Счетчик километров для велосипеда механический

Цифровой спидометр для велосипеда

Для велосипедиста в процессе движения важно знать скорость велосипеда и пройденный путь. Определение длины велопробега довольно просто решается с помощью механического прибора, серийно выпускаемого промыш­ленностью и устанавливаемого на одну из вилок колеса. Механический указатель скорости велосипеда не получил широкого применения.

Общий принцип работы

цифрового велоспидометра заключается в следующем. Светодиод типа АЛ107Б в инфракрасной области непрерывно генерирует световые импульсы, которые принимаются фотодиодом ФД-9 и далее усиливаются операционным усилителем К140УД1А. Светодиод и фотодиод устанавливаются на вилке одного из колес велосипедиста друг против друга между спи­цами на расстоянии 1…2 см. Когда спица закрывает световое излучение, то на фотодиоде и выходе опера­ционного усилителя на время пролета спицы устанав­ливается уровень логического 0. Специальная триггерная схема непрерывно анализирует состояние между входом и выходом оптопары и при исчезновении импуль­сов с фотодиода формирует сигнал, соответствующий времени пролета спицы между светодиодом и фото­диодом. Далее генерируется определенный интервал времени, в течение которого суммируются все спицы, зафиксированные оптопарой. Полученная сумма и даст скорость велосипеда, так как количество промелькнув­ших спиц линейно возрастает со скоростью велосипеда. Изменением длины интервала суммирования (счета) добиваются необходимой калибровки прибора.

Принципиальная схема и временные диаграммы ра­боты цифрового велоспидометра приведены соответ­ственно на рис. 1 и 2.

На микросхемах DD1.1 и DD1.2 собран генератор импульсов с периодом следования около 20 мкс. После­довательность этих сигналов усиливает и одновре­менно инвертирует транзистор VT1, в коллекторной нагрузке которого включен светодиод VD1 типа АЛ107Б. Импульсы светового излучения на длине волны около 1 мкм принимает фотодиод V D2 типа ФД-9, включенный между входами операционного усилителя DA1. Соотно­шением резисторов R4 и R5 устанавливают необходи­мую чувствительность фотоприемной схемы. Tранзистор VT2 согласует выход усилителя DA1 с требуемым вход­ным потенциалом КМОП микросхем. Конденсатор C2 не пропускает постоянную составляющую на базу тран­зистора VT2. Tриггеры DD3.1 и DD3.2 непрерывно следят за состоянием между входом и выходом оптопары. В исходном состоянии, когда спица не закрывает све­товое излучение, триггер DD3.1 по S-входу устанавли­вается в единичное состояние, а триггер DD3.2 по R-входу — в нулевое. Tриггер DD5.1 делит частоту с генера­тора на микросхемах DD1.1 и DD1.2 на два. Как только спица велосипеда закрывает световое излучение, импуль­сы с выхода триггера DD5.1 по синхровходу С сбрасы­вают в нуль триггер DD3.1. Если через два последующих такта не приходит сигнал с фотодиода, то триггер DD3.2 устанавливается в единицу, тем самым формируя фронт + 1 для суммирования количества спиц. Одновременно по входу R блокируется в нуль триггер DD5.1, запрещая прохождение сигналов со входа оптопары. В таком со­стоянии схема находится несколько секунд, пока спица закрывает световой поток. Длительность времени пролета спицы определяется скоростью велосипеда и толщиной спицы. Когда открывается световой поток, срабатывает фотодиод VD1, и все триггеры по входам R и S уста­навливаются в исходное состояние. Tриггер DD5.1 необ­ходим для ликвидации «дребезга» схемы при входе спицы в полосу светового излучения. Микросхемы DD1.5 и DD1.6 совместно с конденсатором СЗ и резисторами R8 и R9 образуют генератор импульсов, во время действия которых суммируется количество спиц за определенный промежуток времени (t_сч= 100-200 мс). Резистором R8 плавно регулируется длительность интервала счета.

