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Drift-Kart


#1

Letztes Wochenende kam die Idee auf, ein kompaktes Spaß-Mobil zu bauen. Es soll weder besonders schnell, noch martialisch motorisiert sind. Sorry, Philip K.
Die besondere Fahreigenschaft liegt im Driften. Also ungewohnten Bewegungen quer zur Fahrtrichtung. Das, was den meisten Autofahrern im Strassenverkehr eher unangenehm ist. Und heutzutage von elektronischen Helferlein wie ESP etc. erfolgreich vermieden wird. Und uns hoffentlich bald besondere Freude bereiten wird. Das geht natürlich mit jedem ordentlichen V8-Motor. Oder einer besonderen Konstruktion. Siehe Video

Sowas in der Art könnten wir doch auch selber bauen. Eine CNC-gefräste Multiplex-Platte als Chassis. Ein Hoverboard als Organspender für den Antrieb. Ich wollte schon immer mal einen BL-Nabenmotor (350W) als Direktantrieb einsetzen. Der Akku 36V 4400 mAh (150 Wh) erscheint mir auch gut geeignet. Ein Ikea-Stuhl mit abgesägten Beinen. Und die Räder eines Einkaufswagens. Fertig!




#2

Um spannende Rennen im Parkhaus fahren zu können, brauchen wir natürlich zwei Drift-Karts. Da Alex sich um einen Sponsor für dieses Projekt bemühen will, müssen die Kosten vorab ermittelt werden. Also brauchen wir eine Einkaufsliste.

Unser Organspender (Motoren, Akku, Ladegerät) Hoverboard ca 180€

@Natascha: Du hast doch so ein Teil. Bitte sieh Dir mal das Angebot an. Oder schlag ein besseres vor. Es muss nicht zwingend das günstigste sein. Ein Akku, der nicht sofort explodiert, wäre gut.

Ein Drehkranz für die Antriebseinheit ca 23€

So ein Teil habe ich für meinen 3D-Personenscan-Drehteller verbaut. Ist aus Blech gefertigt und soll 450kg halten. Alle besseren Lager sind auch wesentlich teurer.

Brushless-Controller mit Sensoreingang ca 16-100€
Wenn ich das recht verstehe, fördern die Hallsensoren durch die Lageerkennung des Rotors die Motorkraft aus den Stillstand heraus. Und wir brauchen doch fettes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Richtig?
http://www.ebay.de/itm/Heis-120A-Sensored-Brushless-Drehzahlregler-ESC-fur-1-8-1-10-1-12-Auto-Crawler-M-/322324528053?hash=item4b0c09fbb5:g:DDIAAOSwcLxYJSlk

@Marcel: Ich habe keinen blassen Schimmer von ESCs. Reicht so ein Billig-Controller aus? Vermutlich nicht, weil die Spannung zu gering ist. Was brauchen wir? Hast Du eine Empfehlung?
Die Eckdaten: Akku 36V 4400mAh, Motor 350W. Also eigentlich nur 10A, 120A verträgt der billige ESC. Ist angegebene Spannung ein KO-Kriterium? Ist nicht letzlich die maximale Verlustleistung entscheidend? Oder warum gehen die ESCs normalerweise kaputt?


#3

Hey Stefan, sry, dass die Antwort solange gedauert hat. Bei deinem Scooter konnte ich keine Angaben zur mAh Des Akkus finden. Von den Werten ist dein Scooter jedoch sehr ähnlich dem holländischem original:https://www.iohawk.de/produkt/iohawk/ . Dieses Gif der Zertifikate finde ich auch etwas unseriös. Ich habe mir die einzelnen Bilder mal anzeign lassen und bei dem einen Zertifikat ist zum Beispiel nur Seite 1 von 17 angegeben.
Auf Ebay gefällt mir persönlich deser Anbieter besser:
http://www.ebay.de/itm/6-5-Schwarz-2-Rader-Elektro-hover-Balance-Scooter-Skateboard-Elektroroller-board-/282224498512?hash=item41b5e41750:g:FuIAAOSw4f5YCTgZ

Bevor ich meinen bestellt habe habe ich allerdings vorher nach genau meinem Scooter und explode gesucht :stuck_out_tongue:
Ich habe damals diesen Scooter bestellt: http://www.gearbest.com/scooters-and-wheels/pp_246649.html
Der ist vom Preis allerdings nicht sehr weit heruntergegangen. Für die Werte findet man sicherlich was besseres.

