Jak sprawdzić sterownik hulajnogi elektrycznej miernikiem

Pytanie

Jak sprawdzić sterownik hulajnoga elektrycznej miernikiem elektrycznym

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Aby sprawdzić sterownik hulajnogi elektrycznej zwykłym multimetrem, najpierw odłącz akumulator i rozładuj kondensatory, a następnie wykonaj trzy grupy pomiarów:
  1. rezystancję (lub test diody) między zasilaniem B+/B- a każdą fazą U-V-W w celu wykrycia zwarcia tranzystorów MOSFET,
  2. ciągłość i rezystancję głównej linii zasilania oraz bezpieczników,
  3. napięcia logiczne (5 V/3,3 V) i sygnały manetki-czujników Halla przy krótkotrwałym, kontrolowanym podłączeniu baterii.
• Typowe wartości: spadek 0,4-0,8 V w teście diody lub 6-12 kΩ w pomiarze rezystancji dla każdej fazy; stabilne 5 V na liniach zasilających logikę; płynna zmiana napięcia manetki 0,8-4,2 V.
• Anomalie (0 Ω, „OL”, brak 5 V, brak reakcji Halla) oznaczają uszkodzenie MOSFET-ów, przetwornicy lub toru sygnałowego sterownika.

Szczegółowa analiza problemu

1. Przygotowanie i bezpieczeństwo

• Odłącz akumulator, rozładuj kondensatory (≥ 5 min lub rezystor 100 Ω/5 W).
• Pracuj na stole antystatycznym; izolowane narzędzia; brak biżuterii.
• Miernik: tryb V DC ≥ 100 V, Ω, test diody; ostrze końcówki pomiarowych do SMD.

2. Inspekcja wizualna

• Ślady przegrzania przy MOSFET-ach, pęknięcia lutów, spuchnięte kondensatory, korozja.
• Uszkodzenia kabli (zwłaszcza fazowych i sygnałowych).

3. Pomiary bierne (bez zasilania)

3.1 Linia główna
\[ R_{B+–B-} \gg 1 k\Omega \] – rosnąca wartość świadczy o ładowaniu kondensatorów. 0 Ω → zwarcie.

3.2 Test MOSFET-ów (tryb diody) – dwa zestawy na każdą fazę:

• Czarna sonda → B-, czerwona → U/V/W.
• Czerwona sonda → B+, czarna → U/V/W.
  Wynik 0,4–0,8 V i jednakowy dla wszystkich faz = OK.
  0 V lub sygnał brzęczyka = zwarcie; „OL” = przerwa.

3.3 Rezystancja faz między sobą i do masy
\[ R{UV} \approx R{VW} \approx R_{WU} = 0{,}05–1 \Omega \] (silniki BLDC).

4. Pomiary aktywne (zasilanie pod kontrolą)

• Podłącz akumulator przez żarówkę 12 V/21 W (ogranicznik prądu).
• Sprawdź pobór prądu jałowego (< 100 mA dla większości sterowników).

4.1 Szyny niskonapięciowe

• 5 V (czasem 3,3 V/12 V) między pinami +5 V a GND złącza manetki/Halla.
  Brak → uszkodzona przetwornica, zwarcie w logice.

4.2 Manetka gazu
\[ V_{sig}=0{,}8\text{–}1,0 V \] spoczynek → \[ 3{,}6\text{–}4,2 V \] pełny gaz; zmiana liniowa.

4.3 Czujniki Halla
Obracaj koło; każdy kanał Ha/Hb/Hc przełącza się 0 ↔ 5 V (typowo częstotliwość do 300 Hz przy wolnym ruchu). Trwałe 0 V lub 5 V → uszkodzony czujnik lub tor wejściowy.

5. Test dynamiczny

• Uniesione koło. Zasilanie przez bezpiecznik/żarówkę.
• Symuluj manetkę (potencjometr 1–5 kΩ). Silnik powinien startować płynnie; obserwuj brak drgań czy kodów błędów (LED/Bluetooth).

