DIY Indoor Bike Smart Trainer: 5 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Εισαγωγή

Αυτό το έργο ξεκίνησε ως μια απλή τροποποίηση ενός εσωτερικού ποδηλάτου Schwinn IC Elite που χρησιμοποιεί μια απλή βίδα και μαξιλάρια τσόχας για τις ρυθμίσεις αντίστασης. Το πρόβλημα που ήθελα να λύσω ήταν ότι το βήμα της βίδας ήταν μεγάλο, οπότε το εύρος από το να μην μπορείς να κάνεις πεντάλ στον τροχό που περιστρέφεται εντελώς ελεύθερο ήταν μόλις δύο μοίρες στο κουμπί αντίστασης. Στην αρχή άλλαξα τη βίδα σε M6, αλλά στη συνέχεια θα έπρεπε να κάνω ένα πόμολο, οπότε γιατί να μην χρησιμοποιήσω απλώς ένα αριστερό πέρασμα NEMA 17 stepper mottor για να αλλάξω την αντίσταση; Εάν υπάρχουν ήδη κάποια ηλεκτρονικά, γιατί να μην προσθέσετε έναν μετρητή ισχύος μανιβέλας και μια σύνδεση bluetooth σε έναν υπολογιστή για να δημιουργήσετε έναν έξυπνο εκπαιδευτή;

Αυτό αποδείχθηκε πιο δύσκολο από το αναμενόμενο, επειδή δεν υπήρχαν παραδείγματα για το πώς να μιμηθούμε έναν μετρητή ισχύος με arduino και bluetooth. Κατέληξα να ξοδεύω περίπου 20 ώρες για προγραμματισμό και ερμηνεία των προδιαγραφών BLE GATT. Ελπίζω ότι παρέχοντας ένα παράδειγμα, μπορώ να βοηθήσω κάποιον να μην σπαταλήσει τόσο πολύ χρόνο προσπαθώντας να καταλάβει τι σημαίνει ακριβώς "Data Data AD Type Field" …

Λογισμικό

Όλο το έργο βρίσκεται στο GitHub:

github.com/kswiorek/ble-ftms

Συνιστώ ανεπιφύλακτα τη χρήση του Visual Studio με ένα πρόσθετο VisualGDB εάν σκοπεύετε να κάνετε κάτι πιο σοβαρό από την απλή επικόλληση του κώδικα.

Εάν έχετε ερωτήσεις σχετικά με το πρόγραμμα, ρωτήστε, ξέρω ότι τα μινιμαλιστικά σχόλιά μου μπορεί να μην βοηθήσουν πολύ.

Μονάδες

Χάρη στο stoppi71 για τον οδηγό του σχετικά με τον τρόπο κατασκευής μετρητή ισχύος. Έκανα το μανιβέλα σύμφωνα με το σχέδιό του.

Προμήθειες:

Τα υλικά για αυτό το έργο εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το ποια μοτοσυκλέτα τροποποιείτε, αλλά υπάρχουν μερικά καθολικά μέρη.

Μανιβέλα:

1. Ενότητα ESP32
2. HX711 Αισθητήρας βάρους ADC
3. Μετρητές πίεσης
4. MPU - γυροσκόπιο
5. Μια μικρή μπαταρία Li-Po (περίπου 750mAh)
6. Μανίκι συρρίκνωσης θερμότητας
7. A4988 Stepper πρόγραμμα οδήγησης
8. Ρυθμιστής 5V
9. Υποδοχή βαρέλι arduino
10. Τροφοδοτικό arduino 12V

Κονσόλα:

1. Βήμα NEMA 17 (πρέπει να είναι αρκετά ισχυρό,> 0,4 Nm)
2. Μ6 ράβδος
3. 12864 lcd
4. WeMos LOLIN32
5. Διακόπτες τακτικής

Εξοπλισμός

Για να το κάνετε αυτό, πιθανότατα θα μπορούσατε να ξεφύγετε με τη χρήση μόνο ενός 3D εκτυπωτή, ωστόσο μπορείτε να εξοικονομήσετε πολύ χρόνο κόβοντας τη θήκη με λέιζερ και μπορείτε επίσης να φτιάξετε PCB. Τα αρχεία DXF και gerber βρίσκονται στο GitHub, ώστε να μπορείτε να τα παραγγείλετε τοπικά. Ο σύνδεσμος από τη ράβδο με σπείρωμα στον κινητήρα ενεργοποιήθηκε σε έναν τόρνο και αυτό μπορεί να είναι το μόνο πρόβλημα, καθώς το μέρος πρέπει να είναι αρκετά δυνατό για να τραβάει τα τακάκια, αλλά δεν υπάρχει πολύς χώρος στο συγκεκριμένο ποδήλατο.

