Скорость велосипеда с мотором, Теория. Собираю спидометр

[ELOV]

Собираю приборчик, надо определить максималку. Измерение не счётное поэтому есть потолок, ну и точность.
Сейчас собираю 250 каталку на 20, но думаю возможно в будущем приделаю прибор кудато ещё или может даже не себе.

Для 20 вела по паспорту максималка 25, да и я бы рисковал давал больше. На большие скоростя всётаки лучше колёса побольше вроде 29, а там скорость колеса меньше, предел заметно расширяется. Хотя как исключение есть же самокаты, но врятли на них ктото будет ставить отдельный прибор.

Получается окружность 20 колеса около 1.7м, при 60кмч это 9.9 оборотов сек.
Для 29 колеса с периметром 2.3м, скорость будет 7.1об.
Получается так потолок можно догнать чтоб максимум 60 было с 29 колесом. Но не уверен что такое электро велу вообще нужно, может ограничится 40кмч.

Сейчас пока делаю аналоговую часть, но так получается что с большим колесом прибор сможет замерять больше скорость, ну а коррекция под индикацию будет отдельно.

Может напишите что у вас для статистики. Размер колеса, мощность, скорость.
И какие скоростя вообще на 20 колёсах можно выжать. В ютубе вроде с киловатником выжимали 40кмч, при пересчёте на 29 получается около 55кмч покажет.

Хотя скоростя интересуют наверно и холостые чтоб не было зашкала.

А то сейчас прибор получается на 60 (для 29 получается под 80), при реальной 25-35 дофига точности теряется, а перестраивать будет сложно. Вот и хочется найти такую цифру чтоб и хватало и не лишнее.
В общем скорость колеса в оборотах в секунду

[e-scooter]

Непонятно чем вас простой велокомп не устраивает. Он три бакса стОит.

[ELOV]

Простой комп мне не нужен, он же ничего кроме скорости не покажет. Разве что для сравнения покупать, опять же точность там неизвестно какая.

Есть только одна статья со схемой, хочу по своему и с большим экраном. Но в коде не силён, поэтому вот так.
Ну а хотя даже при 100кмч будет точность 0.1, вопрос только в линейности и точности замера, а откуда ему там быть. Поэтому наверно делать 60 и не мудрить. Как я понял у меня просто косяк и прибор занижает.

Немножко погуглил, 100 это велик совсем неадекватный. Мощностя там под 10квт.
Обычный это 45, но это на моторе, а вот как оно с горы не пишут, думаю и больше даст как шоссейник.
Больше 3квт ну вроде едут 70 или чтото такое, но чую там не всё так просто, так что столько ненадо.

Накидал табличку. колесо скоростя

Код Выделить Развернуть

20 40 43.2 45 50.4 57.6 60 64.8 72.1
29 55.4 60 62.4 70 80 83.2 90 100

[Hoholus]

Простой комп мне не нужен, он же ничего кроме скорости не покажет. Разве что для сравнения покупать, опять же точность там неизвестно какая.

Точность неизвестно какая, если задавать диаметр колеса. Но, на велокомпе можно длину окружности задать. Он считает обороты и определяет скорость. Точней вы ничего не придумаете.

[MedvedUA]

Уважаемый ТС, в заданном вопросе мощность двигателей абсолютно бесполезна.
Ключевой фактор №1 - длинна окружности колеса(его максимальный диаметр) который зависит от максимального размера покрышки(ширина + высота).
Фактор №2 - частота оборотов этого колеса. Простейшие арифметические функции позволяют вычислисть и текущую скорость и расстояние пройденное колесом за несколько его оборотов.

Простейший велокомп врет только по тому что не учитывает реальный максимальный диаметр покрышки который может быть установлен пользователем.
Даже автомобильные спидометры при абсолютно штатных колесах занижают скорость движения до 10%, таков стандарт автомобиле строения.
По сути спидометр, одометр и тахометр не являются измерительными приборами - их задача просто показывать некие значения с точностью не более 10%.

Если очень хочется прецезионной точности то нужно добавлять коэффициэнт истирания резины, поскольку каждая покрышка в начале сезона  будет в максимальном диаметре на несколько миллиметров больше чем в его конце. А этот параметр еще веселее расчитать и зависеть он будет на прямую от стиля езды каждого конкретного владельца.

[ELOV]

Мощность мотора требует более прочную раму, а с ней и размер. Если прибор на средний класс пользователей, то очень мощные велы сразу отпадают.
Если взять самокаты со скоростью 100, то при их колёсах они сгодятся только для идеальных шоссе крупных городов, опять же отпадает такая категория пользователей.

Сколь нибудь пригодный велокомп это LCD3, расход он не показывает. Цена там больше 30 баксов.
Единственный путный прибор https://electrotransport.ru/index.php?topic=37556.0 но экран маловат, да и в коде там не переделать, ещё и нарисовано в какойто чертовщине.
Так что как видно приборов то готовых и нет.

Как корректировать размер колеса пока не знаю, сделаю жёсткую настройку. Наеду на рулетку, измерию периметр и выставлю этот шаг.
Прибор настрою по импульсам генератора кратно скорости, ну а подстройку уже по другому спидометру на ходу если что.

