[EiP] Electrified bike

[mux]

Ik bedacht me opeens dat waar ik mee bezig ben eigenlijk best leuk is om in een EiP te gooien, dan krijg ik meteen wat feedback van mensen die er verstand van hebben. Dus hier is-ie, the electrified bike!

Fiets?

Ik heb tot afgelopen augustus altijd op fietsen van m'n ouders (nieuw, dan wel overgebleven nadat zij een nieuwe hebben gekocht) gefietst. Dat is allemaal heel goedkoop, maar niet bijster comfortabel en/of modbaar. Tweakers willen tweaken, en dat ging niet, dus daar veranderde ik iets aan. Ik kocht mijn eerste eigen fiets, en daarmee ook m'n eerste ligfiets.



Verlichting

Allemaal leuk en aardig, maar wat is er nou interessant aan comfortabel en snel fietsen als je geen elektronica om je heen hebt? Mijn eerste project was verlichting (wel zo handig). Een saai persoon zou batterijlichtjes bij de halfords kopen en op zijn fiets zetten. Dat is niet tweakerwaardig dus ik kocht twee 1W leds (één rood, één wit) bij niels1 op samenkopen, ramde ze op mosfet-heatsinks en schroefde ze op de daarvoor totaal niet bestemde plekken op mijn fiets.





De LEDs hebben een voorschakelweerstand en lopen vanaf een 7805 die gevoed wordt door mijn 12V li-ion.

Input 1: wat voor geweldige verlichting moet er nog meer op mijn fiets. Moet het een kerstboom worden? Moeten er ccfls onder? Moet er een lint van leds over bepaalde randen lopen?

Audio

De verlichtingsfase was leuk en nuttig. Maar wat heb je nou nog nodig op je fiets als je verlichting werkt? Precies, audio! Dus ik begon een subwoofer te bouwen. Immers, buiten heb je geen ruimtelijke versterking, dus als je iets van bas moet horen moet het oerend hard gaan en daarvoor heb je nou eenmaal een groot volume met een grote driver nodig. Er zit echt niks anders op.

Hoe begin je zoiets? Normale amps zijn nogal inefficient en mijn beperkte draagcapaciteit (fiets moet niet over 20 kg heen gaan, anders krijg ik hem niet meer lekker naar boven in mn appartement) zorgt ervoor dat ik geen grote batterij mag meenemen. De beste tweakers in AUD wezen me op de mogelijkheden van klasse-D versterkers. En uiteraard was er een samenkopen-actie waar ik die voor 20 euro kon krijgen. Combineer dat met een KEF 8" driver en twee Harman Kardon tweetertjes (fatsoenlijk met hotglue dichtgemaakt) en je hebt audio.









De audio wordt door mijn pda uitgespuugd. Ik kan op vol volume op een 6-cel batterij ongeveer 1.5 uur luisteren, waarbij mijn gehoor compleet kapot is. Ik haal de 4 uur met een socialer volume. Inmiddels heb ik een 12-cel batterij op mn fiets geplakt, gezien ik vaak langer dan 2 uur ga fietsen en er nog meer elektronica op moet.

Fietscomputer

PDA is leuk, maar op je pda kun je niet zien hoe snel je gaat (nou ja, technisch gezien kan ik dat vrij goed met mijn gps muizen, maar dat is niet zo leuk). Dus er is een boordcomputer nodig. De eerste versie hiervan beschrijf ik alleen, want die was niet zo heel knap gemaakt. Basically was het een hall-effectsensor op mijn voorwiel waar een hardeschijf-magneet elke rotatie langs ging. De hall-effectsensor ging dan laag en veroorzaakte een interrupt op de atmega88 in mn fietscomputer welke op een hd44780 liet zien hoe snel ik dan ging. Hij ging op de interne RC oscillator en die verloopt nogal met temperatuur, en bovendien moest het geheel met tiewraps en duct-tape aan mn stuur bevestigd worden waarna hij alsnog eraf viel. Ohja, en het opstartgeluidje was een mislukt beginnetje van Mario World.

In deze tijd van touch-manie is dit echt uit de tijd, dus er moest een beter alternatief komen. In deze financiële crisis worden een hoop geldautomaten overbodig, dus een zekere universitaire instantie vond het noodzakelijk om hun chip-oplaadpunten te vervangen en de oude weg te gooien. Goed werk, want daarin zaten naast een fpga en wat cryptografische meuk (wtf, waarom hebben ze dat aan mij gegeven?) een SED1335-aangedreven 320x240 monochroom touchscreen.

Long story short, dit doet ie nu:





Je ziet zitten: een atmega162 (enige avr die ik had liggen met genoeg pinnen om alles te doen wat ik wil), een attiny13 (enige avr die ik over had met adcs) welke met elkaar praten in morsecode, of althans, de elektronische variant daarvan. De tiny13 vertelt tegen de 162 wat de batterijspanning was (ik heb al twee keer een li-ion kapot gemaakt door hem te ver te ontladen) en op welke x-coordinaat ik aan het poeren ben op het touchscreen (en of er een touch event is). De mega162 houdt verder de snelheid bij (in megaschrift) en tijd, momenteel nog even niks anders.

