Toepassing lagers voor een schuifdeur op rails

Maatwerk: Een lagerconstructie voor degelijke schuifdeurtjes op rails. Het is zo eenvoudig dat het de moeite waard is om te delen, zie de foto.

Waarom moeilijk als het makkelijk kan? Waarom makkelijk als het moeilijk kan? Omdat we houden van leren, deugdelijke constructies en omdat het makkelijk is 😉

De samenstelling met kogellagers

Je kunt zien hoe het opgebouwd is:

  • Strip 20*3 met gaten voor schroeven en een gat voor een lagerschrijf.
  • Een verzonken schroef M6
  • Een ring met bolle kant naar lager
  • Het lagertje
  • Weer een ring met bolle kant naar lager
  • Een half-hoog moertje

Paint-job is niet helemaal gelukt doordat de oven iets te warm was. Volgende keer aluminium-strip, geen verf. De keuze voor staal kwam doordat ik in eerste instantie draadeindjes wilde lassen. Verzonden schroeven zijn natuurlijk veel sneller, makkelijker en beter.

Aangepaste ringen

Ik was niet helemaal tevreden met de ringen omdat ze bijna aanliepen. Daarom heb ik een set gemaakt met een kleinere diameter.

Benodigdheden: Een boormachine, een slijptol en een schuifmaat.

De foto’s laten zien hoe het gedaan is…

Van diameter 12 mm naar 10 mm met een slijptol. Tussendoor goed meten…
Losmaken…
Detail, als je voor het slijpen de aangedraaide set hamert op een aambeeld dan zijn de ringen beter gecentreerd.
Alle 20 gelukt.
Hier zie je heel goed dat de ring perfect gepositioneerd is tussen de moer en de binnenste lagerschaal.

Mobile electricity, yet another DIY solution: “LaBora”

Please do not take this information for granted yet. It is a study in order to prepare and learn and I am asking for input before the stage of building, starting May 2021. This page probably will contain serious flaws at this point. I really appreciate input, feel free to leave a comment.

General

  • Usage: a mobile office (Fiat Ducato L4H2), to be installed 2021 – she is nicknamed “LaBora“.
  • “Intelligent alternators” spoil the show these days.
  • LFP or LiFePO4 batteries are very interesting.
  • Solar energy is an option.
  • Add something to this world by try and error, asking, learning and publishing, i.e. this page.
    • Costs are limited and approach is basic, contrary to quite fancy and expensive solutions.
    • Goal: quality, safety and reliability within reasonable limits.
    • Input is truly more than welcome. However preoccupied opinions and dogma’s like “Stuff from China always sucks” and “You get what you pay for” is not appreciated.
This is probably not wanted, it is just an idea. See text for considerations…

An approach, thoughts

About the LFP, LiFePO4 units

  • With proper LFP offered very affordable at some spots (2020), it seems a logical choice.
  • Unfortunately I’ve experienced a ruined brand new battery set because of a faulty BMS, draining over balance wires. That is why the battery can be isolated completely by using DIP switches and a main switch before P-, in case of longer term storing.
  • Banks of 4s (series) are not interconnected. It is possible to monitor each individual cell this way and one faulty cell will not influence a healthy connected cell.
  • It does not seem to be a problem to use multiple banks in parallel. However, connecting banks becomes dangerous when voltages between banks are not equal.
  • BMS should only close B- and P- within proper voltage range. BMS has an important role and acts as a safety switch.
  • Temperature alerts, high and low, should be dealt with.

About Solar energy…

There is a possibility to use 6 to even 12 units of 100 peak Watt, 18 V, on the roof.

  • Minuses:
    • Somewhere around 100 kg on the roof.
    • More fuel usage.
    • It is not a camper, there is plenty of opportunity for charging by driving and or by means of an external supply. That counts for our situation, maybe not yours…
  • Plusses
    • Using low weight flexible panels might be a solution if I am able to attach them in a rigid and responsible way. I am thinking about a roof curved thin aluminium sheet as substrate with ~1″, 3cm, space between roof and sheet for ventilation, all on an aluminium frame.
    • Less worries about batteries drained in time.
    • Spare environment.

About “Intelligent Alternators”…

  • The voltage is too low for direct loading, despite impressive current output.
    • Direct loading is never a good idea for LFP, no constant current (cc) and constant voltage (cv) stages.
    • Chip tuning and tricks like killing load temperature sensors is not preferred.
  • I’ve asked Fiat about it, they delegated the question to a dealer, probably not going to get any useful information, but I’ll give them a chance.
  • So far, all established DC-DC converters that increase voltage seem to have a reasonable, perhaps bit spicy, price tag. Let’s list them, they were hard to find…
    • But first, why not use a DC-AC inverter, combined with a proper battery charger? Since most energy will not come from the alternator but from external power supply, it seems a proper, easy, acceptable and affordable way in this scenario. On top of that, a charger is needed anyhow, so an extra inverter is the only investment with impact. Big downside is the loss, it is not quit efficient.
    • Then there are products like “Renogy DC-DC Battery Charger” 60 A, with a reasonable price.
    • Victron DC/DC Chargers” Orion-Tr Smart” 360W (~30 A) and the expensive “Buck Boost”.
    • Ctek has a annoying unstructured site with model “SMARTPASS 120S“. Looks promising, reasonable price and I’ve got 13 years experience with a loader that does its job uninterrupted.
    • From Asian sources there is not much available it seems. 80 W “Imax B6” for example. Not an option.

About charging…

  • In this scenario there are multiple chargers: a dedicated main charger and one embedded in the main inverter with a small capacity.
  • The main charger is limited should have a proper cc, cv and trickle profile during charging. Cc and cv: First constant current and the next stage is constant voltage until designated as “Full”.
  • How many Amps can the alternator handle without too much heating up under constant load?

About usage…

  • This is also a point of using your head during use of electrical equipment, boil exactly the amount of water you need for your thee, don’t bake cakes during battery use, and so on.
  • Heating is covered by a diesel heater for:
    • Showering and warm water
    • Interior heating, preferable by using the – relay isolated – native heater ventilator in combination with a separate PWM controller, water valves.
  • Kitchen machines, like a water boiler, induction cooker, magnetron, coffee machine, use a lot of energy but are used only shortly. They surely will play a role in total consumption. Exception is the fridge, consuming less, but working day and night.
  • Work stuff like laptops and monitors are considerable consumers too. Aggressive sleep mode when not in use is essential.
  • Then there is a collection of often unnoticed users that do have influence, like diesel heater, pumps, losses in inverters and electronics.
  • Time will tell if it is doable. Escapes are making trips for both fun and charging and of course increasing the output of the charger.

Questions

I’ve asked for help here: DIY Solar Power Forum.

  • Does this text contain serious errors?
  • Fusing each bank with a breaker on the minus side leaves questions, if one bank is 90 Ah and acceptable constant discharge is 100 A (peak 300 A), what is a proper fuse value?
  • Is there a solution that deals with voltage difference between banks?
  • Is there a smarter way to overcome limitations of “smart” or “intelligent” alternators?

Repair: DeLonghi Magnifica Pronto Cappuccino ESAM 4500

It broke, so let’s repair a DeLonghi Magnifica Pronto Cappuccino ESAM 4500! It already served 22.000 cups of coffee so it has a good excuse to fail.

DeLonghi Magnifica Pronto parts

In general, many parts of your machine are similar. So if you don’t have a ESAM 4500, but a model ESAM 3500, changes are that what is written applies to you as well and parts of ESAM 5500 or ESAM 4200, 2600, 2800, 3200 may be used. Just check details of parts very well. DeLonghi does not create every model from scratch – and that is a proven development model.

Diagnosing the machine, Pronto!

First of all, I found this of interest: http://chris-eigenheer.blogspot.nl/2013/07/final-cappucino-maker-fix-hopefully.html

However, it did not resolve my problem despite the same error on the display:

Heating up
(after long…)
Generic error

After checking the points in mentioned post it was time to check resistor values. The first heater on the back:

53 Ohm
I=U/R=230/53=4.34Amp
P=IR=4.34230=1000W

Good news so far. Then the heating element on top was measured:

0 Ohm

Bummer, but problem found: 100 Euro’s in The Netherlands. Good news: 27 Pounds in the UK, 40 Euro’s, stamps included. Time for a serious DIY repair.

Diagnostics: How much coffee do you drink?

  • Regular Test Mode: hold “small cup” and “large cup” buttons while plugging in the machine. Now press buttons to see results. Not all buttons have a function.
  • Display Module, Button Test Mode: hold “medium cup” and “large cup” while plugging in the machine. Now press buttons to see results.
  • Coffee Count Screen: hold “menu” and “change” buttons while plugging in the machine. Yes, this is always a surprise!}}}

Now you can press buttons for testing. One thing: There are different models of ESAM 4500 and button behaviour is also different.

Remarks about parts

This heater does have a 5 mm connection, the original is 6 mm.

Two(!) additional connectors are needed: 775332239200

Heater part 5513227941 is bought at http://www.4delonghi.co.uk

After ordering I found parts based on 6 mm connectors in Germany, with a better price than in the Netherlands.

Searching for “Heizer”, “Thermoblock”, “ESAM” gives plenty of hits.

If I had to do it again, I would probably buy the assembly of 6 mm, despite it is a bit more money.

Illustrated instructions

Put aside and disconnect all wires and hoses that are in the way.
Bolds and nuts. Use your fingers to hold the nuts while loosening the bolts.
These four bolts hold the heater.
Four holes with bushes, they are loose.
Two nuts at the back are a bit hard to position during assembly. A wrench may help.
Heater is attached to plate by these two screws.
5 mm connector set. Use only shown parts plus the old metal clips.
To remove heater, disconnect this hose too.
Reuse old clips, don’t reuse old beige ring.
Do not use beige ring with 5 mm connectors.
Use some cooling paste for CPU’s.
Assembly of thermal switches.

Restaureren: Een oude sleutel bijmaken

Een oude sleutel bijmaken? Onderstaande voorbeeld is een eenvoudige sleutel die is bijgemaakt.

Sleutel gebroken? Het is vaak te repareren, denk eens aan TIG-solderen met CuSi3. Ook het wisselen van baarden van sleutels is een mogelijkheid, dus een nieuwe baard op een oude sleutel.

De baard van een sleutel is het uiteinde waarmee het slotmechanisme bediend wordt. Voor standaard replica’s is het beter om naar een standaard sleutelmaker te gaan, want dit is relatief kostbaar maatwerk of een leuke hobby.