Для колеса 29 уменьшение диаметра на 4мм, уменьшает шаг менее чем на 0.7%, для 20 колеса 0.9%. Чтото у авто приборов точность явно хуже.
Стоит учесть ещё и энерцию. Тахометр с 1 контактом даёт редкие импульсы и прибор должен их усреднять. Должно быть некоторое количество за определённый отрезок, но за это время скорость часто меняется, а импульсов мало, чтоб показания не прыгали, на это уходят секунды. Сейчас борюсь чтоб уменьшит это меньше 5с на скорости 30.

В точных тахометрах или постоянный привод как в механических, там можно измерять очень маленькие скоростя.
Или используют катушку с магнитом или несколько меток за оборот как у энкодеров, но в велосипеде как я понял такое не практикуют.

Собираю на аналоге потому как в цифре ниодной рабочей схемы не нашёл. Ну а та что кое как криво заработала не показывая 0, а иногда и проглючивая, как оказалось ещё и зависит от загруженности проца. Чем больше растёт код тратя машинное время, тем дальше уплывают показания скорости. Когда проект постоянно дополняется такое не интересно. И был ещё один вариант на основе кода тахометра на тиньке кажется 2313 с входом на Т, разбирать его уже не хотелось, думаю там не сильно лучше, и в коде я не силён, ардуино впринципе слишком слабо для таких целей.

[tmkt]

Простой комп мне не нужен, он же ничего кроме скорости не покажет. Разве что для сравнения покупать, опять же точность там неизвестно какая.

ооо как вы КРУПНО заблуждаетесь.
простые велокомпы за 3 бакса кажут максималку,среднюю, мгновенную скорости а также пробег за поездку и общий одометр, ну и время.

а комп за 7 баксов показывает еще дофига всего, включая температуру воздуха и имеет красивую подсветку в ночи
Добавлено 07 Мая 2021 в 01:13
но если хочется именно самому колдовать и собрать - никто не запрещает
Добавлено 07 Май 2021 в 01:14
касательно скоростей - моя подпись vvvvv 

[ELOV]

Мне не нужны спортивные показатели, электро это не спопртивный снаряд, пиковые регистраторы там не нужны, это скорее автомобильная тема.

Мне интересен прибор показывающий расход батареи в реальном времени, как это зависит от скорости и педалей.

температура и наклон это отдельные показатели которые я пока только в теории планирую, даже место под них на экране не делал. Под угол надо отдельный датчик и его както калибровать, ведь прибор крепится тоже с разным углом.
С температурой вообще сложно, прибор горячий, а на выносном датчике будет ветер.
Температуры батарей тоже в теории, там ещё надо провода придумывать, а точнее протокол для кучи данных, а то и так толстенные пучки проводов. Такую задумку не я придумывал, но так никто и не сделал, наверно просто не нужно.

1) байк форсируется установкой дополнительной батареи на 10кг ?

[TRO]

Я когда свой бортовой комп изобретал, то закладывался вообще на то что показатели скорости будут не только с геркона как у велокомпов, но и с фазного датчика холла самого моторколеса, а там частота может быть выше 600 герц, поэтому добивался работы вплоть до 1 килогерца. Шумы в виде дребезга есть и на внешнем герконе (вместо него лучше униполярный холл ставить), и на фазных холлах двигателя (по этой причине для измерения скорости производители моторколес ставят отдельные магниты на крышку и отдельный холл чисто для измерения скорости). В борьбе с шумами фазных холлов помогает RC фильтр, но не для больших скоростей, к примеру в моем моноколесе если фильтр пытаться ослабить чтобы он ловил выше 35км/ч то уже лезут фазные шумы и скорость может в какие то моменты резко зашкалить. 

Что касается скорости, у меня найнер (29е колеса), то два моторколеса по 250Вт с контроллерами по 350Вт, могут разогнать до 60км/ч (если пригнутся и ветер не в лицо), а так обычно по прямой скорость 53.

А то сейчас прибор получается на 60 (для 29 получается под 80), при реальной 25-35 дофига точности теряется, а перестраивать будет сложно.

может стоит обсудить вашу схемотехнику и алгоритм замера, чтобы как то побороть теряющуюся точность.....

[ELOV]

Выход контролера есть отмеченый как LCD Meter наверно это он. Вот только колесо редукторное и толка от такого только при езде на батарейки, даже если с хорошей горки ехать от него смысл пропадает.

Проблема в том что всякие схемы ардуины адекватно работают только от 10 гц, а с обычного геркона получается 1гц это 6кмч, максимум там 7-10гц.

На геркон стоит таймер формирующий сигнал постоянной длительности, думаю проглотит. Вообще это скорее макет, готовый датчик пока не покупал не знаю что там. Магнит тоже на стяжке висит, были мысли поставить несколько чтоб увеличить частоту и улучшить работу, наверно 3 магнита как раз бы упростили замер.