Από τότε που έκανα την πρώτη μοτοσυκλέτα, απέκτησα μια μηχανή φρεζαρίσματος που μου επιτρέπει να κάνω υποδοχές για τους αισθητήρες στο στρόφαλο. Κάνει την κόλλησή τους λίγο πιο εύκολη και επίσης τα προστατεύει αν κάτι χτυπήσει στον στρόφαλο. (Έχω πέσει αρκετές φορές με αυτούς τους αισθητήρες, οπότε ήθελα να είμαι ασφαλής.)

Βήμα 1: Η μανιβέλα:

Είναι καλύτερο να ακολουθήσετε αυτό το σεμινάριο:

Βασικά πρέπει να κολλήσετε τους αισθητήρες στη μανιβέλα σε τέσσερα σημεία και να τους συνδέσετε στις πλευρές του πίνακα.

Οι σωστές συνδέσεις είναι ήδη εκεί, οπότε απλά πρέπει να κολλήσετε τα ζεύγη καλωδίων απευθείας σε αυτά τα οκτώ μαξιλάρια στον πίνακα.

Για να συνδεθείτε με τους αισθητήρες χρησιμοποιήστε το πιο λεπτό καλώδιο που είναι δυνατόν - τα μαξιλάρια είναι πολύ εύκολο να ανασηκωθούν. Πρέπει πρώτα να κολλήσετε τους αισθητήρες και να τους αφήσετε αρκετό έξω για να κολλήσουν και στη συνέχεια να καλύψετε τους υπόλοιπους με εποξειδικό. Αν προσπαθήσετε να κολλήσετε πριν κολλήσετε, κουλουριάζονται και σπάνε.

Για τη συναρμολόγηση του PCB:

1. Τοποθετήστε χρυσόκαρπες από το κάτω μέρος (η πλευρά με τα ίχνη) σε όλες τις τρύπες, εκτός από τις κάθετες κοντά στον πυθμένα.
2. Τοποθετήστε τις τρεις σανίδες (ESP32 στην κορυφή, στη συνέχεια MPU, το HX711 στο κάτω μέρος) έτσι ώστε οι καρφίτσες να κολλήσουν και στις δύο οπές.
3. Κολλήστε τις κεφαλίδες στις σανίδες από πάνω
4. Κόψτε τις καρδερίνες από κάτω. (Δοκιμάστε να τα κόψετε πρώτα πριν από τη συναρμολόγηση, ώστε να γνωρίζετε ότι οι "καρδερίνες" σας δεν είναι ατσάλινες στο εσωτερικό - καθιστά σχεδόν αδύνατο να τις κόψετε και πρέπει να τις λιμάρετε ή να τις αλέσετε)
5. κολλήστε τις υπόλοιπες καρδερίνες στο κάτω μέρος της σανίδας.
6. Ανεβάστε το υλικολογισμικό για τη μανιβέλα

Το τελευταίο βήμα είναι να συσκευάσετε ολόκληρο το στρόφαλο με μανίκι θερμοσυρρίκνωσης.

Αυτή η μέθοδος κατασκευής του πίνακα δεν είναι ιδανική, καθώς οι σανίδες καταλαμβάνουν πολύ χώρο στον οποίο μπορείτε να χωρέσετε άλλα πράγματα. Το καλύτερο θα ήταν να κολλήσετε όλα τα εξαρτήματα στον πίνακα απευθείας, αλλά δεν έχω την ικανότητα να κολλήσω μόνος μου αυτά τα μικρά SMD. Θα έπρεπε να το παραγγείλω συναρμολογημένο και πιθανότατα θα έκανα κάποια λάθη και θα κατέληγα να τα παραγγείλω τρεις φορές και θα περίμενα ένα χρόνο πριν φτάσουν.

Αν κάποιος θα μπορούσε να σχεδιάσει την πλακέτα, θα ήταν υπέροχο να είχε προστατευτική μπαταρία και έναν αισθητήρα που θα ενεργοποιούσε το ESP εάν ο στρόφαλος ξεκινούσε να κινείται.

