Componenti di Qualità per Powertrain Complete
Sensori, Schermi e Ricetrasmettitori
Proprietà Intellettuale: Diverse
Stato : in Produzione
Disponibilità sul mercato: immediata
Opportunità di intraprendere: Minimal Powertrain 
Dati, Disegni ed Immagini: su richiesta
Sensori, Schermi e Ricetrasmettitori
Proprietà Intellettuale: diverse
Stato : in Produzione
Disponibilità sul mercato: immediata
Opportunità di intraprendere: Minimal Powertrain
Dati, Disegni ed Immagini: su richiesta
Sensori, Schermi e Ricetrasmettitori

Sensori, Schermi e Ricetrasmettitori

Come e Cosa

Elettronica e Telecomunicazioni, rappresentano gli ambiti in cui ci si è molto impegnati negli ultimi anni per rendere innovativi i veicoli, equipaggiandoli con accessori capaci di accendere nell’acquirente l’entusiasmo di possedere soluzioni tecnologicamente avanzate, accattivanti ed alla moda.

Non che chi decide e l’ingegneria conseguente abbia trascurato aspetti fondamentali, come l’aumento dei rendimenti nei componenti sostanziali delle powertrain quali le unità di potenza e le driveline, ma tutto è stato rivisto privilegiando senza dubbio il massimo del godimento possibile alla luce delle nuove possibilità offerte dalle citate tecnologie, più che per risparmiare energia e ridurre i consumi.

Se si pensa che concretamente dovrebbe essere la riduzione delle masse a parità di sicurezza a configurare l’obbiettivo più importante, insieme alla promozione della minore potenza ed alla ricerca generalizzata dei migliori rendimenti, è evidente come si sia fatto poco in tal senso, e forse solo perché in realtà questi obbiettivi sono più sbandierati che voluti.

Vien da dire che si viaggia sempre più potenti, più comodi, in ambienti sempre più confortevoli e che tutto questo è forse stato ottenuto anche senza pagare grandi dazi a livello energia ed inquinamento, ma che l’identico sforzo promosso poteva essere diversamente finalizzato a ridurli piuttosto che a non aumentarli.

MinimalPowertain ha fatto delle piccole potenze, delle piccole masse, dei grandi rendimenti e del minimo impatto aziendale gli obbiettivi della propria attività, una filosofia di lavoro che si impegna a promuovere in ogni dove, ma nel rispetto dei propri clienti, non può permettersi di snobbare il bisogno razionale di avere un veicolo completo e sicuro nel rispetto dei tempi.

E’ questa la ragione per cui si è deciso di promuovere pacchetti integrativi capaci di soddisfare ogni esigenza partendo da proposte base atte a fornire le funzionalità fondamentali al massimo livello, per arrivare al top che la tecnologia moderna rende possibile.

Sensori

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I sensori o trasduttori o attuatori sono dispositivi capaci di rilevare qualche grandezza fisica, convertirla e trasmetterla ovunque ci sia un dispositivo che necessita di questo input per gestire o informare nel contesto di una logica di sistema.

La tecnologia della pedalata assistita (PAS) rappresenta una soluzione ibrida umano-elettrica, molto più complicata di quel che si crede, perché caratterizzata da parametri delle sorgenti del tutto diversi e di piccola grandezza.

La si realizza nel rispetto dei requisiti legali utilizzando logiche più o meno sofisticate. 

La più semplice, utilizza tipicamente il trasduttore di tipo hall (effetto magnetico) illustrato nell’immagine di sinistra, capace di rilevare presenza e velocità angolare della pedalata. In questa minimale ma efficace soluzione, è composto da due elementi posizionati frontalmente, di cui il primo reso solidale al movimento centrale ha forma di un disco dotato di più magneti posizionati circonferenzialmente sull’anello periferico esterno e l’altro, fisso al telaio, è costituito da una piccola ricevente tipo transistor. Fornisce un segnale di tensione elettrica pari circa 4,4V. In particolare, ogni volta che il magnete in rotazione si avvicina alla ricevente entrando nel suo volume di ricezione, questo transistor si chiude, inviando un impulso di durata variabile perchè funzione del tempo di transito/permanenza del magnete in detto volume. Più alta dunque è la frequenza della pedalata e più brevi ma frequenti saranno questi impulsi, che l’azionamento della macchina elettrica è in grado di leggere e trasformare in tensione elettrica proporzionale, utilizzata per regolarla in velocità tramite la tecnologia PWM. Il numero dei magneti è progressivamente aumentato negli anni per giungere agli attuali 10 massimo 12 con l’obbiettivo di ridurre l’angolo necessario a fornire l’input di partenza e fermata (esistono ritardi prestabiliti), unitamente alla migliore proporzionalità del segnale.

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Un sensore certamente più sofisticato e costoso è quello capace di rilevare la presenza ed il valore della coppia in condizioni statiche e dinamiche. Ha varie forme realizzative e funziona sfruttando fenomeni diversi quali l’effetto resistivo, capacitivo, piezoelettrico, celle di carico, fibre ottica ecc. Sostanzialmente si rileva e converte in opportuno segnale la deformazione meccanica (estensimetri o strain gage) o altro fenomeno correlato ed indotto dal momento torcente che lo produce. Questo segnale viene successivamente gestito come il precedente. Il vantaggio del sensore di coppia è di garantire input gestibili anche a pedali fermi poiché spingendoli, comunque si conferisce agli stessi una forza che si trasforma in coppia per effetto del braccio di manovella con la sola eccezione dei punti morti superiori ed inferiori. Chiaramente questa peculiarità assume particolare importanza in fase di partenza e salita, ma è anche indispensabile qualora si volessero ottenere informazioni quali l’energia spesa e la potenza prodotta nell’azione della pedalata, così da poter gestire raffinati software applicativi della funzionalità Ibrida e programmi di allenamento fisico o dosare lo sforzo muscolare in funzione delle caratteristiche biomeccaniche del ciclista.