Pedalen (in progress)

Er is meer. Ik volg op lucht- en ruimtevaarttechniek het vak AE4-736 Introduction To The Techniques Of Measuring, waarin verwacht wordt dat de student de nauwkeurigheid van een measurement chain uitrekent. Over het algemeen betreft dit een fictief circuit, maar dat is helemaal niet leuk. Immers, nauwkeurigheid wordt bepaald door praktische non-ideaalheden, niet door datasheets. Ik stel mezelf dus als doel om mijn trapvermogen te meten met rekstrookjes op mijn pedalen (variabele weerstanden die veranderen met hoeveel iets vervormt/verbuigt). Gezien mijn pedalen ronddraaien kan ik er geen draden naartoe leggen, dus op elk pedaal moet een printplaatje dat het signaal uit de rekstrookjes versterkt, uitleest en draadloos verstuurt. Hier heb ik jullie hulp bij nodig.

Help!

Ik ben nu dus bezig met het uitvogelen van mijn [rekstrookjes op] pedalen. Schema's volgen. Het grootste probleem is het verzenden van data van mijn pedalen naar de boordcomputer. Ik zit zelf te denken aan 433 MHz, maar ik heb enkel éénkanaals zenders en ontvangers beschikbaar. Een mogelijk zendschema is dit:

Hardware:
linkerpedaal meetcircuit + 433 MHz zender
rechterpedaal meetcircuit + 433 MHz zender + 433 MHz ontvanger
boordcomputer + 433 MHz ontvanger

code:

linkerpedaal verstuurt LINKS [waarde]
rechterpedaal ontvangt linkerwaarde en stuurt daarop direct RECHTS [waarde]
boordcomputer ontvangt dit allemaal
elke [veel meer dan hoe lang het duurt om dit te verzenden] herhaalt dit zich

Zou dit werken, denk ik te moeilijk, is dit redelijk foutvrij te maken (off-by-n fouten worden in ieder geval al vermeden door het 'packeted' te versturen).

Andere mogelijkheden van draadloos verzenden zijn: inductie (totaal geen ervaring of kennis van), ultrasoon, gewoon met geluid (piepers, mics) (maar hoe onderscheid ik dan beide pedalen?). Andere mogelijkheden?

Verder heb ik hulp nodig bij het bedenken van nieuwe meuk op mn fiets, en verbetering van bestaande dingen. Op het lijstje staat voorlopig:

ToDo
- Pedalen werkend krijgen [rapport schrijven, etc.]
- Behuizing voor boordcomputer tekenen en maken (bij Industrieel Ontwerp - PMB), ik heb alle basiscursussen gedaan dus ik mag er werken.
- Subwoofer afwerken (is momenteel nog een onafgewerkte troep)
- Bagagetas verbeteren (zit momenteel met twee M8 bouten vast aan fiets)
- Slot verbeteren (keyless entry? ja? te moeilijk?)
- Boordcomputer audio laten maken (hiervoor moet ik waarschijnlijk wel upgraden naar een ARM microcontroller), denk aan toeter (frequent noodzakelijk).
- Accelerometers (MMA7260QT al aanwezig)
- Baco-dotmatrix (rood) een plaatsje geven, bijv. achterop als messagescherm annex achterlicht.
- handsfree bellen.
- meer?

[Stouten]

Automatische zoutstrooimachine voor je voorwiel, zodat je altijd veilig rijdt

[IJnte]

Hands free bellen

[mux]

Check, handsfree bellen komt er idd in. Dat is eigenlijk een beetje valsspelen, gezien mijn smartphone zon 4-contact audio-aansluiting heeft waarmee ik kan bellen en het geluid door de speakers kan laten gaan.

@Stouten: denk je dat ik gek ben ofzo

[lemming_nl]

Misschien is een fatsoenlijke 5V voeding een idee ipv een 7805?

-edit-

Geschakeld dus, zodat je niet meer dan de helft van de energie weggooit.

[ Voor 40% gewijzigd door lemming_nl op 01-12-2008 12:40 ]

[Zjosh]

lemming_nl schreef op maandag 01 december 2008 @ 12:40:
Misschien is een fatsoenlijke 5V voeding een idee ipv een 7805?

-edit-

Geschakeld dus, zodat je niet meer dan de helft van de energie weggooit.

Of gewoon een led driver die speciaal voor deze leds gemaakt is... stroombron die 350 mA levert, ledjes beide in serie. Denk dat je daarmee wel 2.5x zo lang met je accu kan.

