ich habe mir vor geraumer Zeit in den Kopf gesetzt einen kompakten Elektroscooter mit Modellbauteilen aufzurüsten.
Zielsetzung
Ziel des Ganzen war es eine günstige E-Twow S2 Alternative zu bauen. Also einen leichten und kompakten Scooter der problemlos eine Erwachsene Person von A nach B transportieren kann. Etwa 25 km/h Spitzengeschwindigkeit erreicht, nicht bei der kleinsten Steigung schon in die Knie geht und weniger als 350 € kostet.
Der E-TWOW wird auch unter anderen Namen vermarktet. (Zoomair Scooter, L-Trott, Beko-Schweber)
Recherche
Daraufhin habe ich das Internet intensiv nach eben solchen Umbauten durchsucht. Ich wusste bereits, dass solche Projekte mehrfach erfolgreich in die Tat umgesetzt worden waren. Da ich bis dato keinerlei Erfahrung in Sachen Modellbau vorzuweisen hatte, erforderte es einiges an Zeit um mich vorab über die Grundlagen zu informieren. Zwar fand ich einige Projekte die meinem Vorhaben nicht unähnlich waren, jedoch hauptsächlich auf englischsprachigen Seiten. Solide Englischkenntnisse sind für ein derartiges Projekt von immensem Vorteil.
Als besonders empfehlenswert möchte ich folgende Seiten hervorheben:
http://www.endless-sphere.com
http://www.instructables.com/id/Advance ... l-Electri/
http://www.instructables.com/id/The-New ... cooter-Po/
http://www.evalbum.com
Planung
Nach mehreren Wochen war es schlussendlich soweit, ich entschloss mich mein Vorhaben Realität werden zu lassen. Eine ungefähre Vorstellung dessen wie der Roller sein sollte und welche Teile ich verwenden wollte hatte sich in meinem Kopf festgesetzt. Letztendlich entschloss ich mich jedoch zugunsten der Sicherheit bei der Kompaktheit Abstriche zu machen. Annähernd 30km/h auf derart kleinen Rädern erschien mir doch zu gefährlich.
Akquisition
Nachdem ich mir nun einen groben Überblick darüber verschafft hatte welche Teile ich benötigte und welche sich zum Bau eines solchen Scooters eignen, begann ich mich nach den günstigsten Anbietern umzusehen. Letztendlich wurden beinahe sämtliche Modellbauteile von http://www.hobbyking.com bezogen den Rest nämlich die spezifischen Rollerteile sowie diverse Kleinteile habe ich auf unzähligen Ebay-Auktionen erstanden. Als Grundlage für meinen Umbau diente ein defekter, ausgeschlachteter und deshalb recht günstiger Scooter a la Mach1, Forca, etc.
Als größtes Problem beim Einkauf gestaltete die teils schlechte Verfügbarkeit der diversen Teile auf Hobbyking. Zwar fand ich dort beinahe alle Teile zu günstigen Preisen, allerdings waren viele davon vorübergehend ausverkauft. Hier hilft nur Geduld oder Kompromisse in Kauf nehmen, sprich andere Teile bestellen.
Oftmals liest man im Internet, dass billige Ladegeräte nichts taugen. Obwohl dies sicherlich teilweise zutrifft lies mein Budget keinen Spielraum für ein Ladegerät das 100 € oder noch mehr kostet. Daher entschied ich mich dennoch für ein sehr günstiges Modell von dem zu allem Übel noch zahlreiche Nachbau Versionen im Umlauf sind.
Anmerkung am Rande: Der von mir gewählte Lader IMAX B6 AC und sämtliche baugleichen Modelle unter verschiedensten Namen neigen dazu den Akku zu überladen. Um Schäden am Akku zu verhindern empfiehlt es sich daher vor dem ersten Gebrauch das Ladegerät zu kalibrieren. Eine Anleitung dazu findet man beispielsweise auf folgender Webseite:
http://www.ardrone-forum.com/support/th ... er%C3%A4ts
Der IMAX B6AC wurde von mir zwischenzeitlich durch einen Graupner Ultramat 16 ersetzt, da der IMAX Lader ständig Probleme machte. Damit hat sich der Spruch: „Wer billig kauft, kauft zweimal“ zumindest in diesem Punkt wieder einmal bewahrheitet.