ΣΠΟΥΔΑΙΟΣ

Ο αισθητήρας HX711 από προεπιλογή είναι ρυθμισμένος στα 10Hz - είναι πολύ αργός για τη μέτρηση ισχύος. Πρέπει να σηκώσετε τον πείρο 15 από την πλακέτα και να τον συνδέσετε στον πείρο 16. Αυτό οδηγεί τον πείρο Υ HIGHΗΛΑ και ενεργοποιεί τη λειτουργία 80Hz. Αυτός ο 80Hz, παρεμπιπτόντως, ορίζει την ταχύτητα ολόκληρου του βρόχου arduino.

Χρήση

Το ESP32 είναι προγραμματισμένο να κοιμάται μετά τα 30, χωρίς συνδεδεμένη συσκευή bluetooth. Για να το ενεργοποιήσετε ξανά πρέπει να πατήσετε το κουμπί επαναφοράς. Οι αισθητήρες τροφοδοτούνται επίσης από μια ψηφιακή ακίδα, η οποία γυρίζει ΧΑΜΗΛΗ στην κατάσταση αναστολής λειτουργίας. Εάν θέλετε να δοκιμάσετε τους αισθητήρες με το παράδειγμα του κώδικα από τις βιβλιοθήκες, πρέπει να οδηγήσετε την ακίδα Υ HIGHΗΛΗ και να περιμένετε λίγο πριν ενεργοποιηθούν οι αισθητήρες.

Μετά τη συναρμολόγηση, οι αισθητήρες πρέπει να βαθμονομηθούν διαβάζοντας την τιμή χωρίς δύναμη και στη συνέχεια με ένα βάρος (χρησιμοποίησα ένα βραχίονα 12 κιλών ή 16 κιλών κρεμασμένο στο πεντάλ). Αυτές οι τιμές πρέπει να εισαχθούν στον κώδικα powerCrank.

Είναι καλύτερο να σκίζετε τον στρόφαλο πριν από κάθε βόλτα - δεν θα πρέπει να μπορεί να απογυμνώνεται όταν κάποιος κάνει πετάλι, αλλά καλύτερα ασφαλές παρά συγγνώμη και είναι δυνατό να τον απομακρύνετε μόνο μία φορά ανά ενεργοποίηση. Εάν παρατηρήσετε κάποια περίεργα επίπεδα ισχύος, πρέπει να επαναλάβετε αυτήν τη διαδικασία:

1. Βάλτε το στρόφαλο ευθεία προς τα κάτω μέχρι να αρχίσει να αναβοσβήνει το φως.
2. Μετά από μερικά δευτερόλεπτα το φως θα παραμείνει αναμμένο - μην το αγγίζετε τότε
3. Όταν σβήνει το φως ορίζει την τρέχουσα δύναμη που ανιχνεύεται ως νέο 0.

Αν θέλετε απλώς να χρησιμοποιήσετε τη μανιβέλα, χωρίς την κονσόλα, ο κωδικός είναι εδώ στο github. Όλα τα άλλα λειτουργούν το ίδιο.

Βήμα 2: Η κονσόλα

Η θήκη είναι κομμένη από ακρυλικό 3mm, τα κουμπιά είναι τρισδιάστατη εκτύπωση και υπάρχουν διαχωριστικά για την οθόνη LCD, κομμένα από ακρυλικό 5mm. Είναι κολλημένο με θερμή κόλλα (κολλάει αρκετά καλά στο ακρυλικό) και υπάρχει τρισδιάστατη εκτύπωση "βραχίονα" για να συγκρατεί το PCB στην LCD. Οι ακίδες για την οθόνη LCD είναι κολλημένες από την κάτω πλευρά, ώστε να μην παρεμβαίνει στο ESP.

