臺灣博碩士論文加值系統

自行車是多功能的交通工具，兼具運輸、休閒和運動等功能，而且較不易受空間的限制。如果加上電池與馬達，可以使騎乘者更為省力、輕鬆，如此將更能提升自行車之便捷性與實用性。基於費波南希係數 (Fibonacci time zones) 和可程式化嵌入式系統晶片(Programmable System-on-Chips) 的控制，並在馬達驅動電路中利用腳踏板帶動馬達發電回充至電池上，製作出可自發電之電動自行車的控制器。目的在於增加電動自行車之續航力。

It is a multi-functional traffic tool for the bicycle with the capabilities of the transportation, leisure, sport and so on. The bicycle is re-equipped the rechargeable battery and the motor, then the rider is more suitable for riding and is improved for the convenience and practicality. Based on the control of the Fibonacci time zones, the Programmable System-on-Chips and adding the recycling circuit of the power to the motor driver, we proposed the controller of the motor-driven bicycle with the recycling power in order to increase the passage distance of the motor-driven bicycle.

摘要............................................................ I
Abstract....................................................... II
誌謝............................................................ III
目錄............................................................ IV
圖目錄.......................................................... VI
表目錄.......................................................... IX

第一章 緒論...................................................... 1
1.1研究動機與目的............................................ 1
1.2文獻回顧................................................. 2
1.3論文架構................................................. 5
第二章 電動車發展史簡介........................................... 6
2.1能源概況................................................. 9
2.2電動車與燃油車之比較....................................... 11
第三章 可程式系統單晶片內部介紹.................................... 13
3.1整合發展系統.............................................. 14
3.2晶片功能設定.............................................. 17
3.3燒錄功能................................................. 18
第四章 控制器設計................................................. 19
4.1加速手把................................................. 20
4.2斷電系統................................................. 25
4.3馬達驅動電路.............................................. 26
4.4電源電路之說明............................................ 33
4.5電源回收電路.............................................. 33
第五章 實驗結果.................................................. 37
5.1電源控制電路量測.......................................... 37
5.2MOSFET(Q5)訊號量測....................................... 38
5.3馬達驅動電路量測.......................................... 43
5.4手把加速器輸出端電壓值變化.................................. 45
5.5升壓電路量測.............................................. 46
5.6日照度與太陽能板輸出電壓關係................................ 47
第六章 結論與未來展望............................................. 49
6.1結論..................................................... 49
6.2未來發展方向.............................................. 49
參考文獻........................................................ 50
附錄............................................................ 52

圖目錄
圖2.1 各種電動車及其性能........................................ 7
圖2.1 各種電動車及其性能(續).................................... 8
圖2.2 我國能源供給概況......................................... 10
圖2.3 全球能源存量(2001年)..................................... 10
圖3.1 PSoC腳位圖.............................................. 14
圖3.2 可程式系統晶片模組設定選單................................. 15
圖3.3 可程式系統晶片基本特性選單................................. 15
圖3.4 可程式系統晶片程式語言編輯................................. 16
圖3.5 模組的範例視窗........................................... 17
圖3.6 可程式系統晶片內部接腳圖.................................. 18
圖4.1 系統架構................................................ 19
圖4.2 電壓隨耦器............................................... 20
圖4.3 霍爾效應剖面圖........................................... 22
圖4.4 類比式霍爾元件內部電路.................................... 23
圖4.5 數位式霍爾元件內部電路.................................... 23
圖4.6 手把加速器及霍爾元件...................................... 24
圖4.6 手把加速器及霍爾元件(續).................................. 24
圖4.7 斷電系統................................................ 26
圖4.8 電動車之系統方塊圖........................................ 27
圖4.9 手把未加速的PWM之訊號圖................................... 28
圖4.10 手把加速至最高的PWM之訊號圖............................... 28
圖4.11 馬達驅動器之電路設計...................................... 29
圖4.12 電動自行車之控制電路板外觀................................. 31
圖4.13 電動車之程式流程圖........................................ 31
圖4.14 電源方塊圖............................................... 33
圖4.15 電源回收電路圖........................................... 34
圖4.16 升壓電路圖............................................... 36
圖5.1 手把未加速時C1電壓值...................................... 37
圖5.2 手把加速時C1電壓值........................................ 37
圖5.3 手把未加速時輸出端電壓值................................... 38
圖5.4 手把加速時輸出端電壓值.................................... 38
圖5.5 手把未加速PWM原始訊號..................................... 39
圖5.6 MOSFET(Q5)G腳未加速時波形................................ 39
圖5.7 手把加速後PWM原始訊號..................................... 40
圖5.8 MOSFET(Q5)G腳加速時波形.................................. 40
圖5.9 MOSFET(Q5)D腳未加速波形(改良前)........................... 41
圖5.10 MOSFET(Q5)D腳未加速波形(改良後)........................... 41
圖5.11 MOSFET(Q5) D腳加速後波形(改良前).......................... 42
圖5.12 MOSFET(Q5) D腳加速後波形(改良後).......................... 42
圖5.13 輸入端最大瞬間電壓........................................ 43
圖5.14 輸出端最大瞬間電壓........................................ 44
圖5.15 交/直流電流放大器......................................... 44
圖5.16 反電動勢回收電壓.......................................... 45
圖5.17 手把加速器輸出端的電壓變化圖............................... 46
圖5.18 手把加速器格數外觀圖...................................... 46
圖5.19 馬達輸出電壓............................................. 47
圖5.20 升壓電路輸出電壓值........................................ 47
圖5.21 日照度與太陽能板電壓關係圖................................. 48
圖5.22 日照度與升壓後電壓關係圖................................... 48

表目錄
表1.1 台灣電動自行車CNS標準...................................... 3
表1.2 電動自行車之規格........................................... 4
表2.1 電動機車與50cc機車成本比較................................. 11
表3.1 控制器腳位表.............................................. 17
表4.1 自製的電動自行車之規格..................................... 19
表5.1 手把格數與輸出端電壓值..................................... 45

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