Questi ultimi obbiettivi, insieme alla possibilità di “falsi segnali” in relazione a partenze del motore elettrico non volute, presenti specie nei progetti con bassa soglia di sensibilità, rendono opportuno o indispensabile integrare sensore di coppia e sensore di velocità angolare ottenendo così il risultato tecnologicamente ottimale, anche se va detto che le conseguenti corrette e sofisticate logiche di sistema, implicano la fatica del ciclista.

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Sensore multiplo senza contatto montato sul movimento centrale. Velocità angolare e Verso di rotazione sono misurati per effetto Hall mentre la Coppia per effetto magneto-elastico. In questa versione con manicotto esterno all’albero può rilevare, convertire e trasmettere l’effetto complessivo della coppia di pedalata indotta dal pedale sinistro e destro nel range 0-100 Nm, estendibili fino a 300 Nm, registrando fino a 72 impulsi ogni giro dell’albero. Questo treno di informazioni viene inviato all’azionamento della macchina elettrica che, sulla base del programma di assistenza scelto dall’utilizzatore (ECO. TOUR, SPORT, SPEED), ne gestisce la potenza chiedendola all’accumulatore elettrico.

Questa tipologia di trasduttori può essere anche realizzata sfruttando componenti flangia al posto di alberi.

Altri dispositivi utilizzati riguardano gli attuatori capaci di rilevare la presenza della frenata e talvolta anche la sua tipologia (leggera-brusca) e sono utilizzati unitamente all’azionamento della macchina elettrica per comandarla nella funzionalità di recupero di energia cinetica. (immagine)

Spesso le powertrain moderne, specie nel campo dell’automotive M1, utilizzano molti altri sensori tipo quelli per il posizionamento, per la sicurezza, allarmi ecc.; dato l’uso comune non meritano specifici approfondimenti nemmeno a livello generale

Schermi

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Gli schermi sono le interfacce visive che consentono all’utente di visualizzare le informazioni di bordo veicolo relative all’andatura, al percorso ed al suo funzionamento ed includono quindi dati, spie ed allarmi oltre che i dispositivi per impostarlo.

Per le biciclette elettriche a pedalata assistita Minimalpowertrain AG propone due soluzioni di alta qualità: un display monocromatico a cristalli liquidi a matrice fissa ed uno con matrice a punti tipicamente simile ai moderni dispositivi touch screen, con eventuale funzione telefonica per avere il massimo delle funzionalità in un unico apparecchio.

La scelta di comandi separati per la gestione dell’interfaccia display consente di ottenere, a parità di ingombri del complessivo di visualizzazione, dimensioni molto più grandi degli schermi per una migliore lettura dei dati ed una maggior facilità di azionamento.

Le informazioni disponibili per biciclette elettriche e triclichi sono :

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  • Tempo di Utilizzo Singolo e Cumulativo (TM/TTM)
  • Velocità Istantanea, Media e Massima (AVS/MXS)
  • Distanza Percorsa  Cumulativa e Singola (ODO/DST)
  • Livello di Potenza in Funzione Motore (ASSIST-PAS)
  • Funzionalità Elettrica Pura fino a 6 Km/h () (Boost)
  • Funzionalità Crociera (CRUISE)
  • Livello di Carica della Batteria ()
  • Tensione Elettrica della Batteria (VOL)
  • Potenza e Temperatura della Macchina Elettrica (VOL; °)
  • Condizione dei Freni ()
  • Fari Veicolo e Retroilluminazione Display ()
  • Temperatura Esterna (°C o °F)
  • Cancellazione dei Tempi e Distanze Singoli
  • Malfunzionamento e Codice errore

Ricetrasmettitori

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I ricetrasmettitori sono i dispositivi atti a scambiare in output ed in input dati via radio agendo in taluni casi anche come attuatori a bordo veicolo di logiche prestabilite.

Il loro utilizzo si è progressivamente diffuso nel tempo per varie ragioni quali la rintracciabilità ed il monitoraggio del semovente e del suo contenuto in relazione al percorso ed alla posizione istantanea, l’acquisizione e registrazione continua o discreta di dati ed informazioni con l’obbiettivo di agire tempestivamente a fronte di eventi eccezionali, così come operare i comandi di bordo ed a distanza capaci di rendere esecutive specifiche gestioni e/o annotazioni relative a: funzionamento, utilizzo o comunque importanti per qualche fine.

Funzionalità antifurto con attivazione di dispositivi dissuasori quali lampeggianti e sirene e/o dei sistemi di fermo e blocco che agiscono sul motore e/o sulla sua alimentazione tradizionale o elettrica, sono oggi realtà nell’automotive tradizionale come nei veicoli a due e tre ruote più moderni, biciclette elettriche a pedalata assistita incluse.

Opportunità meno apparenti e conosciute ma altrettanto importanti perché utili a soggetti anche diversi dal proprietario-utilizzatore, quali sono ad esempio il costruttore, il venditore, l’assicuratore, chi gestisce il post vendita o fa l’assistenza tecnica, esaltano il valore e l’importanza che questi transponder siano dotazioni opportunamente integrate e posizionate a bordo.

Schema tipico dello scambio dati in remoto via segnale radio

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