Το ESP είναι κολλημένο ανάποδα, οπότε η θύρα USB ταιριάζει στη θήκη

Το ξεχωριστό κουμπί PCB είναι κολλημένο με ζεστή κόλλα, έτσι ώστε τα κουμπιά να παγιδεύονται στις οπές τους, αλλά εξακολουθούν να πιέζουν τους διακόπτες. Τα κουμπιά συνδέονται στην πλακέτα με συνδέσμους JST PH 2.0 και η σειρά των ακίδων είναι εύκολο να εξαχθεί από το σχηματικό

Είναι πολύ σημαντικό να τοποθετήσετε το πρόγραμμα οδήγησης stepper στο σωστό προσανατολισμό (το ποτενσιόμετρο κοντά στο ESP)

Ολόκληρο το τμήμα για την κάρτα SD είναι απενεργοποιημένο, καθώς κανείς δεν το χρησιμοποίησε στην πρώτη έκδοση. Ο κώδικας πρέπει να ενημερωθεί με ορισμένες ρυθμίσεις διεπαφής χρήστη, όπως βάρος αναβάτη και ρύθμιση δυσκολίας.

Η κονσόλα τοποθετείται χρησιμοποιώντας "βραχίονες" με λέιζερ και φερμουάρ. Τα μικρά δόντια σκάβουν στο τιμόνι και κρατούν την κονσόλα.

Βήμα 3: Ο κινητήρας

Ο κινητήρας κρατιέται στη θέση του κουμπιού ρύθμισης με ένα στήριγμα 3D εκτυπωμένο. Στον άξονα του είναι τοποθετημένος ένας συζεύκτης - η μία πλευρά έχει μια τρύπα 5mm με βίδες που συγκρατούν τον άξονα, η άλλη έχει ένα σπείρωμα Μ6 με βίδες για να το κλειδώνει. Εάν θέλετε, μπορείτε πιθανώς να το φτιάξετε σε ένα τρυπάνι από κάποιο στρογγυλό απόθεμα 10 χιλιοστών. Δεν χρειάζεται να είναι εξαιρετικά ακριβής καθώς ο κινητήρας δεν είναι πολύ στερεωμένος.

Ένα κομμάτι ράβδου με σπείρωμα Μ6 βιδώνεται στο ζεύκτη και τραβάει ένα ορειχάλκινο παξιμάδι Μ6. Το επεξεργάστηκα, αλλά μπορεί να γίνει εξίσου εύκολα από ένα κομμάτι ορείχαλκου με ένα αρχείο. Μπορείτε ακόμη να συγκολλήσετε μερικά κομμάτια σε ένα κανονικό παξιμάδι, έτσι ώστε να μην περιστρέφεται. Ένα τρισδιάστατο παξιμάδι μπορεί επίσης να είναι μια λύση.

Το νήμα πρέπει να είναι λεπτότερο από το κοχλία. Το βήμα του είναι περίπου 1,3 mm και για το M6 0,8 mm. Ο κινητήρας δεν έχει αρκετή ροπή για να γυρίσει τη βίδα απόθεμα.

Το παξιμάδι πρέπει να λιπαίνεται καλά, καθώς ο κινητήρας μόλις που μπορεί να γυρίσει τη βίδα στις υψηλότερες ρυθμίσεις

Βήμα 4: Διαμόρφωση

Για να ανεβάσετε κώδικα στο ESP32 από το Arduino IDE, πρέπει να ακολουθήσετε αυτό το σεμινάριο:

Ο πίνακας είναι "WeMos LOLIN32", αλλά λειτουργεί και το "Dev module"

Προτείνω να χρησιμοποιήσετε το Visual Studio, αλλά μπορεί συχνά να σπάσει.

Πριν από την πρώτη χρήση

Ο στρόφαλος πρέπει να ρυθμιστεί σύμφωνα με το βήμα "Μανιβέλα"

Χρησιμοποιώντας την εφαρμογή "nRF Connect" πρέπει να ελέγξετε τη διεύθυνση MAC του μανιβέλα ESP32 και να την ορίσετε στο αρχείο BLE.h.

Στη γραμμή 19 του indoorBike.ino πρέπει να ρυθμίσετε πόσες περιστροφές της βίδας χρειάζονται για να ρυθμίσετε την αντίσταση από εντελώς χαλαρή στη μέγιστη. (Το "μέγιστο" είναι υποκειμενικό επίτηδες, προσαρμόζετε τη δυσκολία με αυτήν τη ρύθμιση.)

Ο έξυπνος εκπαιδευτής διαθέτει "εικονικά γρανάζια" για να τα ρυθμίσει σωστά, πρέπει να το βαθμονομήσετε στις γραμμές 28 και 29. Πρέπει να κάνετε πετάλι με σταθερό ρυθμό σε μια δεδομένη ρύθμιση αντίστασης, στη συνέχεια να διαβάσετε την ισχύ και να την ορίσετε στο αρχείο. Επαναλάβετε αυτό ξανά με άλλη ρύθμιση.