Een oude deur bevatte een onherstelbaar slotwerk en er zat niets anders op dan het slotwerk te vernieuwen. Het nadeel is vervolgens dat je met een set glanzende nieuwe sleutels opgescheept zit. Daarom is de onderstaande replica gemaakt:

De delen zijn gelast, daarna verder gesmeed, geslepen in de juiste vorm en schoongemaakt. Ook de baard van het slot is nagemaakt en precies op maat geslepen. Hierna is de sleutel verhit waardoor het koolstofstaal weer zwart is geworden. Voor de baard is RVS gebruikt waardoor de kleur iets afwijkt.

COVID-19: Zelf ontsmettingsvloeistof maken

Deze bladzijde bevat recepten voor uiterst effectieve ontsmettingsvloeistoffen die je zelf kunt maken op basis van de alcoholen ethanol en isopropanol. Ook de recepten van WHO (World Health Organization) zijn opgenomen in originele en aangepaste vorm. De ontsmettingsvloeistoffen zijn effectiever dan “water en zeep” en effectiever dan veel ontsmettingsproducten die “over the counter” zijn maar te weinig alcoholen bevatten. Het doodt vrijwel alle bacteriën en aardig wat virussen. Het is goedkoop en makkelijk te maken. Lees de bladzijde en kies een recept.

Persoonlijke ervaring: Alle recepten zijn handig op reis, in de auto, in hotels en in restaurants, openbare toiletten (toiletbril, deurklinken), voor je je tanden zet in een hamburger, als je huisdieren hebt en natuurlijk gewoon thuis na vieze klusjes met prullenbakken, toiletgangen, handen schudden (…), tuinieren, enzovoorts.

De beginbladzijde over COVID-19 staat hier.

Voordat je begint

  • Als je zelf aan de slag wil gaan: Ik houd je niet tegen maar lees dan wel het hele artikel, neem waarschuwingen uiterst serieus en hou je hoofd erbij. Met andere woorden: Overweeg het kopen van een bestaande verkrijgbare ontsmettingsvloeistof.
  • Net als bij commerciële handgels op alcoholbasis zijn deze recepten extreem brandbaar en moeilijk te blussen. Zorg voor snelle bereikbaarheid van CO2- of poederblussers en een (brand)deken. Ben je absoluut bewust van het brandrisico, zowel bij aanmaak als gebruik.
    • Gebruik het niet in de buurt van ontstekingsbronnen zoals kaarsen, aanstekers en een fornuis. Voorkom dat je met schone handen in een brandwondencentrum komt te liggen.
    • Blus een hand onder de waterkraan. Voorraad blussen met een CO2- of poederblusser. Water zal in eerste instantie averechts werken, gebruik het alleen als het niet anders kan, in dat geval sproeien of heel veel water gebruiken.
  • Als je besluit om een van de recepten te maken, denk dan ook aan anderen in jouw omgeving. Geef het weg of vraag een compensatie.
  • Als je deze informatie zinvol vindt, deel de link dan via sociale media.

Toepassing

  • Het gebruik is makkelijk, breng het aan op je handen, blijf wrijven tot alles verdampt is. Wrijf je handen niet af op bijvoorbeeld een handdoek, de vloeistof moet zo’n 30 seconden kunnen inwerken en zo veeg je het opgeloste huidvet niet weg.
  • Voor oppervlakten die niet tegen bleekmiddel kunnen is het ook bruikbaar met een verstuiver of een doek.
  • Op toiletten en in badkamers is vaak kraanwater aanwezig en dat maakt handreiniging daar veilig mogelijk. Toepassing in keukens betekent vaak toepassen in de buurt van diverse ontstekingsbronnen. Zolang de alcohol niet verdampt is zijn de risico’s hoog en voor kleine kinderen zonder toezicht onacceptabel hoog.
  • Het vertrekpunt van COVID-19 bevat meer informatie over bijvoorbeeld het gebruik van bleekmiddel en hoe je bedrijf en huis voldoende steriel kan houden.

Wat heb je nodig

De spullen die je nodig hebt:

  • Nieuwe of gebruikte (niet lekkende) handpompjes en handsprays: Om te vullen, altijd kleine flacons gebruiken, 50 ml bijvoorbeeld.
Afgedankt zeeppompje, afsluitbaar en prima voor onderweg.
  • Hergebruik de alcohol-verpakking voor opslag, die is speciaal daarvoor.
  • Een schone lege PET-fles van 1.5 liter en een trechter.
  • Maatbekers en of een goede keukenweegschaal.

De stoffen die je nodig hebt, afhankelijk van het recept wat je kiest:

  • Ethanol 95%, 99% of eventueel anders, 1 liter-verpakking. Het mag bio-ethanol zijn of farmaceutische ethanol. Als er “alcohol” op de verpakking staat dan mag je er vanuit gaan dat het ethanol is. Ethanol, opgenomen door de huid, is goed te metaboliseren door het lichaam.
  • Isopropanol 99.9%, 1 liter-verpakking. In beperkte mate opgenomen door de huid is het redelijk goed te metaboliseren.
  • Water, steriel en gedestilleerd of steriel en gedemineraliseerd is een optie maar moeilijk verkrijgbaar. Gekookt en gekoeld kraanwater – om de meeste bacteriesporen te doden – is goed genoeg in westerse landen met hoge drinkwaterkwaliteit. Doorkoken in een pan met deksel gedurende ~10 minuten en daarna versneld laten afkoelen, bijvoorbeeld in een bak met water.
  • Glycerol (is glycerine) in een hoge concentratie, vanaf 85%. Voor het reinigen van objecten is het niet gewenst (glycerol is zelf weer een voedingsbodem voor micro-organismen) en het heeft een negatief effect op ontsmetting. Er is vaak discussie over het uitdrogen van de huid. Alcoholen, in het bijzonder isopropanol, lossen huidvetten op. Daarom is afdrogen van de handen geen goede praktijk. Als de alcoholen kunnen verdampen dan blijft uiteindelijk het huidvet weer achter op de hand. Bovendien verlaagt afdrogen van de handen de ontsmettingsgraad aanzienlijk.
  • Waterstofperoxide, toegevoegd om bacteriesporen te doden en in principe niet nodig bij voldoende hygiëne en een hoge drinkwaterkwaliteit.

Aan de slag

  • Kies je recept
  • Doe alles buiten en heb brandblussers binnen handbereik.
  • Meng alles in een 1.5 liter PET-fles.
  • Met een trechtertje de flacons vullen, minimaal 4 stuks van 50 ml.
  • De rest terug in de lege alcoholfles en goed labellen.
  • Zet die voorraad op een koele, donkere, geventileerde en veilige plaats, buiten bereik van kinderen.

Recept 0: Niet kleverig

Je kunt grammen en milliliters door elkaar gebruiken. Uitgangsbasis is een fles 95% (bio-)ethanol van 1 liter (1000 ml).

StofMassa (gram)Volume (ml)
Bio-ethanol 95% v/v8131000
Isopropanol 99.9% v/v100127
Water, gekookt en gekoeld8787

Recept 1: WHO “Formulation 1”

World Health Organization heeft een recept op ethanol-basis staan op https://www.who.int/gpsc/5may/Guide_to_Local_Production.pdf. Het wijkt af van bovenstaande recept 0:

  • Er wordt alleen ethanol gebruikt, geen isopropanol.
  • Er wordt waterstofperoxide (H2O2) gebruikt om levensvatbare bacteriesporen te doden in de voorraad, het heeft geen effect tijdens gebruik. In Nederland en België niet nodig, niet gebruikt.
  • Het bevat glycerol.
  • Een uitwerking van dit recept staat op de bladzijde met de kwantitatieve analyse.

Recept voor 1 liter ontsmettingsmiddel. Je kunt grammen en milliliters door elkaar gebruiken. Dit recept wijkt een beetje af van het WHO-recept omdat er geen waterstofperoxide maar wel evenveel extra water is toegevoegd.

StofMassa (gram)Volume (ml)
(Bio-)ethanol 95% v/v684841
Glycerol1815
Water, gekookt en gekoeld160160
Totaal9341000

Tip: Voeg de ingrediënten in genoemde volgorde toe aan de container, fles. Glycerol is wat plakkerig, gebruik een deel van het water om de glycerol in je maatbekertje op te lossen – als je het niet rechtstreeks toevoegt.

Waar zijn de ingrediënten te koop?

Overweeg dat onderstaande stoffen geen farmaceutische kwaliteit zijn. Ik kan mij niet voorstellen dat dat een probleem is.

  • Bio-ethanol 95% kan je kopen bij bijvoorbeeld “Action”. Deze heeft dezelfde samenstelling als bijvoorbeeld “The Old Dutch Farmlight bio-ethanol” die je kan kopen bij Welkoop, enzovoorts. Met andere producten is voorzichtigheid geboden omdat de samenstelling minder bekend is.
  • Isopropanol is wat lastiger. Prijzen zijn soms gênant. Bestel de versie 99.9% bijvoorbeeld hier.
  • Glycerol is op veel plaatsen te verkrijgen. Bijvoorbeeld hier.
  • Ik raad het niet aan vanwege veiligheid maar ik gebruik zelf wel kleine plantenspuitjes (Action) op echt brandveilige plekken.
  • Kleine pompjes kan je overal krijgen, bijvoorbeeld bij Primark.
  • Water, voor de hand liggend.

Video: Extending screws using TIG welding

I needed long screws for a project. The use of coupling nuts was not possible due to lack of space. The only option was TIG welding of a screw on a threaded rod.

So: Make a mold and start producing. Material: 304 stainless steel. See the following video:

Video: Schroeven verlengen middels TIG-lassen

Voor een project had ik lange schroeven nodig. Het gebruik van koppelmoeren was niet mogelijk door plaatsgebrek. De enige optie was het TIG-lassen van een schroef aan een draadstang.

Dus: Maak een mal en produceren maar. Materiaal: RVS 304. Zie het volgende filmpje:

Groot magneetbord met ontwerp

Dit voorbeeld betreft een super-groot magneetbord met een afbeelding voor een ziekenhuis. De wens was een bord met een sfeervolle uitstraling in de maat 2 * 1.5 meter. Omdat erg grote magneetborden niet als confectie verkrijgbaar zijn moest er een bord op maat gemaakt worden.

Een ziekenhuis heeft van nature een klinische uitstraling en met dit functionele bord werd sfeer gecreëerd in een omgeving waar dat nodig is. We ontvingen veel positieve reacties van de opdrachtgever, het personeel en patiënten en we waren zelf ook trots op het eindresultaat.

Gemonteerd…

Het grote magneetbord met afbeelding gemonteerd aan de wand van de openbare wachtruimte.

