上班专车电压表/电流表改造

(原)阿成就是我

上班专车电压表/电流表改造--20150905 by acheng

上个月升级了上班的代步工具：自行车（捷安特/汉特2.0/山地车）升级为电动车（上海杰林/60V20A铅酸电瓶/450W电机）。

因为本人从事电子方面的工作，又比较喜欢动手，所以就对电动车进行了一些改造。

当注册到论坛，看到黑猫发起DIY大赛活动，制定的大赛规则时，我就决定把我这一个多月的折腾写下来，供大家批评指正。

                              

改造缘由：

1.原车液晶屏非常坑，如下图所示（网上借的图）：

  

电瓶电压分5格显示的，不能很细致的表示电瓶组当前的电压，实测：

V电瓶>60 ：5格显示

60≥V电瓶≥58：4格显示

58＞V电瓶≥56：3格显示

56＞V电瓶≥54：2格显示

54＞V电瓶≥52：1格显示

60V电瓶满电电压66V左右，当屏幕显示只有四格电量时往往已经用掉了50%以上的电量，而不是1/5=20%。增加一个电压表就显得非常有必要了。

2.电压表有了，就再增加一个电流表吧。

方案选择：

1.测电压就选电压表，手头有刚好有协力的型号：XL5135V-4的三位半电压表表头：

2.测电流也选择电压表，选用协力的型号：XL5135V-1的三位半电压表表头。

为方便叙述，下文中此型号电压表统称电流表。上述两种表头的规格如下：

3.使用电压表测量一个取样电阻上的电压，经过换算就能得到精确的电流值。

取样电组的选择特别重要，本次使用的取样电阻是由两个0.002Ω2W（拆机的，某宝有类似的电阻卖）并联而来。

当电路通过1A的电流时，流过取样电阻的电压为1*0.001=1mV。电压上显示1.0mV，同理：

2A：2*0.001=2mV，电压上显示1.0；

5.5A：2*0.001=5mV，电压上显示5.5；

10A：2*0.001=10mV，电压上显示10.0；

20A：2*0.001=20mV，电压上显示20.0。

由上看出，显示的电压数值直接读数就是消耗电流值。理论上该取样电阻上能通过的最大电流值W=UI=I*R*I   Imax ≈ 60A  实测控限制的最大消耗电流值在22A左右，完全够用了！

理论设计电路：

1.电压表供电电路;从DC转换器的输出接线，经过7805稳压后得到5V电压：

2.电流表供电电路；

由于采样电阻的位置的关系，此表头需要使用隔离电源供电，目前还没有合适的电路，暂时使用18650电瓶供电。

只有在+5V有电（电门锁打开）的时候继电器relay1闭合，电流表通电：

3.采样电阻电路；

在不破坏整体电路的前提下，只有把取样电阻接在马桶内空开的位置，防水安全！把网线内线缆分成两组，每组两根并串联200mA保险丝经过踏板一路扯到车头位置。

加保险丝的目的是为了防止长距离走线发生短路。

4.电压表电流表接线：

刚开始设计的如下图所示，一个表头显示电压，另外一个表头显示电流，外挂在反光镜的立柱上。

优点是看当前显示很直观，缺点是不防水还很丑。

权衡了一下决定拆掉仪表盘内的液晶显示屏，把这两个表头放到里面去。

5.液晶显示屏功能移植电路：

液晶显示屏上显示即时速度，总里程，左转指示，右转指示，大灯指示。

因为只是上下班骑车，总里程显示的功能就取消吧。

即时速度线是对地0~31V电压变化的，速度越快电压越高。设计如下电路，与测量60V电瓶电压共用电压表：

右手边喇叭开关基本不用，对其进行重新接线，默认状态电压表显示即时速度电压当速度表用，喇叭开关按下后继电器relay2吸合显示当前电瓶电压。

经测试左转指示，右转指示，大灯指示三根线都是+12V高电平驱动，更改为限流电阻+LED指示。

一般LED的额定工作电流约为20mA，太亮所以减小至10mA需要的限流电阻为12/0.010=1.2K，而手头只有1.4K 1/4W的插件电阻，就这样用吧：

动手改装过程：

1.电压表供电电路;

