Winterprojekt: Electric Drift Trike

Ganz oben auf meiner Prioritätsliste steht schon lange eines: ein elektrisch angetriebenes Gefährt! Nur welche Form war bis vor kurzem noch nicht klar…

Das klassische eBike reizt mich nicht vollends, da die Strecke die ich täglich zur Arbeit zurücklege nur knapp über 500 m liegt – das schaffe ich auch so noch ganz gut. Der Umbau eines konventionellen Autos hingegen ist ein kleiner Traum von mir. Allerdings lasse ich den noch etwas ruhen, denn mir schwebt da schon ein gewisser Oldtimer dafür vor – für den fehlt mir momentan allerdings das nötige Kleingeld.  🙂

Also mal mit ein paar Kumpels zusammen gesessen und die zündende Idee gefunden – ein elektrisches Drift Trike. Dieses spaßige Gefährt sieht aus wie ein überdimensioniertes Kinder-Dreirad, allerdings mit viel tieferem Schwerpunkt. Besonders sind auch die Hinterräder: über normale Kart-Reifen werden Überzüge aus PVC gezogen – für minimale Bodenhaftung. Zusammen mit dem tiefen Schwerpunkt lässt sich damit wunderbar der Kunst des Driftens frönen. Grundsätzlich lassen sich diese Mobile auch fertig so kaufen, da geht dann aber der halbe Spaß daran verloren. Somit beginnt die Suche nach passenden Bauteilen…

Am meisten Spaß macht die Suche nach dem passenden Motor – zuerst muss die grundsätzliche Frage geklärt werden, ob ein Radnabenmotor vorne, oder ein gewöhnlicher Motor hinten verbaut werden soll… Vorteil vorne: das Gefährt lässt sich besser aus Kurven ziehen, die Beherrschbarkeit ist besser. Vorteil hinten: Bei entsprechend viel Drehmoment gibt es auch deutlich mehr Wheelspin, das Driftgefühl kommt besser rüber. Entscheidung getroffen: Ein Hinterradmotor, natürlich soll er auch bürstenlos sein!

iq9v8j4pnchik

Die üblichen Schauplätze durchforstet und bei einem vielversprechenden Exemplar angekommen: Ein 1,6kW-Bursche, überraschend kompakt, an die 10kg schwer. Datenblätter lassen sich leider keine blicken, lediglich eine Leerlaufdrehzahl ist mit 4800U/min angegeben. Schön ist aber das gescheite Ritzel, T8F mit 11 Zähnen, das ist auch im kleineren Moped-Bereich üblich, daher ist es einfach ein passendes Kettenblatt dazu zu finden. Ein bisschen Rechnerei ergeben für eine angepeilte Endgeschwindigkeit von 25 km/h eine Zähnezahl von ca. 60 am vorderen Ritzel, dabei wurde angenommen dass die Drehzahl bei Belastung ungefähr auf 0,7 * Leerlaufdrehzahl abfällt.

Den passenden Motor-Controller gibt es beim gleichen Händler zu erwerben und ist nur unwesentlich teurer als die MOSFETs die man brauchen würde um einen eigenen Regler aufzubauen. Kurzerhand wurde dann auch noch der passende Gasgriff dazu bestellt, damit das alles gut zusammen funktioniert.

img_9320

Thema Energie: Der Motor wird mit 48 V versorgt, das ergibt bei 1600 W einen Strom von gut 33 A, sagen wir mit Sicherheitsfaktor 50 A. Bleibatterien sind zu schwer, LiIon-Akks zu teuer. Daher fällt die Wahl für die Stromversorgung auf LiPo-Akkus, da habe ich nämlich genug davon für meinen Quadrocopter, und über Spitzenströme bis 50 A können die nur müde lachen (angegebener zulässiger Dauerstrom liegt bei 99 A). Die Packs von meinem Copter haben immer drei Zellen in Reihe, also eine Nennspannung von ca. 12 V. Ergo werden für den Einsatz im Trike einfach vier Packs in Reihe geklemmt; ergeben die gewünschten 48 V. Bei 2200 mAh Kapazität gibt das in Summe eine Energie von 105 Wh. Die dürfen natürlich nicht vollständig genutzt werden, sonst sind die Akkus schnell platt. Mehr als ein paar Minuten Fahrspaß am Stück sind vermutlich nicht zu erwarten, damit müssen wir dann zunächst einfach leben.

img_9324

Weitere Bauteile die in nächster Zeit noch zu beschaffen sind: Ein BMX-Rad zum Zersägen für Vorne, Kartfelgen+Reifen für Hinten und eine Sitzschale für Unten.

Das war’s soweit zur Theorie, das nächste Update folgt dann hoffentlich schon mit Fahrbericht.

Hakorennen!

Vor knapp zwei Wochen war es in Weiher mal wieder soweit – absurd leistungsstarke Zugmaschinen pflügen unter bestialischem Lärm über eine normalerweise recht idyllische Wiesenfläche. Mit anderen Worten: ein geiles Event.  🙂

Hier sind eine Handvoll Schnappschüsse, unter anderem mit dem Gewinner der Evolution-Klasse:

Wie sich aus den Bildern erahnen lässt, ist der Job des Mitfahrers mindestens genau so anstrengend wie der des Hauptfahrers. Unter viel Körpereinsatz muss er den Schwerpunkt des Gespanns aktiv verlagern, anders würde das Gefährt bei derartigen Geschwindigkeiten schlicht umkippen.