Проблема не в точности, а в том что МК таскает экран сжирающий пол памяти, и как оказалось все готовые схемы просто не работают с таким тахометром.
В тех схемах идёт счёт с паузой секунда и после выдаёт это на экран. У меня экран обновлятся в 10 раз больше, там ещё и часы. Проблема в том что когда уменьшаю задержку тахометр перестаёт работать, а когда увеличиваю начинаются проблемы с экраном.
Поэтому решил конвертировать импульсы в напряжение и его замерять встроеным АЦП.

Сейчас пока отлаживаю кусок https://shema.info/fr/convertisseurs/10353-convertisseur-frequence-tension-001.html задающую ёмкость задрал до 10мф, но и выходную пришлось задрать до 20 и вот тут время замера выросло. Но в таком варианте он показывал также как и прототип на МК, а именно 32 попугая(в кмч это было меньше), что получается в 2 раза больше планируемых 60кмч. Так что думаю повысить предел, заодно и отзывчивость увеличится. Но что будет на скоростях 6-12кмч не знаю, возможно также будет скакать цифры. Как альтернатива думаю сделать отключаемую ёмкость.

Проще говоря сделать аналоговый вычислитель, а МК только для экрана, ну и одометр в него. Заодно не будет ошибок в подсчёте. Ну а так при таком экране или МК побольше, но по прикидкам даже в мегу1280 оно не влезет, а стм не осиливаю. ну или ставить 2 МК, это уж совсем лишне.

[kor]

Шумы в виде дребезга есть и на фазных холлах двигателя. В борьбе с шумами фазных холлов помогает RC фильтр, но не для больших скоростей, к примеру в моем моноколесе если фильтр пытаться ослабить чтобы он ловил выше 35км/ч то уже лезут фазные шумы

Вы не смотрели, где локализуются эти шумы фазных холлов? вблизи момента переключения (1) или там где состояние холла должно оставаться неизменным (2) ?

Спойлер

[НВАМ]

МК таскает экран сжирающий пол памяти

На каком контроллере и каком экране делаете?

[TRO]

Вы не смотрели, где локализуются эти шумы фазных холлов? вблизи момента переключения (1) или там где состояние холла должно оставаться неизменным (2) ?

В близи момента переключения, там гистерезис холла меньше шумов наводимых от токов обмоток (поле от обмоток перебивает поле постоянных магнитов). Особенно сильно лезет на малых оборотах и больших токах, в эти моменты малая скважность ШИМ и как результат большие и мощные пульсации тока.

[TRO]

Проблема в том что всякие схемы ардуины адекватно работают только от 10 гц, а с обычного геркона получается 1гц это 6кмч, максимум там 7-10гц.

Проблема в том что когда уменьшаю задержку тахометр перестаёт работать, а когда увеличиваю начинаются проблемы с экраном.

Это проблема вашей конкретной реализации, а не ардуины. Надо делать по прерыванию от датчика скорости с наивысшим приоритетом (экран эти миллисекунды подождет, на глаз совсем не заметно будет). И тогда будет точно показывать хоть от одного импульса в 10 секунд, хоть 1000 импульсов в секунду.  Главное не пытаться пихать математику в прерывание, захватили показания таймера, обсчитали период в попугаях таймера, обновили переменную периода, выставили флаг готовности данных, и бегом на выход из прерывания, а потом уже в основном цикле, без спешки, по флагу забираете данные о периоде и спокойно пересчитываете в скорость и выводите на дисплей.

[TRO]

Поэтому решил конвертировать импульсы в напряжение и его замерять встроеным АЦП.

Если родите такой конвертер (импульсы в напряжение), то можете воспользоваться моей сверхбюджетной разработкой на ATtiny13A, и не изобретать велосипед.
https://electrotransport.ru/index.php?topic=62917.msg1980534#msg1980534
Меряет ток, напряжение, и в качестве скорости как раз принимает аналоговый сигнал (постоянное  напряжение). Выводит на экран телефона ток, напряжение, скорость, мощность, пробег, температуру, мгновенный расход (ваттчасы на километр, как раз то что вас интересовало) Приатачена прошивка и схема в симуляторе, которую можно опробовать не паяя схемы. Выводит все на экран телефона в модифицированную программу WheelLog (там же приатачено). Без чего не обойтись так это без блютуз модуля HM-10 (если трудно купить или дорого то можно даже купить китайский на том же чипе и перепрошить, инфа в инете есть)

[НВАМ]

в какие то моменты резко зашкалить

усреднять нужно, что б выбросов не было.

[TRO]

усреднять нужно, что б выбросов не было.

Угу, дали на 5км/ч газу, и оно вам на протяжении 5 секунд 100+ км/ч нарисовало., как тормознуто не усредняй все равно будет приличная погрешность в плюс и тормознутость в показаниях.  Тут только надо читать все три датчика холла и делать серьезный цифровой фильтр на исключениях, а у меня на все эти навороты уже ни ножек не было, ни памяти (еле температуру впихнул, 99.9% памяти занято). Может когда нибудь сделаю по взрослому перейдя на другой проц....

[НВАМ]

При считывании таймера в прерывании сравниваешь данные новые с данными старыми и не принимаешь разницу более чем Х. От величины этого Х будет зависеть инертность показаний. Там десяток байт программной памяти на это нужно.