Fahrradcomputer

2005-08-07T01:56:27Z

62.206.18.42: /* Vertikalgeschwindigkeit */

[[Category:AVR]]
[[Category:Projekte]]

= Features =

* Kilometerzähler
** Gesamtstrecke
** Tourstrecke
** Tagesstrecke
** Strecke seit der letzten Pause
* Geschwindigkeitsmessung
** Momentangeschwindigkeit
** Tourmittel
** Tagesmittel
** Mittel seit der letzten Pause
* Kurbeldrehzahl
* Temperatur
* Uhrzeit
* Akkuspannungsüberwachung
* Pulsfrequenzmessung
* Vertikalgeschwindigkeit
* Lesen des NMEA-Outputs von GPS-Empfängern
* Logging der Daten im ser.Flash des Butterfly oder einer MMC.
* Kommunikation mit PC zum Datenauslesen

Die Messung der Radumdrehung soll außer der Reedkontaktmethode auch über die Frequenz des [http://www.nabendynamo.de/detail.htm Schmidt-Nabendynamos] möglich sein.

= Offene Punkte/Fragen =

* Die Verwendung von printf aus der gcclib kostet 5k Flash und braucht manchmal etwas RAM. Dafür ist es bequem. Oder doch besser eine LowCost-Lösung?

= Target =

* [[AVR_Butterfly|Butterfly]]
* [[ATmega]]* mit externem Display
* ATtiny* ohne Display

= Funktionsdetails =

== System Timer ==

Der Timer2 erzeugt aus dem 38kHz-Oszillatortakt einen periodischen Interrupt im 1/4 Sekunden Abstand.

== Menu ==

Auswahl 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.

== Entfernungsmessung ==
Der 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.

=== Verwendung des SON als Tachogeber ===

Frequenzbereich: 5 Hz - 200 Hz (geschätzt, muss noch gemessen werden).

Schaltungsvorschlag zur Frequenzmessung des Nabendynamos und damit auch zur Geschwindigkeitsmessung:

[[bild:son_diode.png|SON Frequenzmessung]]

[[Media:son_diode.sch|EAGLE-Schaltplan]]

== Geschwindigkeitsmessung ==

Bei 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%.

== Kurbeldrehzahl ==

Der Reedkontakt geht auch auf einen Interrupteingang.

== Temperatur ==

Der Butterfly hat einen NTC an einem Analogport.

== Uhrzeit ==

Die Uhrzeit wird nicht wie beim Butterfly-Demo in Sekunden-, Minuten- und Stundenvariablen sondern als 1/4-Sekundenzähler gespeichert. Soll die Uhzeit angezeigt werden, wird eine Umrechnungsfunktion aufgerufen.

== Vertikalgeschwindigkeit ==

Die 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.

== Logging ==
Alle 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.

=== Timestamp ===
Die Timestamp enthält die Zeit in Vielfachen von 256 Logging Units.

| ID | Timestamp |

=== Deltatimestamp ===
Das 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.

=== Entfernung ===
Die 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 |

=== Trittfrequenz ===
Die Trittfrequenz wird, wie die Temperatur, als Änderung gegenüber dem vorhergehenden Wert gespeichert. Gelegentlich wird der tatsächliche Wert geschrieben.

| ID | Delta Frequenz | Delta Timestamp |

=== Temperatur ===
Die 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 |

=== Puls ===
Der Puls wird, wie die Temperatur, als Änderung gegenüber dem vorhergehenden Wert gespeichert. Gelegentlich wird der tatsächliche Puls geschrieben.

| ID | Delta Puls | Delta Timestamp |

== GPS-Connection ==

Über RS232 werden die NMEA-Daten eingelesen. Damit kann die Uhr gestellt werden und Position und Höhe mitgeloggt werden.

== PC-Kommunikation ==

Über RS232 werden die geloggten Daten auf den PC übertragen.

= Software =

'''Warnung:''' Das ist kein fertiger Radcomputer, sondern eine Diskussionsgrundlage für die Entwicklung.

[[Media:Radcomputer-0.0.tar.gz]]

== In Arbeit ==
* Logging
* Xmodem Protoll zur Datenübertragung

== TODO ==
* Sensordatenfilterung
* NMEA-Auswertung
* Stromverbrauch senken

= Links =
*[http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-79785.html Thread im Forum zur Seite]
*[[Pulsuhrempfänger_mit_AVR_Butterfly]]
*[http://homepages.compuserve.de/SIGIBORST/ Fahrradcomputer mit Pulsmesser]
*[http://www.avrfreaks.net/Freaks/freakshow.php?keyword_is_id=1&keywords=10 Variometer] bei avrfreaks.net
*[http://www.circuitcellar.com/avr2004/DA1300.html Variometer-Altimeter for Free Flying] bei www.circuitcellar.com
*[[AVR Butterfly]]

Mikrocontroller.net - Benutzerbeiträge [de]

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