電動自行車的“大腦”和結構 - 購買，騎行，維護，修理必備知識

電動自行車，做為一項戶外運動，它是既環保又實用，最近越來越普及，發展很快。電動自行車和普通自行車的區別就是在自行車上加上了動力裝置。而附加的這些動力控制裝置就是我們最想了解的地方。今天我們舊主要地聊一聊這些。這些都是通過電動自行車的控制器來從中掌管的，就像是人的大腦或是心臟。
在控制器內部有一個微電腦芯片，說它是整個電動自行車的大腦，就是因為這個芯片。說起這個芯片，看着小小的一片，市場零售價格只有區區一兩塊錢。其實它非常，非常不簡單：它本身就是一塊超大規模的集成電路，內含數以百萬計的晶體管開關電路。從上世紀80年代開始，慢慢地普及，現在幾乎每一件家用電器里都有很多他的身影。它的發展速度之快，實在是令人瞠目結舌。小小的零售一兩塊錢的單片機芯片，也是五臟俱全的，相當於一個微型的計算機，它雖然體積小、質量輕，但是內部含有算術邏輯單元ALU，只讀存儲器ROM，讀寫存儲器RAM，時鐘晶振CLOCK，中斷系統 Interruption，輸入輸出系統 IO，總綫 BUS，計時器TIMER等等。。。計算機系統結構（computer architecture）。。。嗨！講這些幹嘛，太負載了！。。。根據我常年的專業的學習和工作總結，我可以用一句話講清除什麼是電腦的核心原理。這個就是“如果。。。那麼。。。”
電腦所謂的用門電路組成的邏輯電路，歸根到底是解決如果，那麼的。
以電動自行車的剎車為例，當剎車被握緊的時候，觸發了藏在剎車內部的一個開關。這跟導線會向這個控制器內部的芯片上的一個管腳通一個5v的電壓。單片機就會想：如果這個管腳有電壓的時候，我就會停止向馬達輸送電力，它也是想到做到，切斷電力供應。等到什麼時候呢？就是如果，記住這個如果騎手鬆開剎車，就恢復正常供電。這個剎車的過程就結束了。
多說一句，汽車內部也有一個類似的芯片。汽車的剎車複雜一些，汽車在剎車踩下的時候，還要向剎車片控制系統發出信號，使剎車片抱住剎車盤或是剎車鼓，使汽車減速或停止，這就是所謂的動力輔助剎車。而電動自行車停止是只靠人手的力氣。但是它會同時使電機馬達停止工作，既不會影響剎車的過程，也省一些電力。也算是非常貼心了。順便再說一句，早年的汽車並沒有助力輔助剎車的。汽車的芯片是如此重要，汽車工廠會因爲芯片供貨不足而影響縂的汽車出厰率。
所以，控制器上連接剎車的電線共有兩對，分別對應前後輪的剎車，也就是這兩對，它們不分順序的。從剎車這一簡單的過程就能看出，控制器是電動自行車電器部分運作的核心。我們再看一下它的內部：它的裡面最顯眼的是上面的7個比較大的晶體管。其中的第一個是一個穩壓管，它是幹什麼用的？
我們知道，電動自行車的電池電壓一般比較高，是36V，48V或是72V，當然也有更高或者更低的。這個電壓一般來說越高越好，它能直接為電機馬達提供電力的。但是微電腦芯片，電路板，各種傳感器，和電燈等都是用的比較低的電壓，5V。這個晶體管負責把48V降到5V供這些部件使用。電機需要的是48V電，它們也並不是直接通過去的。特別一說，現在絕大部分的電動自行車電機都是無刷電機。因為和有刷電機相比，它更加可靠，省電，噪音低，體積小，壽命長，無火花。有刷電機的電刷容易引起火花，並且容易磨損。
另外就是Mosfet場效應三極管，相當於開關。一共6個。3X2個。儅轉動油門把手的時候，控制器把電池的電向電機馬達用脈衝的方式傳輸，脈衝的頻率由霍爾線圈來的信號決定。控制器是如何知道油門轉把的轉動呢？原來油門轉把內也有一個傳感器，嚴格說來也是利用電磁效應，也就是霍爾效應的傳感器。是3個管腳。所以有3根導線。電壓分別為0， 5，0.80-3.80V。
控制器向電機馬達輸送的脈衝的強度就是由這個傳感器控制的。如果是0-0.8V，就不輸送電力。如果是4V就輸送最大電力，就按照電壓值的比例輸送電力。而同時，脈衝的頻率是根據霍爾線圈的感應到的電機轉子的位置決定由那給或是哪幾個線圈通電。
可見電動自行車電器部分是一個整體，是一個團隊合作的結果。
助力輔助PAS的原理非常近似，唯一的區別是傳感器的不同。助推力的傳感器不是感應磁鐵的距離，而是速度。而LCD display 中央控制面板，就是那個液晶顯示器也很不簡單。這個顯示器內部也有一個微電腦芯片，也是具有非常強大的功能和非常複雜的結構。可以再次簡單的假象為內住的一個小小機器人。這個機器人神通廣大，非常聰明又盡職。他可以和控制器內部的會跳舞的機器人以如果那麽為基礎進行對話，通訊。例如，這兩個機器人合作，就可以根據電機霍爾信號計算出電機的轉速，然後再根據輪胎尺寸算出騎行的速度。再把這個速度顯示在儀表盤上。同理，電池容量，電壓，電流，行駛距離等等都可以計算出來，並且顯示在屏幕上。
如果，騎手按下電燈開關，顯示機器人會在屏幕上顯示出亮燈的符號，並且向控制器機器人的某一個管腳發一個電壓。控制器機器人就依據如果這個管腳有電壓，我就打開電燈，前後都打開。燈就亮了。前後各一個。所以車燈也是兩對，每對有兩根線。前後總是一起點亮的，所以不分前後。