We hopen dat het inspireert. Uiteraard staan we je altijd graag te woord bij vragen. Omdat we alle technieken in eigen huis hebben kunnen we sneller werken, beter concurreren en zijn de mogelijkheden vrijwel onbeperkt. Op de hoofd-site https://mijnposter.nl staat meer informatie.

De wensen van de opdrachtgever

Aan dit bord hingen flink wat eisen:

  • Het materiaal moest magnetisch zijn (uiteraard).
  • Het bord voorzien van een afbeelding.
  • Goede bescherming tegen krassen.
  • Solide en strak, echter:
    • Het bord mocht niet ver uitsteken van de muur.
    • Blinde bevestiging middels een draagframe.
  • Tot slot moest het bord brandveilig en goed schoon te maken zijn.

De vertaling naar een oplossing

Het mag duidelijk zijn dat deze eisen een aangepast ontwerp vereisten. Dit werd vertaald naar het volgende:

  • Voor de magnetische plaat: Sendzimir verzinkte staalplaat van 1 mm dik, niet te zwaar en toch sterk genoeg. Dit is verkrijgbaar in handelsmaten van 3 * 1.5 meter en werd daarna op maat gemaakt.
  • Om doorbuigen te voorkomen en een strak eindproduct te garanderen werd de plaat gelijmd op een gelast aluminium frame, waarmee het gewicht redelijk bleef.
  • Om de randen te beschermen werd een aluminium lijst gemaakt die met RVS-schroeven bevestigd werd. Hierdoor blijft het mogelijk om het bord te reviseren, indien ooit nodig.
  • De afbeelding was afkomstig van een professionele fotograaf, Hans Stel, gebruiksrecht werd ingekocht. Zijn site is hier te vinden: http://www.hansstel.com/ .
  • Hierna werd de afbeelding geprint op witte zelfklevende folie en volgde het aanbrengen van de folie op de plaat: zeepsop, rollen, vooral geen vuiltjes en goed drogen. Onze leverancier: https://paper-graphics.com/nl/products. Het is interessant om eens door hun producten te bladeren, alles wat ze verkopen kunnen we hier verwerken.
  • Na hechting en uitdampen van de folie werd een zelfklevende beschermfolie aangebracht.
  • Voor de keuze van de magneetjes werd uitgeweken naar zogenaamde neodymium-magneten die, vergeleken met gewone magneten, aanzienlijk sterker hechten.

Na de bouw volgde transport en ophangen op locatie.

Foto’s van het project

Hierna volgen foto’s van het project.

Afdrukken…

Na de fotobewerking rolt de zelfklevende folie uit onze 64″ grootformaat-printer.

Lichtgewicht frame…

Lichtgewicht frames zorgen voor een totale dikte van slechts 15 mm.

Detail…

Detail waar laswerk, verlijming en tappen van schroefdraad zichtbaar is op de achterzijde.

Transport…

Wat kost een magneetbord met afbeelding?

Een magneetbord volledig op maat ontworpen, gemaakt en opgehangen is arbeidsintensiever dan een seriematig bord – dat is logisch.

De prijs van een seriematig magneetbord met afbeelding is al snel 300 à 400 euro per vierkante meter. Maten gaan tot 1.5 vierkante meter. Als dat voldoende is dan volstaat een zoekopdracht “magneetbord met afbeelding” of neem even contact met ons op, misschien kunnen we toch iets voor je betekenen. Maar als het een flink stuk groter moet…

Maatwerk is bij kleine afmetingen niet eens veel duurder. Indien gewenst zijn ophangen en transport dan inclusief en de kosten van een bord van 3 vierkante meter zijn dan in de orde van grootte van 1200 euro.

Daar komen kosten voor de afbeelding bij. Fotografen vragen bedragen van 50 euro tot vele honderden euro’s. Als je zelf een goede afbeelding hebt dan vervalt die post natuurlijk. Wij kunnen je heel goed helpen met beeldmateriaal, ook wanneer een afbeelding wat meer uitstraling nodig heeft. Het voorbeeld van de inrichting van een ziekenhuis met canvasdoeken is een prima voorbeeld: alle afbeeldingen zijn aan de hand van mood-boards samengesteld en uiteindelijk ontworpen.

Restaureren: Ontroesten van staal en aluminium

Roest kennen we als een rode laag die kosten veroorzaakt, constructies verzwakt, lelijk is of soms juist gewenst is – denk aan het gebruik van Corten-staal in architectuur. IJzer en zuurstof vormen samen roest. Algemener zijn veel metalen onderhevig aan invloeden van het milieu. Denk aan aluminium dat wittig uitslaat, koper en messing die een typische azuurblauwe kleur krijgen doordat zwavelverbindingen uit de lucht reageren met koper.

De meest bekende methode is schuren, slijpen, borstelen of stralen om de troep te verwijderen. Deze mechanische bewerkingen zijn arbeidsintensief en bereiken bovendien niet alle plaatsen. Maar er zijn ook andere manieren waarbij zuren ingezet worden.

Toch even lezen

Zuren zijn gevaarlijk, onderschat het nooit! “Oh, even snel iets ontroesten”… niet doen! Zorg dat je altijd de stappen in je hoofd hebt en denk vooral goed na. Zijn er kinderen, huisdieren in de buurt? Staat alles stabiel? Wat doe ik als ik mij verbrand? Nooit water bij zuur!

Redelijk pittige concentraties versnellen vaak het proces maar maken de gevaren ook groter. Dampen nooit inademen – en zoutzuur geeft veel damp af, het is een gas opgelost in water. Dus altijd buiten, afwindig werken. Altijd bril, altijd handschoenen, goede kleding en liefst een ademmasker. Zorg voor water in de buurt. Neutraliseren kun je doen met een natriumbicarbonaat-oplossing, zorg dat het ook in de buurt is. En… alle stappen altijd plannen.

Staal ontroesten

Diverse zwakke en sterke zuren zijn geschikt: azijn, citroenzuur, oxaalzuur (vlekkenwater), fosforzuur (cola), zoutzuur, zwavelzuur.

De aard van het roest bepaalt wat voor zuur het best is. Walshuid is een mix van diverse oxiden (FeO, Fe2O3, Fe3O4) en is lastig op te lossen. Zoutzuur is dan onder andere interessant. De walshuid oplossen kan lang duren als het koud is, bijvoorbeeld een dag. Bij warm weer gaat het heel snel, bijvoorbeeld in 15 minuten. Een plastic polypropeen-bak gebruiken is een goede optie.

Het roest wordt omgezet in ijzerchloride met een gele kleur. Als alle roest weg is dan kunnen de onderdelen in een lege bak gedaan worden.

Vochtig staal roest erg snel aan de lucht. Echter, onder water minder. Voordat je de onderdelen verder schoonmaakt is het verstandig om te spoelen. Daarbij moeten de onderdelen geheel onder water komen te staan, alles wat uitsteekt wordt bruin. Een beetje natriumbicarbonaat toevoegen is verstandig, resten zuur worden zo direct geneutraliseerd.

Om de roest een stap voor te blijven kan onder stromend water met een (RVS) schuurspons schoongemaakt worden. Pas op met (resten) zoutzuur in de spoelbak van RVS, het vernietigt de spoelbak. Direct daarna het onderdeel goed droogmaken met bijvoorbeeld perslucht of een oude katoenen handdoek. Optie: eerst besproeien met isopropanol of bio-ethanol, het verdrijft het vocht, het lost erin op. Nu kan het volgende onderdeel schoongemaakt worden.

Als alles gedaan is dient er verhit te worden tot ruim boven de 100 graden om achtergebleven vloeistoffen uit (las)naden te koken. Op die plaatsen kan weer iets roest ontstaan en dat kan met een staalborstel verwijderd worden. Daarom is van te voren neutraliseren met natriumbicarbonaat een goed idee. Zolang het staal niet vochtig wordt zal het niet verder roesten.

Deurbeslag boerderij na restauratie, smeden en lassen en zuurbehandeling

Staalroest passiveren

Merken als “Novorox” gebruiken fosforzuur om staal te passiveren. In plaats van oplossen van roest wordt ijzeroxide omgezet in ijzerfosfaat met een zwarte kleur. IJzerfosfaat geeft een beperkte bescherming van de ondergrond.

Je kunt roestig staal met een kwast insmeren met fosforzuur. Lichte roest lost op en zwaardere roest wordt zwart – de kleur van ijzerfosfaat. Het is belangrijk dat het fosforzuur ruim de tijd krijgt om te reageren – bijvoorbeeld een dag.

100% Fosforzuur is een vaste stof. Dus wit poeder dat overblijft is fosforzuur – zo goed mogelijk wegspoelen of met perslucht verwijderen. Boven de 44 graden Celsius smelt het en is het lastiger weg te krijgen als het gestold is.

Staal conserveren

Om te conserveren kunnen plantaardige oliën gebruikt worden, gekookte lijnolie bijvoorbeeld. Als de onderdelen later geverfd worden dan is dit niet de goede oplossing. In dat geval zijn er twee stappen mogelijk:

  • Kathodisch beschermen met zinkverf.
  • Afsluiten van zuurstof en vocht door volgende verflagen.
  • De ene werkt niet zonder de andere.

Zinkverf laat wel beperkt vocht door en is dus een slechte bescherming, tenzij het afgesloten wordt met een verf. Zink zorgt voor een kathodische bescherming waarbij het zink opgeofferd wordt. Let bij het kopen van zinkverf of zinkspray op de hoeveelheid zink per liter. Er zijn goedkope soorten met heel veel zink en dure met een schandelijk lage hoeveelheid. De laag dient voldoende dik te zijn – afhankelijk van de toepassing.

Na drogen is het aan te raden om een grondverf aan te brengen. Een aantal voordelen van acryl-grondverf:

  • Het hecht meestal goed op zinkverf.
  • Op waterbasis is het snel droog.
  • Het blijft flexibel en kan dus goed scherpe, puntige belastingen opvangen.
  • De prijs is prettig (Action!)
  • Het is een goede basis voor de meeste laksystemen.

Als deze klus geklaard is kan de aflak geregeld worden in een of enkele lagen.

Beslag na conservering

Staalweetjes

  • IJzer is een chemisch element. Staal is ijzer met een kleine hoeveelheid koolstof en mogelijk andere legeringstoevoegingen. IJzer wordt vrijwel nergens gebruikt vanwege de beperkte sterkte. Toepassingen ijzer: conservenblik (met een tinlaagje) en transformatoren (weekijzer).
  • Roesten is een proces wat continu doorgaat. Het roest schilfert, breekt open waardoor er nieuw staal vrij komt wat weer gaat roesten, net zolang tot er geen staal meer is. Dit in tegenstelling tot het “roesten” van aluminium waarbij het roestlaagje de ondergrond ontoegankelijk maakt.
  • Roestvaststaal bevat veel chroom. Deze chroomlaag beschermt het staal eronder. RVS kan over het algemeen niet tegen chloor want dat lost het beschermende chroomlaagje op. Chloor zit in bleekmiddel, keukenzout en zoutzuur. In agressieve milieus is het beter om RVS 316 te gebruiken i.p.v. 304.