Следует отметить, что у различных типов велосипеда интервал счета также различен. Он определяется в зави­симости от радиуса колес, количества спиц и других параметров. Поэтому величина t_сч, для каждого велоси­педа устанавливается экспериментально. Cхема вело­спидометра непрерывно определяет скорость велосипеда с периодом 8tсч (от 1 до 1,5 с), в результате чего можно оперативно следить за изменением скорости на опреде­ленных участках пути: с горы, при ускорении или тор­можении. Причем на время t_cч индикаторы погашены, а на время t_инд = 7t_сч индицируется сумма количества спиц, которая и определит скорость велосипеда в еди­ницах измерения км/ч за данный промежуток времени.

Погрешность измерения зависит от стабильности ин­тервала (и при изменении уровня питающего напря­жения и температуры окружающей среды и не превы­шает 3…5%.

Схема счета и индикации работает следующим об­разом.

Tактовые сигналы с генератора на микросхемах DD1.5 и DD1.б поступают на триггеры DD4.1 и DD4.2, которые делят исходную частоту на четыре. При по­ступлении с выхода микросхемы DD4.2 фронта восьмого импульса цепочка микросхем DD1.3, DD2.3 и DD2.4 формирует короткий сигнал для сброса в нуль по уста­новочным R-входам триггера DD5.2 и цифровых инди­каторов DD6 и DD7. Сигнал логического 0 с инверсного выхода микросхемы DD5.2 гасит индикацию по входу Г DD6 на время t_сч. Одновременно импульс логической 1 с прямого выхода микросхемы DD5.2 разрешает на время г_сч проход сигналов суммирования +1 с микро­схемы DD2.2.

В состав индикатора DD7 входит внутренний деся­тичный счетчик, который суммирует эти сигналы. При по­ступлении на счетчик DD7 десятого импульса на выхо­де Р формируется сигнал переноса, который поступает на индикатор DD6. Первым последующим тактом с ге­нератора триггер DD5.2 переходит в нулевое состояние, в результате чего запрещается счет импульсов и высвечивается сумма количества спиц на время 7t_сч. Далее цикл повторяется вновь. Резисторы R11 и R12 умень­шают яркость свечения индикаторов, сокращая потреб­ляемую мощность от источника питания. Велоспидометр включается в работу кнопкой SB1. В первый такт изме­рения (около 1 с) за счет переходных процессов воз­можно неверное определение скорости велосипеда, после чего каждую секунду высвечивается точное значение скорости до выключения питания.

Наладку спидометра

начинают с проверки осцилло­графом работы генератора на микросхемах DD1.1 и DD1.2. на коллекторе транзистора VT1 должна быть по­следовательность импульсов с периодом следования около 20 мкс. Далее размещают светодиод и фотодиод друг против друга на расстоянии 1…2 см и проверяют наличие импульсов на выходе операционного усилителя DA1. Резисторами R4 и R5 устанавливают такую чув­ствительность фотоприемной схемы, при которой еще со­храняются сигналы на коллекторе транзистора VT2 при увеличении расстояния между светодиодом и фотодиодом до 4…5 см. Проверяют исходное состояние триг­геров DD5.1, DD3.1 и DD3.2 согласно временным диа­граммам рис. 2. Затем налаживают схему индикации и счета. Длительность импульсов на выводе 13 микро­схемы DD5.2 должна плавно регулироваться резисто­ром R8 в пределах от 100 до 200 мс. Подается напря­жение +9 В на входы Г индикаторов DD6 и DD7 и на вывод 5 микросхемы DD2.2, а входы R индикаторов DD6 и DD7 заземляют. Если между светодиодом и фото­диодом поместить предмет толщиной со спицу велоси­педа, то на индикаторах должна прибавиться единица. После этого следует восстановить схему согласно рис. 1. Калибровку схемы производят в процессе движения резистором R8.

О заменах деталей.

