DIY - Zrób własny elektryczny longboard rozpędzający się do ponad 35km/h za 1600zł | DailyWeb.pl - codziennie o sieci

DIY - Zrób własny elektryczny longboard rozpędzający się do ponad 35km/h za 1600zł

Opublikowano 3 tygodnie temu - 12


Cześć. Jestem Łukasz i nigdy w życiu nie skonstruowałem nic bardziej skomplikowanego, a na elektronice w ogóle się nie znam. Porwałem się jednak na zbudowanie swojego własnego elektrycznego longboarda. Żeby było śmieszniej to w domu poza młotkiem i śrubokrętem nie miałem żadnych narzędzi.

Na wstępie muszę Cię poinformować, że wpis będzie dość długi, jeśli nie interesuje Cię część opisująca jak doszło do budowy deski kliknij tutaj i przejdź do akapitu poświęconego skróconej rozpisce kosztów i części. Jeśli natomiast masz chwilę zapraszam do lektury.

Początek

Od dłuższego czasu śledziłem rynek elektrycznych longboardów - lubię jeździć na desce w zimie, niestety brakowało mi zamiennika na lato. Na longboardzie też nigdy nie jeździłem i nie widziało mi się odpychanie co kilka metrów. Chyba jestem zbyt leniwy.

Na rynku jest coraz więcej dostępnych małych elektrycznych środków transportu wszelakiego rodzaju. Deskorolki, longboardy, hulajnogi, jeździki, jednokołowe dziwadła i co ino. Longboard jednak najbardziej mi przypomina snowboard więc ta działka najbardziej mnie interesowała. Śledziłem nowych producentów pojawiających się na rynku i niestety nie wieściło to nic dobrego - albo Chińczyk jako takiej jakości zaczynający się od 1200zł, albo  deska za minimum 3000zł. Markowa deska za tą kwotę to byłby podstawowy model.

Za na przykład takiego bardzo znanego Boosted Board czy Evolve z konkretną mocą i baterią pozwalającą na dłuższą zabawę mówimy już o kwotach rzędu 6000-9000.

Ogólnie deskorolki elektryczne dzielą się teraz na dwie główne kategorie - z napędem opartym o pasek i koła zębate oraz silniki schowane w kołach. Każde rozwiązanie ma swoje plusy i minusy, ale o tym może kiedy indziej, jeśli będzie ktoś zainteresowany tą tematyką, ponieważ ten artykuł wyszedłby zbyt długi :)

Jak już bardzo pobieżnie przedstawiłem to, jak wygląda rynek desek, to teraz czas na przedstawienie sytuacji, w której doszło do podjęcia decyzji o budowie własnej deski. Decyzję poniekąd przyspieszył czas oczekiwania na testy Majestic Board, który raz za razem się wydłużał. Zamiast czekać, aż w końcu dadzą się nam pobawić stwierdziłem, że czas wziąć sprawę w swoje ręce.

Nie było wesoło

Oglądając jeden z materiałów Sz, P. Jakuba Klawitera dowiedziałem się o projekcie deskorolki elektrycznej z dodatkowym ładowaniem poprzez użycie ogniw solarnych na Polak potrafi. Bardzo chciałem mieć swoją deskę jednak ich ceny skutecznie mnie odstraszały. Wspierając projekt Solar Boarda za bodajże 50zł jako nagrodę dostałem instrukcję opisującą jak ta deska została stworzona. Krótki opis procesu i lista części. Dla mnie - totalnego laika był to bardzo pożądany "dokument", który pozwolił mi nawiązać kontakt z Twórcą, podpytać go o kilka rzeczy. Przede wszystkim jednak miałem listę tematów, które musiałem zgłębić, żeby chociaż trochę wiedzieć co robię. Innymi słowy mówiąc była to lista słów kluczowych, które sukcesywnie wpisywałem w Google.

Do dzieła

Gdy już instrukcja do mnie dotarła, zapoznałem się z listą części i zamówiłem pierwsze potrzebne elementy. Tak jak wspominałem, nie miałem wszystkich niezbędnych narzędzi i kwota, którą podałem w tytule nie uwzględnia ich zakupu. Kupiłem do tego projektu lutownicę, cynę, kilka pilników, klucz "T' do desek, kilka metrów rzepów, komplet wierteł do metalu, gwintownik, klej do gwintów.

