Tässä artikkelissa tutustumme monitoimimittarin käyttöön sekä sen kytkentään. Se on hyvin kätevä matkakumppani sähkömenopelissä ja antaa paljon hyödyllistä tietoa niin tavan käyttäjälle kuin DIY henkiselle harrastajalle joka tykkää mittailla ja tutkia asioita 🙂 Monitoimimittari koostuu kahdesta osasta. Itse mittari osasta sekä virtaa mittaavasta Shuntista. Kuva alla.

1. Jännitteen mittaus. Mittarin toiminta-alue jännitemittauksessa on 6-99v, joten se soveltuu suurimpaan osaan markkinoilla oleviin kevyt sähköajoneuvoista, sähkömopoista, sähköpyöristä sekä muista vastaavista menopeleistä. Mittaria voidaan käyttää myös muissa akullisissa järjestelmissä kuten aurinkosähkö järjestelmissä jos halutaan tutkia esim: Aurinkopaneeleilta tulevaa tietoa tai kulutukseen menevää tietoa. Jännitemittarilla voi seurata mm: akun kuntoa sekä sen varaustasoa. Esim: 36v Li-ion akun käyttöjännite alue on 42v – 29v. 48v Li-ion akun käyttöjännite alue on 54,6 – 39v. Jännittä seuraamalla voidaan karheasti arvioida akun varaustasoa, mutta täysin täsmällistä tietoa se ei anna koska jännite muuttuu jatkuvasti kuormituksen mukaan. Kun 48v akun jännite alkaa lähestyä 43 volttia, niin lähtisin pikkuhiljaa ajelemaan kotia kohti tai ainakin kohti lähintä pistorasiaa 🙂 Wh mittari antaa tarkemman informaation akun varaustasosta. Akussa olevan kenno vian voi havaita voimakkaasta jännitteen romahtamisesta kuormitustilanteessa. Normaalissa kuormituksessa jännite laskee joitakin voltteja riippuen akun koosta, virranantokyvystä sekä sekä siitä paljonko virtaa akusta otetaan. Epänormaalia on jos akun jännite kuormituksessa romahtaa merkittävästi sekä samalla toimintamatka pienenee.

2. Virran mittaus ampeereina. Virtaa mittari mittaa alueella 0-100a. Virtamittarilla näet mikä on moottorinohjaimen ottama virta akulta. Monesti nimellisteholtaan 1000w moottori voikin ottaa kaksin tai jopa kolminkertaisen hetkellisen virran joten esim: uutta akkua suunnitellessa on hyvä tietää mikä on menopelin ottama maksimivirta. Kun tiedetään maksimivirta ja tunnetaan käyttöjännite, niin voimme laskea moottorin antaman maksimitehon. Esim: 60v jännite x 30a = 1800w tehoa. Fat Scooterin, eli leveä renkaisen sähköskootterin ilmoitettu moottorin nimellisteho on tyypillisesti 1000w. Kun tiedämme myös jännitteen, niin voimme tästä laskea moottorinohjaimen akulta ottaman virran ampeereina 1000w / 60v = 17a. Jos tyytyisimme tähän tietoon, niin voimme tehdä suuren ja kalliin virheen uuden akun hankinnassa. Voisit mitoittaa tämän tiedon mukaan uuden akun 20a ottovirran mukaan, mutta koska yleensä kaikki sähköllä liikkuvat menopelit ottavat 2 tai jopa 3 kertaisen hetkellisen virran niin on parempi mitata moottorinohjaimen ottama maksimivirta niin tulee kerralla mitoitettua uusi akku oikein. Usein moottorinohjaimen ottama maksimivirta on merkitty sen tyyppikilpeen tai tarraan. Jos moottorinohjain on asennettu hankalaan paikkaan jonne ei helposti pääse käsiksi tai tietoa ei lue ohjaimessa, niin käytännön testi voi olla paikallaan 🙂

Käytännön testi: Koska mittari näyttää hetkellisen virran, niin helpoiten maksimivirran saa esiin ajamalla menopelin mäen juureen ja ajaa mäkeen kaasu pohjassa ja katsoo millaisia lukemia mittari antaa. 🙂 Jos asut pohjanmaalla jossa ei ole mäkiä, niin saman tiedon saat nappaamalla kaverin kyytiin ja lähtemällä kaasupohjassa paikaltaan liikenteeseen.