Die originalen Scooter sind von der ich meine Holländischen Firma IOHawk: https://www.iohawk.de/
Die sind entsprechend natürlich ein wenig teurer. Aber an diesen Scootern kann man sich sehr gut orientieren. Diese Scooter haben natürlich viel, was ihr garnicht benötigt wie einen sportmodus, Funkschlüssel etc. Beim stöbern auf deren Seite habe ich gerade dieses nette Teil entdeckt: https://www.iohawk.de/produkt/io-hawk-cross-ultimate-bundle/


ich glaube das baue ich für unser Rennen einmal nach. Sollte ja relativ schnell umgesetzt sein :smiley:


#4

Hallo Natascha, danke für Deine Nachricht. Ich glaube die Hoverboards aus China sind oft sehr ähnlich. Das Explosionsproblem war eine Isolationsproblem am Motorregler, wenn ich recht erinnere. Man kann eine zusätzliche Isolation einfügen. Wir würden das Teil eh nur als Organspender verwenden. Und den Regler vermutlich garnicht. Motoren und Akku sind wichtig.
Den Scooter hab ich auch schon gesehen. Diese Panzersteuerung gefällt mir. Aber ich würde eine nahezu runde Sitzplattform bauen. Mit vorn und hinten einer frei rotierende Rolle (Einkaufswagen). Also extrem kurz und kompakt auch für Indoor. Drehen auf dem Teller bis man kotzt und eine extreme Wendigkeit. Da braucht es keine hohen Geschwindigkeiten um den Magen zu verwirren. Wäre meine 2.Variante nach dem Drift-Kart.


#5

Hi Stefan, hab eben erst gelesen, dass die Spannung so hoch ist… dafür braucht man einen Regler, der sie Spannung abkann! Marcel sagt grade, dass der Regler maximal viel mehr als 10A ziehen wird, wohl eher 100A oder so… in dem Bereich liegen die Regler eher bei 100-150 €. Was hälst du von der Idee, doch vielleicht die Regler aus dem Hoverboard zu probieren?
Ich frag am Montag mal wegen Finanzierung :wink:


#6

von den Drift-Karts bin ich auch total begeistert :heart_eyes:


#7

Moin Alex, hab im Netz was gefunden zur Ansteuerung des Hoverboard-Reglers. Ist nicht das Standard-PWM-Signal aus dem RC-Bereich. Ist ein serielles 9bit-Signal. Läßt sich laut folgendem Beitrag per Arduino realisieren.

Würde das Projekt zwar etwas komplizierter machen, sollte aber machbar sein. Außerdem würden wir unseren Organspenden bestmöglich ausnutzen. Und natürlich Geld sparen. Wenns nicht klappt, können wir immer noch einen Hochvolt-ESC kaufen. Die Dinger für 6 bis 12 Lipo-Zellen sind relativ teuer (ab 100€).


#8

Update: Der erste Prototyp ist fertig.

Folgende Komponenten sind dabei zum Einsatz gekommen:

Nabenmotor (350W) und Akku (Lithium 36V*4.4Ah 158Wh) aus einem üblichen China-Hoverboard
ähnlich diesem:

BL-Motor-Controller mit Hall-Eingang (max 500W)
ähnlich diesem:


Dieser Controller wird mit einem analogen Eingangssignal (0-5V) gesteuert.

Drehkranzlager (vorgefettet)

Ein Sitzschale von Ikea aus der Schnäppchenecke.
Und Siebdruckplatte, Scharniere, Rollen von Bauhaus.

Konstruiert wurde mit Fusion 360. Ebenso wurde der G-Code zum Fräsen mit dem CAM-Modul von Fusion 360 erzeugt. Die Einzelteile wurden per CNC-Fräse aus Siebdruckplatte gefräst.

Wie man sieht: Es fährt und driftet. Und macht einen Höllenspaß. Und das bei relativ geringen Geschwindigkeiten Dank der besonderen Hinterachskonstruktion, die sehr kontrolliertes Driften ermöglicht. So sind auch auf engem Raum extrem scharfe Kurven möglich. Genau diese Eigenschaft macht den faszinierenden Unterschied zu üblichen Kart-Konstruktionen.

