Marc
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- 07.08.2009
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- 419
- Ort
- 1020 Wien
- Details E-Antrieb
- Sidewalker City 26" mit elfKW 36V Nabenmotor
Ich würde gerne (m)eine Kettenschaltung elektrifizieren. Also am Lenker nur noch drei Taster, mit denen man einem Minicomputer "-", "+" und "A" (Automatik) signalisiert und der schaltet dann.
Das Projekt sollte modular wachsen können:
1) Nur der hintere Derailleur wird elektrifiziert, und man kann nur manuell ("-", "+") schalten. Vorne bleibt der Bowdenzug-Schalthebel.
2) Schaltautomatik kann mit Taste "A" aktiviert werden, aber nach wie vor muss der vordere Umwerfer per Schalthebel bedient werden. Die Tasten ("-", "+") schalten zurück in den manuellen Modus.
3) Auch vorne wird elektrifiziert. Die Software schaltet ggf. beide Umwerfer obwohl nur ein Paar Taster ("-", "+") existiert.
Man könnte entweder durch die Länge des Tastendrucks entscheiden, also kurz drücken schaltet hinten, lange drücken schaltet vorne. Oder die Software berechnet die Entfaltung, und schaltet z.B. beim Druck auf "+" entweder nur hinten ein Ritzel weiter oder sogar eines zurück und dafür vorne ein Blatt weiter, weil das die nächste Zwischenstufe ergibt. Letzteres macht mMn mehr Sinn, dann kann man nämlich den LongPress verwenden um gleich mehrere Gänge auf einmal zu schalten.
Die Automatik kann man ebenfalls stufenweise erweitern
a) Kadenz. Der Tretsensor wird ausgewertet, und man kann seine gewünschte Kadenz vorgeben. Wird die um X unter- oder überschritten schaltet die Automatik
b) Neigung. Es wird erkannt ob man bergauf oder bergab fährt, und anhand dessen kann die Wunschkadenz verschoben werden. Oder beim mehrfach-schalten bergauf/bergab wird automatisch auch vorne das Blatt gewechselt, nicht nur hinten.
c) Drehmoment. Die Fahrerleistung (Drehmoment mal Kadenz) wird berechnet, und eine gewünschte Wattzahl kann eingestellt werden.
Auch für den Derailleur gibt es drei Möglichkeiten. Da kann man aber nicht erweitern, sondern muss sich gleich am Anfang für eine entscheiden:
• Linearer Aktuator (Elektromotor mit Schraubenspindel), der am Schaltzug zieht (und loslässt) wie ein Schalthebel auch.
• Digital-Modellbauservo, das am Schaltzug zieht.
• Servo direkt am Derailleur befestigt/eingebaut. Das machen Shimano (DI2), SRAM (Eagle AXS), und Campagnolo (EPS). Teuer und unflexibel.
Den Aktuator verwenden z.B. die kommerziellen Nachrüst-Produkte "Archer Components D1x" (USA) und "X-Shifter" von Cell-Systems (Taiwan). Der Vorteil daran ist dass der Motor klein und billig ausfallen kann, weil die Spindel verhindert dass die Rückstellfedern den eingestellten Gang verschieben.
Den Servo am Schaltzug verwendet u.a. das Hobbyprojekt "Shift4Me". Nachteil ist dass das Servo ständig gegen den Zug der Rückstellfeder gegenhalten muss, und somit ständig Strom verbraucht.
Ein paar Selbstbauprojekte (z.B. "Diyshift") verbauen direkt ein Servo in den Derailleur und entfernen die Rückstellfedern, weil das Servo in beide Richtungen arbeitet. Dadurch kann man ein deutlich leistungsschwächeres und billigeres Servo verwenden als wenn man am Schaltzug zieht. Das Projekt mit Direkteinbau eines Servos in ein SRAM 5 Schaltwerk gefällt mir zwar gut, aber meine mechanischen Bearbeitungsmöglichkeiten (Ausrüstung, Werkstatt) sind eher begrenzt. Auch ist das Projekt schon 9 Jahre alt - ich würde lieber eine aktuellere Schaltung verwenden.