2.电流表供电电路；

洞洞板后面的塑料座内放的是18650电池，此块电路通过延长线暂时放在龙头下面的手套箱内，以后有合适电路再把这块电路取消。

车上备有18650电池一块。

3.采样电阻电路；

此块电路在马桶内，防水。

取样电阻的额定功率2*2W=4W，消耗功率最大也只有20A*0.002Ω*20A=0.8W，长时间骑行手摸上去都没有什么温度，不用担心散热问题。

4.电压表电流表接线：

细心会发现两个表头的PCB丝印都是XL5135V-1，只是-4的型号多了三个分压取样电阻而已。

左下角的电位器是微调测量误差用的。电路板的正反两面涂上防潮胶水。

5.液晶显示屏功能移植电路：

仪表效果图：

改造过程中除了切掉了部分仪表盘外，别的结构都没有动过。

做做停停持续了一个多月，目前还有些细节没有完善，目前仪表效果图如下：

下图两个表头显示的是车后轮悬空，满把空转时速度显示30.9（V），消耗电流1.3A（-代表消耗），

左边LED显示当前为做转向灯开启状态：

根据请教坛友得出来的结论，这车的极速在35KM/h左右，与30.9相差无几，就拿这个电压值当速度值吧。

下图两个表头是充电时按下右边喇叭开关时的显示状态，上面表头显示电池当前电压为63.4V，下面表头显示当前的充电电流为2.0A（正好是0.1C电流充电）。

使用心得：

1.有两个表头的显示数字做参考，能随时了解电瓶的工作状态，跑在路上心里有底；

2.起步时控制电瓶的放电电流在0.5C（10A）以内，据说对电瓶好；

3.心里满足，仪表盘与众不同。

后记：精益改善的十大原则：第四条：不要力求完美，50分也好，立即实施。第六条：先从不花钱的改善做起。此改善还有一些不完善的地方：电流表的隔离供电电路。有需要投资的地方：天黑的越来越早了，下班路上有几处没有路灯，需要升级电车的车灯。

虽然此次改造动静比较小，但也耗费了我不少心思，若有不足之处请坛友们多多指导。

补充内容 (2015-12-24 20:49):
52楼更新了电流表的隔离供电电路和车灯~

(原)q326555254

金币到手 看看就走

(原)DreamonII

技术很好,支持!!

(原)brucepapa

楼主很精工细作啊！文字和图片相当用心！先顶再细看了。

来自:Android客户端

(原)阿成就是我

DreamonII 发表于 2015-9-5 14:14
技术很好,支持!!

看了你的作品，我这个真是关公面前耍大刀了。

(原)ah998jy

好专业样子………

(原)asus1992

看见楼主仪表，大中午人家饭店忙不过来叫去帮忙，亲戚孩子把仪表，一拳给我砸坏了，说也不是，痛苦中。现在全裸了

(原)董金夺

本人兼职：苦力搬运，装卸，车工，钳工，焊工，水电工，泥瓦工，砸墙，砌墙，筛沙，油漆，通下水道，贴瓷砖，室内装璜，VB，C，C++，C#，.NET，Java，j2ee，j2me，asp，php，jsp，delphi，汇编，PC&手机游戏开发，网络维护管理，三维建模，照片上色，平面设计，建筑效果图，机械与模具设计，flash动画，硬件设计，单片机开发，嵌入式系统，PLC编程与控制，盗版DVD，四六级替考，私人侦探，出租男友，婚介，，黑枪，黑车，暗杀，洗钱，要债，洗头，搓澡，按摩，刮痧，拔火罐，算命，纹身，绣眉，画指甲，丰胸，割双眼 皮，处女膜修复，人工受精，维修核潜艇，回收二手航母、二手航天飞机，大修核反应堆，拆洗导弹发动机更换机油，无人侦察机手动挡改自动，航天飞机保养换三滤，飞碟外太空年检 ，各型号导弹加装迎宾踏板，高空作业擦洗卫星表面除尘、打蜡及抛光，批发歼10，F22，F35，B2轰炸机，氢弹，**，中子弹，东风全系列巡航导弹。并提供原子对撞机，提供捕捉反物质原子，虫洞修复技术。量大从优，团购7折，秒杀5折，根据国家三包规定7天包退、15天包换、一年保修，有正规发票。

(原)cj168312

楼猪很强大

(原)dlwengang

不错。。。。。。。。