如图2-33所示,仪表用来显示电源电压、车速、行驶里程以及显示助力、灯具的工作状态。
1.仪表的类型与结构原理
电动自行车常见的仪表主要以下几种形式。
图2-33 仪表
a)外形图 b)功能示意图
(1)指针式仪表
如图2-33a所示,指针式仪表主要用来显示行驶里程数、整车速度、蓄电池电压、前照灯指示、左右转向灯指示。里程表数字是由6个十进制的齿轮计数器组成,电压表采用50V直流电压表的表头。
指针式仪表的电路简单,并且不依赖于控制器电路。其故障主要是引线或仪表头。拆装时应注意电源正负极切勿搞错。
闪光器提供间断电压,能使灯泡闪烁,其外壳的引脚标注“B”表示正极,标注“L”则表示负极。
(2)发光二极管仪表
发光二极管类仪表与整车灯具电路分离,它的电路是电子电路,不依赖于控制器电路,能独立工作,其电路原理如图2-34所示。
发光二极管仪表的信号采集与处理采用数字逻辑芯片。有的电动自行车能通过仪表板将转把和闸把的信号送给控制器。
发光二极管仪表能模拟指示蓄电池电压的高、中、低档及是否欠电压,目前在电动自行车仪表中广泛应用。
(3)液晶显示仪表
如图2-33a所示,液晶仪表是通过专用的霍尔传感器的开关信号,传输给液晶显示仪表总成上的单片机,对单位时间内车轮转动圈数的计数,算出行驶时速,并对行驶时速和行驶时间相乘,计算出整车行驶里程。
也有的无刷电动机控制器内部选用单片机作为译码芯片,能对电动机运行时速和累计行驶里程直接计算出来,输送到液晶显示仪表,这种液晶仪表总成内部就没有单片机。
液晶仪表显示数据精确,但是抗太阳紫外线照射的能力差,环境温度要求高,只能在-10~40℃的温度下使用。若长时间在高温或低温环境下使用,将导致液晶屏的不可逆损伤,造成液晶屏的显示数值模糊,甚至无法显示。
不同的液晶仪表,其驱动程序软件与单片机型号不完全相同。
(4)智能显示仪表
智能显示仪表需和相应的智能控制器匹配使用,仪表板上发光二极管的亮和灭的状态受智能控制器的控制。其显示的内容较多,不但能显示蓄电池电压的高、中、低电压和欠电压,还能显示整车处于何种骑行模式。如图2-35所示,智能型电动自行车一般有3种骑行模式:1∶1助力、电动、定速。
图2-34 发光二极管仪表电路示意图
智能显示仪表和控制器配合使用还能检测整车电气控制部件的故障。进行故障自检测时,各发光二极管对应的显示含义如下:
1)各指示灯闪3次,检测指示灯是否正常工作。
检测时可转动电动机,3个指示灯应按顺序指示3个霍尔器件,若有指示灯没有亮和灭的变化,则说明其中有一个霍尔器件未接触好或损坏。
2)电量指示灯顺序指示3个霍尔器件的通电情况与电动机磁钢的位置关系。
用手转动电动机时,3个指示灯顺序点亮,如果指示灯点亮的顺序是100、110、011、001、000(其中1代表亮,0代表灭),说明该无刷电动机的相角是60°;如果指示灯点亮的顺序是100、110、010、011、001、101,该无刷电动机的相角是120°。
3)缓慢转动转把,欠电压指示灯的闪烁频率与转把的转动角度呈对应关系。
转把在原始位置,指示灯不闪;转把转动角度越大,指示灯闪的越快,则表示转把信号正常。否则,说明转把损坏或引线接触不良。
4)缓慢转动脚蹬轮盘一圈,定速指示灯闪烁5次,说明助力传感器工作正常。否则,表明传感器接触不良,磁钢丢失或极性相反,或距离传感器太远。
5)分别捏左右闸把,电动指示灯亮,说明闸把有效。
6)按下模式转换按钮时,助力指示灯亮,松开则不亮,说明模式转换按钮有效。
图2-35 智能显示仪表的显示内容(https://www.daowen.com)
2.速度里程表
速度里程表主要有以下3种类型。
(1)磁电系速度里程表
磁电系里程速度表需要在电动自行车的转动部分加装转换齿,将转动速度经软钢缆传给仪表的主轴,其结构如图2-36所示。
图2-36 磁电系速度里程表结构示意图
(2)电子式速度里程表
电子式速度里程表主要由以下3部分组成。
1)测速部分。如图2-37所示,它是一组传感器,分为两个部件:
图2-37 速度里程表的探头
①磁头,固定在车轮辐条的适当位置。
②磁敏器件,采用的是霍尔器件,安装在车架(前叉或后叉)与磁头相对位置,车轮每转动一周,磁头与霍尔器件相遇一次,磁场作用于霍尔器件一次,霍尔器件即发出一次信号,送至运算电路。
2)运算电路。它将霍尔器件送来的信号,经运算得出单位时间内行驶的速度,并将数据累加,得出总的里程,最后将结果送至显示部分。
3)显示部分。一般采用液晶显示窗口,只要求速度或只要求里程的,只有一个窗口,大部分是两个窗口。一个显示速度,另一个显示里程,或一个窗口同时显示两种数值。
(3)智能速度里程表
智能控制器盒盖上由发光二极管显示的,发光二极管有两只、三只,有的更多些。这种发光指示只能显示出速度的等级,不能显示出具体的数值。
3.智能型蓄电池电量监控仪表
智能型蓄电池电量监控仪表是为了防止蓄电池的深度放电,并且避免电动自行车在低且不稳定的供电状态下工作,延长蓄电池的使用寿命。
目前,经济型电动自行车一般用LED(发光二极管)来显示蓄电池的剩余电量;豪华型电动自行车通常用LCD(液晶显示器)和VFD(真空荧光显示器)来显示蓄电池的剩余电量。
4.转向灯与电子鸣号装置
(1)转向灯
目前,电动自行车使用的转向灯控制方式,常用的有继电器型、电路控制型等。
利用车用主电源,发光管使用数量和串并联情况根据电压大小而定。发光管排列成箭头的形状如图2-38所示,箭头应当能够闪烁。一般闪烁需要专用电路,为了简单和降低成本,可以使用闪烁发光二极管,这种发光管是普通发光二极管内加控制芯片IC,在通电后它可以自己闪烁。
如图2-38中特殊标记的箭头部分,每个箭头用5~7个串联,它们只用一个发光二极管控制箭头管电流的通断,箭身部分则还是用普通发光二极管不闪烁。
目前多用按钮式电子开关或配合程序集成电路控制。
发光二极管不仅管径大小不同,而且有发光强弱之分。电动自行车应选用强发光管。
(2)电子鸣号装置
电子鸣号装置的工作原理如图2-39所示。
图2-38 转向灯控制
图2-39 电子鸣号装置的工作原理示意图
电池电压经转换电路转换为15~24V电压供电,振荡电路产生一定频率的40V左右的交变电压驱动扬声器(电动自行车喇叭),扬声器采用压电蜂鸣片,经音膜及谐振腔发出洪亮的声音。
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