Aluminiumcorrosie

Een wit uitgeslagen motorblok is een voorbeeld van corrosie van aluminium. Aluminium reageert heftig met lucht het wordt zelfs in poedervorm als raketbrandstof gebruikt. Echter, de laag aluminiumoxide dekt het onderliggende materiaal uitstekend af waardoor aluminium edel lijkt en niet verder corrodeert.

De redenen waarom er soms toch corrosie is:

  • De beschermende oxidelaag werkt alleen in een neutraal milieu, niet in een zuur of basisch milieu.
  • Er kan sprake zijn van elektrische spanningen, opgewekt door bijvoorbeeld stalen schroeven in aluminium, waardoor de laag aangetast wordt.

De oxiden zijn meestal wit, grijs en kunnen bestaan uit aluminiumoxide en aluminiumhydroxide.

Een manier om die oxiden te verwijderen is middels verdund fosforzuur. Resultaten lopen uiteen van zeer goed tot matig. Een lantarenpaal die tientallen jaren in de grond zat was na een behandeling “als nieuw”. Hou er rekening mee dat het aluminium zelf ook iets oplost. Simpelweg testen op stukjes met verschillende concentraties en tijden. Verwarmen tijdens de reactie kan ook helpen.

E-bike: Deore RapidFire Throttle Dilemma

(Linked from Conversion to eBike)

Problem…

The Deore RapidFire interferes with the throttle. I could not accept what is shown at 5:00 on https://www.youtube.com/watch?v=4b1dk7J_3v0.

In my case it concerns Shimano shifters of type SL-M590, but other models suffer from the same problem.

You see the problem? Changing speeds moving your hand to the left. Unacceptable. RapidFire has two handles, I opened the housing, removed the first handle and tried to bend it. Don’t! It broke in two and it took me a lot of energy to weld it again without burning the handle box. And that box… It looks like a wrist watch on the inside. Again, don’t follow my path. If you’re curious, look at the next two pictures.

… A wrist watch!
Broken… Very small area to weld, toilet paper made wet and add heat, surprised it is a strong (and ugly) Weld.

The alternative…

The RapidFire Hack

So I grinded and grinded the right SL-M590 until I was able to switch gears. But the button is ruined afterwards and needs restoration. This is serious small scale work. See pictures how I solved that.

On the back side all interfering material is removed. On the front side a shaped aluminium plate is added. Made on an anvil with a hammer, great exercise! In between MS Polymer filler.

Another look. More MSP added per day.

Shrink tube does the rest. I use 3:1 tube with glue on the inside. Poly-olefin feels nice and there are no sharp edges. SOLVED!

The only drawback – if you don’t count the hours – is that the power switch is on top with the key in driving direction – not very logical, indeed very odd, but…Who cares!

Problem solved. Have fun!!

E-bike: Programming your e-bike

(Linked from Conversion to eBike)

External Documentation

The KT3 series is a popular line of smart displays that are used for managing settings. I am under the impression that it originates from Suzhou Kunteng Electronics Co., they have manuals and if you stumbled on this page looking for other models, you might want to visit them. Their server is very slow from time to time. Below are also cached versions, to save you from a waiting frustration.

There are three “Parameter Setting” chapters for 22 settings:

  • “General Project Setting” (3)
  • “P Parameter Setting” (5)
  • “C Parameter Setting” (14)

Setting Parameters

Setting is done with:

  • Arrow Up == UP
  • On/Off == ENTER
  • Arrow Down == DOWN

How “enter settings” work:

  • Start with “General Project Setting”:
    • Press ENTER long to start. When On, within 5 sec press UP+DOWN for 2 sec
    • Within a minute: Use UP or DOWN to change values if needed, click ENTER to store and go to next value.
    • After entering last setting (third, Metric or Imperial):
      • Press ENTER for 2 sec to save and finish, or…
      • Press UP+DOWN for 2 sec to get into “P Parameter Setting”
  • Continue with “P Parameter Setting”:
    • Within a minute: Use UP and DOWN to change values if needed, click ENTER to store and go to next value.
    • After entering last setting P5:
      • Press ENTER for 2 sec to save and finish, or…
      • Press UP+DOWN for 2 sec to get into “C Parameter Setting”
  • Continue with “C Parameter Setting”:
    • Within a minute: Use UP and DOWN to change values if needed, click ENTER to store and go to next value.
    • After entering last setting C14 press ENTER for 2 sec to save and finish.

In short, turn on – ENTER, directly UP+DOWN 2s, ENTER through the three General values, after last value UP+DOWN 2s for P Settings, ENTER P1… P5, UP+DOWN 2s, ENTER through C Settings and ENTER 2s to save.

Values

Tip: Write your settings down somewhere, if something breaks and you need a new device, you really wants these settings back.

Here are my values with their meaning, you can paste and modify it in a spreadsheet for your convenience.

G172Maximum Trip Speed
G229″Wheel Diameter
G3mMetric and Imperial Units
P146Motor Characteristic Parameter Setting
P20Wheel Speed Pulse Signal Setting
P31Power Assist Control Mode Setting
P40Handlebar Startup Setting
P512Power Monitoring Setting
C102Power-Assist Sensor and Parameter Select Setting
C20Motor Phase Classification Coding Setting
C38Power Assist Ratio Gear Initialization Setting
C44 & 50Handlebar Function Setting
C508Controller Maximum Current Adjustment Setting
C63Backlight Brightness Adjustment Setting
C70Cruise Function Setting
C80Motor Operating Temperature Display Setting
C90Startup Password Setting
C10nAutomatically Restore Factory Setting
C110Meter Attribute Selection Setting
C124Controller Minimum Voltage Adjustment Setting
C130ABS brakes of the controller and parameters of anti-charge control Setting
C142Power-assist tuning parameters Setting

E-bike: Li-ion Batteries

(Linked from Conversion to eBike)

Making it yourself, or not

Choosing a voltage means going for 48V or 36V. I chose 48V which seems to be the trend (2017).

Why make your own battery pack? The cheap packs have lousy cells, the ones with proper cells are very expensive, even on aliexpress.

Buying battery cells on the net is dangerous, chances are that you get imitation. Too good to be true? Don’t buy! Do your research, search the net for suppliers name and review.

Choosing a battery

Go for 18650 form factor. Lots of battery cells equal lots of weight. So you want batteries with high capacity, more than 3000 mAh. After searching for a proper size I ended up with a good deal: 110 cells for USD 344 (http://queenbattery.com.cn). Form factor 18650, brand LG, type F1L, capacity per battery cell ~3350mAh. For specs see: LGC_INR18650_F1L_v1.pdf (additional LG_INR18650F1L_TI.pdf). However, for two batteries, 2 * 78 cells were needed so I needed a second batch, including ~ 5% extra cells in case of malfunction. Update September 2018, for battery number 3 I ordered 100 * NCR18650B, with a considerable lower tag: USD 260. For specs see: NCR18650B.pdf.

Understanding a bit of battery technology won’t hurt. You may want to read https://batteryuniversity.com/learn/article/how_to_prolong_lithium_based_batteries before creating packs and constructions. Fully charged batteries and higher temperatures are bad for example.

Getting 48V

  • If you chain 13 cells of 3.7V, you get 48.1V
  • So if you put 6 chains parallel you have still 48V, but more capacity.
  • Each 6 cell block is connected, or 4 cells as in the example below.
  • This configuration is abbreviated as 13sp6, below is an example of 13s4p.

Stupid enough to buy a high powered motor, it needs a proper supply. 1500 W, ~50 V. That means 1500 / 50 = 30 A (Amps). Each cell offers 5 A, we need 6 lanes to get 30 A. This determines the size of the battery block: 13s6p, 78 cells, < 4 kg. Big, but acceptable. Each cell weights ~50 grams.

Choosing less lanes means that the motor cannot work at full capacity and cells are abused under full load. That is why you always need to check battery specifications and motor specifications.

Multinationals Suck

I bought a really nice set of batteries. But multinationals think they can form cartels for price-fixing , don’t pay taxes, lobby for their own profit and believe they are obliqued to terrorize competition. This is a text from a Chinese supplier:

Due to LG/sanyo/panasonic/ sony/samsung/sony is International brand ,We’ll use blue shrink wrap to cover it to avoid custom issue
Like this sample photo .Please find enclose
After get cells ,please remove blue shrinkwrap, that’s all

Yes, it gets that bad! Politicians, read this, do something against it. Competition, even from abroad, is nearly always a good thing!

Battery Management System (BMS)

The BMS is very important and I had really bad luck, ending up with a totally destroyed battery pack, because of a failing BMS.

So BMS has the honour to have its own page here: https://vanderworp.org/en/battery-management-system-bms/

Construction

A solution that is easy to service means: No spot welding of nickel strips on batteries. By the way, batteries with pre welded strips (no need for spotwelding!) have similar prices as without. They can be used in several battery containers.

The promising solution: http://vruzend.com/ This system contains end caps for individual cells with nuts. Easy, not expensive. However it is a brand new product (2017) and I expect it to have some start problems. I love this system but it looks like it is not available right now. This means I have to think of a different solution…

Long story short, I ended buying a cheap spot-welder, knowing I started a new adventure. A picture of the battery and more on welding can be found here: https://vanderworp.org/en/sunkko-787a-hack/.

Maken: Graveerwerk op basis van groot printwerk

Het uitfrezen van letters en logo’s op houten borden

Hout is een mooi materiaal, het leeft, heeft een warme uitstraling en er zijn zoveel soorten met ieder hun eigen karakter, zoals weerbestendig, betaalbaar, chique, warm, als basis voor lakken, enzovoorts.

Door op zelfklevend vinyl een tekst of logo te ontwerpen en te printen ontstaat de mogelijkheid om de tekst en het logo te frezen in (hard)hout en kunststoffen. Iets dergelijks is ook met metalen mogelijk, maar dat is terzijde.

Het voorbeeld betreft een tekst van ruim drie meter lang in azobe-hout. Na voorbehandeling van het hout is de “sticker” geplakt op het hout en vervolgens is de tekst met een bovenfrees gefabriceerd. De klus is redelijk arbeidsintensief, enkele uren werk, echter het resultaat is enorm duurzaam.