Äußerst interessant ist auch die verbaute Technik – je nach Wettkampfklasse dürfen die Motoren frei gewählt werden. So kann es passieren, dass beispielsweise ein hochgezüchteter Verbrenner aus dem Ultraleicht-Flugzeugbau seinen Platz auf den Einachsern findet. Solche Motoren drehen bis 20.000 Umdrehungen/min, den Sound kann man sich am ehesten als ein turbogeladenes Moped vorstellen – gepaart mit einer Leistung bis ca. 100 PS ist das ein schier unwirklich wirkendes Konstrukt.

img_8854

Zum Schluss noch mein persönlicher Favorit, weil einfach der Hammer – Ben Hako:

benhako

Das Schweigen der Schrittmotoren

Einer numerisch-gesteuerten Maschine bei der Arbeit zuzusehen ist einfach was Großartiges. Bisher konnte ich diese Wunder der Technik jedoch nur über Firmenbesuche und natürlich YouTube zu Gesicht bekommen. Da die Verfügbarkeit von Schrittmotoren und Treibern durch die rasche Entwicklung von Hobby-3D-Druckern in den letzten Jahren mittlerweile enorm groß ist, habe ich mich entschlossen mir diesen kleinen Traum einer eigenen CNC-Maschine nun doch einmal zu erfüllen.

Da stellt sich zunächst die Frage: was soll es denn werden? Fräse, Drucker oder Cutter? Nun gut, die erforderlichen Führungen, Spindeln und Motoren für eine vernünftige Fräse sprengen mein Studi-Budget dann doch um ein Vielfaches. Mit 3D-Druckern habe ich mich schon etwas auseinandergesetzt, da warte ich lieber noch ein bisschen technischen Fortschritt ab. Von einem Cutter verspreche ich mir das beste Preis/Leistungs-Verhältnis.

In unserer Werkstatt steht schon länger ein kompakter Kreuztisch von Wolfcraft – die längste Zeit unbenutzt. Zunächst erschien mir das als gute Grundlage für das Projekt, im Nachhinein war das Retrofitting aber wahrscheinlich aufwendiger als ein Neubau aus moderneren Alu-Profilen. Aber was soll’s. 🙂

Also den Tisch mal teilzerlegt: der Schlitten sitzt auf Schwalbenschwanzführungen und wird von Trapezspindeln angetrieben – nicht unbedingt umwerfend, aber auch nichts verkehrtes. Das sollte für NEMA17-Motoren machbar sein. Also eBay durchforscht und ein günstiges 5er Set bestellt, die Restlichen sind Reserve für zukünftige Basteleien. Als Treiber dienen Pololu A4988, wie auch die Motoren sind diese sehr gängig in der 3D-Drucker-Szene. Als Gehirn soll ein Arduino Uno dienen, mit dem Protoneer-Shield finden die Treiber dann bequem Platz darauf. Mittels GRBL auf dem Arduino lässt sich dann G-Code von einem PC oder Raspberry an die Maschine schicken, dank USB-Verbindung muss ich mir dafür dann keinen steinalten Rechner mit Parallelport suchen.

Der mechanische Umbau ist sehr geradlinig: durch Glück haben die Spindelwellen am Tisch einen Durchmesser von 8 mm – perfekt passend zu den Wellenkupplungen die ich mir als Flansch besorgt habe, um die 5 mm Welle vom Schrittmotor an die Maschine zu bekommen. In unserer Werkstatt habe ich dann noch ein passendes Aluprofil gefunden, damit soll der Schrittmotor mechanisch an der Maschine befestigt werden. Die restliche Arbeit besteht damit nur noch aus Sägen, Bohren, Feilen, Feilen & Feilen.

img_9280

Nachdem alles seinen Platz gefunden hat, die Kabel verlegt wurden, der Arduino bespielt ist und auf meinem Rechner der Universal-G-Code-Sender läuft, ist es nun Zeit für einen ersten Funktionstest. Über das eben erwähnte Programm lässt sich jede Achse individuell ansteuern – so lässt sich auch schnell prüfen, ob ein Motor in die falsche Richtung läuft, das muss dann nämlich in der Konfiguration von GRBL angepasst werden.

img_9292

Nun gut, die X-Achse also mal ein paar Schritte befehligt… und der Schlitten fährt zügig in den Endanschlag! Ohje, die Schrittweite muss noch angepasst werden, ansonsten passt es aber. Das gleiche Spiel für die Y-Achse… und es tun sich ein paar Schrittchen, der Motor scheint gequält zu summen. Hmm, die Welle von der Maschine ist minimal versetzt zum Motor, anscheinend verkantet das ganze dadurch zu stark und der Motor verliert Schritte. Das muss mit der Feile noch nachgebessert werden. Insgesamt ist der erste Test aber schon mal zufriedenstellend.

Tja, und womit soll der Cutter dann letztendlich schneiden? Natürlich mit einem Laser! Dazu gibt es dann in einem anderen Beitrag mehr…

img_9290