Come Costruire una Bicicletta Elettrica con Poca Spesa

Si può facilmente costruire una bicicletta elettrica partendo da una bicicletta normale e aggiungendo cinque parti: 1) il motore, 2) una connessione tra il motore e una ruota o i pedali, 3) batterie, 4) l'acceleratore e 5) un controller per il motore (l'elemento “intelligente” che regola l'afflusso di energia dalle batterie al motore secondo la posizione dell'acceleratore). La parte più difficile consiste nel procurarsi componenti compatibili tra di loro. In questo articolo viene illustrata la soluzione più economica, cioè una bici elettrica in cui il motore è collegato al movimento centrale della pedaliera (senza la cosiddetta “ruota libera”).

Passaggi

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    Procurati una bicicletta in buone condizioni da modificare. Cercane una comoda e dotata di buoni freni. Tutti gli eventuali difetti della bicicletta originale saranno ingigantiti dopo l'aggiunta di quasi 20 kg di armamentario elettrico e con la spinta dovuta a un sacco di potenza in più. Sarà più dura da frenare e da guidare. Una bicicletta dotata di sospensioni, di quelle comunemente vendute nei grandi magazzini, andrà bene ma sarà meglio sostituire copertoni e camere d'aria a bassa pressione con altre capaci di sopportare una pressione maggiore (il passaggio da 2,5 a 4,5 atmosfere farà una grandissima differenza). Per poter apportare le modifiche necessarie ti servirà una bicicletta con dello spazio disponibile nel triangolo in mezzo alle gambe.
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    Serve che la bicicletta sia provvista di cambio, di quelli provvisti di più ruote dentate alla pedaliera. In alternativa, puoi prendere il gruppo di ruote dentate da un'altra bicicletta e montarlo sulla tua, sul lato della pedaliera opposto a quello dove si trova la ruota dentata.
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    Procurati un cestello portapacchi posteriore per biciclette. Servirà come alloggio per le batterie. Se desideri maggiore capienza puoi aggiungere dei contenitori di plastica robusta, fissandoli ai lati del cestello per mezzo di bulloni a U.
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    Procurati le batterie. Devi conoscere il voltaggio del tuo pacco di batterie prima di comprare le atre parti. Il voltaggio più comune per batterie da bici è 24 oppure 36 V. Puoi usare anche voltaggi più alti, ma allora le parti tenderanno ad essere più costose e difficili da reperire. Le batterie più facili da trovare, e anche le più economiche, sono batterie al piombo del tipo usato per i piccoli gruppi di continuità (UPS). Di solito hanno tensione di 12 V e capacità da 7 a 12 Amperora. Le batterie per auto non vanno bene. Innanzitutto, se si ribaltano facilmente ne può fuoriuscire l'acido. In aggiunta sono progettate per fornire grande potenza per pochi secondi, piuttosto che per un uso protratto nel tempo, e non durerebbero a lungo.
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    Ti servirà una capacità di almeno 0,6 Amperora per km in un sistema a 36 V, e cavi per collegare tra loro le varie parti. Le batterie possono essere collegate tra loro “in serie” per aumentare la tensione complessiva e “in parallelo” per aumentare gli amperora, ossia la capacità. Puoi trovare online batterie da 12 V e 7 Ampere/ora per circa 13 €. Prendi del cavo di rame flessibile, del tipo a treccia, per collegare tra loro le batterie. I cavi di rame ad anima semirigida, usati talvolta per i cablaggi negli edifici, non sono adatti a sopportare le vibrazioni di un veicolo in moto.
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    Procurati un caricabatterie per il tuo pacco di batterie da 24 V o 36 V. Potrai trovarlo probabilmente nei negozi dove acquisti le altre parti. Nel caso di batterie al piombo/acido potrebbe andare bene anche un comune caricabatterie per auto, ma in questo caso sarà necessario ricaricare ciascuna batteria (da 12 V) separatamente.
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    Compra un motore che abbia un pignone adatto per una catena da bicicletta calettato sull'albero. La maggior parte dei motori è senza pignone, oppure ne ha uno per catene di misura 25 o 35 (che sono usate nei go-kart e nei motorini). Uno già compatibile con catene da bicicletta ti semplificherà un sacco la vita.
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    Acquista il controller. Un esempio può essere il modello YK42 della tncscooters.com.
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    Acquista l'acceleratore (meglio se con tecnologia a effetto Hall. È più facile che acceleratore e controller risultino compatibili se prodotti dallo stesso costruttore. In caso di dubbio, chiedi suggerimenti al negoziante. In alcuni casi i connettori sono venduti separatamente.
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    Compra dei connettori per le batterie, possibilmente che siano compatibili anche con il controller. Non è facile trovarne di compatibili, per cui in alternativa puoi comprare dei morsetti per collegamenti rapidi, del tipo di quelli usati dai radioamatori per collegarsi alle batterie (un modello diffuso è l'Anderson Power Pole), dopo di che taglia via i connettori dai cavi del controller, spela i fili e usa direttamente i morsetti rapidi.
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    Procurati una lastra d'acciaio da 3 mm di spessore, oppure una di alluminio da 6 mm. L'alluminio è molto più leggero e facile da lavorare rispetto all'acciaio, però è più caro. Le dimensioni dipendono da quelle del triangolo della tua bici.
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    Procurati tre grosse fascette stringitubo, di quelle regolabili a vite, di dimensioni adeguate per i tubi della tua bicicletta. Si trovano dal ferramenta o nei negozi di bricolage.
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    Catena da bicicletta da 1/8" o 3/32".
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    Falsa maglia per la catena (1/8" or 3/32").
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    Alcune rondelle ed eventualmente nuovi bulloni per fissare il motore (di solito i motori hanno 3 bulloni per il fissaggio; se usi una lastra di alluminio probabilmente saranno troppo corti perché l'alluminio è più spesso).
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    Aspetta la consegna dei materiali.
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    Quando disponi di tutto, connetti insieme le varia parti. Collega l'acceleratore al controller, poi il motore al controller, collega tra loro le batterie e infine collega il pacco batterie al controller.
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    Il collegamento in serie (serve per sommare le tensioni delle batterie) delle batterie si fa così: collega un cavo dal polo “+” di una batteria al polo “-” dell'altra. A questo punto, supponendo che le due batterie siano da 12 V, la tensione tra il polo “-” della prima batteria e il polo “+” della seconda sarà di 24 V.
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    Il collegamento in parallelo (serve per sommare le rispettive capacità) si fa così: collega tra loro i poli “+” delle prima e della seconda batteria, e poi collega tra loro anche i poli “-”. Ora la tensione tra i poli “+” e “-” della coppia di batterie sarà sempre di 12 V, ma la capacità complessiva sarà raddoppiata (per esempio, se ciascuna batteria aveva capacità di 7 Ampere/ora, ora la coppia collegata in parallelo avrà capacità di 14 Amperora).