[mux]

Het zal niet erg veel uitmaken, zo snel kom ik erop uit dat het zo'n 5W zal besparen op 50W totaalverbruik. Desondanks zal het er wel komen, gezien er een hele power conversion meuk op moet komen zodra ik er andere stroombronnen aan wil kunnen hangen. Dat is echter echt héél verre toekomstmuziek.

[mux]

Het lijkt erop dat de cheapste 433 MHz ontvanger uit deze samenkoop-actie die ik nog heb liggen een sc2272 bevat en dat de zender niets meer is dan dit:



Theoretisch zou het dus gewoon mogelijk moeten zijn om adressen toe te wijzen door de atmega8 op mijn trappers lekker encodertje te laten spelen. Of zie ik hier iets over het hoofd? Dat zou het hele draadloos-verzend-verhaal duizend keer makkelijker maken.

[bassie]

5W op 50W is toch een aardige besparing lijkt mij.

Grappig tijd verdrijf zoiets, maar het ziet er niet echt waterdicht uit?

[Anoniem: 28333]

Kun je geen draadje door de as van je trappers doen? Waarschijnlijk zijn een of twee signaal draadjes al voldoende, en vervolgens heb je nog maar 1 controller nodig om beide rekstrookjes uit te lezen en via [insert draadloze method] te versturen?

[mux]

bassie: interessant genoeg houdt het geheel het nu al anderhalve week vol met niet bepaald rustig rijgedrag (tegelpaden met 45 km/h nemen op tot 8 bar opgepompte bandjes, etc.) en een constante barrage van vocht, koude en meuk die tegen mn fiets aanstoot. Alles wat ik er op bouw is eigenlijk vrij robuust, de fietscomputer komt ook in een alu behuizinkje te zitten.

Kage: ik zit zelf idd ook te denken om het bedraad te doen. Gewoon een draadje langs mn benen naar de boordcomputer, en dan op de trapper uitvogelen of ik simpel IR kan doen ofzo. Beide rekstrookjes op afstand uitlezen gaat niet, de bedoeling van het experiment (het is voor een vak) is om zo nauwkeurig mogelijk de krachtmeting te doen. Draadjes gaan ontzettend veel in de war gooien, bij een paar cm doen ze dat al, laat staan twee meter.

[ThinkPad]

Dynamo en zonnepaneel, of een oplader voor stopcontact zodat je ook onderweg je accu kunt opladen.

[dbeijer85]

Met al die toeters en bellen er op wordt het natuurlijk al snel een interessant object voor mensen die het niet zo nauw nemen met het eigendomsrecht. Daarom: een diefstalalarm er op! Bijvoorbeeld met een trillingssensor die een signaal triggert zodra de hoeveelheid beweging te groot wordt. Of 1 piepje geeft als er tegen aan gestoten wordt, en gaat loeien als de beweging uit gaat. Het geluid kan dan over de reguliere geluidsinstallatie gestuurd worden.

Uiteraard voorzien van remote control bliepbliep unit om op afstand uit te kunnen schakelen

[mux]

Eerlijk gezegd zou ik me werkelijk niet kunnen voorstellen wie dit straks uberhaupt nog kan identificeren als fiets, en hem dan nog zou willen hebben. Ongetwijfeld zal ik er nog wel eens diefstalalarm op bouwen, maar dat is dan meer voor mijn persoonlijke vermaak dan voor nuttigheid. Zoals de rest ook

Nieuwe brainwave: ik kan een van mn bacoschermen natuurlijk ombouwen tot multi-touchscherm! Misschien dat ik tegen die tijd nog eens de hulp van Sprite inroep ;-)

[TheMazzter]

Beide rekstrookjes op afstand uitlezen gaat niet, de bedoeling van het experiment (het is voor een vak) is om zo nauwkeurig mogelijk de krachtmeting te doen. Draadjes gaan ontzettend veel in de war gooien, bij een paar cm doen ze dat al, laat staan twee meter.

Waarom dan niet gewoon coax, is gemaakt tegen signaalverlies zodat je altijd alleen een vaste weerstand over houdt, ik weet niet wat voor signaal zo'n rekstrookje uitzendt, maar als het gewoon een spanning is lineair met de kracht die er op wordt uitgeoefend (piëzo?), kan dat zelfs toch ook heel goed met gewoon een draadje lijkt mij.

[mux]

Wil je dat ik een wetenschappelijk onderbouwde analyse geef waarom het zo moet ik kan het doen als je wil...

[iceheart]

da's ter lering ende vermaeck toch nooit weg?

[SlinkingAnt]

Voor de overdracht kun je ook een sleepcontact op je trapper gebruiken. Als je toch ook al een mega8 gebruikt om je rekstrookje uit te lezen, lijkt het me ook niet al te moeilijk om die gegevens in een paar graden draaiing over te sturen naar de mega162. Voordeel is dat je niet constant 'contact op je sleepcontact hoeft te houden, wat de constructie makkelijker maakt.

