MidDrive 750w MTB の DIY

天気が良かったので、ニトリに撮影用に使う遮光ロールスクリーンを買出しに行きがてら、完成したミッドドライブのMTB の写真を撮ってみました。

 

Black + Gold 仕様です。定格51.8V 10Ah でアシスト走行距離は、フル充電で30km 以上の航行距離です。37.8Vがカットオフですがまだそこまで走りきったことはありません。乗り方次第ですが、50km くらいはいける感じです。

P1010634 DMC-FZ200 ISO100  ShutterSpeed 1/200 F2.8

 

P1010622

 

P1010652

 

P1010653

 

P1010628

 

P1010636

 

P1010644

 

P1010640

 

P1010643

 

P1010648

 

P1010651

 

P1010646

100km 走行しましたが、まだバリが残っています。ブラックチリコンパウンドってやっぱり優秀なんでしょうかね。

P1010655 Panasonic DMC-FZ200 ISO100 ShutterSpeed 1/2000 F2.8

 

風が強かったですが、春になってきましたね。あと、2週間もすれば桜の季節です。

58V チリウムポリマーバッテリーのDIY

11・11にアリエクでゲットしたバッテリーをやっと作りました。

これの使い道は、Mid Drive 化した MTB の動力源です。14S 仕様で、直列につなぎ51.8V(58.8V Max) の10Ah です。モバイルバッテリーの中に入っているくらいの大きさです。51.8V のリチウムポリマーのバッテリーはアリエクで出来合いのものを買うと、3万以上します。ポリマータイプか、18650かで当初迷いましたが、重量と充電管理の面から、こっちを採用。ベアリングもそうですが、バッテリーも中華のはあたりはずれが大きいです。今回のはどうでしょうか。

IMGP1325

パーツを寄せて、作れば1万円以上は安く作れますので自作してみました。1つのバッテリーは、3.7V でフル充電で 4.2V ほどです。生セルなので、プラマイの印もありません。テスターで調べて、プラスに赤くマーキングしておきます。

IMGP1326

電極は片側に出ているタイプなので、以下のように交互に配置。直列にして51.8V にします。

IMGP1327

BMS で1本づつ充電できるよう配線します。

IMGP1328

電極は半田で直付け。54.8V ほどあります。ほぼフル充電のようです。

IMGP1329

あとは、ホットボンドで隙間を埋めて固定し(結構がっちり固めます)、緩衝材とBMSを一緒にくるみ、ビニールテープでぐるぐる巻きにします。往復、25Km の距離に対応できるかはまだ、不明です。BMSの配線は以下のようにします。

DIY_Lithium_Battery_-_BMS_Wiring_-_Part_3_5_-_YouTube

C は、充電コネクターのマイナスを、Pには、負荷になるマイナスを接続し、プラスは電池へ接続。一応、30A の自動車用ヒューズが余っていたのでつけておきました。販売サイトの図はちょっとわかりにくいです。

14S_Li_ion_Lipo_LiMn_battery_protection_board_48v_58_8V__lithium_battery_pack_BMS_PCM_30A_continuous_Discharge-in_Electric_Bicycle_Accessories_from_Sports___Entertainment_on_Aliexpress_com___Alibaba_Group

セルの数が違っても、原理は同じです。

BMS の基板は、MOS FET とかダイオードとかトランジスタなどで構成されています。

S20170313_005

1700円ほどだったので、これは自作してもコストメリットが出そうにないので、買いました。

S20170313_010

IRFB3607PBF がついています。Nチャンネルの 75V 80A のパワーMOS FET です。

S20170313_012

75度のTB02-BB8Dがついています。 75度でカットオフになる保護用のサーモスタットです。BMS の金属板の上に貼り付けておきました。

 

充電器は、58.8V 3A ので充電します。ソケットは、3Pinのマイクとかに使われるXLR ソケットを使いました。メスのほうはバッテリーとBMSにつけておきます。

HTB1iubuLXXXXXayXVXXq6xXFXXXi

負荷用には、防水の2pin をつけておきました。

5kits-Flame-retardancy-2P-auto-connector-waterproof-automotive-Wire-Connector-Plug-2-Pins-Electrical-Car-Motorcycle