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    Fai molta attenzione con i collegamenti tra batterie. Non chiudere un circuito comprendente le sole batterie, senza carico. I due collegamenti finali devono restare aperti. Altrimenti corri diversi rischi: scarica rapida delle batterie, fusione dei cavi di collegamento, perdita di liquido, ustione e incendio. Per la stessa ragione fai attenzione: non collegare mai, nemmeno accidentalmente tra loro i poli “+” e “-” di una stessa batteria.
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    Ruota l'acceleratore. Il motore dovrebbe mettersi a girare. Se no, verifica tutti i collegamenti elettrici. Stai attento, una manovra sbagliata a questo punto può costare cara.
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    Quando tutto funziona, PRENDI NOTA DELLO SCHEMA! Altrimenti domani mattina te lo sarai già scordato.
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    Ok, ora è giunto il momento di passare alla fase di costruzione vera e propria. L'idea è quella di montare il motore nel triangolo formato dal telaio della bici e montare la catena per trasferire il movimento dal motore a uno degli ingranaggi della pedaliera. Quale di questi ingranaggi? La scelta dipende dall'allineamento delle parti.
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    Fai delle prove: tenendo fermo il motore al suo posto, monta la catena in modo che vada dal pignone del motore a uno di quelli della corona della pedaliera. Per chiudere la catena si usa la falsa maglia, però solo una ogni due delle maglie della catena possono essere sostituite dalla falsa maglia; perciò assicurati che il motore sia nella giusta posizione. La catena deve essere tesa ma non troppo. Se è troppo lasca o mal posizionata, tenderà a cadere in accelerazione o in salita.
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    Quando tutto ti sembra a posto, disponi la piastra di metallo sopra al motore e al triangolo. Con un pennarello traccia i contorni della sagoma dove dovrai tagliare la piastra, per ricavare il posto per il motore e per adattare la piastra al telaio della bicicletta. Il motore andrà fissato alla piastra con i bulloni, e la piastra dovrà toccare il telaio della bici in 3 punti: uno in meno e non starà ferma al suo posto.
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    Prendi un seghetto alternativo e taglia la piastra. Una fresatrice ti sarà molto utile per le rifiniture. In alternativa, l'uso di una lima richiederà molto più lavoro ma sarà comunque adeguato, soprattutto per l'alluminio.
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    Fai una nuova prova di montaggio. Probabilmente dovrai fare diversi ritocchi con la fresatrice.
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    Quando hai finito, pratica nella piastra i fori per il fissaggio del motore. È molto difficile fare esattamente tutti e tre i fori fin dall'inizio. Non ti preoccupare, fai i primi due fori e poi aggiusta il terzo con il trapano. Può darsi che ti serva un altro passaggio alla fresatrice.
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    Ora fissa al telaio la piastra con il motore. Ricordi i tre punti che toccano il telaio? Adesso devi praticare dei fori in prossimità di questi punti, per passarci attraverso le fascette stringitubo con cui fissare la piastra al telaio. Un minitrapano da modellismo con l'apposita fresa da taglio a rotella è lo strumento adatto allo scopo. Puoi usare anche un trapano normale, da dovrai fare diversi fori affiancati fino a ricavare una fessura a misura della fascetta.
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    Quando hai montato il tutto, installa la catena tra il pignone del motore e la corona della pedaliera. Usa uno smagliacatena per accorciare la catena, oppure taglia via le maglie in eccesso con delle tenaglie (comunque uno smagliacatena economico, da 8 € o giù di lì, va bene per un uso non continuativo). Rimuovi l'anello tagliato con un chiodo, un martello e una morsa.
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    A questo punto disponi di una bicicletta con un motore montato sul triangolo del telaio e collegato alla pedaliera. Non puoi più cambiare marcia agendo sulla corona anteriore, perciò regola il cambio per far sì che questo non avvenga (o semplicemente coprilo con del nastro adesivo). Una volta sistemate tutte le parti meccaniche, fai un giro di prova per verificare che niente sia bloccato e che la catena non venga via.
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    Attacca il controller al cestello portapacchi o in qualche punto del telaio. Delle fascette di plastica andranno benissimo per il fissaggio.
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    Monta l'acceleratore. La parte più difficile del montaggio dell'acceleratore sta nel rimuovere le manopole dal manubrio. Ecco un metodo facile per farlo. Prendi qualcosa di sottile e rigido (un vecchio raggio di bicicletta o un appendiabiti di filo metallico vanno benissimo). Infilalo tra la manopola e il tubo del manubrio, poi versa una miscela di acqua e sapone per piatti giù lungo l'appendiabiti. L'acqua saponata si infilerà sotto la manopola: a questo punto basterà ruotarla un po' e verrà via.
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    Infila l'acceleratore sul manubrio. Di solito c'è da stringere una brugola per il fissaggio.
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    Collega i cavi che vanno dall'acceleratore al controller.
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    Collega i cavi che vanno dal controller al motore.
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    Per le prove, ribalta la bicicletta con le ruote per aria (o comunque fai in modo che le ruote non tocchino terra, neanche se la bicicletta vibra fortemente). Collega il pacco batterie al controller, seguendo le istruzioni di montaggio del costruttore. Aziona l'acceleratore. Il motore gira? La ruota posteriore della bicicletta gira? Rilascia l'acceleratore. Il motore si ferma? Se ti sei dimenticato di sollevare da terra le ruote della bicicletta, probabilmente adesso se ne starà andando da sola in giro per il garage.
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    Collega le batterie in modo semi-definitivo. Probabilmente dovrai fare qualche aggiustamento dopo il primo periodo d'uso.
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    Fissa i cavi di collegamento con fascette di plastica per impedire che vadano a impigliarsi nella catena. Il nastro adesivo non resiste al sole e alla pioggia e lascia tracce appiccicose.
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    A meno che tu non sia estremamente meticoloso o fortunato, ci saranno problemi con l'allineamento della catena. In questo caso verranno comode le rondelle. Per essere sinceri, vedrai che dopo qualche viaggio ci saranno degli aggiustamenti tra le varie parti, per cui dovrai fare dei ritocchi. Non pensare di poter usare la bicicletta fresca di montaggio per recarti a un colloquio di lavoro o a un appuntamento importante.

