre bilgisini yazdırabilmesi için bir sinyal gönderir.
Gösterge (4-5 Kablo): Özellikle bisikletlerde aracın kontrolü gösterge üzerindne yapılır. Bisiklet ile sürücü kendi arasında haberleşir. Haberleşme için en azından gelen sinyal için bir kablo, giden sinyal için bir kablo ve besleme kabloları olabilir.
Far Kablosu (2 kablo): Çok nadirde olsa ki genellikle bisikletlerde olur ön farı açmak için bir enerji kablosu çıkışı olur.
Geri Vites Kablosu (1 veya 2 Kablo): Geri vitesi olan araçlarda ise bunu sürücünün algılaması için bir anahtar bulunur. Sürücüye bu anahtar ile bir sinyal uygulanır ve bu anahtar aktif oldukça araç geri yönde, ileri yönden daha düşük hızda ilerler. Sarı üzerine beyaz genelde geri vites
kablolarında kullanılan bir renktir.
Vites Kablosu (3 Kablo): Bazı modellerde aracın vitesi bulunmaktadır. H (High) – M
(Middle)-L (Low) veya 1-2-3 şeklindedir. Sürücünün yazılımında bu değerlere bir üst hız limiti tanımlanmıştır ve araçlar maksimum bu hızlara çıkabilir. Örneğin maksimum hızı 45 km7h olan
bir araç 1. Viteste 25 km/h, 2. Viteste 33 km/h ve 3. Viteste 45 km/h ye çıkabilir. Bu soket boş olduğunda ise araç 2. Viteste gibi davranır. Temel mantık , üç kablodan biri ortak kablodur ve diğer ikisinden birine değdiğinde 1. Vites, diğerine değdiğinde 3. Vites olarak sürücü yazılımı yazılır.
Yumuşak / Sert Kalkış (Soft//Hard Drive – 2 kablo): Bu iki kablo bir birine bağlıdır ve birbirine geçecek şekilde erkek/dişi soketlidir. Takılı olduğunda araç seri kalkış yapar. Bundan rahatsız olan kullanıcılar bunu açarak aracın daha yavaş daha yumuşak kalkmasını sağlar. Güçlü araçlarda bulunur genellikle. Koyu yeşil ve üzeri siyah çizgili yeşil kablolar olabilir.
Motor Yönü Değiştirme Soketi (Reverse- 2 Kablo): Soft / Hard drive gibi ikili , birbirine geçebilen bir kablodur. Bazen sürücü takıldığında motorların ters yönde döndüğü görülür. Motoru fiziki olarak ters çevirmek yerine yazılım ile hareket yönü değişebilir. Tehlikeli bir yanı ise yerde denenmemelidir, araç bu işlemi yaparken harekete geçebilir. Hareket eden tekerler askıya, krikoya alınmalıdır. Genellikle sadece sarı renkli olabiliyor.
İkaz Ledi (2 kablo): Bazı sürücü üreticileri, sitemdeki hatanın belli olması için sürücü dışına bir led koyabilir. Bu ledin yanma şekli bir koddur ve sürücü notlarında yanma şeklinin hangi arızayı belirttiği bildirilir.
Alarm Kablosu (5+2 Kablo): Yine bazı sürücülerde aracın uzaktan ve anahtarsız açılması için veya düşme devrilme gibi durumlarda aracın sinyal sistemi korna sistemi ve motoru frenleme gibi işlemleri yapması alarm düzenekli üretirler. Bu sistemin soketleri iki tanedir ve aynı renklidir. Diğerlerinden farklıdır. Bir tanesi sistemin enerji girişidir. Diğerleri ise sinyal, korna, kontak kontrolünü yapar.
Hız Düşürücü Kablo (2 Kablo): Piyasada çocuk kilidi diye bilinir. Beyaz renkli kablodur ve bu iki kablo birbirine takıldığında aracın hızı yarıya düşer, ayrıldığında ise araç yasal hızının maksimum değerine ulaşır.
Güç Düşürücü Kablo (2 Kablo): Piyasa da yine çocuk kilidi olarak bilinen bir soket türüdür. İkili kablodur. Kablolar birbirine takıldığında aracın gücü yarıya düşer. Ayrıldığında ise aracın gücü yasal güç sınırının maksimum seviyesine gelir. Genellikle Sarı üzerine yeşil çizgili kablodur. Fren kesici hattı rengi ile aynı renktedir yani.
Voltaj Seçici Kablo (2 adet): Bazı sürücü üreticileri, sürücülerini daha çok satabilmek ve maliyeti düşürebilmek için genel amaçlı üretebilir. Bıraktıkları birbirine geçebilen ikili soketli kablo ile sürücüleri iki modda da çalışabilir. Bu kablo soketleri takılı iken sürücü 48V da çalışırken takılı olmadığında örneğin 36V da çalışacak şekilde kendini kalibre eder. Burada ne farkeder derseniz yazılımdaki undervoltage değeri (yukarıda anlatmıştım) değiştirilir. 48V da 4 akü, 36V da 3 akü olacağı için undervoltage değeri de de değişmelidir. Yoksa ne olur? Kablo 48V da takılı olur ama araçta 3 akü var ise, 48V un alt voltaj değeri 42V olduğu için, sürücü motorun enerjisini hep kesecektir. Çünkü 36V luk sistem çoğunlukla 42V un altında olacağı için araç hareket etmeyecektir veya 1-2 km gidecek sonra yürümeyecektir. Bu şekilde olan sürücülerin etiketinde 36/48 , 48/60 şeklinde belirtilir. Bu özellik yoksa sadece 36V, 48V, 60 V veya 72V yazacaktır.
Sürücüler, içlerinde kondansatör bulundurduğu için bataryadan ayrıldığı anda güç kabloları birbirine değer ise bir ark ve ses çıkacaktır. Bu kondansatörlerin boşlamasıdır. Bir şok cihazı gibi düşünebilirsiniz.
Dış gövdesi alüminyumdur. İçeride ısınan devre elemanlarının ısısını dışarı atmak, elemanları soğutmak için seçilmiştir. Mosfetler genellikle bu yüzeye vidalıdır. Vidaların çevresi iletkenliği engellemek ve kısa devreden korunmak için plastik izolatörlerle çevrilidir.
Bazı akıllı sürücülerde, bir telefon uygulaması ile sürücü ayarları, çektiği akım, gaz kolu hassasiyeti, maksimum hızları gibi birçok parametre ayarlanabilir.
Bir araç açılıyor ama hiç hareket etmiyorsa, kontak hattından sürücüyü uyandıracak enerji gelmiyor olabilir (ignotion/start) veya fren sensörü devrede kalmış olabilir. Bu iki ihtimalden sonra gaz kolu soketi ile motor hall sensörü soketleri kontrol edilebilir.
Faydalı olması dileği ile… V1: 23/01/2023