DIY Электрическая система переключения скоростей для шоссейного велосипеда

При езде на шоссейном велосипеде особенно важно минимизировать изменения в необходимом усилии и скорости вращения педалей, для этого в зависимости от рельефа необходимо часто переключать скорости велосипеда. На бюджетных шоссейных велосипедах, естественно, стоит бюджетная система переключения, с ней лишний раз подумаешь, менять скорость или нет. Под катом то, как я это исправил.

Предыстория

Меня зовут Вячеслав. В коронокризис было скучно, поэтому я начал бегать. За 3 месяца пробежал 350 км и 02.08.2020 пробежал Московский полумарафон.

После бега решил попробовать шоссейный велосипед. Я, еще контактные педали в глаза не видевший, уже слоты на спринты к айронмэну на 2021 присматривал, такое бывает. Велосипед и оборудование выбирал самые бюджетные, поэтому простор для фантазии и доработок открыт.

Электронное переключение скоростей

В моем шоссейном велосипеде скорости переключаются на середине руля, поэтому для постоянного переключения нужно отпускать барана, это очень неудобно. В более дорогих системах переключения на самом баране, но там одна система стоит дороже, чем весь мой велосипед.

Моей задачей было с минимальными доработками и сохранением существующего варианта переключения сделать удобное и быстрое электрическое переключение параллельно.

Для прототипа использовалось то, что было под рукой. Измерив ход движения тросика(22мм) и необходимое усилие от родной системы, выбрал сервопривод ds3115mg.

Конструкция элементарная: батарея+Arduino nano+две кнопки+серво.

Кнопки подтянул к 5V через внутренний резистор.

Код Arduino

#include <Servo.h> Servo myservo; int speedg = 1; int up = 1; int p = 0;  void setup() {   myservo.attach(9);   pinMode(8, INPUT_PULLUP);   pinMode(7, INPUT_PULLUP); }  void loop() {    if (digitalRead(7) == 0) {     if (speedg > 1) {       speedg--;       up = 0;     }     p = 1;   }    if (digitalRead(8) == 0) {     if (speedg < 7) {       speedg++;       up = 1;     }     p = 1;   }    if (speedg == 1) {     myservo.write(0);   }    if (speedg == 2) {     if (up == 1) {       myservo.write(75);     } else {       myservo.write(60);     }   }    if (speedg == 3) {     if (up == 1) {       myservo.write(85);     } else {       myservo.write(80);     }   }    if (speedg == 4) {     if (up == 1) {       myservo.write(97);     } else {       myservo.write(90);     }   }    if (speedg == 5) {     if (up == 1) {       myservo.write(110);     } else {       myservo.write(103);     }   }    if (speedg == 6) {     myservo.write(120);   }    if (speedg == 7) {     myservo.write(140);   }   if ( p == 1) {     delay(300);     p = 0;   } }

Параметры подбирал. причем некоторые скорости для переключения вверх и вниз требовали разного угла поворота сервопривода.

Распечатал на 3D-принтере корпус для Arduino, серво и батареи. Прикрепил корпус к раме, тросик от серво соединил с тросом штатной системы(фото КДПВ, смотри выше).

Первые испытания показали живучесть системы, поэтому решил добавить фичи.

Добавив датчик Холла и магнит на ведущей звезде, получил датчик каденса, теперь могу менять передачи автоматически в зависимости от падения каденса.

Добавив 3-осевой гироскоп и акселерометр MPU6050, пришлось повозиться с калибровкой. Зная угол велосипеда, можем переключать передачи автоматически в горку и с горки.

В целом, автоматизация скорее отвлекает, имея две кнопки с моментальным переключением всегда удобнее самому менять скорость.

В планах

• Поменять микроконтроллер.

• Добавить датчик скорости вращения колеса.

• Добавить BTLE для синхронизации и передачи данных в STRAVA.

• Сделать корпус устройства в виде фонаря с дисплеем отображения текущей скорости и серво-приводом внутри.

• Заменить сервопривод на актуатор с обратной связью.

Внимание, вопрос

Как Вы считаете стоит ли попробовать это решение для выхода на краудфандинг?

Велокомпьютер с подключением к Strava+электронное переключение скоростей и все в корпусе фонаря с функцией фонаря+ автоматическое переключение от каденса или уклона. И все это за сумму менее $100