Het lettertype

Voor de tekst is “Latin Modern Roman Caps” gebruikt. De foundry staat hier: http://www.gust.org.pl/projects/e-foundry/latin-modern. Schreven zijn aangepast aan de diameter van de gebruikte frees, het lettertype is dus uiteindelijk wat vetter geworden.

Niet zelf doen?

Hierna volgen foto’s van deze klus. Interesse in iets dergelijks? Neem contact op. Deze activiteiten lopen via https://mijnposter.nl, onze onderneming waar grootformaat beeldwerk en printwerk gefabriceerd wordt. De prijs is uiteraard afhankelijk van de grootte, aanvullende voorzieningen zoals bevestiging en de uren. Echter, we doen hier alles “in house”, waardoor we een scherpe prijs kunnen neerzetten en snel kunnen leveren.

De zwarte tekst op het witte vinyl wordt uitgefreesd in het hout waarna vinylresten verwijderd worden.

Het ruwe uitgefreesde product voor schuurwerk en schilderwerk.

In dit geval zijn grote RVS-schroeven gebruikt tussen de woorden maar andere bevestigingen van borden zijn ook mogelijk, zoals blind opgehangen.

Al met al een heel leuk en dankbaar project om te doen.

E-bike: Things that went right and wrong

Things that went North

This page is a link from Conversion to eBike.

  • Using microswitches for both brake handles for brake lights and engine stop turned out to be a very rigid solution.
  • The batterypack construction, with EPDM isolation and aluminium housing is easy to make and rigid.
  • The Sunkko 787A Hack created possibilities to make a 13s6p pack and actually works.
  • 1500 W is really fun, and a must for hills, 10% slope without pedalling is not overkill.

Things that went South

And what I will do different next time.

During my projects many things did not go according to plan. Most things went very well fortunately. I will describe the bummers here for reference and education.

Not enough time

This may sound strange, but it was – and is – a real problem. The lack of time caused the project to have a timespan of more than a year. If I knew that before, I would have made it all less technically complex. Look in the mirror and ask yourself if you can spend enough time.

Unused new battery destroyed

After building two packs with greatest care, one was dropping in Voltage and I could not charge to full voltage (13 * 4.2 V = 54.6 V). I was thinking: “Just shut down the main switch for the coming time and dive in the problem later”. That was wrong, the BMS turned out to be faulty and despite shutting off the main switch, the balance wires slowly drained the brand new expensive cells to 0 V. If I knew then, I would have pulled out the plug of the balance wires. So take appropriate actions in case of problems with charging and voltage. https://vanderworp.org/en/battery-management-system-bms/ is of value here.

Wrong choice of cabling

I standardized on 1 mm2 wires in multiple colours with PVS LiY shielding. They are over dimensioned and not flexible enough. Cables from steer to frame are overdone.

See 48V Wiring for a wire table and considerations.

Old brakes are not reliable

My 7 year old brake cylinders were not reliable any more. Considering the much higher working load: Replaced them all.

Brake disc is warped

Bad luck, probably bend during transport.

Weight distribution

With the batteries in the back, all weight is concentrated there. Next time: between the tubes of the triangular frame.

More power is not always a good choice

Pedal Assistance on a flat road in level 5 is uncomfortable. Worse is that you may make your bike unnecessary expensive because of the extra battery cells you need to feed the engine. On the other hand, 1500 W “lift off” is fun and when there are hills you definite want 1500 W at least.

Choosing tyres is important

Tyres like balloons are no fun, you loose your feeling with the road. Stiffer tyres are better.

E-bike: Conversion to e-bike

This page is still under construction!

I am living in a country with right-hand traffic – car steer left – so…

  • This page is about the conversion of a set of two ATB’s to e-bikes or ATEB’s.
  • The bikes are described here: Review ATB low cost high fun.
  • This project is really fun, but I am having my share of trouble too, like a complete destroyed battery pack and wrong design choices.
  • I was really not informed about e-bikes at all before.
    • This page should give people planning something similar a basic understanding.
    • It will take some additional hours to prepare your own project – unless you go this way…

Separated pages

A few things are written on other pages, otherwise it gets too long.

What we want

It turns out that “what we want” is different from “what we get”, read on.

  • A cost effective solution. Two parts are not cheap: the battery and the ordered wheel assembly. It turns out that all bells and whistles are a considerable part of the total sum.
  • A modular approach, all components should be easy to service, detach, attach.
  • Rear drive, keeping existing brake disc and spur functionality.
    • Actually, front drive is easier to service and for very low power applications (equals low weight) an option.
  • Enough power for terrain, steep hills, 500W is not enough. A powerful brush-less motor (1500W is barely enough for a 10% hill) has a longer lifetime – if not abused. High torque is important. Alternatively, a geared middle motor is an option for slower riding with steep slopes.
  • Limited total weight gain. That one is hard to achieve, but not an excuse to just add unlimited kilograms.
  • A battery with spot welded 18650 elements, powerful for a proper range.
  • Easy conversion. But tinkering will be necessary from time to time.
  • Proper quality. Time will tell.
  • Support when pedalling but also power without pedalling.
    • This is not an excuse for irresponsible behaviour, when driving more than 20 km/h:
      • Technical defects like tire punctures or a breaking fork become life threatening.
      • Fellow road users do not expect speeding e-bikers so please, copy what I crammed in my head: “I am a cyclist and I am extremely vulnerable”.
    • It is just very, very relaxed!

Things to consider

  • About Safety: 18650 cells are dangerous, DON’T UNDERESTIMATE! Shorting can result in explosions. Work with batteries with safety in your mind.
  • About Energy: Wh (Watts during an hour) are more interesting than mAh (milliamperes during an hour).
    • A cell of 3.7 V and 3400 mAh does have an amount of energy of 3.7 * 3400 / 1000 = 12.6 Wh. This means that this cell can deliver 12.6 Watt during an hour. That is 3600 seconds, equals 12.6 * 3600 / 10e3 = 45 kJ (or 0.045 MJ). Let’s consider two cells, totalling 25.2 Wh:
      • In series two cells are still 3400 mAh, but 7.4V.
      • Parallel two cells are 6800 mAh, and only 3.7V.
    • So, concluding, the amount of mAh is only interesting when you know the voltage.
    • When you build a battery of 48 V, based on 3400 mAh cells, with 52 cells, the amount of Wh is 3.7 * 3400 / 1000 * 52 = 654 Wh, not bad!
      • Calculating backwards, this equals a 48 V battery of 654 Wh / 48 V = 13.6 Ah (Amperes for an hour), or,
      • this also equals a 36 V battery of 654 Wh / 36 V = 18.2 Ah.
      • To give you an idea, it also equals a 12 V car battery of 54 Ah.
      • And that is the reason to stop thinking in Ampere-hours and always calculate Watt-hours.
  • About Weight: a cell is <50 grams. 52 cells are ~2.5 kg without housing and BMS. Not that much.
  • About Nickel: A word about nickel conductors:
    • Take care that you use pure nickel and not nickel plated metal.
    • About “how much” nickel: 1mm2 is okay for 5 Ampere, 7.5 A as max, but 10 A gets warm.
      • A strip of 7 mm * 0.15 mm = ~1 mm2.
      • A 1.5 kW motor on ~50 V is peaking at 30 A. So you need 6 mm2 conductors, at least 4 mm2 if peaks are very short.
    • It may help you to draw arrows on nickel strips to see how currents are divide over strips, in order to find weak spots.
    • If you need more conductivity, just layer up extra nickel.
    • Nickel is not used primary used because of it conductivity, that is a common misunderstanding. Resistance in ohm.m: Copper = 1.68*10−8, Aluminium = 2.65*10−8, Nickel = 6.99*10−8 (Iron = 9.71*10−8, Steel (carbon) = 14.3*10−8, Steel (stainless) = 69*10−8).
  • About Thiefs: Consider a good lock. Definite not a cable lock. Abus Bordo can be considered as an example of improved security.
    • Consider GPS trackers…
  • About choosing between aluminium and stainless steel for constructions:
    • Aluminium is light, easy to glue, strong, easy to machine, hard to weld, resulting in weak spots after welding.
    • Stainless steel is work-hardening, harder to drill, easy to weld with reliable results, not so strong per kg.
    • The battery compartment is an excellent example of how to combine both materials, getting best of both. A stainless steel 304 space frame with an aluminium almg3 battery case.
    • Work-hardening can be a PITA. For drilling it is important to cut enough material. So use enough force, combined with reduced speed (r.p.m.). Also, use sharp drills. Grinding your drill tip is what I found to be the best solution. Top angle: sharp, not 120 degrees default angle, books say otherwise. Cut your drill short to prevent slip stick (and hardening). Excellent reading: https://www.bssa.org.uk/topics.php?article=194. Drilling a hardened object? I’ve had a little result by heating with a TIG torch. Grinding towards the right diameter is a last resort. Having short drills with different top angles result in small initial (hardened) contact surfaces.

Drive chain

On Aliexpress.com, there are not many suppliers of complete wheel sets. I ended up with three options, one 1500 W from Conhismotor and two from Pasion E Bike, 1500 and 500 W. The 500 W solution was a Bafang motor. What kept me away from it was the small size in relation to heat production. There are several stories about this on the net. So the final solution for choosing a 1500 W assembly was based on price and wheelsize. Both directed me to Pasion Ebike on details (https://www.pasionebike.com). The price difference was very small and in my case, a 29″ wheel was offered. The difference between 700c and 29″ is merely the width of the rim, 29″ is bit larger while rim diameters match.

Pasion contacted me and proposed to deliver from Germany to the Netherlands. Great news, no extra VAT and import duty’s, paying ~100 euro’s less. It took only 5 working days to receive all. General impression: More than okay. Spoiler: Nah… Just check your package

How much power, for real

I may be wrong, but I read somewhere about a torque of 35.5 Nm. 29″ wheels with a radius / arm of 0.37m (=29/2*25.4/1000) equals someone pushing in your back with 10 kg (=35.5Nm/0.37m/9.8m.s-2). That looks like a lot. But, we’re climbing a hill… If your weight plus bike is 100 kg – the vertical force, and the horizontal force is 10 kg, this is barely enough to get you up on a 10% slope. So 1500W without gears is not a luxury.

In addition, I see power spiking to 1800W with charged batteries, good!