3. Teho, eli Watit. Teho voidaan myös laskea kaavalla jännite x virta. Jos tiedät, että 250w tehoisen sähköpyöräsi käyttöjännite on 36v voit laskea tästä moottorin ottaman virran kaavalla 250w / 36v = 7a. Totuus voi olla tarua ihmellisempaa ja jos tyytyisit tähän tietoon ja mitoittaisit akkusi tämän mukaan, niin taas mennään metsään. Käytännön testit omissa tutkimuksissa sekä internetin ihmeellisesti maailmasta muiden tekemät tutkimustiedot kertovat ihmeellisiä asioita. Sähköpyörän 250w on ainostaan nimellisteho! Ole merkki tai malli pyörässäsi kiinan merkitön tai huippumerkki Boschin, Yamahan, Brosen, Shimanon yms moottorilla, niin näistä on mitattu 2 tai 3 kertaisia huipputehoja. Huipputeho on se, minkä antaa puhtia kiihdytyksiin sekä mäen nousuihin. Tasaisessa matka-ajossa tehoa ei mene edes nimellistehon verran. Monitoimimittarilla asian oikean laidan voi tarkistaa helposti käytännön testillä. Aja menopelisi mäen juurelle ja lähde ajamaan mäkeen kaasupohjassa. Nyt näet mittarista hetkellisen huipputehon!

Omissa mittauksissani olen huomannut seuraavaa. Alla mainitut moottorisetit ovat yleisesti jokaiselle kuluttajalle myynnissä olevia tuotteita joita kuka tahansa voi ostaa. Moottorinohjaimen antama maksimiteho / virta on tärkeää akun mitoituksen takia.

750w 48v moottorisetti. Laskennallisesti virta on 750w / 48v = 15a. Kuitenkin käytönnön testissä moottori vaikutti puhdikkaammalta ja mittariin kiipesi mäessä lukema 1800w!! 1800w / 48v = 38a. Nyt jos ostit akun 750w mukaan, niin se ei tule olemaan pitkäikäinen. Yleensä n: 1000w moottoreille tarkoitetut akut ( ainakin kiinalaiset ) mitoitetaan halvimmissa 20a mukaan ja kalliimmissa 30a mukaan, mutta silti kumpikaan ei ole riittävä tälle moottorille. Jos jatkuvasti kennoja kuormitetaan yli sallitun, niin kennot lämpenee voimakkaasta ja niiden käyttäikä lyhenee merkittävästi. Oikeasti akku pitää siis mitoittaa minimissään 40a mukaan.

Muita testejä.

1000w 48v moottori. Huipputehoa n: 2200w ja maksimivirta 45.

1000w 48v moottori. Huipputeho n: 3100w ja maksimivirta 65a.

250w 36v moottori. Huipputeho 540w ja maksimivirta 15a.

500w 48v moottori. Huipputeho 1100w ja maksimivirta 23a

Olitpa ostanut menopelin kaupasta tai rakentanut menopelisi itse, niin akun mitoituksen kannalta on tärkeää tietää moottorin ottama teho tai virta.

4. Wh mittari, eli Wattitunti mittari. Tämä on oikeastaan tärkein tieto joka mittarista saadaan koska se mittaa akusta otettua energiaa. Akun energia lasketaan Wattitunteina kertomalla akun jännite ampeeritunneilla. Yleisesti akut ilmoitetaan esim: 48v 20ah tai 60v 20ah tai 36v 14ah. Helpointa ajatella akun sisältämää energiaa on muuttaa se Wattitunneiksi koska Ah tunnit ja jännitteet saavat erikokoiset akut tuntumaan isoilta ja pieniltä. Esim: 12v 100ah akut monet mieltävät isoksi akuksi. Wattitunteina sen energia on 12v x 100ah = 1200Wh. Jos muutamme saman energian 60v jännitteelle, niin 1200Wh / 60v= 20ah. Eli 60v 20ah akku sisältää yhtä paljon energiaa kuin 12v 100ah lyijyakku. Saman energian saa 48v 25ah akusta joka on myös 1200Wh.