Consigli

  • Le accelerazioni improvvise scaricano in fretta le batterie, soprattutto le accelerazioni da fermo.
  • Ricarica le batterie dopo l'uso, e cerca di non lasciarle mai scaricare completamente. Dureranno di più.
  • Sarà opportuno installare un interruttore per accendere e spegnere l'impianto elettrico della tua bici. Usa un interruttore per correnti continue da 24 V o 36 V. Puoi anche usare un interruttore comune da casa, ma non durerà molto a lungo.
  • Il tensionamento della catena può essere un problema. Dovrai stringere molto forte le fascette stringitubo, o trovare qualche mezzo (come l'impiego di un vecchio cambio) per regolare la tensione della catena.
  • Ora che ci sono due catene vicino alle tue gambe, raddoppia anche la possibilità che i pantaloni ci si impiglino. Usa degli elastici o altro per stringere i pantaloni, oppure installa dei carter a protezione della catena.

Avvertenze

  • Bada alle dita mentre lavori alle catene. Non avvicinare mai le dita a catene in movimento: esse hanno la tendenza a trascinarle dentro gli ingranaggi.
  • Un controller da 36 V non può funzionare con un pacco batterie da 24 V, e viceversa. Assicurati che le tensioni delle varie parti siano compatibili.
  • Quando fai delle prove con la bicicletta tieni sempre sollevate le ruote da terra. Quando chiudi il collegamento con le batterie il motore potrebbe avviarsi a tutta velocità e la bicicletta potrebbe schizzare via.
  • Indossa guanti e occhiali di protezione quando usi gli attrezzi.
  • La scossa di 24 V o 36 V probabilmente non è mortale salvo casi particolari. Tuttavia se mandi in corto una batteria puoi star certo di prenderti una bella bruciatura.

Cose che ti Serviranno

  • Pennarello
  • Righello
  • Seghetto alternativo
  • Smagliacatena
  • Fresatrice (opzionale ma molto comoda)
  • Trapano elettrico
  • Morsa
  • Tenaglie
  • Saldatore
  • Nastro adesivo

Informazioni sull'Articolo

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Categorie: Bicicletta | Fai da Te

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