UART en E-Bikes: Cómo una simple comunicación en serie impulsa tu viaje

En el mundo de las e-bikes y las bicicletas de carga, la comunicación no sólo tiene que ver con el Bluetooth o las aplicaciones, sino también con la forma en que los distintos componentes "hablan" entre sí dentro del vehículo. Uno de los protocolos de comunicación más comunes y cruciales es UART (Receptor/Transmisor Asíncrono Universal).

En RegenEstamos convencidos de que comprender cómo funcionan protocolos como UART ayuda no sólo a nuestros ingenieros, sino también a los gestores de flotas, compradores B2B y socios OEM a tomar mejores decisiones, tanto si se trata de integrar una nueva pantalla, depurar un controlador o personalizar su propio sistema de bicicleta de carga.

En este artículo lo desglosaremos:

• Qué es la UART y cómo funciona
• Su papel en los sistemas eléctricos de las e-bikes
• UART frente a otros protocolos de comunicación
• Ejemplos de aplicación en bicicletas eléctricas y de carga
• Limitaciones, consideraciones de seguridad y cumplimiento

Descifremos este protocolo de comunicación esencial, aunque a menudo pasado por alto.

Para saber qué son los Protocolos de Comunicación , consulte nuestra : E-Protocolos de comunicación para bicicletas: Guía completa para ingenieros y compradores

¿Qué es el UART (Receptor/Transmisor Asíncrono Universal)?

UART significa Receptor/transmisor asíncrono universal - un protocolo basado en hardware para la comunicación serie. Es una de las formas más antiguas y sencillas de enviar y recibir datos entre dispositivos.

Características principales:

A diferencia de protocolos más complejos como CAN o I²C, UART no necesita una señal de reloj. En su lugar, ambos dispositivos se ponen de acuerdo sobre el velocidad en baudios (velocidad de bits) de antemano.

Cómo funciona la UART en una E-Bike

En una e-bike o e-bike de carga típica, la UART se utiliza para comunicación punto a punto entre componentes electrónicos clave:

• Controlador de motor ↔️ Pantalla
• Sistema de gestión de baterías (BMS) ↔️ Controlador
• Mostrar ↔️ Sensor del acelerador o PAS
• Módulo Bluetooth ↔️ Controlador

Aquí tienes un diagrama simplificado del uso de la UART en una e-bike de carga frontal:

Cada conexión UART suele ser dedicado - sin compartir como en los buses CAN. Esta simplicidad es ideal para sistemas embebidos con menos nodos y bajas demandas de potencia.

¿Por qué UART? Ventajas clave para los sistemas E-Bike

Aunque los protocolos de comunicación modernos como CAN (Controller Area Network) están ganando terreno, UART sigue dominando en los diseños de bicicletas eléctricas de gama baja a media, y por buenas razones:

✅ Simplicidad y bajo coste

UART no necesita líneas de reloj adicionales, ni complejos circuitos integrados de control, y la sobrecarga de software es mínima. Es perfecto para modelos sensibles a los costes o bicicletas de carga minimalistas.

Compatibilidad

Muchos componentes heredados y económicos -especialmente en motores y pantallas de Asia-Pacífico- utilizan por defecto UART. Es un estándar de facto en hubs y mid-drives de empresas como Bafang (variantes UART), Ananda y Tongsheng.

✅ Fácil depuración

Puedes "escuchar" fácilmente las líneas UART con un conversor USB a TTL y herramientas de código abierto como Monitor serie o PuTTY - algo que no es fácil de hacer con los buses CAN o LIN.

UART vs CAN vs I²C: comparación rápida

En la práctica:

• La UART es más común en las bicicletas eléctricas de consumo y en las de carga.
• CAN se utiliza en sistemas de gama alta o para flotas (por ejemplo, sistemas comerciales Bosch, Shimano STEPS).
• I²C suele limitarse a la comunicación intra-PCB.

Casos de uso de UART en E-Bikes de carga: Ejemplos reales

1. Mostrar ↔️ Controlador

La mayoría de los displays básicos para e-bikes, como los Bafang 500C, C965 o SW102, utilizan UART para comunicar la velocidad, el modo, el voltaje de la batería y los códigos de error. Regen ha trabajado con múltiples clientes para personalizar la interfaz de usuario a través de secuencias de comandos UART.

2. Módulo Bluetooth o IoT ↔️ Controlador

Si desea instalar diagnósticos remotos o un rastreador GPS, muchos módulos UART Bluetooth (por ejemplo, HC-05, HM-10) pueden interactuar con el controlador a través de TX/RX, permitiendo comandos básicos e informes de datos.

3. Pruebas y actualizaciones de firmware

UART se utiliza habitualmente para flasheo de firmware de controladores y pantallas. Durante las pruebas previas a la expedición, los ingenieros de control de calidad de Regen suelen conectarse al puerto UART del controlador para registrar las respuestas del motor y los sensores.