Miksi on tärkeää tietää akusta otettu energia määrä? Tähän on hyvin helppo vastaus. Et enää koskaan jää tien päälle sen takia että akku loppuisi kesken… ellet sitten ole lähtenyt testaaman rajojasi 🙂 Ensin on hyvä laskea akkusi sisältämä laskennallinen energia ja sen jälkeen mitata pitääkö se paikkaansa. Jos akkusi on esim: 60v 20ah, eli 1200Wh, niin ladattuasi sen täyteen ja ajamalla akun kerran tyhjäksi saat tietää akun todellisen energiamäärän.

Tämä on tärkeää myös kaikille halpojen kiinan akkujen harrastelijoille joille voi tulla yllätyksenä, että akusta puuttuukin keskimäärin 25-50% kapasiteetista. Olen tilannut useilta eri kiinalaiselta valmistajilta edullisia akkuja testiin ja huomannut seuraavaa: 48v 17,5ah akku oli oikeasti 13ah. 48v 20ah akku oli oikeasti 15ah, 60v 20ah akku oli oikeasti 15ah, 48v 13ah akku oli oikeasti 8ah jne. Youtubesta ja erilaisilta sähkömenopeleihin keskittyviltä kotimaisilta sekä ulkomaisilta sivustoilta voit lukea saman suuntaisia testejä. Halpa hinta on suoraan verrannollinen laatuun. On akuissa ollut muitakin puutteita, mutta se ei ole tämän artikkelin juttu. Olen mitannut myös kiinalaisia akkuja joiden kapasiteetti on pitänyt paikkaansa, mutta ne akut eivät ole hintatason alapäässä.

Kun kerran olet ajanut akkusi tyhjäksi ja tiedät sen hetkisen kapasiteetin, niin sen jälkeen sinun on helppo seurata käytettyä energiamäärää reissuillasi. Käyttämällä sprot trackeriä tai muuta matkaa mittaavaa ohjelmaa apunasi, voi laske tietyllä matkalla käyttämäsi energiamäärän jolloin tiedät menopelisi keskikulutuksen. Tämä helpottaa taas toimintasäteen laskemista tai uuden akun mitoitusta. Esim: Mittasit 60v 20ah akusta 1150wh energiamäärän. Kun seuraavan kerran lähdet liikkeelle, niin voit seurata mittarista käyttämääsi energiaa ja mitoittaa matkasi sen mukaan. Kun puolet energiasta on käytetty on hyvä kääntyä kotia kohti jollei määränpäässä ole mahdollisuutta ladata ja että myös muistit ottaa laturin mukaan reissullesi. 🙂

Omissa mittauksissa olen huomannut, että tuollainen Fat Scooter vie energiaa alle 25km/h ajaessa n: 20-25Wh / km. Tuolloin voit laskea 1150wh akulla toimintasäteen seuraavasti. 1150wh / 20 = 57km tai 1150wh / 25 = 46km. Ajamalla kaksi päällä tai hyvin mäkistä maastoa energian kulutus tietysti kasvaa ja matka lyhenee. Kulutettua energiaa pystyt kuitenkin seuraamaan mittarista eikä epätietoisuus rangen riittävuudestä enää vaivaa mieltäsi kun tiedät käytettävissä olevan energiamäärän.

Monitoimimittarin kytkentä:

Mittarissa on kaksi osaa. Itse mittari sekä Shuntti.

Shuntti asennetaan akulta lähtevän miinunkaapelin väliin ennen mitään kulutusta. Alla olevasta kytkentäkaaviosta selviää loput.

Ohjauskaapelointi.

1. Akun plussasta mittariin menevä ohut kaapeli on näytön herätinvirta. Se kannattaa ottaa virtalukon jälkeen tai erillisen katkaisijan kautta jotta mittari ei ole aina päällä kun akku on kytketty.

2. Shuntin toisesta päästä lähtee mittarille kaksi kaapelia jotka kytketään keskimmäisiin nastoihin. Tässä kohtaa riittää, että vedät shuntilta yhden kaapelin mittarin toiseen nastaan ja vedät siitä pienen hyppykaapelin toiseen nastaan.