Το αριστερό κουμπί αλλάζει από τη λειτουργία ERG (απόλυτη αντίσταση) σε λειτουργία προσομοίωσης (εικονικές ταχύτητες). Η λειτουργία προσομοίωσης χωρίς σύνδεση υπολογιστή δεν κάνει τίποτα καθώς δεν υπάρχουν δεδομένα προσομοίωσης.

Γραμμή 36. ορίζει τις εικονικές ταχύτητες - τον αριθμό και τις αναλογίες. Τα υπολογίζετε διαιρώντας τον αριθμό των δοντιών στην μπροστινή σχέση με τον αριθμό των δοντιών στην πίσω σχέση.

Στη γραμμή 12. βάζετε το βάρος του αναβάτη και της μοτοσυκλέτας (Σε [Newtons], μάζα επί τη βαρυτική επιτάχυνση!)

Ολόκληρο το μέρος της φυσικής αυτού είναι μάλλον πολύ περίπλοκο και ακόμη και δεν θυμάμαι τι ακριβώς κάνει, αλλά υπολογίζω την απαιτούμενη ροπή για να τραβήξω τον ποδηλάτη σε ανηφόρα ή κάτι τέτοιο (γι 'αυτό η βαθμονόμηση).

Αυτές οι παράμετροι είναι εξαιρετικά υποκειμενικές, πρέπει να τις ρυθμίσετε μετά από μερικές διαδρομές για να λειτουργήσουν σωστά.

Η θύρα εντοπισμού σφαλμάτων COM στέλνει άμεσα δυαδικά δεδομένα που λαμβάνονται από bluetooth σε εισαγωγικά ('') και δεδομένα προσομοίωσης.

Ο διαμορφωτής

Επειδή η διαμόρφωση της υποτιθέμενης ρεαλιστικής φυσικής αποδείχθηκε τεράστια ταλαιπωρία για να γίνει ρεαλιστική, δημιούργησα ένα διαμορφωτή GUI που θα επιτρέψει στους χρήστες να καθορίσουν γραφικά τη συνάρτηση που μετατρέπεται από τον βαθμό του λόφου στο επίπεδο απόλυτης αντίστασης. Δεν έχει τελειώσει ακόμα εντελώς και δεν είχα την ευκαιρία να το δοκιμάσω, αλλά τον επόμενο μήνα θα μετατρέψω ένα άλλο ποδήλατο, οπότε θα το γυαλίσω τότε.

Στην καρτέλα "Gears" μπορείτε να ρυθμίσετε την αναλογία κάθε γραναζιού μετακινώντας τα ρυθμιστικά. Στη συνέχεια, πρέπει να αντιγράψετε το κομμάτι του κώδικα για να αντικαταστήσετε τα καθορισμένα γρανάζια στον κώδικα.

Στην καρτέλα "Βαθμός" σας δίνεται ένα γράφημα μιας γραμμικής συνάρτησης (ναι, αποδεικνύεται ότι το πιο μισητό θέμα στα μαθηματικά είναι πραγματικά χρήσιμο) που παίρνει το βαθμό (κάθετος άξονας) και εξάγει βήματα απόλυτης αντίστασης (οριζόντιος άξονας). Θα μπω στα μαθηματικά λίγο αργότερα για όσους ενδιαφέρονται.

Ο χρήστης μπορεί να ορίσει αυτήν τη λειτουργία χρησιμοποιώντας τα δύο σημεία που βρίσκονται σε αυτήν. Στα δεξιά υπάρχει ένα μέρος για να αλλάξετε την τρέχουσα ταχύτητα. Το επιλεγμένο γρανάζι, όπως μπορείτε να φανταστείτε, αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο ο βαθμός αντιστοιχεί στην αντίσταση - στις χαμηλότερες ταχύτητες είναι πιο εύκολο να πετάξετε σε ανηφόρα. Η μετακίνηση του ρυθμιστικού αλλάζει τον 2ο συντελεστή, ο οποίος επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο η επιλεγμένη ταχύτητα αλλάζει τη λειτουργία. Είναι πιο εύκολο να παίξετε με αυτό για λίγο για να δείτε πώς συμπεριφέρεται. Σως χρειαστεί επίσης να δοκιμάσετε μερικές διαφορετικές ρυθμίσεις για να βρείτε αυτό που σας ταιριάζει καλύτερα.

