Ez a projekt 2018 elején született, amikor az egyetem végén még nem engedhettem meg magamnak egy rendes power metert, de már nagyon izgatott, hogy milyen wattokat tudnék produkálni. Az elképzelést egy Bluetooth képes mikrovezérlő, kis akkumulátor és a bal hajtókarra ragasztott pár nyúlásmérő bélyeg alkotta. Az alkatrészeket a SRAM Red hajtómű üreges tengelyébe szerettem volna rejteni, ahol egyszerre védett és alig látható helyet kaptak. A koncepciómhoz segítséget nyújtott, hogy rátaláltam Lasse Reinhold Github oldalára, aki a hasonló ötletét már prototípus szinten megvalósította.
Az alkatrészek forrasztása. Sajnos kevés képet készítettem.
A felhasznált komponensek
- ESP32 BLE+WiFi mikrovezérlő
- HX711 24-bit ADC
- MPU6050 gyroszkóp és gyorsulásmérő
- Két nyúlásmérő bélyeg
- Kezdetben régi Nokia mobil akkumulátora
A megvalósítás mélyebb tárgyalásába nem mennék bele, csak kiemelnék pár érdekes részletet.
Bluetooth kommunikáció
A Bluetooth kommunikáció beállítását Andreas Spiess videója alapján kezdtem el. A GATT profilok konfigurációjához a hivatalos specifikációs oldalon lehet megtalálni a szükséges információkat. Ezzel már rögtön tudtam egy “kamu” teljesítménymérőt csinálni az ESP32-ből, amit láttak hagyományos eszközök, így pl a Strava app is a mobilon.
A szenzor párosítható a Strávában
Első kalibráció
Ezek után elkészült az első prototípusom, amivel teszteltem, hogy tényleg lineáris összefüggés van-e a bélyegek ellenállásának változása és a hajtókarra érintő irányban kifejtett erő között. Ezt a gyakorlatban meglepően jól tudtam bizonyítani, ami nem volt meglepő, tudván, hogy az iparban több helyen is ugyanezt a megoldást használják. (Fun fact: szilárdságtannal viszont nem tudtam levezetni a lineáris összefüggést, bár nagyon valószínűleg csak kis deformáció esetén lenne érvényes.)
Kalibrációs eredmények
Erő görbe és következtetések
A kalibráció után rögzítettem pár pedálfordulatnak az erő görbéjét. Csak ekkor szembesültem azzal, hogy bizony tekerés közben a hátul lévő lábunk elég nagy ellenállást fejthet ki a pedálra és így rontja a hatékonyságunkat. Azóta ennek a témának a vizsgálata már komoly népszerűségre tett szert, bár a levonható konklúzió tekintetében megoszlanak a vélemények, tehát nincs egyetértés abban, hogy ezzel mennyire érdemes célzottan foglalkozni és milyen javulást lehet elérni.
Rögzített erő-idő görbe
Minden esetre a görbék nagyon jól néztek ki és mint látható, a mintavételezés is megfelelően sűrű volt. Az adatokat egyébként WiFin keresztül továbbítottam valós időben az ESP32-ről a laptopra. Ez teszteléshez jó volt, de az akkumulátoros üzemidőt nagyban rövidítette.
Első tesztek
A valós tekerések közben aztán folyamatosan csökkenő wattokkal szembesültem, noha nem a fáradtság miatt. 🙂 Kiderült, hogy a táp oldalon még fejlesztenem kéne a konstrukciót, de aztán ez már nem valósult meg soha. A fő ok az volt, hogy ekkor már nem tudtam ennyi alkatrészt bezsúfolni a tengelybe, ezért egy saját PCB-t szerettem volna tervezni valamilyen gombelemes táplálással.
Az egyik első tekerés a szenzorral
Saját PCB és a projekt vége
Jóval később ez meg is valósult egy sokkal kisebb fogyasztású Cypress BLE chippel, de az első prototípusig már nem jutottam el vele, mert közben beruháztam egy Assioma kétoldalas pedálba, amit azóta is nagy megelégedéssel használok. A tapasztalatokból azért sokat tanultam és szerencsére a munkahelyemen is fel tudtam használni. A BLE kommunikáció kész implementációját pedig felhasználtam későbbi projektekben, lásd lejjebb.
Az elkészült PCB 3D modellje, de a beforrasztásig nem jutott el
