DIY Электрическая система переключения скоростей для шоссейного велосипеда31.08.2020 22:48

При езде на шоссейном велосипеде, особенно важно минимизировать изменения в необходимом усилии и скорости вращения педалей, для этого в зависимости от рельефа необходимо часто переключать скорости велосипеда. На бюджетных шоссейных велосипедах естественно стоит бюджетная система переключения, с ней лишний раз подумаешь менять скорость или нет. Под катом то, как я это исправил.

Сервопривод и корпус устройства.Сервопривод и корпус устройства.

Предистория

Меня зовут Вячеслав. В коронокризис было скучно, поэтому я начал бегать. За 3 месяца пробежал 350 км и 02.08.2020 пробежал Московский полумарафон.

b044ba6a9180cb2f1e26b30277c66765.jpg

После бега решил попробовать шоссейный велосипед. Я еще контактные педали в глаза не видевший уже слоты на спринты к айронмэну на 2021 присматривал, такое бывает. Велосипед и оборудование выбирал самые бюджетные, поэтому простор для фантазии и доработок открыт.

d7c326d6accd3816a63f3e5e28abadff.png

Электронное переключение скоростей

В моем шоссейном велосипеде скорости переключаются на середине руля, поэтому для постоянного переключения нужно отпускать барана, это очень неудобно. В более дорогих системах переключения на самом баране, но там одна система стоит дороже чем весь мой велосипед.

905cbc1fa06879a7f87adbe6dc6c278d.png

Моей задачей было с минимальными доработками и сохранением существующего варианта переключения сделать удобное и быстрое электрическое переключение параллельно.

Для прототипа использовалось то, что было под рукой. Измерив ход движения тросика (22 мм) и необходимое усилие от родной системы выбрал сервопривод ds3115mg.

Конструкция элементарная Батарея+Arduino nano+две кнопки+серво.

64e6c09af4799285be8f0fb249f1f5b1.png

Кнопки подтянул к 5V через внутренний резистор.

Код Arduino

#include 
Servo myservo;
int speedg = 1;
int up = 1;
int p = 0;

void setup() {
  myservo.attach(9);
  pinMode(8, INPUT_PULLUP);
  pinMode(7, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {

  if (digitalRead(7) == 0) {
    if (speedg > 1) {
      speedg--;
      up = 0;
    }
    p = 1;
  }

  if (digitalRead(8) == 0) {
    if (speedg < 7) {
      speedg++;
      up = 1;
    }
    p = 1;
  }

  if (speedg == 1) {
    myservo.write(0);
  }

  if (speedg == 2) {
    if (up == 1) {
      myservo.write(75);
    } else {
      myservo.write(60);
    }
  }

  if (speedg == 3) {
    if (up == 1) {
      myservo.write(85);
    } else {
      myservo.write(80);
    }
  }

  if (speedg == 4) {
    if (up == 1) {
      myservo.write(97);
    } else {
      myservo.write(90);
    }
  }

  if (speedg == 5) {
    if (up == 1) {
      myservo.write(110);
    } else {
      myservo.write(103);
    }
  }

  if (speedg == 6) {
    myservo.write(120);
  }

  if (speedg == 7) {
    myservo.write(140);
  }
  if ( p == 1) {
    delay(300);
    p = 0;
  }
}

Параметры подбирал. причем некоторые скорости для переключения вверх и вниз требовали разного угла поворота сервопривода.

Распечатал на 3D-принтере корпус для Arduino, серво и батареи. Прикрепил корпус к раме, тросик от серво соединил с тросом штатной системы (фото КДПВ, смотри выше).

Первые испытания показали живучесть системы, поэтому решил добавить фичи.

Добавив датчик Холла и магнит на ведущей звезде получил датчик каденса, теперь могу менять передачи автоматически в зависимости от падения каденса.

Добавив 3-осевой гироскоп и акселерометр MPU6050, пришлось повозиться с калибровкой. Зная угол велосипеда можем переключать передачи автоматически в горку и с горки.

В целом эти автоматизация скорее отвлекает, имея две кнопки с моментальным переключением всегда удобнее самому менять скорость.

В планах

  • Поменять микроконтроллер.

  • Добавить датчик скорости вращения колеса.

  • Добавить BTLE для синхронизации и передачи данных в STRAVA.

  • Сделать корпус устройства в виде фонаря с дисплеем отображения текущей скорости и серво-приводом внутри.

  • Заменить сервопривод на актуатор с обратной связью.

Внимание, вопрос

Как Вы считаете стоит ли попробовать это решение для выхода на краудфандинг?

© Habrahabr.ru