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E-Scooter Blinker

Um innerorts mal auf die Schnelle mobil zu sein, habe ich mir letztes Jahr einen E-Scooter mit Straßenzulassung geleistet. Bedingungen hatte ich wenige, aber Federung vorne und hinten sowie mindestens zwei mechanische Bremsen sollte das Teil auf jeden Fall haben.

FĂŒndig bin ich mit dem Speed Deluxe 7.8-350 ABE bei L.A. Sports geworden. Der Roller hat Hinterradantrieb - ebenfalls ein Wunsch meinerseits, aber keine harte Bedingung - eine Scheibenbremse hinten sowie vorne eine Trommelbremse. An den Bremshebeln sitzen Schalter, die bei BetĂ€tigung der Hebel zuerst die elektronische Rekuperation einschalten, was den Roller samt Fahrer ebenfalls schon recht vehement abbremst. Dass das hintere Schutzblech ĂŒber eine eingelegte, geriffelte Metallplatte, auch noch als Bremse dienen kann, wenn man es mit dem Fuß auf den Reifen drĂŒckt, sei am Rande erwĂ€hnt. Diese letzte Chance sollte nicht allzu oft zum Einsatz kommen mĂŒssen.

Die erreichbare Höchstgeschwindigkeit ist mit 20 km/h angegeben. Dieser Wert wird aber nur bei leichter Steigung erreicht, in der Ebene und bei leichtem GefĂ€lle regelt der Antrieb bei maximal 19,6 km/h ab und lĂ€sst sich durch nichts bewegen, die angegebenen und erlaubten 20 km/h zu erreichen. Sei’s drum, der geplante Zweck, mal eben schnell in die Stadt zu kommen, ist erreicht.

Auf den ersten paar Kilometern hat sich dann aber schnell gezeigt, dass das Anzeigen eines geplanten Abbiegevorgangs per Handzeichen (ausgestreckter Arm) nach Links machbar, aber insgesamt eine sehr wackelige Angelegenheit ist. EinhĂ€ndig lĂ€sst sich der Roller, bedingt durch die kleinen, 200 mm durchmessenden RĂ€der, kaum in der Spur halten. Handzeichen nach Rechts sind quasi unmöglich, denn dafĂŒr muss das Daumengas losgelassen werden. Jetzt setzt die Motorbremse ein, der Fahrer fĂ€llt nach vorne und induziert Lenkmomente, die Fuhre fĂ€ngt an zu schlingern.

Es hat ein paar Tage gedauert, bis sich die Idee in meinem Kopf festgesetzt hat, dass der Roller unbedingt eine Blinkeinrichtung erhalten muss, um das Fahren und Abbiegen fĂŒr mich und den Verkehr um mich herum sicherer zu machen.

Eine Recherche ergibt, dass Blinker an E-Scootern prinzipiell zulÀssig sind.

Die Lenkerendenblinker (LEB) mĂŒssen eine ABE haben, dann kann der Anbau ohne Vorfahrt beim TÜV oder Dekra erfolgen. Positiv ist zu vermerken, dass der Roller einen 56 cm breiten Lenker hat, das entspricht exakt der StVZO Festlegung fĂŒr den minimalen Abstand zwischen LEB, das passt also.

Im Übrigen ist in der eKFV (Elektrokleinstfahrzeuge-Verordnung) geregelt, dass die AusrĂŒstung von E-Scootern mit Blinkern zulĂ€ssig ist. Dabei wird bereits berĂŒcksichtigt, dass die Blinker z.B. an den Lenkerenden angebracht werden (siehe im Zitat Punkt 1.).

Zitat aus der eKFV:

§5 “Anforderungen an die lichttechnischen Einrichtungen”
...
(4) Bei Elektrokleinstfahrzeugen ist die AusrĂŒstung mit nach vorne und nach hinten wirkenden Fahrtrichtungsanzeigern entsprechend § 67 Absatz 5 Satz 6 der Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung zulĂ€ssig.

ZusÀtzlich
1. dĂŒrfen auch die hinteren Fahrtrichtungsanzeiger mit der Lenkung mitschwenken,
2. darf der Abstand vom hintersten Punkt des Fahrzeugs zu den Fahrtrichtungsanzeigern mehr als 300 mm betragen,
3. darf die maximale Anbauhöhe der vorderen und hinteren Fahrtrichtungsanzeiger 1400 mm betragen,
4. darf bei den hinteren Fahrtrichtungsanzeigern die minimale Anbauhöhe 150 mm betragen, wenn der Vertikalwinkel der geometrischen Sichtbarkeit mindestens 25 Grad ĂŒber der Horizontalen betrĂ€gt.