Om een batterij bij je mega8 te voorkomen kun je denk ik in dezelfde tijd ook een goldcap/condensator bijladen die voldoende energie heeft om een rondje vooruit te komen

[sebastius]

Overigens zijn er (volgens de laatste elektor dacht ik) kits te koop voor je eigen fiets motor aandrijving. Is dat niet iets voor je?

[Resistor]

sebastius schreef op woensdag 03 december 2008 @ 19:47:
Overigens zijn er (volgens de laatste elektor dacht ik) kits te koop voor je eigen fiets motor aandrijving. Is dat niet iets voor je?

Want je moet er rekening mee houden dat je wel al die zooi materialen mee moet zeulen.

Elektrische fiets (kit)

[mux]

SlinkingAnt: Wat de draadloze overbrenging betreft denk ik dat ik op IR overstap tussen frame en pedalen, ik heb de betreffende ir-transistoren en ledjes inmiddels al gekocht en het pcb-ontwerp voor de elektronica is ook al zowat af (vanavond nog even de laatste hand eraan leggen). Je goldcapidee is aardig maar ik denk dat ik dat later pas uitprobeer. Ik voorspel toch dat mn atmega af en toe fijn bedenkt dat de puls die hij ontvangt betekent dat hij moet resetten, of dat mn vrij slecht ontstoorde circuitje bedenkt dat het moet gaan oscilleren (ik heb *totaal* geen stabiliteits-marge-berekeningen gedaan, dus het is op de gok wat dat betreft).

iceheart: de meest overtuigende reden om geen lange draden te nemen is omdat de draden die ik zou leggen behoorlijk gevoelig zijn voor temperatuursverschillen. De strain gauges zelf geven al een flinke temperatuurs-nonlineariteit, langere draden maken dit alleen maar erger. Je zou denken dat het verschil niet zo groot is maar ik meet spanningsverschillen van 0.1-10 mV en dan maakt het (volgens mn voorlopige matlab-berekeningen) met de input-impedantie van mn opampje (~15 kohm) al gauw 0.2 mV/m uit en dat is onacceptabel. 10 mV komt overeen met een kracht van ongeveer 80 kgf, typisch zal ik echter met een beetje snelle kadans niet veel meer dan 5-10 kgf op mn pedalen zetten, dus wil ik enige resolutie overhouden, dan ben ik overgeleverd aan korte, heel korte draadjes.

Overigens geven de strain gauges zelf al bijna 1/2 lsb temperatuurs-nonlineariteit. Merk op dat dit belangrijk is gezien de strain gauges worden gekalibreerd op kracht-versus-spanning door middel van een meettabel, ik kan hier uiteraard ook proberen te compenseren voor de kabels maar allereerst loopt de kabel langs mijn been, waarschijnlijk gedeeltelijk IN mijn broek (regenbroek mensen, maak je niet druk ), waar de temperatuur nogal verloopt tijdens het fietsen, en de kalibratietabel moet ook niet te lomp worden. Ik heb ook niet echt ruimte overgelaten voor een thermokoppel op mn pedaal, dus ik kan niet direct meten wat er aan de hand is met de temperatuur. Idealiter sluit ik dat dus helemaal uit, en dat kan door ultrakorte draadjes op de strain gauge te gebruiken.

Verder is een minder zwaar wegende reden ruis. In principe vang ik op de frequenties waar ik gevoelig voor ben (tot zon 100 Hz) niet bijzonder veel op, want ik doe de meting buiten en daar heb ik weinig last van ruis numero uno: het elektriciteitsnet. Toch is het in principe een single ended kabel die van pedaal naar boordcomputer gaat, en mijn meetsnoeren aan mijn multimeter lopen gemakkelijk 20 mV op puur door beweging door het aardmagnetisch veld, laat staan de pulsspanningen die op kunnen bouwen door interferentie. Dit is niet bepaald wetenschappelijk onderbouwd, afgezien van het aardmagnetisch veld dat wat probleempjes kan veroorzaken doordat de pedalen niet goed geaard zijn aan de rest van het frame (lagers hebben slechte elektrische geleiding).

Daarna zijn er nog wat kleine probleempjes die ik liever gewoon volledig wil vermijden. Ik moet compenseren voor de inductie van de draden zodat mn opamp niet op hol slaat. Dit betekent dat ik de kabels helemaal moet tunen met een compensatie-condensator, daar heb ik gewoon geen zin in. Verder moeten de inputs ten opzichte van elkaar gecompenseerd worden, hiervoor zijn in principe prima rekenregels, maar ik wil mezelf de moeite besparen.

