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Fahrradcomputer
[bearbeiten] Features
Die Messung der Radumdrehung soll außer der Reedkontaktmethode auch über die Frequenz des Schmidt-Nabendynamos möglich sein. [bearbeiten] Offene Punkte/Fragen
[bearbeiten] Target
[bearbeiten] Funktionsdetails[bearbeiten] System TimerDer Timer2 erzeugt aus dem 38kHz-Oszillatortakt einen periodischen Interrupt im 1/4 Sekunden Abstand.
[bearbeiten] MenuAuswahl der Anzeige über Up/Down. Kurze Zeit wird die Funktion als Text angezeigt, danach der Zahlenwert. Mit Left wird der Funktionstext erneut angezeigt. Right führt zu einem ev. Submenü der Funktion.
[bearbeiten] EntfernungsmessungDer Radumfang wird in 1/256 Metern gespeichert. Dieser wird bei jeder Radumdrehung zum Gesamt(kilo)meterzähler addiert. Der Reedkontakt am Rad löst einen Interrupt aus. Zum Sonderfall "stehendes Rad und Reedkontakt geschlossen" siehe Forenbeitrag von Thomas. [bearbeiten] Verwendung des SON als TachogeberFrequenzbereich: 5 Hz - 200 Hz (geschätzt, muss noch gemessen werden). Schaltungsvorschlag zur Frequenzmessung des Nabendynamos und damit auch zur Geschwindigkeitsmessung:
[bearbeiten] GeschwindigkeitsmessungBei jedem Radinterrupt wird der Timer2 und die Systime ausgelesen. Mit Timer2prescaler 32 ergibt sich eine Auflösung von 1/1024 Sekunden. Die maximale Geschwindigkeit wird mit 30 m/s festgelegt. Daraus folgt bei einem 20 Zoll Rad eine maximale Raddrehzahl von ca. 17 Hz (min. Peridendauer > 50ms). Die Körnigkeit der Messung liegt also bei der Maximalgeschwindigkeit so in der Gegend von 2%.
[bearbeiten] KurbeldrehzahlDer Reedkontakt geht auch auf einen Interrupteingang.
[bearbeiten] TemperaturDer Butterfly hat einen NTC an einem Analogport.
[bearbeiten] UhrzeitDie Uhrzeit wird nicht wie beim Butterfly-Demo in Sekunden-, Minuten- und Stundenvariablen sondern als 1/4-Sekundenzähler gespeichert. Soll die Uhrzeit angezeigt werden, wird eine Umrechnungsfunktion aufgerufen. [bearbeiten] VertikalgeschwindigkeitDie absolute Höhe ist uninteressant. Aus der Vertikalgeschwindigkeit kann die Steigung und die Steigleistung ermittelt werden. Wie bei den Variometern der Segel- und Drachenflieger wird die Ausgangsspannung eines Drucksensors differenziert. Alternativ könnte man auch die Steigung direkt messen. Bob Pease schreibt in der Electronic Design September 2004, dass er sowas für seine Nepaltour gebaut hatte. Bergauf hätte es aber wg. des Gewackels nicht funktioniert (vermutlich fährt er ein gefedertes Mountainbike). Schaltungsdetails hat er kein angegeben, nur, dass er ein Öl-Fett-Gemisch als Dämpfer verwendet. Vielleicht kann man sowas auch nach dem Wasserwaagenprinzip bauen. Es wäre auch eine Alternative einen Beschleunigungssensor zu verwenden und den Ausgang durch Mittelwertbildung zu glätten. Hier können dann verschiedene Softwarefilter ohne großen Aufwand getestet werden. [bearbeiten] LoggingAlle Daten werden in einer Reihe gespeichert. Die Art des Eintrags wird anhand einer 4-bit ID bestimmt. Dannach folgen 12 Bit Daten. Die kleinste Zeiteinheit im Logging, die Logging Unit, ist 2 Sekunden.