3. Kolmas mittarille tuleva kaapeli tulee shuntin toisesta päästä kuvan mukaisesti

Päävirta.

1. Akun miinuskaapelin väliin asennetaan Shuntti kaaviokuvan mukaisesti. Sitä ei kannata laittaa suoraan akun omaan kaapeliin kiinni jos otat akun joskus irti menopelistä, vaan akusta tulevan liittimen jälkeen tulevaan kaapeliin joka menee kulutukseen, eli yleensä moottorinohjaimelle. Helpommillaan katkaiset miinuskaapelin ja liität sen molempiin päihin tukevat rengasliittimet jotka kytketään shuntin eri molempiin päihin. Koska shuntissa kulkee iso virta, niin suosittelen suojaamaan sen hyvin. Oikosulun mahdollisuus on pieni koska yleensä sähköiset menopelit eivät ole runkomaadoitettuja, mutta laittaisin vähintääkin eristävän kerroksen vähintääkin muoviteippiä sen ympärille tai pieneen muovirasiaan akkukotelon sisälle jos tila antaa myöten.

Mittari toimii muuten täysin automaattisesti, mutta akun latauksen jälkeen pitää manuaalisesti nollata Wh mittari.

Wh mittarin nollaus. Painan näytön oikealla puolella olevaa nappia muutaman sekunnin ajan. Ensin näytössä lukee Set ja sen jälkeen Clear. Clear tekstin kohdalla nosta laske napista irti ja Wh lukema jää vilkkumaan näyttöön. Lyhyt painallus tämän jälkeen nollaa Wh mittarin lukeman.

Mittarissa on myös taustavalo jonka saa pois päältä tai päälle painamalla lyhyesti nappia mittarin ollessa päällä.

Tässä lyhykäisyydessään mittarin asennukseen ja toimintaan liittyvät ohjeet. Toivottavasti tästä oli apua. Jos tämän esittelyn jälkeen haluat tilata itsellesi tämän mittarin niin se löytyy 30e hintaan klikkamalla tästä

Ehkä tähän perään vielä yksi huomio. Jos olet juuri hankkinut akun suomesta tai ulkomailta ja mittaat mittarilla akusta kapasiteetin joka ei pidä paikaansa, niin silloin olet ostanut tuotteen joka ei ole lupausten mukainen. Itse olen saanut parhaimmillaan 100e takaisin akun hinnasta sen jälkeen kun siinä on havaittu puutteellinen kapasiteetti ja olen siitä reklamoinut sen myyneelle yritykselle. Eli aina reklamaatio perään ja mielellään julkinen palaute myyjän sivuille, niin autat muita välttämään petollisia myyjiä / yrityksiä. Mitä enemmän näitä huijauksia tuodaan julki sitä enemmän niihin voidaan vaikuttaa ja jatkossa nämä huijarit toivottavasti poistuvat markkinoilta.

Esimerkki vaikuttamisesta vielä tähän loppuun. Erään suomalaisen jälleenmyyjän skoottereihin tarkoitetusta akusta mittasin reilusti puutteellisen kapasiteetin ja reklamoin siitä heillä aiheutti seuraavan episodin. Maahantuoja hieman hyvitti meille hintaa ja hoiti homman kunnialla. Maahantuoja taas itse otti yhteyttä skoottereita valmistavalle tehtaalla, joka taas otti yhteyttä heille akut toimittaneeseen akkutehtaaseen. Kaiken selvitys työn lopputulema oli se, että skoottereita valmistava yritys vaihtoi kiinassa akkuja toimittavan tehtaan ja uudesta tehtaasta tulleiden akut olivat oikean kokoisella kapasiteetilla. Myöskin akkuihin liittyvät laatu ongelmat ja reklamaatiot vähenivät olemattomiin uuden toimittajan myötä. Tässä tapauksessa tarinalla oli siis onnellinen loppu ja yksi huijaritehdas menetti ison asiakkaan reklamaation myötä ja suomalaiset kuluttajat saavat sellaisia akkuja joiden kapasiteetit ovat sitä mitä luvataan 🙂