Umbau
Der Elektroscooter wurde von mir komplett entkernt. Weitere Verwendung bestand lediglich für den Rahmen samt Klappmechanismus, die Felgen mit Luftreifen sowie die Bremsscheiben der Rest musste weichen. Zu den verbliebenen Stücken gesellten sich folgende Modellbau- und Elektroscooterteile.
1. Motor Turnigy Aerodrive SK3 - 6374-168kv
2. Controller Hobbyking SS Series 90-100A ESC
3. Akku Turnigy 5000mAh 6S1P 22,2V 25C LIPO Pack (VORSICHT: Brandgefahr)
4. Ladegerät Graupner Ultramat 16
5. Gasgriff Noname von ebay.com
6. Servotester HobbyKing Servo Tester
7. Batteriebox 4 x AAA (alternativ siehe 8.)
8. UBEC Turnigy HV SBEC 5A Switch Regulator (optional anstelle von 7.)
9. Wattmeter G.T. Power 130A Ver.2
10. Cellmeter H-King Cellmeter-6 Lipo/Life/Li-ion Cell Checker & Alarm
11. Akku Zippy 1300mAh 2S1P 20C LIPO Pack
Sowie diverse Kleinteile Stecker (XT90), Schrumpfschläuche etc.
Der Zusammenbau der einzelnen Komponenten gestaltet sich relativ simpel, vorausgesetzt man verfügt über das richtige Werkzeug. (Lötkolben etc.)
Ein handelsüblicher Dreh-Gasgriff wie man ihn von diversen Elektroscootern kennt, lässt sich leider nicht ohne weiteres an einen Modellbaucontroller anschließen. Dieses Problem löst man indem man einen sogenannten Servotester zwischen beiden Teilen einfügt. Dafür muss der Servotester geringfügig modifiziert werden. (siehe Bilder)
Für die Haltbarkeit des Controllers beziehungsweise der Steckverbindungen an sich ist es vorteilhaft irgendwo im Hauptstromkreis eine sogenannte Antiblitz Verbindung zu schaffen. Grundsätzlich wird gesagt, dass Antiblitzstecker ab einer Akkukapazität von 4S sinnvoll sind darunter ist der Funke der beim Schließen des Stromkreises entsteht weitestgehend harmlos. Da es verschiedenste Ausführungsarten solcher Antiblitz-Steckverbindungen gibt empfiehlt es sich danach zu googeln und diejenige auszuwählen die man persönlich favorisiert.
Laut User-Kommentaren auf Hobbyking sollte man tunlichst vermeiden den verwendeten Hobbyking SS 90-100A Regler mit Akkus jenseits der 3S zu programmieren, da er sonst extrem heiß wird und wohl schon des Öfteren abgeraucht sein soll. Hierfür kam kurzerhand ein 2S1P Akku zum Einsatz.
Schwierig wurde es erst wieder beim Antriebsstrang. Als fixe Vorgabe hatte ich hierfür meine gewünschte Endgeschwindigkeit von ca. 25 km/h, die Motordrehzahl 168 kv den sowie Reifenumfang von ca. 805 mm.
Betriebsspannung: 6S Lipo = 6 x 3,7 V = 22,2 Volt (voll aufgeladen max. 25,2)
Motordrehzahl: 168 kv = 168 * 22,2 = 3.730 Umdrehungen pro Minute
Wunschgeschwindigkeit: 25 km/h = 416,67 Meter pro Minute
Berechnung: 416,67 m/m : 0,805 m (Reifenumfang) = 517 Umdrehungen pro Minute
Übersetzungsverhältnis: 3.730 : 517 = 7,2 : 1 (ohne Last)
Letztendlich wählte ich ein Ritzel mit 11 Zähnen und ein Zahnrad mit 80 Zähnen. Die Übersetzung entspricht somit 7,3 : 1. Am Zahnrad mit 80 Zähnen ist ein Freilauf montiert.
Da das serienmäßige Zündschloß bei meinem Scooter nicht mehr vorhanden war habe ich das Lenkrohr mit einem Sektkorken verschlossen.