Der riesige Vorteil der Schaltzug-Nachrüster ist, dass sie mit jeder Schaltung funktionieren, die nur einen Bowdenzug zum Betätigen braucht. Also auch mit vielen Nabenschaltungen. Und man kann jedes Ketten-Schaltwerk mit jeder Kassette kombinieren, weil man beliebig einstellen kann wie weit der Motor fahren muss damit die Kette genau einen Gang weiterspringt. Man braucht also nicht mehr unbedingt ein 10-Gang-Schaltwerk für eine 10-Gang-Kassette, sondern kann auch andere nehmen.
Außerdem muss man nichts am Schaltwerk selber umbauen - man wechselt nur den Schaltzug. D.h. man kann auch sehr einfach wieder auf Schalthebel zurückrüsten und seine Elektronik mit Servo/Aktuator einfach zum nächsten Fahrrad/Pedelec mitnehmen.
Wenn man ein Digitalservo verwendet, braucht man mindestens eines mit 20kg Zugkraft. Da man nicht alle 2 Sekunden schaltet muss es nicht unbedingt ein Metallgetriebe sein. In Flugmodellen (insbesondere Heli) werden die Dinger viel mehr belastet als hier. Notfalls kauft man nach ein paar Jahren ein neues Servo für 25€...
Aber eigentlich gefällt mir der lineare Aktuator am besten, weil er wenig Strom verbraucht. Man wird mit einer Akkuladung wochenlang auskommen.
Da gibt es prinzipiell zwei Typen: mit Schrittmotor und die Billigvariante. Bei letzterer hat man das Problem dass man irgendwie feststellen muss wo genau die Spindel ist. Beim Schrittmotor zählt man einfach die Schritte. Shimano verbaut in der DI2 einen Billigmotor, und hat ein Flügelrad auf der Drehachse um mit einer Lichtschranke mitzählen zu können wieviel Umdrehungen der Motor gemacht hat.
Für den vorderen Umwerfer gibt es Projekte auf Youtube die ein Modellbauservo direkt auf die Mechanik einwirken lassen. Das geht deutlich einfacher zu realisieren als hinten. Alternativ kann man den Umwerfer so lassen und einfach am Schaltzug ziehen.
In jedem Fall reicht ein Controller und Akku für beide Schaltungen. Nur Servo/Aktuator braucht man zwei.
Archer Components D1x finde ich persönlich zu teuer. Kostet 417,50€ beim deutschen Vertrieb, kann nur einen Umwerfer (man braucht also zwei D1x für vorne und hinten, macht 835€ zusammen), keine Automatik. Die Software (iPhone, Android) ist auch schon ein Jahr alt...
Klar, der Trend geht zu 1x12 oder gar 1x13 statt 3x10. Dann braucht man eh nur einen Shifter. Mein Rad hat halt noch 3x8.
Der X-Shifter kostet zwar nur 248$, hat aber keinen deutschen Vertrieb, keine Automatik, kann nur einen Umwerfer. Was mich am meisten abschreckt sind nicht die Berichte dass die Kickstarter-Aktion fehlgeschlagen ist (war 2015-16 eine amerikanische Entwicklung, wurde 2018 von der taiwanesischen Firma Cell-Systems aufgekauft), sondern dass die Smartphone-Software zum Einstellen seitdem nicht aktualisiert wurde und immer noch auf den amerikanischen Entwickler verweist. Solange da nichts Neues von Cell-Systems selber kommt sollte man die Finger davon lassen.
Ich selber bin iPhone-Software-Entwickler, und würde eine iPhone.app für dieses Projekt entwickeln die mit den Möglichkeiten der Schaltung wächst. Gerne als Open Source. Für die Schaltung selber würde ich einen Arduino Nano 33 BLE verwenden, den man via Bluetooth mit dem Phone koppeln kann um die gewünschten Parameter einzustellen. Beispielsoftware um damit ein Digitalservo oder einen Aktuator anzusteuern gibt es zuhauf.
Wer sich beteiligen will - ich würde zunächst mal Beispiele von Projekten sammeln, wo man sich Erfahrungen abschauen kann. Phase 1.
Dann diskutieren welche Technik (Aktuator, Servo mit Zug, Servodirekteinbau) man verwendet. Phase 2
Dann das Servo bzw. den Aktuator besorgen, und die Basisansteuerung des Arduino erstellen. Phase 3
Parallel zu Phase 3 würde ich ein Rumpfprojekt einer iPhone.app erstellen welche mit dem Arduino via BLE kommunizieren kann.
Was danach kommt (Automatik, vorderer Umwerfer), sieht man dann...
