Электромобиль из машинки с педалями для ребенка.⁠⁠

Все началось с желания приобрести сыну электрическую машинку, после изучения рынка стало ясно, что ничего адекватного нет. Пластиковые колеса и 6-вольтовые моторы это здорово, но не за 20000 рублей. Как-то в магазине игрушек попалась на глаза простенькая педальная машинка с металлической рамой, резиновыми колесами с камерами и ценой чуть меньше 5000 рублей, сразу в голове созрел план поставить на нее мотор. Ниже фото из интернета.

Изучив форумы, выбор остановился на моторе охлаждения двигателя с газели как наиболее доступном и довольно мощном. Мотор на 12 вольт, 250 ватт, 3000 об/мин, цена 1800 рублей, плюс всегда можно купить новый в большом количестве магазинов в случае выхода из строя. Также в вентиляторе есть металлическое крепление к оси мотора, нужно только сжечь вентилятор, чтоб достать, горит кстати очень плохо даже в угле с обдувом строительным феном.

После приобретения мотора встал вопрос о редукторе и креплении мотора на раму, было рассмотрено много вариантов, цепь и звезды, ременная передача, покупка готового редуктора, но с учетом передаточного числа 1 к 20 ничего адекватного не получалось, да и сварку только приобрел и сварить, что то нормальное не смог бы. Такое передаточное число получилось исходя из номинальных оборотов мотора и скорости машинки в 10 км/час.

Все решила статья на хабре, обзор очередного 3д принтера. Ознакомившись с ней я понял, что цена на 3д принтеры давно опустилась, а я до сих пор не в курсе. 3д печать решила бы вопрос с редуктором и креплением мотора и вообще очень здорово иметь такую полезную штуку для хобби и работы. Прочитав множество статей, было принято купить бюджетный вариант принтера, а именно - аннет а6.

Освоившись с принтером, начал проектировать редуктор в программе freecad, было трудно, но ютуб мне помог. От механики я далек и все параметры шестеренок были выбраны практически вслепую, ширину шестеренок взял в 1 см, предполагая, что прочности хватит, зубья побольше, так как принтер неидеально печатал, подшипники 608, оси 8 мм сделал из отверток подходящего диаметра.

Вот так прикидывал, что к чему.

В итоге после месяца проб и ошибок появилось, что-то похожее на редуктор.

К последней шестеренке прикрутил болтами звезду, она изначально стояла на педалях, и все это установил на машинку, предварительно приварив две пластины с отверстиями под шпильки. Размеры прикидывал так, чтобы все стало ровно, и не пришлось бы придумывать натяжитель цепи, но в итоге встало кривовато. Шпильки гнутся и страдает натяжка цепи. Сейчас поставил дополнительную распорку из куска пластиковой трубы, натяжка в норме, цепь не спадает.

В качестве питания была собрана батарея из 18 литиевых аккумуляторов размера 18650. Прикидывал исходя из размеров и количества батарей. Аккумуляторы достал из нерабочих батарей от беспроводных пылесосов, друг несколько штук отдал. Сами аккумуляторы были хорошие, проблема была в контроллерах. Получилось 11 вольт 15 а/ч. Заряжать удобно обычным компьютерным блоком питания до 12 вольт. Контролера для защиты аккумуляторов не ставил, его нужно было заказывать и ждать а время поджимало, уже был март, тепло.

Управление сделал на плате Digispark с контроллером Attiny85 программируемой в среде ардуино, и мощном мосфете. Параллельно мотору подключил диод для защиты мосфета, а схему управления мотфета сделал на двух биполярных транзисторах, чтобы мосфет быстро открывался и закрывался и не грелся.

Педаль взял от игрушечных электронных барабанов, плату запрограммировал так, чтобы после нажатия мощность мотора росла постепенно и после отпускания также плавно снижалась, чтобы беречь шестерни и не было дерганья как на машинках из магазина. Ребенок также наловчился нажимать и отпускать ее так, чтобы держать определенную скорость, что в принципе мной не задумывалось.

Для подставки для ног удачно подошла крышка от негодного сварочного аппарата.

На фото процесс отладки программы.

Зарядки хватает на полтора часа, тянет бодро, даже по траве и песку, малому мощности хватает. Пару раз ломались шестерни, но была причина, заезжал на бордюр, зацепился звездой, мотор провернул шестерню, второй раз открутились гайки на шестерни мотора, и ее съело, напечатал новые, гайки посадил на клей. Тормоза не делал, они и не нужны, машина довольно быстро останавливается, задний ход тоже не делал. С завода на машинке одно ведущее колесо, я так и оставил, приварить крепеж рядом с колесом сам не смогу, в принципе и так нормально едет, да еще и очень круто поворачивает.

Пара видео работы машинки.

Получилось довольно бюджетно, около 8000 рублей ушло, если не считать покупки 3д принтера=) Я остался доволен результатом, да все кривовато, без излишеств, батя мой такую работу бы не принял, но поставленная задача выполнена, сын счастлив. По мере возможности отвечу в комментариях на вопросы.