Вместо фотодиода ФД-9 можно использовать фотодиоды ФД-10, ФД-5, ФД26К, ФД27К, ФД265А, но тогда уменьшится чувствительность схемы, которую можно увеличить изменением резисто­ров R4 и R5. Возможно использование светодиодов АЛ107А, АЛ107Б, АЛ115А, АЛ115Б, АЛ118А, АЛ118Б, а также операционных усилителей К140УД1Б. Микро­схемы серии К564 можно заменить серией К561, которая более критична к уровню питающего напряжения и исполнена в другом пластмассовом корпусе. Подстроечный резистор R8 типа СП3- 16а, однако лучше приме­нять резисторы с фиксатором ручки потенциометра, так как в процессе езды возможны толчки и смешение движка резистора. Тип разъемов XI—Х5 можно выбрать по своему усмотрению, но для обеспечения надежности лучше использовать разъемы с резьбовым соединением.

Конструкция и установка схемы.

Вид печатной платы велоспидометра представлен на рис. 3 и 4. Она изго­товлена из двустороннего стеклотекстолита и установ­лена вместе с источником питания GB1 в специальный герметичный корпус с разъемами XI—Х5.

На рис. 5 показана плата индикаторов, которая крепится либо на торцевой части коробки, либо на руле велосипеда и соединяется с основной схемой гибкими проводниками. Возможные варианты установки рабочих элементов схемы на велосипеде представлены на рис. 6 и 7.

В первом ва­рианте корпус со схемой, индикаторами, источником питания крепится под рулем велосипеда. Светодиод и фотодиод устанавливаются на передней вилке, а кнопка В1 — на руле. Во втором варианте оптопара крепится на заднем колесе, схема с источником питания — под сиденьем, а индикаторы с кнопкой — на руле. Можно положить корпус со схемой просто в кобуру для ключей. Тип крепления элементов к раме каждый радиолюбитель может выбрать по своему усмотрению в зависимости от размеров, конструкции вилок и типа велосипеда.

С.Гудов. В помощь радиолюбителю №107, 1990г.

Функциональные свойства прибора

Современный электронный одометр
У многих начинающих водителей возникает вопрос, а зачем вообще иметь представление, какой километраж у вашей машины, неужели эти цифры так важны? Чрезвычайно важны. Показатели одометра, показывающие общий километраж, снимают в таких случаях:

Можно сбросить показания одометра исключительно для суточного варианта, показатели общего километража не сбрасываются.

• покупка автомобиля. Числовые показатели пройденных километров служат идентификатором технического состояния ходовой части и автомобиля в целом;
• расход топлива. Обнулив показания суточного прибора и заправив бак машины, вы можете определить расход топлива на 100 км пробега;
• точное расстояние между двумя населенными пунктами.

Что касается результатов суточного одометра, то его показатели будут полезны для водителей, заработная плата которых зависит от пробега транспорта. Обращаем внимание, что у вас есть возможность провести сброс одометра исключительно для суточного варианта, показатели общего километража не сбрасываются.

Шаг №2. Определить предпочтения по типу устройства

Получать данные о своих велопутешествиях можно тремя способами:

1. С помощью велокомпьютера. Это специальное устройство, которое крепится непосредственно на велосипед, поэтому применить его для других целей невозможно. Среди достоинств водонепроницаемость, маленькие размеры и ударопрочность.
2. С помощью фитнесс-монитора. Это многоцелевое устройство, которое можно прикрепить к рулю велосипеда и выставить соответствующие настройки. Также фитнесс-мониторы можно использовать во время бега, плавания и в пеших походах.
3. С помощью смартфона и специального приложения. Имеет больше недостатков, чем достоинств, например, плохо защищен от влаги и повреждений, его сложно прикрепить к велосипеду, а постоянно включенные экран и GPS очень быстро тратят заряд батареи.

Шаг 3. Дисплей

Этот дисплей теоретически необязателен, но вам нужно что-то, чтобы отображать скорость и расстояние в реальном времени. Думать об использовании ноутбука совершенно абсурдно. Мы использовали 0,96-дюймовый OLED-дисплей с I2C в качестве протокола связи между ведомым и ведущим устройствами.