Kosten und Arbeitszeit
1. Scooter 40,00 €
2. Weiterverkauf -32,00 € (vorhandener Motor wurde weiter verkauft)
3. Motor 65,00 €
4. Controller 22,50 €
5. Fahr-Akku 38,00 €
6. Programmier-Akku 04,00 €
7. Ladegerät 26,00 €
8. Ladegerät Neukauf 40,00 €
9. Gasgriff 08,00 €
10. Servotester 02,00 €
11. UBEC 07,50 € (alternativ Batteriebox 4 x AA)
12. Wattmeter 21,00 €
13. Stecker 10,00 € (XT90 und 4mm Goldkontakt)
14. Lipowächter 07,50 €
15. Ladetasche 03,50 € (Liposafe)
16. Schloß 04,00 €
17. Schrumpfschläuche 03,00 €
18. Lötzinn 10,00 €
19. Ritzel + Kranzel 40,00 €
20. Bremsen 30,00 € (waren am Scooter nicht vorhanden)
21. Beleuchtung 2,50 €
22. Widerstand 01,50 €
23. Kondensatoren 05,00 € (noch nicht verbaut)
24. Lochplatte 01,00 € (noch nicht verbaut)
25. Versandkosten 40,00 €
Die Gesamtkosten belaufen sich damit auf 400 €.
Wenn es möglich war Versandkosten auf ein einzelnes Produkt zuzuordnen, habe ich diese bereits in den Preis laut Aufstellung siehe oben eingerechnet. Zollkosten fielen keine an, da Bestellungen in China stets unter 22,00 € (Warenwert + Versand) geblieben sind, und bei Hobbyking nur das EU Warehouse genutzt wurde. Natürlich habe ich die Preise auf bzw. abgerundet. Wer es nicht ohnehin bereits besitzt darf natürlich das entsprechende Werkzeug und Material nicht vergessen. (Lötkolben, Lötzinn, Seitenschneider etc.)
Die reine Arbeitszeit an dem Projekt (ohne Planung, Einkauf und Recherche) beläuft sich auf ungefähr 12 Stunden. (Hierbei zu beachten ist, dass ich zwei linke Hände habe wenn es um handwerkliche Aufgaben geht.)
Einige Sachen wie beispielsweise das Alu-Blech für die Akkufachabdeckung wurden mir kostenlos überlassen.
Verworfene bzw. (noch) nicht umgesetzte Ideen
Aufgrund der Tatsache das Modellbaumotoren zum sogenannten „Cogging“ neigen, einer Art ruckeligem Anfahrverhalten dachte ich daran den Motor mit Hall Sensoren zu versehen. Dabei handelt es sich um Sensoren die den Controller die genaue Stellung des Motorrotors anzeigen. Diese Sensoren können sowohl intern als auch extern angebracht werden. Dadurch würde das Cogging-Problem eliminiert und man könnte spezialisierte Controller für Elektromobile verwenden wie beispielsweise Kelly, Lyen sowie diverse noName e-Bike Controller. Diese setzen Hallsensoren voraus haben jedoch den Vorteil das der Gasgriff direkt verwendet werden kann, und sie zahlreiche Zusatzfunktionen bieten. (Licht, Zündschloss etc.)
Zusätzliche Low ESR Kondensatoren möglichst knapp vor dem Controller einlöten.
Akkukapazität ausbauen auf 6S2P (22,2V 10.000mAh) oder mit anderem Controller 8S2P (29,6V 10.000mAh) der derzeit verbaute Controller verkraftet maximal 7S und zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass er besonders günstig ist. Sobald ich einen günstigen und meiner Meinung nach geeigneten Controller finde der mehr als 6S (vorzugsweise 12S) verkraftet werde ich diesen verbauen.
Hauptschalter einbauen - Battery Master Switch
Kompakteres und leichteres Design.
Ergebnis
1. Geschwindigkeit: ca. 27 km/h auf ebener Straße gemessen mit Fahrradtacho
Körpergröße: 175, Gewicht: 70 kg, Akku: 6S, Übersetzungsverhältnis: 7,3 : 1
2. Reichweite: ca. 6 km
Auf asphaltierter Straße, mit diversen Steigungen, Außentemperatur: 16-24° Celsius, Akku 6S1P 5000mAh, Restspannung pro Zelle ca. 3,6V
3. Kraft: Außergewöhnlich - Selbst bei massiven Steigungen bricht die Geschwindigkeit kaum ein. (22-23 km/h) Definitiv kraftvoller als mein Mach1 6B mit 48V.