Ich habe mir also Lenkerenden aus Alu mit eingebauten gelb-orangenen LEDs besorgt. Solche Anbaublinker finden sich im Motorrad Zubehörhandel. Mit E-Zulassung und trotzdem preiswert sind z.B. die ToXx OX:

LED-Blinker mit E-Kennzeichen (Bild Copyright ToXx)

Bei den bei ToXx im Doppelpack gekauften LEB fiel auf, dass der eine Blinker sauber in den Lenker eingeschoben werden konnte, sich der andere aber standhaft weigerte. Eine kurze Messung klĂ€rte das Problem: Der runde Kragen der Mutter dieses Teils war deutlich grĂ¶ĂŸer und passte schlicht nicht in das Lenkerrohr. Ein Job fĂŒr die Drehbank... So, passt :)

Ebenfalls bemerkenswert ist die Tatsache, dass billige China-LEB (die hatte ich mir im Vorfeld zum Üben besorgt, so bestĂŒckt war der Roller nicht auf der Straße) eine deutlich bessere Sichtbarkeit haben, sie wirken zumindest sehr viel heller.

China-LEB ohne E-Kennzeichnung - superhell

LEB mit E-Kennzeichnung - ziemlich dunkel

Schade, aber wohl nicht zu Àndern.

Wichtig bei den ToXx-Teilen ist die horizontale Ausrichtung parallel zur Fahrbahn, nicht senkrecht zur Lenkachse.


Ein Blinkerschalter zum Anschrauben am Lenker wird ebenfalls benötigt.

Blinker-Schalter (Bild Copyright Your Car Accessories)

Der abgebildete Schalter ist ebenfalls aus Alu und genauso breit wie der LCD-Halter mit Daumengas auf der rechten Seite, die ausgewogene Verteilung der Handgriffe auf dem Lenker wird also nicht beeintrĂ€chtigt. Die Schalter fĂŒr Hupe und Licht bleiben ungenutzt. Mit den Suchbegriffen “Blinkerschalter Alu” wird man auf ebay und anderswo fĂŒndig.


Die Betriebsspannung der LEDs ist 12 V, das merken wir uns, denn die Bordspannung des Rollers betrÀgt 36 V. Ist in den neuen Blinkern kein Taktgeber verbaut, muss der zusÀtzlich besorgt werden.

Da neben der Erzeugung des Blinktakts noch eine Spannungsreduzierung benötigt wird, habe ich gleich NĂ€gel mit Köpfen gemacht, eine passende Platine entflochten und den Taktgeber programmierbar ausgelegt, indem ich einen AtTiny vorgesehen habe. Dessen Betriebsspannung muss ebenfalls noch erzeugt werden, die Schaltung beherbergt also eine Reduzierung von 36 V auf 12 V fĂŒr die Blinker und eine Solche von 12 V auf 5 V fĂŒr den AtTiny.

Die Schaltung ist schnell entworfen, nachdem ein integrierter Spannungsregler mit ausreichend hoher Eingangsspannung gefunden war. Der LM317, ein Regler mit einstellbarer Ausgangsspannung, ist hier der Baustein der Wahl. Er vertrĂ€gt mindestens 40 V gegen Masse am Eingang, spezifiziert ist 40 V mehr als die eingestellte Ausgangsspannung, in unserem Fall also 52 V. Der verwendete Typ D2T des LM317 liefert 1,5 A am Ausgang, mehr als ausreichend, die LEDs einer Blinkleuchte konsumieren weniger als 100 mA. Die Verlustleistung bleibt bei diesen Werten auch ungekĂŒhlt im zulĂ€ssigen Bereich, im Zweifelsfall wĂŒrde der LM317 den Ausgang runter regeln, ein Defekt wegen Überlastung ist in jedem Fall ausgeschlossen.

Der von Arduino Nano Versionen bekannte AMS1117 wird als nachgeschalteter 5 V Stabi eingesetzt, drumherum ein paar Blockkondensatoren, die beiden WiderstĂ€nde zur Festlegung der Ausgangsspannung  des LM317 sowie ein kleiner FET mit PullDown als Schalter fĂŒr die LEDs vervollstĂ€ndigen die Schaltung. Ok, ein PullUp am Reset Eingang des AtTiny kommt auch noch dazu, das war es aber dann.

Die fertige Schaltung prÀsentiert sich so:

E-Scooter-Blinker V1.3         (Click auf das Bild fĂŒr grĂ¶ĂŸere Darstellung)

Der AtTiny45 ist willkĂŒrlich gewĂ€hlt weil ich davon ein paar in der Schublade liegen hatte, fĂŒr das Programm ist auch der AtTiny25 mehr als ausreichend.

Die WiderstÀnde zur Festlegung der Ausgangsspannung des LM317 berechnen sich nach folgender Formel:

R2 = R1* ( Uout - 1,25 V ) / 1,25 V

Uout ist die gewĂŒnschte Ausgangsspannung, in unserem Fall 12 V. Die in der Formel angegebenen 1,25 V ist die im LM317 erzeugte Referenzspannung. R1 ist immer 240 Ω.