Elektronika

Na pierwszy rzut poszedł silnik i bateria zamówione z chyba największej strony dostarczającej części do modeli. Tak, modeli, ponieważ silnik jest przeznaczony do samolotów. Bateria natomiast jest używana we wszelkich modelach elektrycznych - dronach, samolotach, samochodach i łodziach.

Link do silnika - Turnigy aerodrive SK3 - 45.21 EUR = 192.73 zł

Link do baterii - Zippy Compact 4000mAh 6S 25C - 44.14 EUR = 188.21zł

Silnik, który posiadam ma 1500W, czyli dwa konie mechaniczne i jest w stanie rozpędzać się do około 5000 obrotów na minutę. Całkiem mocny. Dla porównania Boosted Board dual - deska drugiej generacji z dwoma silnikami generuje tyle samo mocy. Wersja najmocniejsza 2000W. Fajnie, zwłaszcza że dual kosztuje 1399 a dual+ 1599 dolarów. Bateria, którą kupiłem jest dość podstawowa, generująca niezbyt wysokie natężenie prądu (25C) oraz posiada pojemność 4000mAh. Pozwala mi to na przejechanie dwóch kółek ścieżką na około lotniska w Bielsku-Białej (8.4km) większość czasu jadąc powyżej 20km/h. Ścieżka nie jest płaska, mniej więcej połowa jest pod górkę, a połowa z górki o takim samym nachyleniu. Obstawiam, że po prostym przejedzie około 6km jednak mieszkając w górach ciężko znaleźć taki odcinek :)
Dlaczego taka mała bateria? Bo była tania. Jeśli wszystko się uda (spoiler: udało się) chciałem kupić dodatkowe baterie i połączyć je równolegle zwiększając zasięg (pojemność), ponieważ napięcie okazało się wystarczające. Aby podwoić napięcie łączymy baterię w serii, aby podwoić pojemność: równolegle. Piszę podwoić ponieważ łączyć powinno się takie same baterie.

Mając silnik i baterię znalazłem na Aliexpress pilota, który idealnie nadaje się do Deski. Tak przynajmniej myślałem, jednak potem wynikło kilka problemów, o którym będziesz mógł przeczytać niżej. Pilot jak to rzecz z Ali płynął do mnie jakieś 25 dni. W tym czasie kompletowałem inne części.

Link do pilota i odbiornika - 36.86 USD =  141.81 zł. Pamiętajcie, żeby na Ali zawsze kupować z aplikacji mobilnej - są dodatkowe rabaty :)

Trzeba było zakupić ESC - Electric Speed Control. Znowu padło na model używany w samolotach RC. ZTW Beatles 60A - podstawowy regulator bez dużych możliwości programowania go. W Bielsku mamy sklep Bocian mix ( ♥ ta nazwa), który specjalizuje się właśnie w modelach RC. ESC kupiłem za 120zł.

Link do ESC na innym sklepie - ZTW Beatles 60A - ja kupiłem za 120zł

Do kompletu części związanych z elektroniką zostało kilka wtyczek, które kupiłem w elektroniku. Żeby przetestować cały układ musiałem czekać, aż pilot i odbiornik do mnie przypłyną. Ten czas poświeciłem na zakup longboarda i naukę jazdy na nim.

Deska

Używany, niskiej jakości longboard kupiłem za 90zł przez OLXa. Wygląda na jakiś pochodzący z Auchan lub Tesco. Nie ma znaczenia, to tyle do nauki i po kolei będę wymieniał poszczególne elementy. Ważne dla mnie aby był jak najdłuższy, żeby przyjemnie się na nim jeździło. Deska, którą buduję ma mieć przeznaczenie do jazdy rekreacyjnej, a nie do poruszania się na krótkich dystansach. Longboard według mnie do dojazdów do Pracy się nie nadaje. W moim przypadku szczególnie - 60 kilometrów. Bardziej jednak chodzi mi o stan polskich chodników i prawa. Wspominam o chodnikach, ponieważ na deskorolce według litery prawa NIE MOŻNA poruszać się po ścieżce rowerowej ani jezdni. Zostają chodniki i pobocza. Wszyscy wiemy w jakim stanie są te w naszej okolicy więc odpowiedź na pytanie czy się da jest uzależniona od lokalizacji :) Są jeszcze ścieżki dla rolkarzy - jak tam wygląda sprawa poruszania się na deskorolkach? Nie wiem. Tak czy siak na komfortowy dojazd do sklepu, pracy, uczelni bym nie liczył. Jeśli szukasz możliwości swobodnego poruszania się po chodnikach, to chyba musisz się zainteresować moutain boardem bardziej niż longiem.