About Tires

For now I am going to use the included tire, it is certainly not bad, a Maxxis Pace, 29″*2.1, max pressure 4.5 Atm, 65 psi. But it will become the new front tire. Current tires: 29″*2.35 for mud processing and I am going more and more “on road”. Now about the rear tire: I like tires like Schwalbe Marathon MTB because profile on a straight road is not interrupted, their mileage is okay, anti leak features are nice too and they are “e-bike prepared” with an ECE-R75 mark (another hobby from Brussels). By the way, an instant repair can, like “Cyclon Tire Repair Gel”, is always on board. So I bought these to replace the current tires on the rear. I choose 2.1″ width but they come in 2.25″ too with a higher load max and probably a bit more comfort and less direct steering. More on https://www.schwalbe.com/en-GB/offroad-reader/marathon-plus-mtb.html and http://www.maxxis.com/catalog/tire-482-121-pace

Electronics

Data

Save diameters based on 50 V:

  • Copper: 10 A / mm2. Result: 500 W /mm2.
  • Nickel: 5 A / mm2. Result: 250 W /mm2.

Lighting

Lighting is for convenience but also for safety. With a big battery comes great power, so let’s use it. Here are the parts:

  • Low beam
  • High beam
  • Rear light
  • Brake light

Low Beam

Bought this one at https://cnsunnylightmotofathion.aliexpress.com/store/1735677:

It has a wide voltage range and a high power. The beam is also very good: Field of view is approx. 40 degrees and it goes up gradually to 0 degrees. Nice! On top of that, there are two power modes: black+blue=6W, black+red=15W. Switching will be one switch for on and off and one for 6W and 15W (using two “on-on-switches”). Oh, did I tell it is only 170 grams?

Constructions

Some things are hand made:

  • Dashboard
  • Battery compartment
  • Battery housing
  • Brake switches

Battery housing

The challenge is to keep weight under control. And weight gain is large for the bigger parts. They need extra attention. For example, for the battery housing I have aluminium sheet here, 3mm. But falling back to Aluminium AlMg3 (5754) is tempting: With better strength characteristics I can fall back to 2mm thickness.

Brake Switches

Now this is a challenge because there is no out of the box way to attach something to it. It it gets a bit more complicated because we need two switches per brake: One for the engine stop and one for the brake light.

For the brake light, water resistant SPDT (single pole, double throw) micro switches are used. Very small, very nice.

Etcetera

Library

E-bike: Battery Management System BMS

(Linked from Conversion to eBike)

What is a BMS

If you have 48.1 V, then that is the sum of 13 cells in series of 3.7 V each. If a cell is charged, you do not want more than 4.2 V per cell, otherwise the cell will be damaged. The charger delivers 13 times 4.2 V, a total of 54.6 V.

If you put the 54.6 V charger directly on the ends of the cell block, then that goes well in principle. However, it is not the case that all cells end up at 4.2 V, some cells will be a little less and some cells will be a little more. The cells that are above 4.2 V are suffering at that time.

It is not wise, but in case of emergency you can recharge cells in this way. Keep measuring between cells and if you measure 4.0 V for example, simply stop charging. Do yourself a favour, charge outside and take care of personal protection, just in case…

With a BMS there are wires between all 3.7 V steps. If there is a higher voltage somewhere, the excess current is sent to a cell with a lower voltage via the wires. BMSs are available in many types, but this is the main task in a bicycle. In addition, the negative main current of the bicycle, from battery to controller, tends to run via the BMS, mainly to prevent the battery of low voltage damage.

What are the options

There are two common models, with charging wire and without. Additional, it seems possible to use the BMS for charging only. See for example here.

I have two bikes and one BMS malfunctioned before even placing the battery pack, resulting in a destroyed new battery pack of a few hundred dollars because the balance wires sucked out all current. The other BMS failed within a few hours. Those are good reasons to bypass BMSs as much as possible, only using them for charging. A normal engine controller unit will protect against an undercharged state, that seems not to be problem.

So it boils down to this:

If your BMS works fine, there is no need to make changes. Considering that Voltage balancing is only done during charging, the process of charging can be split in two sub processes: main current charging and balancing. So it is possible to do balancing outside the battery box by using, for example, a 14 pin GX-20 connector set. I haven’t gone so far… yet. It also means that extra checking of Voltages is easier, giving you insights of battery health at the same time.

One of the important points when building your e-bike is modularity. I made the mistake to integrate the BMS with the battery pack. Storing your pack for a longer time means switching the main current off and disconnecting the balance wires by pulling out the JST connector. 14 pin JST connectors aren’t made for regular connect and disconnect cycles. And considering that it is smart to disconnect even for short periods, say a few weeks, it is not a bad idea to go for a proper 14 pin connector, as an alternative to keeping your charger plugged in permanently.

Welding: Sunkko 787A Hack

This page is a link from Conversion to eBike.

The Sunkko spot welder has a bad reputation because of its poor quality. It is also popular because of its price. And last but not least: Expect fuses to fly around your ears, it sucks full 16 Amps (and maybe even a bit more when switching on).

This link will probably die in time, but I bought it at this shop: https://www.aliexpress.com/store/615881 for USD 80 + USD 50 transport. Recommended!

Design is Quick and Dirty, good enough for just assembling a few batteries for laptops for example. A battery pack with 78 cells is a real challenge, if not impossible. The knobs on the front take away space that is needed so desperately, not smart to place them there.

I have build two battery packs 13s6p. In other words a row of 13 in series and 6 rows parallel. Now if I can weld three rows, I can rotate he pack and do the other three. To achieve this, an extension of the levers is needed. Below you’ll find the pictures. But first a picture of the hack in action:

It all worked great. I used ordinary 16A slow melting fuses. Welding was set to “double pulse”, max current (98A). I used the pedal, don’t forget to order that one! Just place it on the table. Each weld was four times executed and each cell pole received three weld spots (so pressing the pedal 24 times per cell, and I had 2*78 cells …). It took time but I am happy with the result. Removing nickel from a test cell means tearing the nickel apart and that is a good thing. And before I forget, after every 80 pedal presses I had to take a break to cool down the welder, helping it with cooling the copper tubes first with a dampen cloth. Now you understand it took a while to finish the pack

This is the end result. There is enough space now from the needles to the case, or more particular, the greenish knobs.

These are the extra parts from left to right:

  • Panhead M5 * 60 mm:
    • 7 mm shortened, threadlength 53 mm
    • Head grinded, so it just fits in the needle holders
  • Needles and holders: not modified. Square is 12mm, diameter is 10 mm.
  • Windings: Made of aluminium welding rod 2.5 mm because it is very easy to bend. The function is important, it positions the tubes.
  • Tubes: Copper from the plummer, outside 12, inside 10mm, lengths 35 mm.

Hope it inspires!

E-bike: PAS Hack

(Linked from Conversion to eBike)

“PAS” means “Pedal Assist Sensor”. It is a rotating ring with magnets when you pedal and a sensor that senses changing magnetic fields.

Problem

There is not enough space between the sprockets and the frame.

Please observe how much the sensor ring is bended between sprockets and frame. Definite a no go!

The PAS Hack

The solution is very easy to adjust in several degrees of freedom, I like it.

The first part is a stable bracket:

Material Stainless Steel 304.

The next two pictures show the sensor plate, aluminium, 5mm.

What I like is that this solution is rigid.

Some words about the turning direction, placement of the ring. In the first picture, you see the black Sensor S and the sensor Fixation screw F. When pedalling, magnets M go from S to F. So we need this behaviour in the hack. As you can see in the pictures below, rotation goes from S to F again. Polarity of the magnets should not be changed so the magnets M point to the sensor S the same way. That means that the ring should be in mirrored position over driving direction X. It also means that the arrow on the ring is now running in opposite direction.

It is a great exercise in fine welding

Threads: M5 was available in frame. Sensor fixing M3 (was hole of 2 mm). Rod is M6. All is stainless steel 304, except two nuts, in order two prevent “eating” surfaces.

Restaureren: Reparatie gietstaal middels TIG en kopersilicium3

Reparaties van gietijzer en gietstaal zijn niet alledaags. Helaas betekent dit dat kapotte onderdelen met historische waarde of persoonlijke waarde vaak weggegooid worden. Hierna wordt een voorbeeld gegeven van zo’n reparatie.

Indien je zo’n reparatie wil laten uitvoeren, neem dan contact op.

Samenvatting

Een gebroken onderdeel van gietijzer wordt gerepareerd. De gebruikte techniek is TIG met koper-silicium als toeslagmateriaal. Het doel van de reparatie is voor de hand liggend: een deugdelijke reparatie.

Het voorbeeld:

Een sluiting van een raamkozijn is gebroken. De afbeelding toont links de onderdelen met onderaan de kapotte deeltjes. Rechts staat de gerepareerde versie in de grondverf.

Omdat lassen van gietijzer zo goed als niet mogelijk is wordt een andere techniek gekozen. Kopersilicium3, CuSi3, is als toevoegmiddel gebruikt om een verbinding te maken die erg sterk is.

Details

Hierna volgen foto’s met details van de reparatie.

Voor een goede verbinding dient het materiaal schoon te zijn. Door verhitting verbranden eventueel aanwezige vetten en verfresten. Het is zinvol om met een staalborstel alle loszittende resten weg te borstelen. Het voordeel van afbranden is dat het relatief snel gaat en dat moeilijk bereikbare plaatsen ook bereikt worden. Verf- en vetresten kunnen het schoonmaken met zuur belemmeren en afbranden zorgt voor verbranding van vetten.

Na afkoelen wordt met zuur verder schoongemaakt. Ook oxiden – roest – dienen verwijderd te worden. De makkelijke weg is in dit geval een oplossing van HCl, zoutzuur dus. Voor een snel resultaat wordt 30%-oplossing gebruikt, 10% is voor incidenteel gebruik verstandiger. Dit betekent echter wel dat er extra voorzichtig gehandeld dient te worden met goede afzuiging, of buiten als er een briesje is en dan afwindig werken. Vergeet handschoenen niet en gebruik tangen om contact met HCl te voorkomen. Dit soort zuren zijn levensgevaarlijk, neem voorzorgmaatregelen serieus!

Na goed spoelen en neutraliseren van de zuurresten (bijvoorbeeld met natriumbicarbonaatoplossing) meteen goed drogen, onbehandeld staal roest direct.

Als alles achter de rug is dan is dit het resultaat. Op de foto is goed zichtbaar dat het breukvlak donker is. Ook op het oppervlak zijn zwarte vlekken zichtbaar. Het lijkt erop dat de breuk ontstaan is op een plaats met hoge koolstofconcentratie of andere vervuiling van het gietstaal.

De delen worden tijdelijk gefixeerd. In dit geval met een simpel boutje en wat moertjes en ringetjes.

Voor het hardsolderen dient er ruimte gemaakt te worden voor het toeslagmateriaal. Daarom wordt er en V-vormige sleuf geslepen met een slijptol. Het meeste werk is nu gedaan.