Изображения выше показывают три режима, между которыми автоматически переключается Arduino.

1. «Start» в правом нижнем углу — это когда Arduino только начал работу и успешно загрузился.
2. Скорость в км/ч. Этот режим отображается только тогда, когда велосипед находится в движении, и автоматически отключается после его остановки.
3. Последний, с метрами в качестве единиц, очевидно, — расстояние, которое прошел вел. Как только вел останавливается, Arudino переключается на отображение расстояния в течение 3 секунд.

Эта система не идеальна. Он на мгновение отображает пройденное расстояние, даже когда байк находится в движении. Может это не идеально, но это достаточно мило.

Подборка функциональных GPS-велокомпьютеров для велосипеда на лето 2021 года

Беспроводной велокомпьютер с GPS чертовский удобная и точная штука для велосипедиста: как новичка, так и спортсмена.

Новичку удобно: не нужно тянуть провода, все параметры берутся с сигнала GPS, и есть трек, всегда можно посмотреть на карте. Спортсмену плюс — поддержка беспроводных датчиков: пульс, каденс и даже мощность. Можно следить за тренировками.

Все перечисленные велокомпьютеры я покупал сам и тестировал в долгих поездках на обычном велосипеде с внешними датчиками и электровелосипеде.

Рассмотрим проверенные варианты с большим количеством заказов.

iGPSPORT iGS620

Открывает подборку флагман от компании iGPSPORT. Модель IGS620 вобрала в себя максимум возможностей велокомпьютера. Сам использую такой.

• GPS+Beidou+Glonass
• 2,2″ цветной экран
• Bluetooth 4.0, WIFI 802.11 b/g/n, мобильное приложение
• 1200 мАч, 22 часа автономной работы
• 4 Гб памяти, Около 3000 ч поездок
• Защита от воды IPX7

Поддержка ANT+ датчиков: пульса, скорости, каденса, мощности и комбинированный датчик скорости и каденса.

Есть навигация, поддержка электронной трансмиссии Shimano Di2 и мобильные уведомления!

iGPSPORT iGS50E

Модель от того же производителя, но проще функционально: без навигации и цветного экрана, но с долгим временем работы и так же поддерживает GPS и датчики ANT+. Он на заглавном фото.

• Наглядный ч/б экран 2,2″
• 40 часов работы
• 200 часов записи поездок
• Барометр, датчик движения
• Защиты от воды IPX7
• Размеры 86х54х18 мм

В этом лоте есть датчики на выбор и выносное крепление на руль.

CooSpo BC200

Велокомпьютер CooSpo BC200 сбалансированная модель с длительным временем работы (36 ч) и поддержкой русского языка. У модели большой и наглядный экран ч/б 2,4″ и удобно структурированное меню.

Выгрузка треков возможна через смартфон (мобильное приложение) и компьютер.

BC200 поддерживает следующие датчики (Ant+ и BT 5.0):

• Пульсометр
• Датчик измерения мощности
• Датчик скорости
• Датчик каденса
• Комбинированный датчик скорости/каденса

CYCPLUS M1

У этой модели большой FSTN экран 2,9 дюйма и точный GPS приемник на чипе Switzerland Ublox.

• Защита от воды: IPX6
• Размеры: 90*53*20 мм
• Аккумулятор: 1100 мАч
• Память поездок: 200 ч
• Время работы: 30 ч
• Время зарядки: 3,5 часа
• Беспроводное соединение: Bluetooth 4.0

Поддерживаемая периферия: датчик скорости, датчик каденса, датчик частоты сердечных сокращений и датчик мощности.

Подсветка экрана у М1 автоматическая, компьютер вычисляет время восхода и заката по сигналу GPS.

XOSS G Plus

Одина из самых доступных моделей с поддержкой датчиков ANT+

• Экран 1,8″
• Защита от воды IPX7
• Автономная работа 25 часов
• Автоматическая подсветка

Крепление на руль входит в комплект.