Upgrade

Po przestudiowaniu kilku video oraz poczytaniu kilku poradników o longboardach wiedziałem co mnie interesuje. Na pierwszy ogień poszły trucki - zawieszenie deski. Interesował mnie konkretny model - Caliber II z kilku powodów. Po pierwsze jest dość wytrzymały, nie za niski (pod deską będzie przyczepiona bateria i silnik). Ma odpowiedni kąt nachylenia do komfortowej jazdy przy większych prędkościach. W zestawie z truckami były już bushingi (te gumy w środku trucka) o odpowiedniej twardości. To wszystko stricte pod komfort jazdy jest jednak jeszcze jeden bardzo ważny aspekt, który zadecydował za wyborem właśnie tego modelu. Jego przekrój. Należy pamiętać, że to właśnie do trucka będzie przymocowany nasz uchwyt na silnik. Caliber II mają przekrój o dwóch kątach prostych - pozwoli to na "blokowanie" się mocowania silnika i nie obracanie  jak w przypadku trucków o okrągłym przekroju. Szerokość trucka, który mnie interesował - jak najwięcej się da, żeby mieć bardziej "miękkie" wrażenia z jazdy, ale też żeby móc w przyszłości zamontować dwa silniki.

Link do trucków - Caliber II - 229zł (20zl rabatu za zapisanie się do newslettera)

Zamontowałem trucki do blatu i wyruszyłem testować na parking Lidla. Najbardziej płaska spora powierzchnia w mojej okolicy, która po 21:00 jest pozbawiona przeszkód w formie samochodów. O wiele lepiej się jeździło. Niestety zauważyłem problem. Wheel bite:

Chodzi o to, że przy mocniejszym skręcie blat styka się z kołem powodując właściwie natychmiastowe zatrzymanie koła. Na powyższym filmiku widać czym to skutkuje. Jest kilka sposobów na poradzenie sobie z tym problemem. Można skręcić trucki mocniej, zamontować twardsze bushingi, zmienić kształt blatu na taki, który ma wycięcia przy kołach. Ja skręciłem trucki co było tylko chwilowym rozwiązaniem problemu.

Po truckach przyszła kolej na wymianę łożysk, aby koła miały mniejszy opór toczenia. Tutaj dużej filozofii nie ma. Istnieje skala ABEC. Im wyżej tym... No właśnie. Większość osób myśli, że większa liczba oznacza lepsze kręcenie się. Niestety, ale tak nie jest. ABEC to skala mówiąca o dokładności wykonania łożyska. Nie o tym, jak bardzo się będzie kręcić. Skala kończy się na "9" jednak w sieci można trafić na twór taki jak "ABEC 11" - jest to już firma, która produkuje osprzęt do deskorolek.

Link do łożysk - ja kupiłem za 49zł

Pilot dalej płynął, a ja zająłem się kołami. Tutaj podobnie jak przy okazji trucków najważniejszy dla mnie był komfort jazdy przy wyższych prędkościach. Tutaj też jest kilka parametrów, na które trzeba patrzeć. Ja skupiłem się na twardości oraz rozmiarze. Twardość 80A i 80mm średnicy. Koła jednak to także element, który musimy modyfikować, żeby zamontować do nich duże koło zębate. I tutaj opcje są dwie. Kupujemy koła nieco droższe, które mają wentylowany rdzeń i przez ten rdzeń będą nam przechodzić śruby - nie musimy modyfikować koła. Lub opcja tańsza - kupujemy wypełnione w całości koła i wywiercamy otwory, przez które będą przechodzić śruby łączące koło deski z kołem zębatym. Na internecie są projekty do druku 3D kół zębatych przystosowanych do konkretnego modelu koła.

