E-BikeのUARTを理解する：シンプルなシリアル通信があなたのバイクを強化する

フレイア
2025-07-11
用語集, 知識

e-bikeやカーゴバイクの世界では、通信はBluetoothやアプリのことだけではありません。最も一般的で重要な通信プロトコルのひとつが UART（ユニバーサル非同期レシーバ/トランスミッタ）.

で RegenUARTのようなプロトコルがどのように機能するかを理解することは、当社のエンジニアだけでなく、フリートマネージャー、B2Bバイヤー、OEMパートナーにとっても、新しいディスプレイの統合、コントローラーのデバッグ、独自のカーゴバイク・システムのカスタマイズなど、より良い意思決定に役立つと信じています。

この記事では、その内訳を説明する：

UARTとは何か、どのように機能するか
Eバイクの電気システムにおける役割
UARTと他の通信プロトコル
e-バイクやカーゴバイクへの応用例
制限、安全性への配慮、コンプライアンス

この重要な、しかし見落とされがちなコミュニケーション・プロトコルを解読してみよう。

通信プロトコルとは何かについては、.NETをご覧ください： E-バイクの通信プロトコル：エンジニアとバイヤーのための完全ガイド

何なのか？ UART（ユニバーサル非同期レシーバ/トランスミッタ）?

UART を表す。 ユニバーサル非同期レシーバー/トランスミッター - ハードウェアベースのシリアル通信プロトコル。デバイス間でデータを送受信する最も古くシンプルな方法のひとつである。

主な特徴

プロパティ	価値
タイプ	非同期シリアル通信
配線	通常は2線式（TXとRX）、GND付きの場合もある。
ディレクション	全二重（データは双方向に流れる）
データ形式	バイト・ベース（8ビット、オプションでスタート/ストップ/パリティ・ビットも可能）
速度（ボーレート）	9600～115200bps（e-bike共通

CANやI²Cのような複雑なプロトコルとは異なり、UARTはクロック信号を必要としません。代わりに、両方のデバイスが ボーレート (ビットスピード）をあらかじめ設定しておく。

E-Bike内部のUARTの仕組み

一般的なe-bikeやカーゴe-bikeでは、UARTは以下の用途に使用されます。 ポイントツーポイント通信 主要な電子部品間：

モーターコントローラー ↔️ 表示
バッテリー管理システム（BMS） ↔️ コントローラー
ディスプレイ ↔️ スロットルまたは PAS センサー
Bluetooth モジュール ↔️ コントローラ

フロントローディングのカーゴe-bikeにおけるUART使用の簡略図です：

各UART接続は通常専用 - CANバスのような共有はない。このシンプルさは、ノード数が少なく電力需要の少ない組み込みシステムに最適です。

なぜUARTなのか？電子バイクシステムにとっての主な利点

CAN（Controller Area Network）のような最新の通信プロトコルが台頭している一方で、UARTは中低価格帯のe-bike設計では依然として主流であり、これには十分な理由があります：

シンプルさと低コスト

UARTは、追加のクロックライン、複雑なコントローラIC、最小限のソフトウェアオーバーヘッドを必要としません。コスト重視のモデルや最小限のカーゴバイクに最適です。

互換性

多くのレガシー・コンポーネントや低価格コンポーネント、特にアジア太平洋地域で製造されたモーターやディスプレイのデフォルトはUARTです。Bafang（UARTバリエーション）、Ananda、Tongshengといった企業のハブやミッドドライブでは、事実上の標準となっている。

簡単なデバッグ

USB-TTLコンバーターや以下のようなオープンソースのツールを使えば、UARTラインを簡単に「盗聴」することができます。 シリアルモニター または PuTTY - CANやLINバスではなかなかできないことだ。

UART vs CAN vs I²C：簡単な比較

特徴	UART	CAN	I²C
トポロジー	ポイント・ツー・ポイント	マルチノード（バス）	マルチマスター（ショートレンジ）
スピード	最大1Mbps（通常はそれ以下）	最大1 Mbps	最大3.4 Mbps
複雑さ	低い	ミディアム-ハイ	ミディアム
信頼性（ノイズ）	ミディアム	高い	ロー・ミディアム
メッセージ・フレーミング	手動（ソフトウェア定義）	ID＆CRC内蔵	シンプルなアドレス指定
E-バイクへの使用	レガシー＆ローコストシステム	プレミアム・フリートとコマーシャル・フリート	センサー＆バッテリーモジュール

実際には

UARTは、消費者レベルのEバイクやカーゴバイクで最も一般的だ。
CANは、ハイエンドまたはフリートグレードのシステム（ボッシュ、シマノSTEPS商用システムなど）で使用されている。
I²Cは通常、PCB内通信に限定される。

