【パワーメーター2019】計測ハード完成<Data処理Pgm大変>

2カ月かけて、SeatTubeねじり、左右クランクトルク、左右回転角、クランク左右上死点センサを完成させました。


●システムハード概要

CPU 無線 センサ
クランク右 ATMEGA328P
8MHz
XbeeZB2SC
115200bps
でPCへ
トルクアンプLT1167

加速度KXR94

クランク左 ATMEGA328P
8MHz
XbeeZB2SC
115200bps
PCへ
トルクアンプLT1167

加速度KXR94

SeatTube NUCLEO
F446RE
USB1シリアル115200bps
でPCへ
Bend,Torsionアンプ
AD7193
上死点磁気センサ
QMC5883

●ハード課題処理備忘録

課題
処理1
左右クランクのデータを無線送信する場合、送信LOOPが不安定にばらつくため、リアルタイム受信は不可能です。そのため左右トルクカーブの同期は、双方でクランク角度データを測定してクランク角度データで同期させる必要があった
課題
処理2
ATMEGA328P内蔵8MHzでは、処理能力が不足していて送信周期は、9msec以上までしか対応できない
=>高性能で小型なCPUが必要
課題
処理3
母艦マイコンにXbee2個の同期受信するよりPCのスレッドでUSBシリアル3ポートで同時受信するほうがデータ受信速度が速くとりこぼしなくできることが判った。
課題
処理4
左クランクの裏面への基板スーペースが15ミリ高さしかあいてないため、単四電池では無理があるためLiPO電池を採用したが、3.7Vと中途半端な電圧のためにLiPO用昇圧降圧DCDCが必要
課題
処理4
ATMEGA328Pの割り込みクロック精度が悪い、無線で周期がでたらめなので、左右クランクは時間データを採用しないで、時間基準は、母艦のNUCLEO F446REのサンプリング周期を基準とした

●以後
母艦の上死点波形と測定周期6msecを基準にクランクの角度波形と同期をとって、トルク波形とSeatTube波形の同期をとって、相関解析するデータ解析プログラムをVBAで作成する作業をして、その間、実走行データを蓄積していきます。データを解析して、SeatTubeのひずみとクランクトルクの相関をみて、SeatTube型の精度と実用的なSeatTube型パワーメーターの設計に移ります。
アイデアとしては、フレームにひずみゲージを貼らないで
シートピラークランプとBB間にワイヤを張ってそのテンション変化で曲げ応力変化を踏力変化として得られれば
最もシンプルで左右同時測定できるハイパフォーマンスパワーメーターが開発できると考えてます。

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