Na het solderen is de verbinding gemaakt, kan het spalkwerk verwijderd worden en de vorm enigszins bijgeslepen worden. Het soldeerwerk wordt onder beschermend gas (argon) gedaan met een TIG-lasapparaat en gelijkstroom. Strikt is het geen laswerk want het gietstaal smelt net niet. Niemand ziet ooit dat het kapot geweest is en de sterkte is waarschijnlijk groter dan voor de breuk. Omdat alles blank is kan een laag zinkspray voldoende bescherming bieden.

En dat was de klus, de antieke sluiting kan weer een hele lange tijd mee en is beter dan nieuw.

Tools: Extending a Drill

Extending a drill with a tube is an option I use.

HSS drills become weak when heated by a TIG torch. That is the reason you do not want to weld at the border of the tube where the drill slips in.

A quick and proper solution is shown here, just slide the drill in and apply a short and heavy pulse. This way the drill is fixed with minimal material change and the shaft takes care of drill bending forces.

This example is a 4 mm HSS drill in a 6 mm 304 steel tube. What you see is one of two welding spots. Total needed operational length: ~200mm. You may want to do the welding spots at different cross sections heights in order to reduce influence of material properties, in order to achieve a better torque rate.

Extending a Drill

Fotografie: Pasfoto, doe het zelf

Deze bladzijde beschrijft hoe je zelf pasfoto’s kunt maken die aan de wettelijke eisen voldoen.

Wat je moet weten

De eisen staan in een pdf-bestand en die kon je downloaden via http://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/paspoort-en-identificatie/eisen-aan-de-pasfoto-voor-paspoort-of-identiteitskaart. Een kopie staat hier: fotomatrix-2007.pdf

Aanpak

De stappen:

  • Lees de brochure goed. Je kunt een aantal conclusies trekken:
    • Je hebt vast wel een witte achtergrond, een witte muur.
    • Neem de foto van voldoende afstand – desnoods met meer witruimte rondom. Zorg dat er recht in de lens gekeken wordt.
    • Zorg dat er egaal licht is in de ruimte – pas op met direct zonlicht door de ramen. Schaduwen en reflecties zijn niet toegestaan.
    • Zorg voor goede inkt en goed papier in je printer en print in de hoogste kwaliteit.
  • De foto wordt ingevoegd in Inkscape. Installeer eventueel Inkscape, zie https://inkscape.org/ en download mal.svg, zie hieronder. Mal.svg openen met Inkscape. Voor fotobewerking kun je de Gimp gebruiken, zie http://www.gimp.org/.
    • Je kunt de foto in Inkscape voegen onder de grijze rand (end-toets).
    • De hulplijnen zijn de marges waartussen kruin, ooraanzet links en rechts en de kin moet passen.
    • Als de foto te groot is dan kun je die bijknippen met the Gimp, als je de foto iets moet bewerken dan kun je dat ook met The Gimp doen.
  • Tevreden? Printen en knippen.

Downloads:

Lassen: Aantekeningen

Aantekeningen

Dit document bevat aantekeningen over lassen.

Cases

Algemeen

Afkortingen

  • EN: Elektrode negatief
  • DC: Gelijkstroom, AC: Wisselstroom
  • Hz: Herz, de lasfrequentie bij wisselstroom

Instellingen

TIG-instelingen

  • Aluminium lassen, AC, EN, frequentie 120 Hz, 65% AC balance

Elektroden

Elektroden TIG

Soorten

Kort door de bocht, WLa2 is uiterst universeel en goed. Altijd goede keuze, punt blijft best bij hoge vermogens, geen bloemkool. Diameters: Meest gangbaar zijn diameters van 1 mm tot en met 3.6 mm.

KleurStof=-=+~BoogOntst.Standt.MaterialenOpmerkingen
GrijsWCe20+++/-+++Al, Cu, Fe, Mg, Ni, Ti, RVSSnelle verdamping Ce-oxide (lager Amperage). Vooral voor DC, ook AC. Alleskunner
ZwartWLa10+++/-++++Fe, RVSGoed voor plasmasnijden, voor lassen hoge stroomsterkte gewenst.
GoudWLa15+++/-++++Ni, Cu, Mg, Ti, Fe, RVS
BlauwWLa20+++/-++++Ni, Cu, Mg, Ti, Fe, RVS
TurquoiseWR20+++++++++Al, Fe, RVS
WitWZr08++??++++Al, Fe, RVSBeter niet voor inverters. Zr-oxide verdampt moeilijk, weinig vervuiling lasnaad
GroenWP+++Aluminiumniet voor blokgolf (inverters) en DC

Toelichting stoffen: Wolfram (W) is de basisstof van elektroden. Een toevoeging bestaat uit oxiden van de stof na de W. Afkorting stoffen: Lanthaan, R: Rare Earth elementen, Ce: Cerium, Z: Zirkonium. Het getal is het promilage, dus 20 betekent 2% toeslagstof.

Slijpen

  • Altijd slijpen in lengterichting om betere boog te krijgen. Hoek: 15 graden (lengte punt is 2.5 * diameter). Botter mag bij elektroden met langere standtijd. Certificaatlassen: schuurband met elektrodesoort.

Lasdraden

  • 309LSi: voor zwart-witlassen – staal aan RVS. Si zorgt voor betere vloeiing.
  • Aluminium 4043 of AlSi5: Algemene draad voor aluminium. In bijzonder geschikt voor gietwerk en 6061 T6. Na anodiseren grijs. Niet gebruiken voor 5xxx-aluminium. Mooiere las (niet gezegd dat het beter is). Bestand tegen hogere temperaturen. Beter bestand tegen waterstofbrosheid.
  • Aluminium 5356 0f AlMg5: Algemene draad voor aluminium. In bijzonder bruikbaar voor 6061 (Vaak gebruikt voor extrusieprofielen). Hogere ductiliteit en beter bestand tegen nabuigen. Met DC geen schone lasnaad. Over het algemeen heeft 4043 voorkeur. Wat beter corrosiebestendig (zeewatervast aluminium).
  • SG2: Standaarddraad voor on- en laaggelegeerd staal.

Hardsolderen

Een aardig startpunt voor zilversolderen: https://www.vankampen.nl/nieuwsbericht/zilverhardsolderen

Hardsolderen middels TIG

Een interessante techniek is hardsolderen met CuSi3-staven door TIG in te zetten voor verwarming van materialen. CuSi3 wordt siliciumbrons genoemd (silicon bronze). Basismaterialen worden niet gesmolten waardoor het uiterst interessant is voor het koppelen van ten minste een dun materiaal. Toepassingen: plaatwerk, buisconstructies (capillair vullen over elkaar geschoven delen), koppelen verschillende basismaterialen. Corrosiebestendigheid is goed. Flux niet echt nodig. Basismaterialen: messing, staal, … DC- lijkt betere resultaten op te leveren, oplossen van corrosie en vervuiling is geen issue. Toch eens AC proberen? Dan lijken hogere frequenties betere resultaten op te leveren. Per materiaalcombinaties testen. Een mogelijkheid: roestvast staal op koper! Kans op spatten tegen elektroden. De verbindingslaag heeft een blanke, licht gele glans. Alternatief: Aluminium-brons. Toepassing: oplassen en herstel gietijzer met als alternatief aluminiumbrons. Een algemene TIG-instelling: 100Hz met 90% EN. Zie bijvoorbeeld: https://www.youtube.com/watch?v=y6ccw7X8zeI

Hardsolderen met koper-fosfor-legering Cu92.8P7.2

BCuP-2, Fos-Flo 7, Silvaloy 0, Copper-flo, PHOSCOPPERTM 0. Fast flow, very fluid. Can withstand moderate vibration, not very ductile. For copper, brass and bronze. Primarily for copper-to-copper. Can be used also on silver, tungsten and molybdenum. For joining tight fittings and tubing, will penetrate narrow gaps. Unsuitable for larger gaps, should be used only where good fitup can be maintained. For heat exchanger return bends, hot water cylinders, refrigeration pipes. Flow point 730 °C. Gap 0.051–0.127 mm (0.075–0.2 mm, 0.025–0.076). Tends to liquate. Maximum service temperature 149 °C, intermittently 204 °C. Steel gray color.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_brazing_alloys

Verkrijgbaar op Aziatische sites in kleine hoeveelheden. Populair en goedkoop vanwege ontbreken duur zilver. Denk aan solderen van koper. Diverse variaties met meer zilver zijn ook te koop waarmee de toepassingsgebieden, materiaalcombinaties, ook groeien.

Hardsolderen met koper-zink-legering HS221

HS221 heeft een iets hoger tin-gehalte (Stannum, Sn) dan de gepubliceerde legeringen op Wikipedia. Dicht in de buurt komen CU301 en CU302. Leuk spul waar je staal enzovoorts tegen een lage prijs mee kan verbinden. Op Aziatische sites zoeken op HS221 levert aanbiedingen op.

Cu58.5Zn41.3Si0.2

CU 301. Brass. Brasses are often used on mild steel assemblies. For use on brass, bronze, and low carbon steel. Used in plumbing.

Cu58.5Zn41.1Sn0.2Si0.2

CU 302. Brass. For carbon steel and galvanized steel. Used in plumbing.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_brazing_alloys

Propaan en zuurstof

Zuurstofconcentrator

Voor medische toepassingen worden zuurstofconcentrators gebruikt. Dit is een interessant alternatief voor kostbare zuurstofflessen. De nieuwprijs is vrij hoog maar tweedehands zijn goede apparaten te verkrijgen voor vriendelijke prijzen. Typische kenmerken:

  • 5 liter per minuut (300 l/uur) met ~87% zuiverheid zuurstof, tot 3 l/min met 93% zuiverheid.
  • 35 kPa druk tot 5 l/min, 0.35 bar, 350 mbar.

Met een apparaat en propaangas kun je serieuze dingen doen. Allereerst komt het fijne werk in beeld. Met “The Little Torch” van Smith is het mogelijk om bijvoorbeeld te edelsmeden. Omdat de zuurstofopbrengst vrij hoog is kunnen ook kleine toortsen gebruikt worden. Omdat de drukken fors afwijken van normale installaties is het kiezen van de juiste toorts en kopgrootte niet makkelijk.