Als ik bovenstaande niet zou doen, het lijkt misschien triviaal, maar dan houd ik gewoon geen signaal over.

edit @ sebastius: Ik ben momenteel voor Formula Zero (team delft) bezig een motor controller en dc/dc converter te ontwerpen, die kennis wil ik ook gaan toepassen op mijn fiets. Ik moet alleen de reglementen erop nakijken. Ik kan me niet voorstellen dat ze het serieus bedoelen dat je een meetrapvermogen van 150W op je fiets mag hebben, want op ligfietsen betekent dat dat je over de 30 km/h gaat...

[ Voor 5% gewijzigd door mux op 03-12-2008 21:04 ]

[dbeijer85]

ssj3gohan schreef op woensdag 03 december 2008 @ 21:02:

iceheart: de meest overtuigende reden om geen lange draden te nemen is omdat de draden die ik zou leggen behoorlijk gevoelig zijn voor temperatuursverschillen. De strain gauges zelf geven al een flinke temperatuurs-nonlineariteit, langere draden maken dit alleen maar erger. Je zou denken dat het verschil niet zo groot is maar ik meet spanningsverschillen van 0.1-10 mV en dan maakt het (volgens mn voorlopige matlab-berekeningen) met de input-impedantie van mn opampje (~15 kohm) al gauw 0.2 mV/m uit en dat is onacceptabel. 10 mV komt overeen met een kracht van ongeveer 80 kgf, typisch zal ik echter met een beetje snelle kadans niet veel meer dan 5-10 kgf op mn pedalen zetten, dus wil ik enige resolutie overhouden, dan ben ik overgeleverd aan korte, heel korte draadjes.

Ik weet niet of je het concept al toepast, maar draadlengtes (en ook draadlengtes) kan je redelijk wegwerken door differentieel te meten. Het kost je iets meer rekstrookjes (AKA strain gauges), maar de temperatuurafhankelijkheid verdwijnt volledig. Het komt er op neer dat je extra rekstrookjes aanbrengt in een richting waarin de kracht nagenoeg nul is, maar waar ze wel dezelfde temperatuurverschillen ondergaan. Je plaatst de verschillende sensoren dan in een zogenaamde wheatstone bridge. (wikipedia). Als je dan rekstrookjes gebruikt uit dezelfde fabricagebatch worden zelfs veel tolerantieonzekerheden weggewerkt. Met een beetje creativiteit kan je dan zelfs je sensor calibreren.

[mux]

Ze staan al in wheatstone bridge, maar je houdt alsnog onzekerheid door wisselende temperatuursdistributies over de draad en je verknalt je precisie doordat de ingangsimpedantie constant verandert. Immers, de draden zijn de hele tijd van weerstand aan het veranderen, en niet zon beetje ook. Dit effect is bij deze gevoeligheden té merkbaar.

Ik zal in dit topic mijn meetrapport publiceren, dat is waarschijnlijk wel leerzaam.

[naftebakje]

Als je nauwkeurig wil werken, en het zo nauw steekt als je hierboven vertelt, dan ga je toch je signaal conditioneren op enkele millimeter van de rekstrookjes, en dan "ben je van al je problemen af".
Dus uitlezen met brug van wheatstone, versterken naar een range van 0-5V met een stevige driver (om voldoende snel te kunnen reageren), zoiets moet met wat proppen in de gaten die in de meeste pedalen zitten in te bouwen zijn. Dan kan dat grote (dus ruisongevoelige) signaal over een lange draad naar de centrale unit gaan.
Afhankelijk van je wensen, zou je er nog een systeem in kunnen steken dat het uitgangssignaal elke omwenteling aanpast, en dan bijvoorbeeld de piekkracht geeft, of een indicatie van kracht * tijd, zo'n dingen kunnen analoog opgelost worden.

[storeman]

Mooi project, hier houd ik van. Sommige zaken die je vertelt kan ik niet volgen, maar met betrekking tot die rekstrookjes op je pedalen bedacht ik het volgende:
Je wilt de trapkracht meten, dus zou je ook aan de trapas kunnen meten, bijvoorbeeld bij het lagerhuis. Je zult dan nog wel wat momentjes moeten omrekenen (dat is te doen). Op die manier voorkom je allerlei lastige (alhoewel uitdagende) constructies. Je zou ook aan de tandwielen/ ketting kunnen gaan meten, maar dan moet je het huidige tandblad weten en dat draait ook rond.

[real[B]art]

Ik heb nu net ook nog iets bedacht, maar twijfel aan de nauwkeurigheid. Ik post het toch, voor de zekerheid

Zorg voor een kleine overlengte van de ketting, zodat je ruimte hebt om een extra tandwiel te plaatsen. Dit tandwiel wordt door een veer met een bekende kracht tegen de ketting gedrukt, zodat de ketting strak staat. Door nu te meten hoe ver de veer wordt ingedrukt weet je hoeveel kracht er op de ketting staat, dus ook hoeveel energie je levert.

Ben benieuwd of dit een zinnig idee is ^_^

[mux]

Bedoel je dat het kettingwiel een klein beetje kan roteren ten opzichte van de trapas en dat in de hoekrichting een veer(tje) staat? Ik zou een tekening maken maar ik ga nu naar bed...