Γράφτηκε στην Python 3 και θα έπρεπε να λειτουργεί με προεπιλεγμένες βιβλιοθήκες. Για να το χρησιμοποιήσετε, πρέπει να αποσυνδέσετε τις γραμμές αμέσως μετά το "αποσυνδέστε αυτές τις γραμμές για να χρησιμοποιήσετε το διαμορφωτή". Όπως είπα, δεν δοκιμάστηκε, οπότε μπορεί να υπάρχουν κάποια λάθη, αλλά αν προκύψει κάτι, παρακαλώ γράψτε ένα σχόλιο ή ανοίξτε ένα θέμα, ώστε να το διορθώσω.

Μαθηματικά (και φυσική)

Ο μόνος τρόπος με τον οποίο το χειριστήριο μπορεί να κάνει να αισθάνεται ότι ανηφορίζετε είναι γυρίζοντας τη βίδα αντίστασης. Πρέπει να μετατρέψουμε τον βαθμό σε αριθμό περιστροφών. Για να διευκολυνθεί η ρύθμιση, ολόκληρο το εύρος από εντελώς χαλαρό έως το να μην μπορεί να γυρίσει ο στρόφαλος χωρίζεται σε 40 βήματα, το ίδιο που χρησιμοποιείται στη λειτουργία ERG, αλλά αυτή τη φορά χρησιμοποιεί πραγματικούς αριθμούς αντί για ακέραιους αριθμούς. Αυτό γίνεται με μια απλή συνάρτηση χάρτη - μπορείτε να το αναζητήσετε στον κώδικα. Τώρα είμαστε ένα βήμα πιο πάνω - αντί να ασχολούμαστε με περιστροφές της βίδας, έχουμε να κάνουμε με φανταστικά βήματα.

Τώρα πώς λειτουργεί πραγματικά όταν ανηφορίζετε με ποδήλατο (υποθέτοντας σταθερή ταχύτητα); Προφανώς πρέπει να υπάρχει κάποια δύναμη που θα σας ωθεί προς τα πάνω, αλλιώς θα πέσετε κάτω. Αυτή η δύναμη, όπως μας λέει ο πρώτος νόμος της κίνησης, πρέπει να είναι ίση σε μέγεθος αλλά αντίθετη σε κατεύθυνση με τη δύναμη που σας τραβάει προς τα κάτω, για να είστε σε ομοιόμορφη κίνηση. Προέρχεται από την τριβή μεταξύ του τροχού και του εδάφους και αν σχεδιάσετε το διάγραμμα αυτών των δυνάμεων, πρέπει να είναι ίσο με το βάρος της μοτοσυκλέτας και ο αναβάτης πολλαπλασιάζει τον βαθμό:

F = Fg*G

Τώρα τι κάνει τον τροχό να εφαρμόζει αυτή τη δύναμη; Καθώς έχουμε να κάνουμε με γρανάζια και τροχούς, είναι ευκολότερο να σκεφτούμε ως προς τη ροπή, η οποία είναι απλά η δύναμη επί την ακτίνα:

t = F*R

Καθώς εμπλέκονται γρανάζια, μεταδίδετε μια ροπή στον στρόφαλο, η οποία τραβάει την αλυσίδα και γυρίζει τον τροχό. Η ροπή που απαιτείται για την περιστροφή του τροχού πολλαπλασιάζεται με την σχέση μετάδοσης:

tp = tw*gr

και πίσω από τον τύπο ροπής παίρνουμε τη δύναμη που απαιτείται για να γυρίσουμε το πεντάλ

Fp = tp/r

Αυτό είναι κάτι που μπορούμε να μετρήσουμε χρησιμοποιώντας τον μετρητή ισχύος στο στρόφαλο. Καθώς η δυναμική τριβή σχετίζεται γραμμικά με τη δύναμη και καθώς το συγκεκριμένο ποδήλατο χρησιμοποιεί ελατήρια για να μεταδώσει αυτή τη δύναμη, είναι γραμμικό με την κίνηση της βίδας.