Aber es besteht auch noch deutliches Verbesserungspotential:

  • Die Grundplatte ist zu instabil, ist aktuell nur bis max 80kg “zugelassen”. Läßt sich aber durch zusätzliche Verstärkungsleisten verbessern.

  • Das Hauptproblem: Es gibt noch kein Gaspedal oder etwas Vergleichbares. Aktuell wird die Fahrgeschwindigkeit noch über einen Drehknopf am Lenkrad eingestellt. Es ist eben noch ein Prototyp! Hier wird noch eine Lösung wird gesucht.

Die Antriebssäule enthält alle Komponenten (Motor, Akku und Controller) und kann vielfach um 360 Grad gedreht werden ohne, daß sich dabei ein Kabel verheddert. Auch gibt es keinen Rückwärtsgang, obwohl das technisch kein Problem wäre. Der Controller hätte dafür einen Eingang. Angedacht war ein Luftring mit Drucksensor auf dem Lenkrad, mit dem manuell in allen Lenkpositionen Gas gegeben werden kann. Nur denke ich, daß der “Kart-Pilot” beim heftigen Lenken mit gleichzeitigem Gasgeben überfordert sein könnte.

Die Füße sind aktuell noch arbeitslos und wollen auch mitmachen. Also doch ein Gaspedal? Nur wie überträgt man drahtlos ein analoges Steuersignal (0-5V) zum Controller. Klar gibt es WLAN, BT etc. Nur ist dafür eine AD-Wandlung, Kopplung und Übertragung, und am Ende wieder eine DA-Wandlung erforderlich. Das ist mir zu viel Aufwand. Und ich befürchte auch, daß die Betriebssicherheit darunter leidet. Und am Ende sollen zwei Driftcarts sich nicht gegenseitig stören. Wer hat eine Idee??

  • Akkuschutz: Der Lipo-Akku hat 10 Zellen und soll vor Tiefentladung durch Abschaltung oder Warnton geschützt werden.

  • Ladegerät: Aktuell lade ich den Akku mit der Elektronik der Hoverboards. Nicht so elegant! Außerdem soll der Hoverboard-Controller mit Laderegler an Bord evtl für ein anderes Projekt genutzt werden. Das Original-Netzteil liefert 42V, 2A. Ein S10-Laderegler habe ich bisher nicht gefunden.

Ich freue mich auf Eure Lösungsvorschläge.


#9

Update: Das Driftcart ist in der letzten Zeit mehrfach getestet worden. Von verschiedenen Fablabern. Auch mit höherem Körpergewicht als meinem. Und einige Details sind von mir daraufhin verbessert worden.

  1. Die instabile Grundplatte ist durch zwei obenliegende Leisten verstärkt worden. Das Gesamtgewicht ist dadurch nur unwesentlich erhöht worden. Aktuell ist es bis 100kg “zugelassen”.
  2. Die Füße ruhen jetzt auf zwei Blöcken als Widerlager. Ist komfortabler und bringt die Füße aus der “Knautschzone”.
  3. Die Räder der Hinterachse waren nach gefühlten 5km bereits völlig am Ende. Gummireifen und Lager waren hin. Diese “Einkaufswagen-Räder” sind offensichtlich nicht fürs Driften geeignet. Hat man mich bei Bauhaus nicht drauf hingewiesen:) Alternativ habe ich jetzt Räder von Inline-Skatern gleicher Größe montiert. Laufen geschmeidiger und leiser. Wie lange diese halten, wird sich zeigen.
  4. Die maximale Geschwindigkeit ist per Tastendruck (später evtl Schlüsselschalter) auf 6km/h drosselbar. (Nach § 1 der Fahrzeug-Zulassungsverordnung (FZV) sind motorisierte Krankenfahrstühle bis 6 km/h zulassungsfrei.) Ob das Vehikel jedoch als Krankenfahrstuhl durchgeht, ist noch unklar.
  5. Da beim ruppigen Anfahren und schwerem Fahrer recht hohe Ströme aus dem LiPo-Akku gezogen werden, ist selbst eine träge 15A-Schmelzsicherung (über 500W) durchgebrannt. Jetzt habe ich einen 16A-Sicherungsautomaten (eigentlich nur für AC) verwendet. Dient auch als Trennschalter. Praktisch!
  6. Thema “Gaspedal”: Aktuell gibt es zwei Taster für Rechts- und Linkshänder. Ein Poti und den 6km/h-Drosselschalter. Da ist immer noch Optimiereungsbedarf!!!
    6a. Eine Analogschaltung mit 2OPs für die Nutzung eines Drucksensors mit luftgefülltem Ring als Daumengas hat nicht funktioniert.
    6b. Die eigene Stimme (Tonhöhe) zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit wäre noch zu testen. Ein Mikrofon speist einen Arduino, der möglichst zeitnah eine FFT durchführt und ein analoges Ausgangssignal (0-5V) liefert. Schafft ein Arduino Nano das überhaupt von der Rechenleistung her? Was ist mit den Nebengeräuschen? Wer kann was dazu sagen?
    6c. Aktuell baue ich ein Daumengas mit Schiebepoti. So ähnlich wie der Daumen-Drücker bei der Carrerabahn.