Propaan en reactie

Een standaard propaanfles met een (druk)reduceerventiel volstaat. Acetyleenbranders halen een vlamtemperatuur van ~5700 C en propaanbranders ~5100 C. Daarbij wordt 100% zuurstof gebruikt. Met 87% zuiver zuurstof zal de temperatuur lager zijn omdat die 13% die niet reageert – voornamelijk stikstof – als een koelgas werkt. In de wetenschap dat een propaanbrander met 21 % zuurstof uit de atmosfeer ongeveer 2000 C bereikt kun je de conclusie trekken dat iedere procent minder zuurstof zo’n 40 C scheelt. Hier spelen natuurlijk meer factoren mee maar als indicatie betekent dit dat propaan met 87 % zuurstof toch nog altijd zo’n 4600 C haalt.

In tegenstelling tot acetyleen ontstaat tijdens de reactie geen beschermgas voor lassen in de vorm van CO2. Dit is dus een beperking van propaan. Echter, hardsolderen van staal met gelegeerd koper als toevoegmateriaal is wel een goede optie.

Om de vergelijking met acetyleen te verlengen: propaan levert 70% meer warmte op (energie) waardoor de minder hoge temperatuur van propaan opeens minder belangrijk geworden is. Verder is het van belang te weten dat de reactie – en dus de hitte – minder dicht bij de conus van de vlam ligt in het geval van propaan.

Smeltpunten

Materiaal graden COpmerkingen
CuSi3980
Messing900 – 940Messing lassen met CuSi3 is een lastige klus
IJzer1492 – 1539Het element ijzer, smelttraject begin tot volledig vloeibaar
Staal, max 2.1%C1130 – 1315Constructiestaal, smelttraject begin tot volledig vloeibaar
Gietijzer, min. 1.8%C1150 – 1200Smelttraject begin tot volledig vloeibaar
Koper1085Element
Aluminium660Element
Roestvast staal 304(L)1400 – 1450
Roestvast staal 316(L)1375 – 1400Vanwege lagere temperatuur dan 304 is dit een goede toeslagstof voor TIG-lassen
Zink419.5Zinksmeltverbindingen, bijvoorbeeld met aluminium, met (vrijwel) puur zink zijn bros. In vochtige omgevingen verzwakking door corrosie. Toevoeging van Tin (Sn) verbetert eigenschappen
Lood327.5Smeltpunt
Tin232Smeltpunt
PbSn40186,183 – 225,235Lood met 40% tin. Smelttraject, eerste waardeset is antimoon-arm, normaal soldeertin bevat beperkt antimoon (0.5-2.4 %)
SnPb40183 – 215Tin met 40% lood. Smelttraject.
SnPb3818362% lood, 38% tin. Smeltpunt, eutecticum
Ag962Element
AgCu7.5~893Sterling-zilver (925)
AgCu10~879zilveren munt, internationaal “coin silver”, met standaardwaarde 90% zilver
AgCu30zilveren munt, Nederlandse gulden, samenstellingen variëren, 70% – 94.5%

E-bike: 48V Wiring

This page is a link from Conversion to eBike.

Choosing cables (multi core) and wires (single core) is important. Cable sizes: Never under-size, that is obvious. But also never oversize without reason.

I made the mistake to try to standardize and keep expenses low. I bought typical PVC (LiY) cable of 1mm2, with lots of strands just to be sure I could use it anywhere, in several colours. An example, my brake sensors are four, two for engine stop and two for tail light. Weight 5 grams. Aluminium holders, weight 20 grams. Cabling from lever to centre steer (only 60 cm), weight 30 grams. Cabling weight is more than the construction! Same for switch box, it is simply too big and one of the reasons is using heavy cabling. Combined in a braided tube, it is simply way to stiff too. So invest here! Below you’ll find considerations, a practical table and connector issues.

General considerations

  • Diameter is related to current in Amperes (A), while voltage (V) does not play a role. We talk about DC here:
    • A very save maximum from Ohm heat perspective is 5.5 A per mm2.
    • Avoiding too much Ohm losses means larger wire cross section.
    • A practical approach: The battery pack can peak 30 A and uses 12 AWG wire (~0.5 m) to the controller. This means 30 A / 3.31 mm2 = 9 A/mm2.
    • Often heard: 15 A/mm2 is “no problem”. The quotes: You should consider resistance losses.
    • This does not mean you need to use thin wires, they break easily. For example, standardizing on 0.5 mm2 / 20 AWG where 0.21 mm2 /24 AWG is required does not have to be a bad idea.
  • Shielding material of wires:
    • Silicon shielding is more temperature resistant than PVC (LiY)
    • Silicon shielding is easier to bend
    • PVC shielding is in some cases – sometimes not – slightly more resistant to wear and external forces.
    • Price of silicon rubber cable is higher.
  • Strands: many strands make wires flexible and stronger at the cost of a bit larger diameter (copper and air, which both can be ignored).
  • Multiple colours make your work much easier, less error prone.
  • Multi core cables are interesting for smaller currents.
  • Braided housing of cable packs are okay, as long is you keep some slack. Otherwise, the pack is not flexible any more. Use shrink tubing at start and end. Spiral cable housing is more ad hoc, last resort.
  • Consider to extract a representative wiring drawing from a schema before you start making.

A practical wire diameter table

Suppose, I send 5 A over a 1 mm2 wire for a 250 W, 50 V, ohm device, then we talk about 10 ohm. If you consider the wire 1 m long, it is 0.017 ohm/m and you use a plus and minus wire, then you can conclude the wire has a loss of =2*0.017/(2*0.017+10), 0.34%. So 0.34% of 250W are used for heating up the wires. That is 0.8 Watt. We can neglect that in this case and the wire choice is okay. Let’s translate that to some AWG sizes for 50V bikes:

AWG mm2 I(A) P(W) Example Colour
8 8.4 41.9 2092 Battery cable black, red
10 5.3 26.3 1315 Battery cable 1500W engine black, red
12 3.3 16.6 827 Battery cable black, red
14 2.1 10.4 520 Charger 10A black, red
16 1.3 6.6 327 Charger 6A black, red
18 0.82 4.1 205 main distr. wires to front black, red
20 0.52 2.6 129 main distr. wires to front black, red, coloured
22 0.33 1.6 81 heavy device wires, high beam coloured
24 0.21 1.0 51 device wires, high beam coloured
26 0.13 0.6 32 short switch wires coloured
28 0.08 0.4 20
30 0.05 0.3 12

To end with, if we don’t do 5 A over two 1 m wires of 1 mm2, but 10 A and 20 A? Then 0.8 W becomes respectively 3.4 W and even 13 W wire heating. x is the loss rate. The last column l is equivalent cable length…

I P x l
5A 0.8W 1 1 m
10A 3.4W 4 25 cm
20A 13W 16 6 cm

Wire connections

There are many options. For example, take a look here. There are signal connectors and power connectors and even in between connectors (hybrid). There are also connectors you can use for both, like GX connectors.

Choosing a connector is based on your needs, like how many Amperes? What does it cost? How often connect and disconnect? One, two or even more poles? Even something like how hard it is to do emergency repair in the field are valid arguments, soldered connections are an example of this. To keep the monologue short, I’ll show you what I used for what, here we go.

A word about the use of shrink tubes

Functions:

  • Isolation
  • Securing
    • Based on shape, and additional
    • By using glue

Considerations:

  • Loose applied 3:1 ratio shrink tube results in
    • more isolation thickness
    • better fixation (main wiring)
    • better embedding of sharp corners
  • Fitted 3:1 and 2:1 shrink tubes result in
    • smooth connections
  • Securing means connectors are not only isolated, but are also not able to disconnect easily.
    • Glued shrink tube may be a bit harder to remove but security is better
  • Braided tubes with wires inside, secured on both ends with glued shrink tubes are a nice solution.

Permanent soldered connections

For high current wires a powerful solder iron is needed (old fashioned like 100W). Used for extending wires. From component to component connections are better made with connectors. Keep soldering times short. Of course soldering connectors is obviously required, but for wires:

Pros Cons
Cheapest connection Shielding is extra step (shrink tube)
Easy to make Not easy to disconnect
Most reliable

Semi permanent with lugs

Copper or brass lugs have their current rate often written on the lug. Examples: connecting a main switch, connecting BMS main conductors. You may want to use a brass threaded rod (like M6) and brass nuts for connecting lugs. Alternatively, galvanized or stainless steel bolts and nuts are possible as long as is realized that they don’t conduct electricity as well as brass and copper. Finish with shrink tube for isolation.

Pros Cons
Easy to make Shielding is extra step (shrink tube)
Most reliable Moderate easy to disconnect

High current connectors are easier to service.

XT connectors

They are popular, they are cheap and able to conduct impressive currents. Types are from small to big: XT30, XT60, XT90 and XT150. The number is the maximum current. XT150 is a single pole connector, see banana’s below. The smaller ones are + and – connectors. XT90 knows a variant with spark protection and it is advised to use that one. Tip: When soldering, first connect male and female. This way the warm pins stay better aligned by the cold pins. Solder quickly.

XT60
XT90 Spark protected version
Pros Cons
Easy to make Be careful not to apply heat for to long
Very reliable
Easy to disconnect

High current connectors are easier to service.

GX series

Connectors of type GX-16 and GX-20 are quite large. They are useful for connecting a cable harness with both signal and (limited) current wires. However, they are best known for connecting to a charger. Pin diameters vary, depending on how many pins the connector is. For each pin it is advisable not to transport more than 5 A. A four-pin connection can therefore be used in combination with a 10 A charger, larger pins can transport 7 A. In that case GX-20 is more obvious than GX-16. The number can be used as diameter for holes, but the thread for GX-16 and GX-20 is M16 * 1 and M19 * 1 respectively.

2 pole GX-16 and 10 pole GX-20
ProsCons
Great for inside / outside connections Relative heavy and taking much space
Limited water resistance Not suitable for currents over 5 A per pin.
Easy to make
Very reliable
Made for many and easy connect and disconnect cycles
Securing without tools, extra materials

“Banana” series

There are many, many variants that are not standardized. That makes them a bit tricky, check if rigid. Size is determining current rates, but if they slide very easy in and out, consider that a warning. What makes them very attractive is the small size and being in line. Colour, mark your wires very well. For main currents you may want to use XT-150 (which is also a kind of “banana”) or XT-90. For small currents and signals, the smaller sizes are a proper alternatives for legacy automotive connectors.

Properly standardized XT-150
Tested banana connectors
Pros Cons
Smallest possible in line connection Not properly standardized
Both signals and high currents Shielding is extra step (shrink tube)
Easy to make Check if robust per bought series
Low prices Very reliable to unreliable (always check)

Other connectors

It may be interesting to look for so called Anderson poles (single) or connectors (dual). They have high current rates. Alternatively, several solar connectors are able to connect relative high currents in combination with a water resistant plug construction and low pricing.

Typical automotive connectors
With a proper crimping tool