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基於TI CC2541的BLE智慧型助力E-Bike方案

 2015-10-27

E-Bike問世已久,唯目前E-Bike主力仍停留在6步方波驅動之電動自行車的方案上,但隨著人們對生活品質要求不斷的提昇,現行的方案早已不符合多數人的品味需求,市揚主流已逐步往正弦驅動之電動輔助自行車方案靠攏,而電動輔助自行車與電動自行車最大的差別就在於;騎乘者若未施力於腳踏板,馬達就不提供動力。如此一來,便衍生出可由騎乘者自行設定輔助比的功能需求。依騎乘者自行設定輔助比之功能,讓人快速聯想到,若是能透過BLE直接跟智慧手機連結,進而設定輔助比及監看自行車的狀態,無庸是最佳的組合了,同時可達到依騎乘者喜好,快速設定特定之輔助比條件,此一動作,只需在智慧手機APP裡提供如使用上次一設定,或呼收喜好設定並選其一即可。

本參考設計是將SimpleLink™ 藍牙低功耗 CC2541無線微控制器應用於電動輔助自行車應用的示例。其電路板包括由CC2541 控制主控MCU TMS320F28026F,即使用者可透過智慧手機App下達輔助轉速比控制指令給CC2541 BLE晶片,後由CC2541將指令轉達給馬達驅動MCU TMS320F28026F, MCU再依該指令進行使用者所設定輔助轉速比提供騎乘者相對應的輔助比動力。

【方案方塊圖】

方案方塊圖

【系統功能】

(1)外置鋰電池提供電力
(2) DRV8301 + LM38690-3.3 轉換電源給MCU 與 BLE 模組
(3)TI BLE Multitool Remote Control APP for Android
(4) MCU 依據BLE設定的輔助比並參考外部踏力偵測單元提供數据驅動馬達
(5) MCU 將馬達驅動命令下達給DRV8301 Pre-driver, DRV8301依指令控制 MOSFET CSD19506 以控制馬達動力
(6) MCU 同時參考OPA4322提共之電流資訊以調控DRV8301達到正弦控制

【方案特性】

(1)採用TI CC2541 模組進行馬達輔助比設定
(2)電源部分利用 TIDRV8301 + TPS38690-3.3 為系統供電
(3)馬達驅動由 TI TMS320F28026F+DRV8301+CSD19536+OPA4322組成