Η ισχύς είναι δύναμη επί την ταχύτητα (υποθέτοντας την ίδια διεύθυνση διανυσμάτων)

P = F*V

και η γραμμική ταχύτητα του πεντάλ σχετίζεται με τη γωνιακή ταχύτητα:

V = ω*r

και έτσι μπορούμε να υπολογίσουμε τη δύναμη που απαιτείται για να γυρίσουμε τα πεντάλ σε ένα καθορισμένο επίπεδο αντίστασης. Καθώς όλα συνδέονται γραμμικά, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις αναλογίες για να το κάνουμε.

Αυτό ήταν ουσιαστικά αυτό που χρειαζόταν το λογισμικό για να υπολογίσει κατά τη βαθμονόμηση και χρησιμοποιώντας έναν κυκλικό δρόμο για να μας αποκτήσει ένα περίπλοκο σύνθετο, αλλά μια γραμμική συνάρτηση που σχετίζει τον βαθμό με την αντίσταση. Έγραψα τα πάντα στο χαρτί υπολογίζοντας την τελική εξίσωση και όλες οι σταθερές έγιναν τρεις συντελεστές.

Αυτή είναι τεχνικά μια τρισδιάστατη συνάρτηση που αντιπροσωπεύει ένα επίπεδο (νομίζω) που παίρνει το βαθμό και την σχέση μετάδοσης ως επιχειρήματα, και αυτοί οι τρεις συντελεστές σχετίζονται με αυτούς που απαιτούνται για τον ορισμό ενός επιπέδου, αλλά καθώς τα γρανάζια είναι διακριτοί αριθμοί, ήταν ευκολότερο να γίνει παράμετρος αντί να ασχολείται με προβολές και τέτοια. Ο 1ος και ο 3ος συντελεστής μπορούν να οριστούν με μία μόνο γραμμή και (-1)* ο 2ος συντελεστής είναι η συντεταγμένη Χ του σημείου, όπου η γραμμή "περιστρέφεται" όταν αλλάζει ταχύτητες.

Σε αυτήν την απεικόνιση, τα επιχειρήματα αναπαρίστανται από την κατακόρυφη γραμμή και οι τιμές από την οριζόντια, και ξέρω ότι αυτό μπορεί να είναι ενοχλητικό, αλλά ήταν πιο διαισθητικό για μένα και ταιριάζει καλύτερα στο GUI. Αυτός είναι πιθανώς ο λόγος για τον οποίο οι οικονομολόγοι σχεδιάζουν τα γραφήματά τους με αυτόν τον τρόπο.

Βήμα 5: Τέλος

Τώρα χρειάζεστε μερικές εφαρμογές για να μετακινηθείτε με το νέο σας εκπαιδευτή (που σας εξοικονόμησε περίπου $ 900:)). Ακολουθούν οι απόψεις μου για μερικές από αυτές.

• Το RGT Cycling - κατά τη γνώμη μου το καλύτερο - έχει μια εντελώς δωρεάν επιλογή, αλλά έχει λίγα κομμάτια. Αντιμετωπίζει το καλύτερο μέρος σύνδεσης, επειδή το τηλέφωνό σας συνδέεται μέσω bluetooth και ένας υπολογιστής εμφανίζει το κομμάτι. Χρησιμοποιεί ρεαλιστικό βίντεο με έναν ποδηλάτη AR
• Rouvy - πολλά κομμάτια, συνδρομή μόνο επί πληρωμή, για κάποιο λόγο η εφαρμογή υπολογιστή δεν λειτουργεί με αυτό, πρέπει να χρησιμοποιήσετε το τηλέφωνό σας. Μπορεί να υπάρχουν προβλήματα όταν ο φορητός υπολογιστής σας χρησιμοποιεί την ίδια κάρτα για bluetooth και WiFi, συχνά καθυστερεί και δεν θέλει φόρτωση
• Το Zwift - ένα κινούμενο παιχνίδι, μόνο επί πληρωμή, λειτουργεί αρκετά καλά με τον εκπαιδευτή, αλλά το περιβάλλον χρήστη είναι αρκετά πρωτόγονο - ο εκκινητής χρησιμοποιεί τον Internet Explorer για να εμφανίσει το μενού.

Αν σας άρεσε η κατασκευή (ή όχι), πείτε μου στα σχόλια και αν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις μπορείτε να κάνετε εδώ ή να υποβάλετε ένα ζήτημα στο github. Θα τα εξηγήσω όλα με χαρά καθώς είναι αρκετά περίπλοκα.