Ja kupiłem droższą opcję Orangatang Kegel, ponieważ jest dla nich dostępny projekt widoczny poniżej:

Link do kół - Orangatang Kegel 80mm 80A - 245zł

Po zamontowaniu kół wheel bite powrócił. Musiałbym podnosić blat do góry, albo go wymienić. Padło na wymianę ponieważ podnoszenie wpływa na stabilność podczas jazdy. Udało się za darmo do testów dostać blat w takim kształcie jaki chciałem - z wolną przestrzenią nad kołami. Póki co go używam, ale docelowo chcę wymienić na taki:

Produkowany przez fundację z mojego regionu, która uczy dzieci jeździć na deskach i nie tylko :)

To tyle z elementów samego longboarda. Jakoś w międzyczasie znalazłem kanał na YT Big Kids. Filmiki wyjaśniły mi kilka istotnych elementów związanych z budową elektrycznego longboarda. Powstały też nowe pytania, które zadałem twórcy kanału na jego instagramie - był bardzo pomocny i na wszystkie odpowiedział.

Składamy elementy do kupy

Teraz zaczyna się ciekawie :) Na szczęście okazało się, że mam znajomego, który posiada drukarkę 3D. Pro tip, jeśli też będziecie drukować - drukujcie z filamentu PET, nie ABS i nie PLA. PET jest najbardziej wytrzymały. Chodzi o ten sam PET, z którego produkuje się butelki plastikowe :) W sumie wszystko co drukował mi kolega kosztowało mnie 79.99zł - koszt szpuli filamentu PET.

Koło zębate wydrukowane, przykręcone do koła z deski pasuje idealnie. Inna droga to kupienie koła zębatego odpowiedniej wielkości, wywiercenie otworów w kole deskorolki i takich samych w kole zębatym, skręcenie tego razem. Trzeba uważać na to, aby otwory były jak najbardziej identyczne. Koła zębate wszelkiej maści możecie kupić tutaj: centrum-cnc. Ja kupiłem koła i pas za około 100zł. Koło, które będzie zamocowane na silniku warto, żeby miało oznaczenie 2F. Chodzi o to, że ma ścianki po bokach i pasek zębaty nam nie spadnie. Problem w tych kołach jest taki, że posiadają bardzo mały otwór w środku, lub nie posiadają go w cale więc trzeba rozwiercić, lub wytoczyć. Ja akurat rozwiercałem w warsztacie należącym do kogoś z rodziny. Użyta była wiertarka stołowa do przewiercenia na wylot i zrobienia otworu kontrującego (taka śruba wkręcana z boku, żeby koło się nie ślizgało i nie spadało z wału). Takie coś :

Mocowanie silnika

Przyszedł czas na mocowanie silnika - coś z czym najwięcej się namęczyłem. Ogromna ilość projektów dostępnych w sieci. Elementów też jest sporo, które można kupić. Jednak porwałem się na to, żeby zrobić je sam. Niestety nie mam ani narzędzi, ani nie posiadam wiedzy o tym, jak obrabiać metal. Stwierdziłem, że spróbuję zrobić prototyp ze sklejki:

Jeśli prototyp będzie "działał" poszukam kogoś, kto mi go zrobi w metalu. Szybki szkic na papierze, wycięcie elementu w sklejce, wywiercenie kilku otworów, trochę piłowania i jest:

Po zamocowaniu koła zębatego zaczyna to jakoś wyglądać. Mocowanie siedzi nawet dość ciasno na trucku.

Przyszedł pilot i odbiornik. Czas sprawdzić czy to wszystko działa. Podpinanie kabli jest banalnie proste :) Czerwony do czerwonego, czarny do czarnego.

Jak działa to zmontowałem wszystko do kupy. W tym miejscu przydają się rzepy - można przymocować całą elektronikę pod blat na tyle trwale, że nie odpadnie podczas jazdy, a jednocześnie nie jest to na stałe, pozwala na proste i szybkie modyfikacje.