Dat zou een veel zuiverdere 'kracht' weergeven dan de trappers, immers, de trappers worden behalve in de rekstrookrichting ook op andere manieren verbogen. Het heeft voordelen. Ik verwacht alleen niet dat ik het ooit zou doen, als ik een goed cijfer heb gehaald is het wel mooi geweest en ga ik me op wat minder analoge zaken richten.

[uiteraard zijn de rekstrookjes wel een miljoen keer makkelijker aan te brengen, vandaar ook die methode]

@naftebakje: exact, dat is ook precies wat ik doe. Vandaag heb ik net m'n printplaat afgemaakt waarop de conditionering en uitlezing zit, ergens volgende week bouw ik het geheel en maak ik communicatie met IR-leds (net binnen van dickbest).

[ Voor 16% gewijzigd door mux op 04-12-2008 23:04 ]

[mux]

Goed, het is bijna vakantie en dit project wordt weer opgepakt. Ik heb voor deze vakantie een paar plannen die zeker uitgevoerd gaan worden, en een paar die misschien leuk zijn.

Allereerst: Ik heb een racefiets overgenomen van de buren (een normale bukfiets, geen ligfiets) en tot mijn grote verbazing is deze sneller dan mijn ligfiets. Waar ik mn best moet doen voor 40 km/h op mijn ligfiets, doe ik met evenveel (psychologisch afgemeten, ik heb geen vermogensmeter, nog niet) moeite 45 km/h op de racefiets, en ik kan sprinten naar 50 km/h. Dit heeft ertoe geleid dat ik een nieuw crankstel heb gekocht voor mijn ligfiets, grotere bladen, en nieuwe plannen wat betreft al m'n geklooi.

Die grote subwoofer achterop is leuk en aardig, maar veel te zwaar. De drager is duidelijk niet bemeten op het gewicht, en als ik over hobbels ga zwaait het voelbaar heen en weer. Hij moet eraf.

Ik ga als eerste deze vakantie een nieuwe achterpunt maken, van glasvezel. Dit wordt een brede, korte staartpunt. Ik heb geen zin om het geheel te gaan FEMmen, dus ik ga er bij voorbaat niet vanuit dat ik het erg aerodynamisch kan maken.

In de staartpunt komt basically wat er nu ook zit: een 9 of 12-cels (3 serie) li-ion accu, versterker, subwoofer. Daarnaast wil ik een printplaat ontwerpen met een buckconverter die 5V en 3.3V bakt, LED drivers en battery management (o.a. balanced discharge, battery monitoring). Ik heb al een chipje op het oog dat dan via SMbus de batterijgegevens kan doorzenden naar voren.

Voorin komt een fietscomputer. Momenteel rijd ik zonder, omdat ik nog geen tijd heb gehad om hem waterdicht te maken. Mijn fietscomputer wordt gebaseerd op een LPC2368 ARM7, 5.6" QVGA touchscreen (monochroom), er komt SD-support op, en waarschijnlijk bluetooth en USB (BT om GPS van m'n bluetooth ontvanger te kunnen gebruiken, en USB om als mass storage device te kunnen dienen). Er komt een accelerometer (Freescale MMA7261QT) op. Ook komt er het een en ander aan audio op, de LPC2368 moet op zn minst geluid kunnen gaan afspelen vanaf de SD-kaart, maar ik verwacht die functie niet eens zo vaak te gebruiken gezien m'n PDA toch meestal als geluidsbron zal dienen. Ik denk eerder aan af en toe wat mariopiepjes tussen door m'n muziek te mixen.

Een nieuw crankstel betekent dat mijn oude de deur uitgaat, en daar zitten strain gauges op. Ik zal dus geen pedometer meer hebben, en geen krachtmeting.

Potentieel ga ik nog aan de krachtmeting werken. Een ander maybe-project is een LED-strip in m'n voorwiel (het achterwiel wordt grootendeels afgeschermd door de geplande nieuwe staartpunt). Het probleem daarmee is dat ik waarschijnlijk niet genoeg bandbreedte kan bouwen over een draadloze link naar m'n wiel toe. Ook moet ik een manier vinden om genoeg stroom naar mn wiel toe te krijgen (hoewel een omgekeerde dynamo mogelijk is). Ik denk eigenlijk dat ik voor deze plannen lang niet genoeg tijd heb.

Ik begin dus vrij snel met schema- en PCB-ontwerp voor de charger/converterprint en de fietscomputer. Mijn enige vraag is:

Weet iemand een goede cell balancer-chip? Ik kan bijzonder weinig ICs vinden met deze functionaliteit, en ze zijn nog verrekte duur meestal ook. De TI BQ6400 kan het bijvoorbeeld, hoewel ik niet zeker weet of hij ook kan balancen tijdens het dischargen.