実装して、50Km 走りましたが、25km の往復距離にも問題なく対応します。なかなかいい感じです。帰宅しても、50V 程度でとどまっていました。これは優秀なバッテリーですね。あとは耐久性です。6000km 以上無事に走れるかはこれから。あまり深く放電させないようにしたいですね。24V のハブモーターは、7S のバッテリーで 12Ah ほどでしたが、4000km から5000km くらいで往復25km を完走できなくなっていました。現在は、BMS が壊れたのでパーツ待ちです。

 

Mid Drive の感じは、ひさしぶりに感動するものでした。アシストレベル1 から5まであり、アシストレベル1 で、24Vの今までのハブモーターを超越しています。重心がペダル下にあるので、段差とかでこぼこ道とかはほんと載りやすくなりました。あと、フロントのスプロケットは、53T もなくてよかった感じです。47T くらいがベストかな。

 

それから、交換したタイヤ(Continental – X King MTB 26 x 2.2)。これ、すごくいいですね。気に入ったので次も、たぶんこれにします。まだヒゲが出ているので、ならし中ですが、載り味が別の自転車のように変わりました。2本で3300円とは思えません。あとはどのくらい耐久性があるのか。6000km 完走できるかどうかがひとつの基準です。バッテリーとタイヤは長期レポートです。

 

8fun のMid Drive は、1000W タイプもありますが価格バランス的にも750W で十分満足です。ということで、ひさしぶりに満足の高い DIY ができました。

 

あと、1ヶ月ずっと張り込んでいた、カメラの中古の購入、本日やっとぽちりました!

これは次回のネタにすることに。

MTBのクランクとか軸受けとかメンテナンス

普段、メインに使っているMTBの軸受けが完全に異音がして、ベアリングが死んでいる感じです。

メンテナンスする暇がなくて、やっと手入れすることにしました。1ヶ月ほど前からヤバイなやばいなーって思っていたのですが、やっとこさ。

ばらして、死んでいることが確認。左側が破壊されたということは、右足の脚力のほうが強かったということでしょうか。

IMGP1271

このタイプは(シャフトにベアリング入れてグリースを塗るタイプ)死ぬのが速いです。シャフトはまだ使えますが、ベアリングは2つとも交換しないと。

IMGP1272

ベアリングなんですよ、これ。

IMGP1273

反対側のベアリングはかろうじて形をとどめています。雨の日も載るので、どうしてもメンテナンスしないとこうなります。2016年9月の半年前にばらした(シャフトが信じられないことに折れたので)んですが、もうこんな状態です。

IMGP1270

このタイプは、シールドが甘いので土ぼこりが進入しているようです。無残な軸受け。このシャフトタイプはお蔵入りにすることに。

 

スペアのMTBの軸受けは、Mid Drive のモーターを付ける予定で、そのボトムブラケットをこの白いMTBにつけることにしました。 IMGP1265

このMTBは、10年以上前に買ってからノーメンテナンスです。BB(ボトムブラケット)の専用工具ではずします。クランクをはずすのも専用工具が必要です。まぁ、どちらも安いものなので持っているとメンテが楽しいです。自転車屋さんに頼みたくないメンテナンス好きの方にはお勧めです。

IMGP1266

ギヤが付いているほうは、逆ネジです。

IMGP1267

10年以上頑張っていた、BBは、株式会社タンゲセイキのものでした。すばらしい。たぶん走行距離は2万キロ以上はいっています。雨風雪の中、正確には、15年以上頑張ってくれていました。サイズは、シャフト間122mm のもの。

IMGP1268

中は綺麗なものです。

IMGP1263

こういう専用工具ではずします。また、そのうち暇があれば自転車工具の紹介などもしたいですね。今回は、まだ作業中であれこれ忙しいので。自分が持っている工具は、あんまり精度が良くなくて、1つ買うなら、以下のシマノのように背が低いのが良いです。かみ合わせが浅いので、高さがないほうがはずしやすいです。この浅いソケットに柄がついたタイプもあり、自転車屋さんなどはそういうのを使っているところが多いようです。

a9924c39-66c1-4446-bd00-7b656eb22cec.jpg._CB275133562_

 