P.S.: Im Titel steht zwar Kettenschaltung, aber die Zugvariante funktioniert natürlich auch mit jeder Nabenschaltung die nur einen Bowdenzug hat. Eine Enviolo Nuvinci, Rohloff oder uralte Sachs Pentasport geht damit erstmal nicht. Man könnte sich natürlich was basteln, dass an dem zweiten Zug gezogen wird wenn der erste Zug zurückgestellt wird.
Das Projekt sollte modular wachsen können:
1) Nur der hintere Derailleur wird elektrifiziert, und man kann nur manuell ("-", "+") schalten. Vorne bleibt der Bowdenzug-Schalthebel.
2) Schaltautomatik kann mit Taste "A" aktiviert werden, aber nach wie vor muss der vordere Umwerfer per Schalthebel bedient werden. Die Tasten ("-", "+") schalten zurück in den manuellen Modus.
3) Auch vorne wird elektrifiziert. Die Software schaltet ggf. beide Umwerfer obwohl nur ein Paar Taster ("-", "+") existiert.
Man könnte entweder durch die Länge des Tastendrucks entscheiden, also kurz drücken schaltet hinten, lange drücken schaltet vorne. Oder die Software berechnet die Entfaltung, und schaltet z.B. beim Druck auf "+" entweder nur hinten ein Ritzel weiter oder sogar eines zurück und dafür vorne ein Blatt weiter, weil das die nächste Zwischenstufe ergibt. Letzteres macht mMn mehr Sinn, dann kann man nämlich den LongPress verwenden um gleich mehrere Gänge auf einmal zu schalten.
Die Automatik kann man ebenfalls stufenweise erweitern
a) Kadenz. Der Tretsensor wird ausgewertet, und man kann seine gewünschte Kadenz vorgeben. Wird die um X unter- oder überschritten schaltet die Automatik
b) Neigung. Es wird erkannt ob man bergauf oder bergab fährt, und anhand dessen kann die Wunschkadenz verschoben werden. Oder beim mehrfach-schalten bergauf/bergab wird automatisch auch vorne das Blatt gewechselt, nicht nur hinten.
c) Drehmoment. Die Fahrerleistung (Drehmoment mal Kadenz) wird berechnet, und eine gewünschte Wattzahl kann eingestellt werden.
Auch für den Derailleur gibt es drei Möglichkeiten. Da kann man aber nicht erweitern, sondern muss sich gleich am Anfang für eine entscheiden:
• Linearer Aktuator (Elektromotor mit Schraubenspindel), der am Schaltzug zieht (und loslässt) wie ein Schalthebel auch.
• Digital-Modellbauservo, das am Schaltzug zieht.
• Servo direkt am Derailleur befestigt/eingebaut. Das machen Shimano (DI2), SRAM (Eagle AXS), und Campagnolo (EPS). Teuer und unflexibel.
Den Aktuator verwenden z.B. die kommerziellen Nachrüst-Produkte "Archer Components D1x" (USA) und "X-Shifter" von Cell-Systems (Taiwan). Der Vorteil daran ist dass der Motor klein und billig ausfallen kann, weil die Spindel verhindert dass die Rückstellfedern den eingestellten Gang verschieben.
Den Servo am Schaltzug verwendet u.a. das Hobbyprojekt "Shift4Me". Nachteil ist dass das Servo ständig gegen den Zug der Rückstellfeder gegenhalten muss, und somit ständig Strom verbraucht.
Ein paar Selbstbauprojekte (z.B. "Diyshift") verbauen direkt ein Servo in den Derailleur und entfernen die Rückstellfedern, weil das Servo in beide Richtungen arbeitet. Dadurch kann man ein deutlich leistungsschwächeres und billigeres Servo verwenden als wenn man am Schaltzug zieht. Das Projekt mit Direkteinbau eines Servos in ein SRAM 5 Schaltwerk gefällt mir zwar gut, aber meine mechanischen Bearbeitungsmöglichkeiten (Ausrüstung, Werkstatt) sind eher begrenzt. Auch ist das Projekt schon 9 Jahre alt - ich würde lieber eine aktuellere Schaltung verwenden.
Der riesige Vorteil der Schaltzug-Nachrüster ist, dass sie mit jeder Schaltung funktionieren, die nur einen Bowdenzug zum Betätigen braucht. Also auch mit vielen Nabenschaltungen. Und man kann jedes Ketten-Schaltwerk mit jeder Kassette kombinieren, weil man beliebig einstellen kann wie weit der Motor fahren muss damit die Kette genau einen Gang weiterspringt. Man braucht also nicht mehr unbedingt ein 10-Gang-Schaltwerk für eine 10-Gang-Kassette, sondern kann auch andere nehmen.