4. Gewicht: ca. 24,5 kg fahrbereit mit Sitz
5. Beschleunigung: gut sobald etwas Fahrt aufgenommen wurde
6. Steigfähigkeit: Bergziegenartig - Ne im Ernst der Scooter schafft selbst extreme Steigungen mit einer Geschwindigkeit von rund 20 km/h.
Anmerkung: Aus dem Stand beschleunigen ist nicht möglich – dafür wurden Hallsensoren benötigt. Derzeit stoße ich mich ab und gebe anschließend behutsam Strom (Gas). Da der eingesetzte Controller hauptsächlich für Fluganwendungen bestimmt ist, eignet er sich denkbar schlecht für die Beschleunigung aus dem Stand. Grund bei Modellflugzeugen gibt es beim Starten kaum bis keine Last, es muss lediglich der Propeller in Bewegung versetzt werden. Vermutlich würde sich hier ein Controller der in Modellautos eingesetzt wird deutlich besser schlagen. Das habe ich bislang jedoch nicht getestet.
7. Fahrverhalten: Sehr gut. Sogar mit lediglich einer Hand am Lenker ist der Scooter problemlos fahrbar. Dass das nicht selbstverständlich ist weiß jeder der einen Mach1 oder Forca etc. sein Eigen nennt. Gewöhnlich tendieren derartige Scooter dazu mein Geben eines Abbiegezeichens unkontrollierbar zu werden. Dieser hier nicht obwohl ich keine Ahnung habe warum das so ist. Aufgrund des geringen Fahrzeuggewichtes haben die Bremsen leichtes Spiel, sie verzögern den Roller zügig und zuverlässig.
8. Ausmaße: ca. 120 x 55 x 110 cm bzw. 120 x 55 x 45 cm (zusammengeklappt)
9. Kosten: ca. 400 €
ACHTUNG: Spätestens jetzt sollte klar sein, dass es sich bei meinem Umbau nicht um ein Spielzeug handelt, also nichts für Kinderhände. Ich empfehle Jedem das Tragen von Schutzkleidung und Helm beim Fahren.
Empfehlungen
Bürstenlose Außenläufer eignen sich aufgrund der kompakten Ausmaße bei gleichzeitig hoher Leistung hervorragend für derartige Projekte. Nichts desto Trotz wäre ein Hubmotor alá Egret One meine bevorzugte Lösung gewesen. Wer das technische Know-how sowie die entsprechenden Maschinen besitzt sich einen passenden Hubmotor zu bauen dem sei dieser Weg empfohlen, allen Anderen empfehle ich bürstenlose Motoren aus dem Modellbaubereich.
Als Akku empfehle ich trotz meiner Wahl für LiPos die zwar geringfügig teureren aber davor weitaus sichereren LiFePo Akkus. (Stichwort Brandgefahr)
Persönlich empfinde ich ein 6S LiPo Setup als durchaus ausreichend, und es gestaltet die Suche nach einem geeignetem Controllern erheblich einfacher. Es gibt kaum günstige Controller (< 80 Euro) die für eine höhere Spannung konzipiert sind.
Generell gilt seid wählerisch bei der Auswahl des Scooters der aus Grundlage für den Umbau dienen soll. Ist dieser beispielsweise zu klein müssen nachträglich viele Änderungsarbeiten vorgenommen werden. Große Reifendurchmesser verbessern das Fahrverhalten und damit die Sicherheit, hier gilt je größer desto besser. Das Luftreifen einen besseren Komfort bieten als jene aus Hartgummi sollte selbstverständlich sein.
Wer plant ein ähnliches Projekt zu realisieren, dem darf ich PayPal als Zahlungsmethode wärmstens ans Herz legen. Keine Zusatzkosten bei Hobbyking sowie umgehender Geldeingang beim Verkäufer sind als Vorteile hervorzuheben. Auch der Einkauf bei chinesischen Ebay-Händlern in US-Dollar gestaltet sich mittels PayPal sehr einfach.
Macht euch vorab eine Einkaufsliste mit allen Teilen die für das Projekt benötigt werden. Versucht alles auf einmal zu bestellen um damit die Versandkosten so gering wie möglich zu halten. Kleinteile wie Stecker und Kabel nicht vergessen.