Niestety okazało się, że pilot, a właściwie odbiornik jest jakiś dziwny. W neutralnej pozycji - spoczynkowej - przepustnicy wysyła do regulatora sygnał i koła kręcą się z 50% mocy. Źle. Trzeba trzymać cały czas manetkę na najniższej pozycji. Dość groźne - jeśli podczas wywrotki puścimy pilot deska będzie dalej jechać i przyspieszać. Pojechałem z pilotem do sklepu Modele Centrum w Katowicach gdzie Panowie wprowadzili mi pewną modyfikację do pilota - zamontowali sprężynę w innej pozycji, tak, aby gdy puszczę pilot, przepustnica wracała sama na pozycję hamulca.

Ogrom radości. Cieszyłem się jak dziecko. Nie mogłem się doczekać następnego dnia, żeby przejechać na niej pierwsze metry!

Brawo Ja. Deska jeździ do tyłu. Na szczęście silniki elektryczne posiadają trzy kable. Jeśli zamienimy dowolne dwa zaczyna jeździć w drugą stronę :)

No i cały misterny plan...

Niestety, to nie był jedyny problem. Pamiętacie jak pisałem, że wierciłem dziurę w kole zębatym? Nałożone na wał siedziało ciasno gdy próbowałem ruszać je ręką. Niestety pod obciążeniem się ślizgało, na domiar wszystkiego ta kontrująca śrubka wypadła. Nie jeździ.

Klej do gwintów! Wtedy śruba nie wypadnie, dodatkowo przedłużyłem płaską strefę na wale silnika, aby śruba lepiej trzymała. Założyłem wszystko jeszcze raz, ale używając kilku kropli kleju do gwintów. Pokazałbym wam jak, jednak trzyma tak mocno, że póki co koło zębate uważam za integralną część silnika :)

Kolejny dzień, kolejne podejście. Staję na deskę i zaczynam jechać!

Było dobrze do pierwszego hamowania. Siły, jakie działają na mocowanie, działają mniej więcej góra dół. Przy hamowaniu obracały mocowanie na trucku i powstawał luz na pasku zębatym, który zaczynał przeskakiwać po zębach. Znów nie jeździ.

Następny dzień sporo googlałem, znalazłem mocowanie silnika do druku 3D dla elektrycznych longboardów. Mocowanie dokładnie na moje trucki i dokładnie na nie mój silnik. Całość składała się z dwóch elementów. Obejmy i mocowania do niej przykręcanego.

A tak wyglądało moje po druku. Oryginał używał PLA, który wygląda ładniej, ale niestety nie jest tak wytrzymały jak PET.

A tak wygląda frankenstein druk 3D + sklejka:

It's alive!

I wiecie co? Zaczęło to jeździć! Przejechałem około kilometra na pierwszej jeździe testowej.

Ten kilometr pozwolił wykryć kolejnego buga. To wszystko tak wibruje, że do każdej śruby założyłem podkładki sprężynujące, ponieważ pogubiłem nakrętki i ze dwie śruby. Ale jeździ! To nie bug krytyczny :) Właściwie teraz można by sobie dać spokój - jeździ. Jednak efekt mnie nie satysfakcjonował. Stwierdziłem, że skoro mam już 2 elementy z 3D i nic się z nimi nie dzieje, to przydałoby się to mocowanie zmodyfikować. Przecież projektowanie nie może być bardzo trudne :) Ale ja się na tym zbytnio nie znam, więc wziąłem wydrukowane, niepasujące mocowanie, następnie wziąłem pilnik i sobie je dostosowałem do moich śrub.

Troszkę pogooglałem, wyszło że można projektować do druku 3D w Blenderze - darmowym oprogramowaniu i ogromnej ilości tutoriali online.

Po modyfikacjach pilnikiem pomierzyłem odległości, siadłem do Blendera i po kilku godzinach udało mi się dostosować mocowanie do swoich potrzeb. Wysłałem projekt koledze, a rano odebrałem wydruk. Możecie się zastanawiać skąd ta pusta przestrzeń w środku. Pamiętacie jak wspominałem, że koło zębate siedzi już na stałe na silniku? Musiałem jakoś silnik wsunąć.