[bearbeiten] TimestampDie Timestamp enth�lt die Zeit in Vielfachen von 256 Logging Units. | ID | Timestamp | [bearbeiten] DeltatimestampDas ist kein eigener Loggingeintrag, sondern Teil der sich unregelmäßig ändernden Loggingeinträge, wie Temperatur oder Puls. Es werden die letzten 8 bit der Zeit in Logging Units gespeichert. [bearbeiten] EntfernungDie Entfernungsdaten werden in einem festen Zeitintervall, der Logging Unit, gespeichert. Sollte es zu Aussetzern kommen (z.B. weil das Fahrzeug steht), wird vor dem neuen Eintrag ein Timestamp geschrieben. | ID | Entfernungsdifferenz | [bearbeiten] TrittfrequenzDie Trittfrequenz wird, wie die Temperatur, als Änderung gegenüber dem vorhergehenden Wert gespeichert. Gelegentlich wird der tatsächliche Wert geschrieben. | ID | Delta Frequenz | Delta Timestamp | [bearbeiten] TemperaturDie Temperatur wird normalerweise als Änderung gegenüber der vorhergehenden Temperatureintrag gespeichert. Gelegentlich wird die tatsächliche Temperatur ohne Deltatimestamp geschrieben. | ID | Delta Temperature | Delta Timestamp | | ID | Temperatur | [bearbeiten] PulsDer Puls wird, wie die Temperatur, als Änderung gegenüber dem vorhergehenden Wert gespeichert. Gelegentlich wird der tatsächliche Puls geschrieben. | ID | Delta Puls | Delta Timestamp |
[bearbeiten] GPS-ConnectionÜber RS232 werden die NMEA-Daten eingelesen. Damit kann die Uhr gestellt werden und Position und Höhe mitgeloggt werden. Über die Geschwindigkeitsdaten kann die Kalibration des Raddurchmessers eingestellt bzw. überprüft werden. Die Höhendaten können den Luftdrucksensor unterstützen im Sinne eines Multisensor-Konzepts. [bearbeiten] PC-KommunikationÜber RS232 werden die geloggten Daten auf den PC übertragen. Eventuell Kommunikation mit einem W-Lan oder BT Modul zu einem PC. [bearbeiten] SoftwareWarnung: Das ist kein fertiger Radcomputer, sondern eine Diskussionsgrundlage für die Entwicklung.
'-------------------------------------------------------------- ' '-------------------------------------------------------------- ' fahrradcapturecomfort.bas FAHRRADCOMPUTER MIT MYAVR AVR M8 'mit timer1 capture 'Volker Block 10.02.2008 ' Taster1 wird durch ein Reedrelais (Schließer) ersetzt, betätigt durch einen Magneten 'am Vorderrad 'taster2 wählt die Anzeige aus, langer Tastendruck löscht den jeweiligen Wert ' zu Beginn kann mit dem Poti1 der Radumfang eingegeben werden. ' 4 K Größe (Demo Version)wird ausgenutzt, es sind keine Erweiterungen möglich '-------------------------------------------------------------- $regfile = "m8def.dat" $crystal = 3686400 'groß genug wählen, sonst Absturz $hwstack = 52 ' default use 32 for the hardware stack $swstack = 20 ' default use 10 for the SW stack $framesize = 60 ' default use 40 for the frame space On Icp1 Oncapture Dim Zaehlerdifferenz As Word , Gestartet As Byte , Signal As Byte , Zeit As Single , V As Single Dim Umfang As Single , Weg As Single , Wegkm As Single , Ad As Byte Dim Cap As Word , Capalt As Word , Z As Word Dim I As Word , D As Word Dim Watchdog As Word Dim Gesamtweg As Single , Gesamtwegkm As Single , Vmax As Single Dim Vmittel As Single , Gesamtzeit As Single , Gesamtzeitmin As Word Declare Function Form(v1 As Single , Byval N As Byte , Byval G As Byte) As String 'Zahlen formatieren mit n Nachkommastellen und g Gesamtstellen einschl Komma und Leerzeichen Ddrb = &B00001110 Portb = &B11110001 ' portb.0 ist eingang Ddrc = &B00000000 Portc = 255 Admux = &B01100000 Adcsra = &B11100010 Tccr1a = &B00000000 Tccr1b = &B11000101 'bit 6=1 steigende flanke 3600 pro sekunde Timsk.ticie1 = 1 Sreg.7 = 1 'kein Compare-Modus Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portd.4 , Db5 = Portd.5 , Db6 = Portd.6 , Db7 = Portd.7 , E = Portd.3 , Rs = Portd.2
Cls
Lcd "Tempo: "
Lowerline
Lcd "Weg :"
Taster1 Alias Pinb.0
Taster2 Alias Pinc.5
Ledgruen Alias Portb.2
Ledrot Alias Portb.3
Speaker Alias Portb.5
Weg = 0
Cls
Zaehlerdifferenz = 0
Do
'nur beim Start den Umfang lesen
Ad = Adch
Umfang = Ad / 255
Umfang = Umfang * 300
Home
Lcd "Umfang: " ; Fusing(umfang , "#.#") ; " cm "
Lowerline
Lcd "Poti1 drehen"
Waitms 20
Umfang = Umfang / 100
Loop Until Zaehlerdifferenz > 0
Z = 1 Vmax = 0 Watchdog = 0 Cls Do
If Taster2 = 0 Then 'kurzer Tastendruck schaltet Anzeige weiter
D = 0
Do
Waitms 20
D = D + 1
Loop Until Taster2 = 1 Or D >= 30
Waitms 20
If D < 30 Then
Z = Z + 1
Else
If Z = 1 Then Weg = 0 'langer Tastendruck löscht die Werte
If Z = 2 Then Gesamtweg = 0
If Z = 3 Then Vmax = 0
Do
Loop Until Taster2 = 1 'gegen Prellen, sonst schaltet er weiter
End If
If Z > 4 Then Z = 1
Cls
End If
If Zeit > 0 Then V = Umfang / Zeit
V = V * 3.6
If V < 3 Then V = 0
If V > 99 Then V = 0
If V > Vmax Then Vmax = V
If Gesamtzeit < 5 Then Vmax = 0 ' Störimpulse beim Start werden so vermieden
Watchdog = Watchdog + 1 'wenn keine Impulse mehr kommen, soll die Anzeige
'nicht auf dem letzten Wert stehen bleiben
If Watchdog > 40 Then V = 0 ' sondern v=Null anzeigen
Wegkm = Weg / 1000
Gesamtwegkm = Gesamtweg / 1000
Vmittel = Weg / Gesamtzeit
Vmittel = Vmittel * 3.6
' Ledgruen = 1
Home
Lcd "Tempo :" ; Form(v , 1 , 4) ; " km/h" Lowerline
Select Case Z
Case 1 : Lcd "Weg :" ; Form(wegkm , 3 , 6) ; " km"
Case 2 : Lcd "Gesamt:" ; Form(gesamtwegkm , 3 , 6) ; " km"
Case 3 : Lcd "Max :" ; Form(vmax , 1 , 4) ; " km/h"
Case 4 : Lcd "Mittel:" ; Form(vmittel , 1 , 4) ; " km/h"
End Select
' Ledgruen = 0
Waitms 20 '20
Loop
Oncapture:
Cap = Capture1
Zaehlerdifferenz = Cap - Capalt Capalt = Cap
Zeit = Zaehlerdifferenz
Zeit = Zeit / 3600
If V > 0 Then
Gesamtzeit = Gesamtzeit + Zeit
Weg = Weg + Umfang
Gesamtweg = Gesamtweg + Umfang
End If
Gesamtzeitmin = Gesamtzeit / 60
Watchdog = 0
Ledrot = 1 'Impulsanzeige
Waitms 10
Ledrot = 0
'Sound Speaker , 200 , 100
Tifr.3 = 0 ' verhindert bei Prellen Mehrfachinterrupt Return Function Form(v1 As Single , Byval N As Byte , Byval G As Byte) As String Local S1 As String * 16 If N = 1 Then S1 = Fusing(v1 , "#.#") If N = 3 Then S1 = Fusing(v1 , "#.###") S1 = " " + S1 Form = Right(s1 , G) End Function End [bearbeiten] In Arbeit
[bearbeiten] TODO
[bearbeiten] Links
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