で、タンゲのBBにはもう少し頑張ってもらうことに。白いMTBにこれを付けます。ギヤから逆ネジで、ねじ込みます。

IMGP1274

反対側、こんな感じ。これゴム(樹脂)シールドが付いているから、雨風に強いんですね。

IMGP1275

手ではまるところまでねじ込みます。こっちは、普通のネジ方向。

IMGP1276

これでOKです。トルクレンチがあれば規定トルクで締めます。

IMGP1277

クランクとギヤも、黒いMTBから移植。

IMGP1278

ついでに、チェーンも掃除することに。

IMGP1280

このMTBには、KMC のゴールドタイプのチェーンを使っています。ミッシングリンクという連結のコマをつけてあるのでこういう工具で簡単に外れます。ピンを抜かなくていいんどえ掃除が楽です。工具も、チェーンもアリエク経由の品です。このチェーンは、6000km 載っていますが、結構丈夫です。まだ問題なく使えそうです。お勧め。KMC 9スピード ゴールド

IMGP1281

結構汚れていますね。いろいろな掃除の仕方がありますが、自分はこんな感じで、廃Tシャツの上に巻いて歯ブラシとCRC556 を使って掃除しています。

IMGP1284

掃除前のアップ。

IMGP1285

掃除したあとのアップ。

IMGP1286

汚れがひどいときは、ブレーキクリーナーで落としてからやっています。2,3ヶ月n1回やる感じですが、今回サボっていて半年振りです。

1000円くらいのチェーンだと、1年、6000km は持たないので、結局少し高めのチェーンをこまめに掃除したほうがお得という結論になっています。

 

チェーンオイルは、専用のものがありますが、結局、自分は CRC556 をこまめにふりかけ、外側から汚れとともにふき取っているメンテナンスです。こうやって、はずしてブラシで掃除するのは3ヶ月に一回くらいです。粘土があるチェーンオイルだと、汚れが付きまくって、結局掃除が大変なので、このスタイルに落ち着いています。

 

その後、タイヤローテーションして試運転しましたがタンゲのBBはまだいけるようです。もう少しがんばってもらいましょう。シールドタイプのBBは丈夫ですね。

スポークも締めなおして、油圧ディスクブレーキの調整をしてメンテナンス終了。立ったり中腰だったりで、つかれました。

 

あと、フロントフォークを替えたいんですよね。フロント周りはメンテナンスしたことがないので、どうやって交換するのかやってみたいです。

XH2.54 Terminal をステップモーターの端子に

ステップモーターのコネクターがないので、端子なんかないかなとパーツ箱を漁っていたら、XH2.54 Terminalのメス端子がちょうど良さそうでした。

S20170303_001

これは、200pcs で何かのコネクターを買ったときのやつです。1個、1円くらいのものです。6 x 5 = 30個分の30円を費用計上しておくことに。

S20170303_002

方向を固定して3Dプリンターでコネクターを作ることにします。

S20170303_003

 

現在までのパーツ代合計(送料込)

———————————–

RAMPS 1.4                                        —–> 436円

Stepper Driver A4988 x 5pcs               —–> 500円

J-head Hotend Extruder Kit For E3D V6 —–> 513円

Mega 2560 R3                                   —–> 872円

RAMPS 1.4 コンパネ (LCD 12864)         —–> 807円

チューブと継ぎ手セット                        —–> 121円

MK8 ドライブギヤ                               —–>   65円

ステップモーター x 5                           —–> 2080円

XH2.54 Terminal x 30 個                    —–>   30円 ★今回計上したもの

———————————–

5,424円

残 4,576円

 

購入・調達予定

———————————–

・電源 (ジャンクを予定)0円

・アルミフレーム(D-Slotスロット用)

2020の350mm が5本 = 172 * 5 = 860円

1515 のフレーム(HFS3-1515)150 x 5 = 725円

・Dスロット用 625 タイプの溝付きベアリング

3個 x 5set = 15 @65 = 975円

品質を落とせば、V623ZZ 3x12x4mm のスチールベアリング 15 x @32 = 480円

・5m GT2 belt 512円

・GT2 20T Pully x3 343円

ステップモータのドライブ用

・corexy 32T プリント用Pully のベアリング

625タイプ x 8 @35 = 280円

・筐体の構造用 ビールケース大瓶のを検討 250円ほどらしい

・ボルト、ナット代の計上

・フィラメント代の計上

・ステップモーターなど配線ワイヤー

・フィラメントのクーリングファン

———————————–

金額ついたものを合計 3220円(残1356円)

