Förstå UART i elcyklar: Hur enkel seriell kommunikation driver din cykel

I en värld av elcyklar och lastcyklar handlar kommunikation inte bara om Bluetooth eller appar - det handlar om hur olika komponenter "pratar" med varandra inuti fordonet. Ett av de vanligaste och mest avgörande kommunikationsprotokollen är UART (universell asynkron mottagare/sändare).

På RegenVi tror att förståelse för hur protokoll som UART fungerar hjälper inte bara våra ingenjörer, utan även vagnparksansvariga, B2B-köpare och OEM-partners att fatta bättre beslut - oavsett om du integrerar en ny display, felsöker en styrenhet eller skräddarsyr ditt eget lastcykelsystem.

I den här artikeln kommer vi att bryta ner:

• Vad UART är och hur det fungerar
• Dess roll i elektriska system för elcyklar
• UART jämfört med andra kommunikationsprotokoll
• Exempel på tillämpningar för elcyklar och lastcyklar
• Begränsningar, säkerhetsaspekter och efterlevnad

Låt oss avkoda detta viktiga - men ofta förbisedda - kommunikationsprotokoll.

För att lära dig vad kommunikationsprotokoll är, kolla in vår : E-Protokoll för cykelkommunikation: En komplett guide för ingenjörer och köpare

Vad är UART (universell asynkron mottagare/sändare)?

UART står för Universell asynkron mottagare/sändare - ett hårdvarubaserat protokoll för seriell kommunikation. Det är ett av de äldsta och enklaste sätten att skicka och ta emot data mellan enheter.

Viktiga egenskaper:

Till skillnad från mer komplexa protokoll som CAN eller I²C behöver UART ingen klocksignal. Istället kommer båda enheterna överens om baudhastighet (bithastighet) i förväg.

Hur UART fungerar i en elcykel

I en typisk elcykel eller lastcykel används UART för punkt-till-punkt-kommunikation mellan viktiga elektroniska komponenter:

• Motorstyrenhet ↔️ Display
• Batterihanteringssystem (BMS) ↔️ Styrenhet
• Display ↔️ Gasreglage eller PAS-sensor
• Bluetooth-modul ↔️ Styrenhet

Här är ett förenklat diagram över hur UART används i en frontlastande elcykel:

Varje UART-anslutning är vanligtvis dedikerad - ingen delning som i CAN-bussar. Denna enkelhet är idealisk för inbyggda system med färre noder och låga effektkrav.

Varför UART? Viktiga fördelar för system för elcyklar

Även om moderna kommunikationsprotokoll som CAN (Controller Area Network) vinner mark, är UART fortfarande dominerande i låg- och mellanklasskonstruktioner för elcyklar - och det av goda skäl:

✅ Enkelhet och låg kostnad

UART behöver inga extra klocklinjer, inga komplexa styrkretsar och minimalt med programvarukostnader. Det är perfekt för kostnadskänsliga modeller eller minimalistiska lastcyklar.

✅ Kompatibilitet

Många äldre och budgetvänliga komponenter - särskilt i motorer och displayer från Asien och Stillahavsområdet - använder UART som standard. Det är en de facto-standard i nav och mellandrev från företag som Bafang (UART-varianter), Ananda och Tongsheng.

✅ Enkel felsökning

Du kan enkelt "lyssna in" på UART-linjer med en USB-till-TTL-omvandlare och verktyg med öppen källkod som Seriell monitor eller PuTTY - något som inte är så lätt att göra med CAN- eller LIN-bussar.

UART vs CAN vs I²C: En snabb jämförelse

I praktiken:

• UART är vanligast i elcyklar och lastcyklar på konsumentnivå.
• CAN används i avancerade system eller system för fordonsflottor (t.ex. Bosch, Shimano STEPS kommersiella system).
• I²C är vanligtvis begränsad till kommunikation inom PCB.

UART-användningsfall i Cargo E-Bikes: Exempel från den verkliga världen

1. Display ↔️ Styrenhet

De flesta grundläggande displayer för elcyklar - t.ex. Bafang 500C, C965 eller SW102 - använder UART för att kommunicera hastighet, läge, batterispänning och felkoder. Regen har arbetat med flera kunder för att Anpassa användargränssnittet för displayen genom UART-kommandosekvenser.

2. Bluetooth- eller IoT-modul ↔️ Styrenhet

Om du vill eftermontera fjärrdiagnostik eller en GPS-tracker finns det många Bluetooth UART-moduler (t.ex. HC-05, HM-10) som kan kopplas till styrenheten via TX/RX, vilket möjliggör grundläggande kommandon och datarapportering.

3. Testning och uppdatering av firmware

UART används vanligen för blinkning av firmware av styrenheter och displayer. Under testning före leverans ansluter Regen:s QA-ingenjörer ofta till styrenhetens UART-port för att logga motor- och sensorsvar.