6. Typowe usterki a wskazania pomiarowe

• Zwarcie MOSFET-ów: 0 Ω lub 0 V w teście diody; natychmiastowe świecenie żarówki ogranicznika.
• Uszkodzenie regulatora 5 V: 0 V lub niestabilne 5 V; brak manetki/Halla.
• Przekorodowane złącza: prawidłowe napięcia na PCB, brak na manetce/Halla.
• Błędy MCU/drivera bramek: napięcia poprawne, MOSFET-y sprawne, a sterownik nie uruchamia silnika – wymaga oscyloskopu lub wymiany modułu.

Aktualne informacje i trendy

• Nowe sterowniki FOC (Field-Oriented Control) pracują z magistralą CAN/UART; diagnostyka przenosi się na software (aplikacje, logi).
• Płytki hybrydowe z układami GaN i SiC pozwalają na wyższe częstotliwości PWM; pomiary rezystancji nadal adekwatne, ale wartości diody spadają do 0,3–0,5 V.
• Producenci integrują autodiagnostykę – kody błędów LED/Bluetooth mogą precyzyjnie wskazać MOSFET-y, Halla, nadnapięcie.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Dlaczego test diody działa: multimetr wymusza prąd ok. 1 mA, odczyt to spadek na wewnętrznej diodzie body-diode MOSFET-a.
• Ogranicznik żarówkowy: żarnik ma niską rezystancję na zimno (≈ 1 Ω) i znacznie wyższą na gorąco, co chroni przed lawinowym prądem.
• Asymetria pomiarów faz → nawet jeśli sterownik „rusza”, praca asymetryczna przyspiesza uszkodzenie silnika.

Aspekty etyczne i prawne

• Samodzielna ingerencja może naruszyć gwarancję oraz obowiązujące normy homologacyjne (dyrektywy MD, EMC).
• Modyfikacja parametrów prędkości lub mocy podlega w UE ograniczeniom prawno-drogowym.
• Utylizacja uszkodzonego sterownika: płytka zawiera metale ciężkie – oddaj do punktu elektroodpadów.

Praktyczne wskazówki

• Zawsze wykonuj zdjęcia przed odłączeniem przewodów – unikniesz błędów przy montażu.
• Przy wymianie MOSFET-ów – wymieniaj całą parę (high-side i low-side), stosuj pastę termo-przewodzącą i kontroluj planaryzację radiatora.
• Po naprawie: test termiczny (kamera IR lub termometr kontaktowy) – temperatura < 90 °C przy 80 % obciążenia.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Multimetr nie wykryje zwarcia bramka-źródło przy niskim napięciu probierczym; potrzebny jest curve-tracer lub przynajmniej generator impulsów 10 V.
• W sterownikach z pełnym pottingiem (zalewą żywiczną) dostęp do punktów pomiarowych jest ograniczony – rozważ diagnostykę „po kablach” albo wymianę całego modułu.

Sugestie dalszych badań

• Analiza przebiegów PWM oscyloskopem (≥ 100 MHz, sondy różnicowe) – sprawdzisz dead-time i ringing.
• Pomiar ESR kondensatorów wysokonapięciowych.
• Implementacja BMS-u z telemetrią do wczesnego wykrywania przeciążeń sterownika.

Krótkie podsumowanie

Prawidłowa diagnostyka sterownika hulajnogi za pomocą multimetru opiera się na:

1. wykluczeniu zwarcia w sekcji mocy (pomiary diody/Ω MOSFET-ów),
2. potwierdzeniu prawidłowych napięć logicznych 5/3,3 V i sygnałów manetki oraz Halli,
3. testach dynamicznych z ograniczeniem prądowym.
   Systematyczne przejście przez te etapy pozwala w ponad 80 % przypadków zidentyfikować przyczynę awarii bez drogiego sprzętu. Jeśli którykolwiek pomiar wskazuje anomalię, najbardziej ekonomiczne bywa zastąpienie całego sterownika, chyba że dysponujesz zapleczem do lutowania elementów mocy SMD.