Offenbar eignen sich Controller von Castle Creation am besten für entsprechende Umbauten, zumindest habe ich das mehrfach bei meinen Recherchen gelesen. Kann es jedoch nicht aus persönlicher Erfahrung bestätigen, da mir die Controller bislang zu teuer waren. Ebenfalls gut geeignet scheint dieser Controller: Turnigy Trackstar 1/5th Scale Sensorless 200amp 8s Opto Car ESC.
Wer weniger Aufwand beim Einkauf betreiben möchte, und bereit ist entsprechend mehr Geld in die Hand zu nehmen sollte sich auf der Webseite: http://www.alienpowersystem.com umsehen. Dort findet man vordefinierte Sets die sich bestens für einen Elektroscooter-Bau eigen sollten. Vorteil es handelt Sich um Teile die sich bei ähnlichen Projekten bereits mehrfach bewährt haben und mit Sicherheit gut zusammenspielen. Zudem gibt es dort Motoren die bereits mit Hallsensoren ausgerüstet wurden.
Programmierkarte für Laien oder Bekannte die mit Controllerprogrammierung Erfahrung haben.
Ob es mir als quasi Laie überhaupt zusteht Empfehlungen auszusprechen darf jeder für sich selbst entscheiden.
Fazit
Abschließend bleibt mir nur zu sagen, dass ich mein selbst gestecktes Ziel, abgesehen vom Budget und der Kompaktheit voll und ganz erreicht habe. Sollte mir jedoch jemals ein passender Hubmotor in die Hände fallen würde ich gerne nochmals versuchen einen kompakteren Scooter zu bauen.
Das Projekt an sich hat mir große Freude bereitet und einiges an Zeit verschlungen. Es geht jedoch nach wie vor nichts über das altbewährte Konzept des „learning by doing“, also probiert doch selbst.
Dies soll weniger als Bauanleitung verstanden werden, als vielmehr einen groben Überblick über spezielle Umbauten im Zusammenhang mit Modellbauteilen vermitteln. Schließlich hat jeder seine ganz eigenen Anforderungen und Wünsche an einem Scooter. Wem mein Konzept beziehungsweise dessen Umsetzung gefällt darf jedoch jederzeit mit dem Nachbau beginnen.
Haltbarkeit
Das Projekt wurde erst vor kurzem fertig gestellt, folglich kann ich bezüglich Haltbarkeit noch keine klaren Aussagen treffen. Ich werde jedoch gerne zu einem späteren Zeitpunkt darauf zurückkommen.
Bislang hatte ich jedoch keinerlei Probleme bezüglich Temperaturentwicklung oder gar Ausfall. Sowohl Motor als auch Controller werden zwar warm, man kann Sie jedoch problemlos anfassen und halten ohne sich zu verbrennen.
Bisher wurden schätzungsweise 50 Kilometer damit zurückgelegt.
Wünsche
Positive Rückmeldungen oder konstruktive Verbesserungsvorschläge, keine besserwisserischen Einwände bezüglich Straßenzulassung oder Ähnliches. Gerne würde ich auch von Leuten lesen die bereits ähnliche Projekte planen oder sogar bereits in die Tat umgesetzt haben.
Rechtschreib- und Beistrichfehler dürfen großzügig ignoriert werden, es handelt sich schließlich nicht um einen Deutschaufsatz.
Wer weiß wo es einen bezahlbaren Radnabenmotor für 8 Zoll Reifen gibt mit dem man rund 25-30 km/h erreichen kann, bitte posten
Schlusswort
Sämtliche Angaben wurden nach bestem Wissen und Gewissen gemacht, ich gebe jedoch keinerlei Gewähr für deren Richtigkeit. Die hier verwendeten Bilder stammen allesamt von mir persönlich und dürfen gerne weiter verwendet werden.
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- Scooter mit Sitz
- Scooter offen
- Lenker
- Draufsicht
- Akkufach 1
- Akkufach 2
- Akkufach 3
- Motor SK3 - 6374-168kv
- Controller Hobbyking SS Series 90-100A
- Gasgriff mit Hallsensoren
- Servotester
- Modifizierter Servotester