Technische Daten:
Motor: Brusless ohne Getriebe 350W (Hoverboard)
Akku: 36V 4400mAh 158,4Wh (Hoverboard)
BL-Regler: DC12V-36V 500W mit Hallsensor-Eingang, Analogeingang 0-5V

Herstellung und Konstruktion:
CAD und CAM: Fusion 360
Maschinensteuerung: Eding CNC4.02.65
Materialbearbeitung: CNC-Portalfräse BZT-PFU-S 1510-G

Baumaterial: Siebdruckplatte verschiedener Dicke 9-24mm

Konstruktionsdateien (ohne Gewähr):
Driftkart V3 Antriebsblock mit Rammschutz v1.f3d (479,6 KB)
Driftkart V6 nur Bodenplatte v1.f3d (684,8 KB)
Driftkart V7 all in one v16.f3d (1,5 MB)


#10

Sehr schönes Projekt, mache gerade etwas ähnliches, bin aber noch lange nicht soweit.
Ist es möglich Schleifringe anzubringen, um das Potisignal zu übertragen?
Bei meinem Projekt verbinde ich die Batterieleitungen über 2 Schleifringe, dadurch kann ich den Akku am Chassis verbauen. Eventuell nehme ich auch 3 Schleifringe für jede Motorphase einen, dann kann der Controller auch noch ins Chassis


#11

Noch eine Idee für das Gaspedalproblem:
Dazu müsstest du allerdings einen anderen Controller(VESC) verbauen:


#12

Definitiv ein super Controller. Habe ich ebenfalls. Allerdings für den aktuellen Stand etwas overkill :slight_smile:
Im Prinzip möchtest du ja auf die drahtlose Ansteuerung hinaus. Das lässt sich auch mit einem Microcontroller wie einem Arduino bewerkstelligen.
Ich glaube über drahtlose Steuerung hatten wir auch schon mal gesprochen @stefabel?


#13

Oder die Lowtechvariante über Schleifringe, eventuell hat man durch das Kugellager schon eine Leitung fehlt nur noch eine :slight_smile:


#14

Das Thema ist eigentlich Tod, aber da ich mich gerade mit Hoverboards beschäftigt habe und sagen kann, die komplette Elektronik kann man für 30€ realisieren, dachte ich das es sich lohnt hier nochmal zu schreiben.

Es gibt Leute, die haben das Hoverboard Mainbord reverse engineert und dann dafür Software geschrieben. Somit hat man einen Microcontroller, 2 Motortreiber und einen Laderegler. Die Balance Bords kann man dann ersetzen durch Inputs, mit denen man sie steuern möchte.
Die Software ist sogar so weiter entwickelt, dass man damit bis zu 40km/h erreichen kann.
Die Kaputten Hoverboards, wo fast immer nur Kabel ab sind oder die Balancerbords einen defekt haben gibt es ab 20€, ich habe mit einer Woche suchen 3 für jeweils 35€ inclusive Versand bekommen.

Wenn also Hand Interesse hat wieder ein ähnliches Projekt zu starten ist es jetzt auch mit einem kleineren Geldbeutel möglich.


#15

Nach den Klausuren geht mein Umbau los =)