カーゴE-バイクにおけるUARTの使用例：実際の使用例

1.ディスプレイ ↔️ コントローラ

Bafang 500C、C965、SW102などのほとんどの基本的なe-bikeディスプレイは、速度、モード、バッテリー電圧、エラーコードを通信するためにUARTを使用しています。Regenは、複数のクライアントと協力して、以下のことを行ってきました。 ディスプレイUIのカスタマイズ UARTコマンドシーケンスを通じて。

2.Bluetooth または IoT モジュール ↔️ コントローラ

リモート診断やGPSトラッカーを後付けしたい場合は、多くのBluetooth UARTモジュール（HC-05、HM-10など）がTX/RXを介してコントローラとインターフェースでき、基本的なコマンドやデータレポートが可能です。

3.テストとファームウェアの更新

UARTは一般的に次の用途に使用される。 ファームウェアフラッシュ コントローラとディスプレイの出荷前のテスト中、RegenのQAエンジニアはしばしばコントローラのUARTポートに接続し、モーターやセンサーの応答を記録します。

制限と考慮事項

その長所にもかかわらず、UARTには、特に大型または商用グレードの貨物用e-bikeで考慮すべきいくつかの技術的限界がある：

バス機能なし

同じ回線で複数の機器を接続することはできない。そのため、GPS、スマートロック、照明システムなど、より複雑なシステムでは拡張性が制限される。

エラー訂正なし

基本的なUARTにはCRCやチェックサムは含まれていません。ノイズやパケットロスがあると、メッセージが文字化けする可能性がある。ベンダーによっては独自のチェックサム方式を追加していますが、ネイティブではありません。

❌ ボーレートは一致しなければならない

ボーレート設定の不一致は、特にアフターマーケットでのアップグレードや部品交換の際に、完全な通信障害につながる可能性があります。

Regenからのヒント： サードパーティ製のディスプレイやコントローラーを交換する際は、必ずUARTの仕様を確認してください。特に、ケーブルが長いカーゴバイクでは干渉の影響を受けやすくなります。

安全性、コンプライアンス、業界標準

UARTは技術的なプロトコルであるが、その正しい実装は次のような影響を与える。 安全性とコンプライアンス.例えば：

EN 15194:2017 (EPACのEU規格）は、信頼性の高いパワーアシスト通信とエラー検出を要求している。
CE適合 は、UART の安定性に影響を与える EMI（電磁干渉）をチェックします。
エン 50604-1:2016 (バッテリBMS標準）では、デジタル通信ラインをシールドし、接地し、適切に終端することを推奨しています。

Regenは、すべてにおいてこれらの推奨事項に従っている。 OEM構成.物流に使用される高出力のカーゴバイクでは、UART ケーブルをシールド付きにアップグレードし、次のようなケーブルを使用することをお勧めします。 ロック機構付きコネクター (肥後防水プラグなど）を使用し、不慮の切断を防ぐ。

UARTを選ぶべきとき、選んではいけないとき

ユースケース	UARTの適合性
ベーシックなペダルアシスト式カーゴバイク	優れたフィット感
アフターマーケットe-bikeキット	プラグアンドプレイ対応
複数のスマートモジュールを搭載したフリート	❌ CANを使う方が良い
長いケーブル（1.5m以上）	遮蔽が必要
リモート診断またはOTAアップデート	能力が限られている
リアルタイム・セーフティクリティカル制御	CAN または SPI を使用する。

Regenでは、お客様がUART、CAN、ハイブリッドシステムのいずれを選択するかを、以下のような観点からサポートします。 使用シナリオ, 製品層そして 長期メンテナンス戦略.

次はどうなる？E-Bikeにおけるハイブリッド通信の台頭

UARTは依然として人気があるが、私たちはシフトを見ている：

デュアル・プロトコル・コントローラ:一部のBafangコントローラは、UARTとCANの両方をサポートしているため、OEMはアップグレード時に柔軟に対応できます。
スマート・ディスプレイ:DP-C245のようなユニットはUART-to-BLEブリッジをサポートし、レガシー配線を維持しながらアプリの統合を可能にします。
CAN-over-UARTエミュレーション:実験的なセットアップにより、UARTを介した基本的な多重化が可能 - 貨物フリートにおけるエントリーレベルのIoTに最適。

Regenでは、すでに次のようなことに取り組んでいます。 UARTフォールバック付きCAN統合カーゴバイク - シンプルさと拡張性を兼ね備えている。