Limitaciones y consideraciones

A pesar de sus puntos fuertes, la UART tiene varias limitaciones técnicas que hay que tener en cuenta, especialmente en las e-bikes grandes o de carga comercial:

❌ Sin capacidad de bus

No se pueden conectar varios dispositivos en la misma línea. Eso limita la escalabilidad en sistemas más complejos con GPS, cerraduras inteligentes, sistemas de iluminación, etc.

❌ Sin corrección de errores

La UART básica no incluye CRC ni suma de comprobación. Si hay ruido o pérdida de paquetes, los mensajes pueden ser confusos. Algunos proveedores añaden métodos propietarios de suma de comprobación, pero no son nativos.

❌ La velocidad en baudios debe coincidir

Un desajuste en la configuración de la velocidad en baudios puede provocar un fallo total de la comunicación, especialmente durante las actualizaciones o sustituciones de piezas.

Consejo de Regen: Confirma siempre las especificaciones UART cuando cambies pantallas o controladores de terceros, especialmente en bicicletas de carga con cables más largos, que son más susceptibles a las interferencias.

Seguridad, conformidad y normas del sector

Aunque UART es un protocolo técnico, su correcta implementación puede repercutir en seguridad y cumplimiento. Por ejemplo:

• EN 15194:2017 (norma de la UE para los EPAC) requiere una comunicación de asistencia eléctrica y una detección de errores fiables.
• Conformidad CE comprueba la existencia de EMI (interferencias electromagnéticas) que pueden afectar a la estabilidad de la UART.
• EN 50604-1:2016 (estándar BMS para baterías) recomienda que las líneas de comunicación digital estén blindadas, conectadas a tierra y terminadas correctamente.

Regen sigue estas recomendaciones en todos Configuraciones OEM. En las bicicletas de carga de alta potencia utilizadas para logística, a menudo recomendamos actualizar los cables UART a variantes apantalladas y utilizar conectores con mecanismos de bloqueo (por ejemplo, enchufes estancos Higo) para evitar desconexiones accidentales.

Cuándo elegir UART y cuándo no

En Regen ayudamos a nuestros clientes a elegir entre sistemas UART, CAN o híbridos en función de sus necesidades. escenario de uso, nivel de producto, y estrategia de mantenimiento a largo plazo.

¿Qué viene ahora? El auge de la comunicación híbrida en las bicicletas eléctricas

Aunque la UART sigue siendo popular, estamos asistiendo a un cambio:

• Controladores de doble protocolo: Algunos controladores de Bafang admiten tanto UART como CAN, lo que ofrece a los fabricantes de equipos originales flexibilidad durante las actualizaciones.
• Pantallas inteligentes: Unidades como la DP-C245 ahora admiten puentes UART a BLE, lo que permite la integración de aplicaciones conservando el cableado heredado.
• Emulación CAN-sobre-UART: Las configuraciones experimentales permiten la multiplexación básica a través de UART, ideal para el IoT básico en flotas de carga.

En Regen ya estamos trabajando con clientes en Bicicletas de carga integradas en CAN con UART de reserva - combinando sencillez y escalabilidad.

Solo 20 bicicletas MOQ para comenzar

Bicicleta de carga eléctrica personalizable - RS01

Ya sea que tengas una marca en crecimiento o una tienda de barrio, nuestras bicicletas de carga resistentes son tu puerta de entrada al floreciente mundo del reparto ecológico. ¡A rodar!

Solicitar una cotización

Reflexiones finales: La UART sigue dando potencia a las bicicletas eléctricas de uso cotidiano

A pesar de su edad, La UART está lejos de ser obsoleta. Sigue impulsando millones de e-bikes y bicicletas de carga, desde las más sencillas para ir al trabajo hasta las utilitarias de ciudades como Berlín y Ámsterdam.

Comprender la UART ayuda a ingenieros, compradores de OEM y gestores de flotas por igual a:

• Diseñar mejores sistemas
• Evite costosos errores de compatibilidad
• Personalizar las funciones para sus usuarios finales

Tanto si está construyendo su primera bicicleta de carga como si gestiona una flota de 500 bicicletas, Regen está aquí para ayudarle a elegir la red troncal de comunicaciones adecuada.

Lista de referencias

• Bafang Electric. (2024). Manuales del sistema Bafang. https://www.bafang-e.com
• EN 15194:2017. Bicicletas - Bicicletas con asistencia eléctrica - Bicicletas EPAC. CEN.
• EN 50604-1:2016. Baterías secundarias de litio para VE ligeros. CEI.
• STMicroelectronics. (2022). Fundamentos de la comunicación UART. https://www.st.com
• TI. (2021). Comunicación serie asíncrona (UART). Texas Instruments.
• Sistemas eBike de Bosch. (2024). Resumen técnico: Protocolos de comunicación en eBikes. Movilidad Bosch.