 

細かいのが積み重なると結構しますね。品質を落とせば、630円浮きます。が、フレームを1515 にするのはいいとしても、ベアリングの質を落とすと、プリントに響きそうです。どのくらい落ちるかはテストしてみないとですね。

 

フレームは、ミスミのグリーンフレームSというのがあり、これが350mm で 73円で、これが使えれば365円になります。または、グリーンフレームS SSスロットが同じ長さで、119円です。

こんな感じのやつですが、普通のベアリングを挟んで出来ないかなと考えたりしています。

グリーンフレーム_

ちょっと検討しましたが、溝は4mm じゃないとはまらず、また4mmだと左右にぶれるので、3点支持か4点支持しないとだめで、スマートにやるなら特殊なタイヤを旋盤かプリントしないときつそうです。プリントだと正確な厚みは出せないので、旋盤ですが、旋盤道具がないので、今回はパスですね。うーん、旋盤ほしいぞ。グリーンフレーム

微妙。

グリーンフレーム_ のコピーグリーンフレームS__カット品_|SUS|MISUMI-VONA【ミスミ】

ステップモーター到着

オリジナルマインドさんから、ステップモーターが到着。

日本サーボ 2相ステッピングモーター KA50HM1-551

IMGP1254

綺麗です。IMGP1255

丸型がかわいいです。

S20170301_004

純粋な日本製でしょうか。

IMGP1256

コネクタはありません(ので280円)この安さに惹かれました。

S20170301_003

molex の型番はわかっているのですが、2mm ピッチのソケットで代用するか、考え中。端子が細長いんですね。

IMGP1257

前回のモータと比較。

IMGP1258

M3 ボルトの穴も綺麗です。

S20170301_005

20TのGT2 プーリーを付けるとこんな感じ。3Dデータがないので採寸しておきます。5.73mm は M3 ボルトの穴の深さです。

IMGP1259

50mm 径です。

IMGP1260

いや、すばらしいですね。これが、5つで2000円(1,400円+送料680円=2,080円)とは。オリジナルマインドさんありがとー。

 

さぁ、あと4600円以内で以下を作る必要があります。

 

■XYZ 構造を4600円以内 のメモ

・2020の350mm が5本 = 172 * 5 = 860

  corexy で 3本、Z軸で2本

・625溝ベアリング 3×5 = 15個@60 = 975

・5m GT2 belt \512
・GT2 20T Pully x3 \343
・corexy 32T プリント用Pully のベアリング 625 x 8 @35 = \280

・ビールケース大瓶 250円
——————–
残 \1474

電源は、Junkかなー。そうすれば、ホットプレート(726円)もいけるかも。

稼動軸は、8mmシャフト(350mmが500円)+筒ベアリング(60円x2)より今考えている構想のほうが、安くはできそう。

Z軸は台形ネジも考えましたが、ベルト駆動のほうが安そうなのでこのあたりも考えないとです。

 

フィラメント代や、ボルト代などは考慮していません。これも考慮しないとですね。

625タイプのベアリング30個到着

前回、品質の良いベアリングを見つけたので、D-Slot の CNC 用に追加で30個をオーダーしていました。

本日到着。

S20170228_001

30個のうち、少しは不良品もあるだろうと思っていましたが、意外に全部品質がいいです。(確認は、手の感触ですが)ということで、これで安心して D-Slot を作れます。

 

ちなみに、購入したショップは以下です。

10pcs_free_shipping_625_zz_abec5_Miniature_deep_groove_ball_bearing_625ZZ_5_16_5_mm-in_Shafts_from_Home_Improvement_on_Aliexpress_com___Alibaba_Group

中華にも良いベアリングはありますね。大量に使う場合はご参考に。このショップのこれ以外のはわかりませんが、少なくてもこれは良いです。このショップはベアリング専門なので、品質の悪いのは扱っていないのかもしれません。