Somit errechnet sich R2 dann mit 2 kΩ (genau 2064 Ω, wir verwenden den nĂ€chsten glatten Wert). Mit einen R2 von 2,2 kΩ, dem nĂ€chsten Wert aus der E12 Reihe, ergĂ€be sich eine Ausgangsspannung von 12,7 V, was vollkommen in Ordnung wĂ€re, denn die Blinker mĂŒssen so ausgelegt sein, dass sie die Ladeschlussspannung eines Bleiakku von 14,4 V verarbeiten können.

Die Betriebsspannung fĂŒr den Blinkgeber wird von der Versorgung fĂŒr den Frontscheinwerfer abgezweigt. Damit der Blinker funktioniert, muss also die Beleuchtung des Rollers immer eingeschaltet sein, was beim Speed Deluxe 7.8-350 ABE der Fall ist.

Die etwas eigenwillige Formgebung der Platine ergibt sich aus der gewĂ€hlten Box fĂŒr den Ein- bzw. Anbau am Roller. Es ist das Mini-GehĂ€use Typ “1551GBK” der Firma “Hammond Manufacturing” mit den Abmessungen 50 x 35 x 20 mm, erhĂ€ltlich z.B. bei Reichelt (Stand 03/2022).

E-Scooter-Blinker V1.4

Über die Testpunkte TP1 .. TP7 erfolgt die Kontaktierung der Leitungen vom Frontlicht-Stecker (36 V), zum Blinkerschalter und zu den Lenkerendenblinkern. Der Programmieranschluss ist eine Stiftleiste im Raster 1,27 mm, passend zu meinem bereits mehrfach eingesetzten Adapterkabel. Der Stecker ist ein TH-Typ und wird mit den kĂŒrzeren Pins von der BestĂŒckungsseite aus stumpf auf die SMD Pads gelötet.

Die Verbindung des zweiten Pads des Programmiersteckers nach 5 V muss mit einem Draht erfolgen, die Pads des AtTiny sitzen zu dicht, da ist kein Durchkommen.

Drahtverbindung fĂŒr 5V

Die Box wird mit zwei M3 Schrauben am nicht gewölbten Teil des Ă€ußeren Lenkerrohrs angeschraubt. Dazu werden zwei Löcher im Boden der Box gebohrt und passende Löcher im Alu angefertigt - 2,5 mm vorbohren, M3-Gewinde schneiden, fertig :)

Befestigungslöcher M3

Die verschiedenen Leitungen werden seitlich und unten durch Löcher nach innen gefĂŒhrt und angelötet.

Blinkgeber am Lenkerrohr

Die Versorgungsspannung wird mit einem zweipoligen Kabel, das aus dem Technikraum unter dem Trittbrett parallel zu den bereits vorhandenen Kabeln und Leitungen durch den Lenker gefĂ€delt wird, in die Box gefĂŒhrt (die oberste Leitung in den folgenden Bildern).

Blinkgeber am Lenkerrohr

Verdrahtung

Die positiven AnschlĂŒsse der beiden Blinker werden zusammen gefasst (schwarzer Schrumpfschlauch) und mit einer einzelnen Leitung an den 12 V Testpunkt TP2 gefĂŒhrt. Der mittlere Anschluss des Blinkerschalters wird mit TP7, die beiden AusgĂ€nge des Blinkerschalters fliegend mit den negativen AnschlĂŒssen der Blinker verbunden (rote SchrumpfschlĂ€uche). Dabei auf die korrekte Zuordnung der Seiten achten.

Verdrahtung


Der Code fĂŒr den Blinkgeber ist ausgesprochen ĂŒbersichtlich, da ich den Takt freilaufend realisiert habe. Hier zur Veranschaulichung nur die loop():

void loop()
{
 // hier hĂ€tte man mal ohne schlechtes Gewissen delay() verwenden können, aber wenn schon, denn schon ;)
 if (millis() - PauseDauer > BlinkPeriode)             // ĂŒberlaufsicher, wrap around proof
 {
  digitalWrite(BLINKEROUT, !digitalRead(BLINKEROUT));  // Blinker an/aus
  PauseDauer = millis();
 }
}

Im Auslieferungszustand ist beim AtTiny die Sicherung “Divide clock by 8 internally” gesetzt, der Blinktakt ist in diesem Fall Faktor 8 zu langsam, diese Sicherung ist also zu löschen, damit der im Programm eingestellte Takt von 1,9 Hz erzeugt wird. Laut StVZO sind Frequenzen zwischen 1 und 2 Hz, also 60 bis 120 Blinkimpulse je Minute, zulĂ€ssig. Ich habe verschiedene Blinkfrequenzen getestet, 1,9 Hz erschien mir am angenehmsten.

Der Code enthĂ€lt die Möglichkeit, einfach Tests mit einem Arduino Nano durchfĂŒhren zu können. Wird ein Arduino Nano als Zielhardware festgelegt, wird automatisch die OnBoard LED des Nano als Anzeige verwendet, ansonsten Pin 2 (PB3) des AtTiny.

 


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