[Johnny]

ssj3gohan schreef op woensdag 10 juni 2009 @ 21:04:
Goed, het is bijna vakantie en dit project wordt weer opgepakt. Ik heb voor deze vakantie een paar plannen die zeker uitgevoerd gaan worden, en een paar die misschien leuk zijn.

Allereerst: Ik heb een racefiets overgenomen van de buren (een normale bukfiets, geen ligfiets) en tot mijn grote verbazing is deze sneller dan mijn ligfiets. Waar ik mn best moet doen voor 40 km/h op mijn ligfiets, doe ik met evenveel (psychologisch afgemeten, ik heb geen vermogensmeter, nog niet) moeite 45 km/h op de racefiets, en ik kan sprinten naar 50 km/h. Dit heeft ertoe geleid dat ik een nieuw crankstel heb gekocht voor mijn ligfiets, grotere bladen, en nieuwe plannen wat betreft al m'n geklooi.

Als ik het goed zie heb je achterop een 26" achterwiel, dat is vrij groot dus je hebt niet zulke grote bladen aan de voorkant nodig. Je moet dan veel zwaarder trappen wat erg slecht is voor je knieën op lange termijn. Je moet zorgen dat je wel zonder al te veel moeite rond komt. Als je meer snelheid wil moet je ook eens kijken naar klikpedalen (en schoenen), die kan je ook op je racefiets gebruiken en maken vooral op de ligfiets een groot verschil omdat je dan ook de zwaartekracht kan gebruiken wanneer je je benen naar je toe trekt en geen spierkracht kwijt bent met je voeten op de pedalen te drukken.

Ik ga als eerste deze vakantie een nieuwe achterpunt maken, van glasvezel. Dit wordt een brede, korte staartpunt. Ik heb geen zin om het geheel te gaan FEMmen, dus ik ga er bij voorbaat niet vanuit dat ik het erg aerodynamisch kan maken.

Op de snelheden waar jij fietst maakt het toch wel een groot verschil, zelfs met een simpel op de tasje bagagedrager wat een beetje rond is ga je al enkele kilometers sneller. Maar als je aerodyamisch wilt zijn moet je ook eens overwegen om je stuur kleiner (en lager als daar ruimte voor is) te maken, daarmee kan je je frontale oppervlakte (vooraanzicht) een stuk verkleinen, en je fiets wordt er ook nog iets lichter van.

[Resistor]

ssj3gohan schreef op woensdag 10 juni 2009 @ 21:04:
Goed, het is bijna vakantie en dit project wordt weer opgepakt. Ik heb voor deze vakantie een paar plannen die zeker uitgevoerd gaan worden, en een paar die misschien leuk zijn.

<knip>

Potentieel ga ik nog aan de krachtmeting werken. Een ander maybe-project is een LED-strip in m'n voorwiel (het achterwiel wordt grootendeels afgeschermd door de geplande nieuwe staartpunt). Het probleem daarmee is dat ik waarschijnlijk niet genoeg bandbreedte kan bouwen over een draadloze link naar m'n wiel toe. Ook moet ik een manier vinden om genoeg stroom naar mn wiel toe te krijgen (hoewel een omgekeerde dynamo mogelijk is). Ik denk eigenlijk dat ik voor deze plannen lang niet genoeg tijd heb.

<knip>

?

[mux]

Johnny schreef op woensdag 10 juni 2009 @ 21:49:
[...]


Als ik het goed zie heb je achterop een 26" achterwiel, dat is vrij groot dus je hebt niet zulke grote bladen aan de voorkant nodig. Je moet dan veel zwaarder trappen wat erg slecht is voor je knieën op lange termijn. Je moet zorgen dat je wel zonder al te veel moeite rond komt. Als je meer snelheid wil moet je ook eens kijken naar klikpedalen (en schoenen), die kan je ook op je racefiets gebruiken en maken vooral op de ligfiets een groot verschil omdat je dan ook de zwaartekracht kan gebruiken wanneer je je benen naar je toe trekt en geen spierkracht kwijt bent met je voeten op de pedalen te drukken.


[...]


Op de snelheden waar jij fietst maakt het toch wel een groot verschil, zelfs met een simpel op de tasje bagagedrager wat een beetje rond is ga je al enkele kilometers sneller. Maar als je aerodyamisch wilt zijn moet je ook eens overwegen om je stuur kleiner (en lager als daar ruimte voor is) te maken, daarmee kan je je frontale oppervlakte (vooraanzicht) een stuk verkleinen, en je fiets wordt er ook nog iets lichter van.