Niestety. W jakiś sposób pomyliłem się w rozstawie śrub i nie pasowały o 2mm. W ruch poszedł znów pilnik, zamocowałem wszystko do kupy i poszedłem na jazdę testową.

Niestety, mocowanie wyszło dosłownie 2mm nad ziemią - niezbyt dobrze, przy jakiś nierównościach groziło to jego uszkodzeniem. Dla mnie jednak był zbyt duży fun z jazdy, aby się tym przejmować. Na następny dzień wybrałem się na ścieżkę w okół lotniska w Bielsku-Białej. W sumie takich okrążeń na 1 baterii jestem w stanie zrobić dwa i trochę.

Patrząc na zapis trasy z Endomondo jest w miarę płasko.

Niestety po przejechaniu około 20 kilometrów mocowanie pękło od uderzenia w nierówność. Wprowadziłem modyfikacje aby rozstaw był już prawidłowy, wydrukowałem kolejne i zamontowałem w tył - za tylną oś. Dzięki temu będzie ono zawsze chronione przez koło i oś, które przyjmą na siebie ewentualne uderzenie. Podczas tych 20 kilometrów udało mi się osiągnąć prędkość 35km/h, a miałem jeszcze luz na przepustnicy. Myślę że 40 na prostym się uda.

Pogoda za oknem nie rozpieszczała, więc przelutowałem konektory i zamówiłem wyświetlacz podłączany do baterii pokazujący napięcie na celach. W sumie za pierdoły elektroniczne wydałem około 50zł.

TL;DR

Musisz kupić:

W sumie: 1606zł ale pamiętaj, że trucki oraz koła to już górna półka. Pilot też da się znaleźć znacznie taniej, ale nie będzie taki mały.

Skrócona instrukcja:

Kupujesz potrzebne części. Drukujesz potrzebne części. Podłączasz elektronikę i sprawdzasz czy działa. Przykręcasz mocowanie silnika do trucka. Przykręcasz luźno silnik do mocowania. Przykręcasz duże koło zębate do koła z longboarda. Wszędzie podkładki sprężynujące. Mocujesz małe koło zębate na wale silnika, nie zapomnij o kleju do gwintów. Zakładasz pasek zębaty. Naciągasz pasek. Dokręcasz silnik. Przymocowujesz regulator, odbiornik i baterię do blatu za pomocą taśm. Wsiadasz. Jedziesz.

Podsumowanie.

Przede wszystkim: Nie poddawaj się, kombinuj, nawet nie zdajesz sobie sprawy ile osób ja pytałem o rady w różnych kwestiach. Proś o pomoc - inaczej moja deska by nie istniała.

Muszę też przyznać, że nauczyłem się wielu nowych rzeczy. Modelowanie 3D, podstawy elektroniki, coś tam o wytrzymałości materiałów, ale przede wszystkim kombinatoryka :)

Jak to ze swoimi projektami bywa - nie skończy się dobrze jednej rzeczy, a już się ma w głowie pełno pomysłów na usprawnienia. Ja stwierdziłem, że do końca sezonu pojeżdżę na tym co mam, a przez zimę będę pracował nad usprawnieniami aby następny sezon był bardzo owocny w przejechane kilometry.

Na chwilę obecną chcę:

  • Wyfrezować mocowanie silnika w aluminium
  • Dołożyć dodatkowe baterie
  • Dołożyć obudowę
  • Zmienić ESC na taki pozwalający na hamowanie regeneracyjne
  • Zmienić silnik na 3000W lub dołożyć drugi 1500W
  • Wymienić deck na finalny.

Też coś takiego zbudowałeś? Pochwal się w komentarzach :) Jeśli chcesz zbudować sobie taki budżetowy elektryczny longboard, a może rower i masz pytania - wal śmiało, postaram się coś doradzić. Może interesują Cię dalsze losy projektu - daj znać to będę wrzucał aktualizację :)

Chciałbym z tego miejsca podziękować wszystkim za nieocenioną pomoc oraz za cierpliwość w odpowiadaniu na moje niekończące się serie pytań!

A teraz idę jeździć.