Begränsningar och överväganden

Trots sina styrkor har UART flera tekniska begränsningar som måste beaktas, särskilt i stora eller kommersiella lastcyklar:

❌ Ingen busskapacitet

Du kan inte ansluta flera enheter på samma linje. Det begränsar skalbarheten i mer komplexa system med GPS, smarta lås, belysningssystem osv.

❌ Ingen felrättning

Basic UART innehåller inte CRC eller checksumma. Om det finns brus eller paketförlust kan meddelanden bli förvrängda. Vissa leverantörer lägger till egna checksummemetoder, men det är inte inbyggt.

❌ Baudfrekvensen måste matcha

Felaktiga inställningar av baudhastigheten kan leda till totalt kommunikationsfel - särskilt vid uppgraderingar eller byte av delar på eftermarknaden.

Tips från Regen: Kontrollera alltid UART-specifikationerna när du byter ut skärmar eller styrenheter från tredje part - särskilt på lastcyklar med längre kabelsträckor, som är mer känsliga för störningar.

Säkerhet, efterlevnad och branschstandarder

UART är ett tekniskt protokoll, men en korrekt implementering kan påverka säkerhet och efterlevnad. Till exempel:

• EN 15194:2017 (EU-standard för EPAC) kräver tillförlitlig kommunikation och feldetektering för kraftassistans.
• CE-överensstämmelse kontrollerar för EMI (elektromagnetisk interferens) som kan påverka UART-stabiliteten.
• EN 50604-1:2016 (BMS-standard för batterier) rekommenderar att digitala kommunikationsledningar är skärmade, jordade och korrekt avslutade.

Regen följer dessa rekommendationer i alla OEM-konfigurationer. I lastcyklar med hög effekt som används för logistik rekommenderar vi ofta att man uppgraderar UART-kablarna till skärmade varianter och använder anslutningar med låsmekanismer (t.ex. vattentäta Higo-kontakter) för att förhindra oavsiktlig frånkoppling.

När ska man välja UART - och när ska man inte göra det?

På Regen hjälper vi våra kunder att välja mellan UART-, CAN- och hybridsystem baserat på deras användningsscenario, produktnivåoch strategi för långsiktigt underhåll.

Vad händer härnäst? Ökningen av hybridkommunikation i elcyklar

Även om UART fortfarande är populärt ser vi en förändring:

• Styrenheter med dubbla protokoll: Vissa Bafang-styrenheter stöder både UART och CAN, vilket ger OEM-tillverkare flexibilitet vid uppgraderingar.
• Smarta skärmar: Enheter som DP-C245 har nu stöd för UART-till-BLE-bryggor, vilket möjliggör appintegration samtidigt som äldre kablage behålls.
• CAN-över-UART-emulering: Experimentella inställningar möjliggör grundläggande multiplexering via UART - perfekt för IoT på nybörjarnivå i lastflottor.

På Regen arbetar vi redan med kunder om CAN-integrerade lastcyklar med UART-fallback - kombinerar enkelhet med skalbarhet.

Endast 20 MOQ-cyklar för att komma igång

Anpassningsbar E-Cargo-cykel - RS01

Oavsett om du är ett växande varumärke eller en kvartersbutik är våra kraftiga lastcyklar din biljett in i den blomstrande världen av miljövänliga leveranser. Låt oss rulla!

Begär en offert

Slutliga tankar: UART driver fortfarande den vardagliga elcykeln

Trots sin ålder, UART är långt ifrån föråldrad. Den fortsätter att driva miljontals elcyklar och lastcyklar - från familjeklassens pendlarcyklar till nyttocyklar i städer som Berlin och Amsterdam.

Att förstå UART hjälper ingenjörer, OEM-köpare och vagnparksansvariga att:

• Utforma bättre system
• Undvik kostsamma kompatibilitetsfel
• Anpassa funktioner för sina slutanvändare

Oavsett om du bygger din första lastcykel eller hanterar en flotta med 500 cyklar, finns Regen här för att hjälpa dig att välja rätt kommunikationsstamnät.

Referenslista

• Bafang Electric. (2024). Handböcker för Bafang-system. https://www.bafang-e.com
• EN 15194:2017. Cyklar - Cyklar med elassistans - EPAC Bicycles. CEN.
• EN 50604-1:2016. Sekundära litiumbatterier för lätta elbilar. IEC.
• STMicroelectronics. (2022). Grunderna i UART-kommunikation. https://www.st.com
• TI. (2021). Asynkron seriell kommunikation (UART). Texas Instruments.
• Bosch eBike-system. (2024). Teknisk översikt: Kommunikationsprotokoll i eBikes. Bosch Mobilitet.