Jep, 26". Maar met 13t achter en 45t voor trap ik me alsnog wezenloos tegen de 35-40. Mijn maximumkadans is ook beperkt. Ik kan geen 120 toeren per minuut (=45km/h) draaien. Ik upgrade nu naar 53/11t, waardoor ik met m'n normale kadans (90-100 tr/min) ongeveer 35-40 km/h ga. Dat is acceptabel. Wanneer ik optrek en anderszins de neiging heb meer kracht te gaan zetten let ik er goed op dat ik hard terugschakel, ik wil mn knietjes nog wel langer kunnen gebruiken. Klikpedalen staan in de pijpleiding, maar ik heb al zoveel dure hobby's...

Wat ik met mn aerodynamica wil zeggen is dat ik bijna afgestudeerd (hehe... moet nog aan afstuderen beginnen) lucht- en ruimtevaarttechnieker ben dus ik zou beter moeten kunnen. Ik zal er misschien 2-3 km/h op winnen bij hetzelfde vermogen, maar ik zou veel beter kunnen. Een sportstuurtje komt er zeker, ook omdat ik ontevreden ben met m'n huidige handvatten en armpositie.

En verder @hierboven: yep, zoiets heb ik in gedachten. Zow, dat geeft nog behoorlijk veel licht ook. Alleen is de printplaat van monkeylectric monsterlijk groot, ik zou dat een stuk compacter doen (lange strook van 1cm breed, misschien niet eens). Ik heb insider-info van NXP over wat er allemaal mogelijk moet zijn ;-) Alleen niet echt de tijd om het uit te werken.

[mux]

Update: Glasvezel, hars, gelcoat, schuim... Het is allemaal goedkoop genoeg en ik kan er goed aan komen. De staartpunt gaat dus door. Ik heb even een soort-van heel ruw model gemaakt van wat het moet worden, vooral om te berekenen hoeveel glasvezel ik nodig ga hebben.



Zoals te zien is het best anders dan een 'normale' ligfiets-staartpunt in dat hij veel stomper is. Helaas, ik ben ernstig beperkt in mijn opslagruimte dus ik kan m'n ligfiets absoluut niet langer maken dan hij al is. Hij is op deze manier alsnog ruim 60 liter (als ik onbruikbare ruimte er af trek), ruwweg hetzelfde als banaantassen of een M5-staartpunt.

Verdere update: de wondere wereld van sampling werkt extreem snel bij Texas Instruments*. Ik heb nu een charger, balancer, versterker en asynchrone dc/dc converterchip binnen. Nu nog in een pcb-ontwerp stoppen. Bij nader inzien denk ik dat alles toch op één pcb komt gezien de kosten van zo'n printje. Schema's volgen.

Het is natuurlijk niet de bedoeling om zomaar alles te samplen wat je kunt krijgen, maar ik veroorzaak al duizenden euro's aan omzet bij chipfabrikanten dus het is veroorloofd

[mux]

Nog een updateje. M'n staartpunt is momenteel nog steeds een plug, zowel schuim als epoxyplamuur zitten een beetje tegen te werken dus voordat ik hem helemaal netjes glad heb om op te lamineren is het wel dinsdag, misschien donderdag.

Elektronica begint ook vorm te krijgen:







Dit schema moet nog flink worden nagekeken, waarden van weerstanden/caps/inductors worden ingevuld etc. Ook moet ik heel zeker weten dat de verbindingen op deze manier gaan werken, maar dat is niet zoveel werk gezien het 99% overtekenen van application circuits is. Over de LED-driver (voor m'n voor/achterlicht) ben ik nog niet helemaal zeker, deze denk ik eigenlijk te gaan vervangen door wat beter PWM-baars, misschien ook iets goedkopers zonder inductor zodat ik m'n voor- en achterlicht onafhankelijk kan dimmen. Het scherm dat erop komt is een MTG-32240N 6" 320x240 semi-monochroom aluminized film touch screen, dit schema wordt een PCB die ik daarachter erop soldeer.

[DaWaN]

Voor dat LCD kun je van die leuke level translators gebruiken van TI en je weet waarom TI

Waar ga je btw alle inductors vandaan halen? PCB doe je via MakePCB toch ?

[mux]

Ik gok dat ik inductors van mobos af kan halen, gezien ze niet zo heel veel aan hoeven te kunnen. Anders farnell. PCB gaat via MakePCB of whatever goedkoper is. Makepcb heeft vrij goede design rules, gezien hier ook QFN en 6-mil traces op gaan (waarschijnlijk) is dat wel wenselijk. Ik heb bij sparkfun ook nog een behoorlijk betaalbare fabrikant gezien, die doet standaard silkscreen op beide kanten

[Iska]

Nog een TinyCad liefhebber
Voor PCB's gebruik ik altijd PCBArtist, maar ik weet niet of je daar wat aan hebt

Verder heb ik nog een idee. Voor mijn casemod heb ik een schema gemaakt waarmee je CCFL's als VU kan gebruiken.. misschien leuk voor op je fiets: http://www.youtube.com/watch?v=fVSJULiD2N4

[ Voor 47% gewijzigd door Iska op 24-06-2009 13:13 ]