Поддержка мобильного приложения и синхронизация с сервисом Strava

SHANREN Discovery Pro

Необычный GPS велокомпьютер совмещенный в велофарой (съемной) и имеет свтодиодное настраиваемое ДХО.

• Беспроводные протоколы: Blue 4.0 / ANT+
• Яркость фары: 260 Лм
• Данные на экране: Скорость/Путь/Время поездки/Высота/Уклон/Часы
• Датчики: Каденс/Пульс/Мощность
• Аккумулятор: 2800 мАч
• Запись поездок: 410000 км
• Время работы: 96 ч
• Режимы фары: Максимум/Средний
• Время работы фары: 3/6 ч
• Время зарядки: 2 ч (5 В/1.5 A)
• Защита: IP65

Функционал очень богатый, есть поддержка возвратной навигации и синхронизация со Strava.

CYCPLUS G1

Завершает подборку модель CYCPLUS G1: мини GPS велокомпьютер с упрощенным функционалом (без записи трека и поддержки датчиков), но с наглядным экраном. Интересный вариант для электросамокатов.

• Экран: 2,0″ FSTN
• Размеры: 55х55х22 мм
• Масса: 52 г.
• Аккумулятор: 600 мАч
• Порт зарядки: Micro USB
• Время работы: 10 часов
• Время зарядки: 2 часа
• Водонепроницаемость: IPX6

Это компактный индикатор скорости, времени и пробега (не для спортсменов), зато недорого и без проводов.

Надеюсь, подборка GPS велокомпьютеров была полезна и Вы выберете себе вариант для своего велосипеда с необходимыми функциями.

Шаг 2: Необходимые материалы

Проект недорогой и может обойтись вам в 300-700 рублей. Сборка потребует от вас некоторые умения в пайке.
Материалы для сборки:

1. Плата Ардуино – если вы возьмёте Ардуино Про Мини, то для программирования вам также понадобятся Ардуино Уно или адаптер usb-ttl (как программировать Ардуино Про Мини через Ардуино Уно) или используйте Ардуино Микро или Ардуино Уно.
2. Дисплей Ардуино 16×2
3. 3.7805 voltage regulator (increases the control over the contrast no major difference -optional)
4. 2x выключателя для задней подсветки (опционально)
5. Резистор на 220 Ом
6. Потенциометр на 10k Ом
7. Джамперы мамы и папы, если вы хотите, чтобы Геркон был съемным
8. Геркон
9. Провода
10. Мгновенный переключатель, чтобы менять режимы
11. Конденсатор 0.1uf чтобы уменьшить дибаунс кнопки
12. Резистор 10k Ом

Список необходимого инструмента:

1. Паяльник
2. Припой
3. Корпус
4. Что-то наподобие дремеля, чтобы прорезать в корпусе отверстия для установки электроники и дисплея
5. Горячий клей или что-то подобное для закрепления компонентов на местах.

Ремонт механического датчика

Ремонт и обслуживание приборов образца прошлого века, как правило, производится механиком. Ремонт прибора не является сложным, но требует хороших знаний конструкции и ее особенностей, а также требует аккуратности исполнения, иначе агрегат может потерять точность.Ремонтные работы подразумевает под собой частичный разбор трансмиссии, а это также представляет собой сложность. Поэтому не стоит владельцу автомобиля самостоятельно браться за ремонт, если он не имеет определенного опыта и требуемых инструментов и запчастей. В противном случае владелец подвергает риску механизм в целом.Отыскать изношенную или сломанную деталь можно только в процессе разборки агрегата и осмотра его комплектующих.Большинство деталей, к счастью, не являются редкими и, на сегодняшний день, в любом автосервисе все необходимые детали всегда есть в наличии, что в свою очередь, ускоряет процесс ремонта.Устройство механического датчика, в настоящий момент, является устарелой. А современный датчик состоит из:

электронной части, которая преобразует вращение движения в электронный сигнал;

механической части, которая передает вращающие движения от коробки передач.

ВАЖНО! В России, согласно ПДД, запрещается передвигаться на транспорте, в котором не работает или некорректно работает спидометр.