Außerdem muss man nichts am Schaltwerk selber umbauen - man wechselt nur den Schaltzug. D.h. man kann auch sehr einfach wieder auf Schalthebel zurückrüsten und seine Elektronik mit Servo/Aktuator einfach zum nächsten Fahrrad/Pedelec mitnehmen.
Wenn man ein Digitalservo verwendet, braucht man mindestens eines mit 20kg Zugkraft. Da man nicht alle 2 Sekunden schaltet muss es nicht unbedingt ein Metallgetriebe sein. In Flugmodellen (insbesondere Heli) werden die Dinger viel mehr belastet als hier. Notfalls kauft man nach ein paar Jahren ein neues Servo für 25€...
Aber eigentlich gefällt mir der lineare Aktuator am besten, weil er wenig Strom verbraucht. Man wird mit einer Akkuladung wochenlang auskommen.
Da gibt es prinzipiell zwei Typen: mit Schrittmotor und die Billigvariante. Bei letzterer hat man das Problem dass man irgendwie feststellen muss wo genau die Spindel ist. Beim Schrittmotor zählt man einfach die Schritte. Shimano verbaut in der DI2 einen Billigmotor, und hat ein Flügelrad auf der Drehachse um mit einer Lichtschranke mitzählen zu können wieviel Umdrehungen der Motor gemacht hat.
Für den vorderen Umwerfer gibt es Projekte auf Youtube die ein Modellbauservo direkt auf die Mechanik einwirken lassen. Das geht deutlich einfacher zu realisieren als hinten. Alternativ kann man den Umwerfer so lassen und einfach am Schaltzug ziehen.
In jedem Fall reicht ein Controller und Akku für beide Schaltungen. Nur Servo/Aktuator braucht man zwei.
Archer Components D1x finde ich persönlich zu teuer. Kostet 417,50€ beim deutschen Vertrieb, kann nur einen Umwerfer (man braucht also zwei D1x für vorne und hinten, macht 835€ zusammen), keine Automatik. Die Software (iPhone, Android) ist auch schon ein Jahr alt...
Klar, der Trend geht zu 1x12 oder gar 1x13 statt 3x10. Dann braucht man eh nur einen Shifter. Mein Rad hat halt noch 3x8.
Der X-Shifter kostet zwar nur 248$, hat aber keinen deutschen Vertrieb, keine Automatik, kann nur einen Umwerfer. Was mich am meisten abschreckt sind nicht die Berichte dass die Kickstarter-Aktion fehlgeschlagen ist (war 2015-16 eine amerikanische Entwicklung, wurde 2018 von der taiwanesischen Firma Cell-Systems aufgekauft), sondern dass die Smartphone-Software zum Einstellen seitdem nicht aktualisiert wurde und immer noch auf den amerikanischen Entwickler verweist. Solange da nichts Neues von Cell-Systems selber kommt sollte man die Finger davon lassen.
Ich selber bin iPhone-Software-Entwickler, und würde eine iPhone.app für dieses Projekt entwickeln die mit den Möglichkeiten der Schaltung wächst. Gerne als Open Source. Für die Schaltung selber würde ich einen Arduino Nano 33 BLE verwenden, den man via Bluetooth mit dem Phone koppeln kann um die gewünschten Parameter einzustellen. Beispielsoftware um damit ein Digitalservo oder einen Aktuator anzusteuern gibt es zuhauf.
Wer sich beteiligen will - ich würde zunächst mal Beispiele von Projekten sammeln, wo man sich Erfahrungen abschauen kann. Phase 1.
Dann diskutieren welche Technik (Aktuator, Servo mit Zug, Servodirekteinbau) man verwendet. Phase 2
Dann das Servo bzw. den Aktuator besorgen, und die Basisansteuerung des Arduino erstellen. Phase 3
Parallel zu Phase 3 würde ich ein Rumpfprojekt einer iPhone.app erstellen welche mit dem Arduino via BLE kommunizieren kann.
Was danach kommt (Automatik, vorderer Umwerfer), sieht man dann...
P.S.: Im Titel steht zwar Kettenschaltung, aber die Zugvariante funktioniert natürlich auch mit jeder Nabenschaltung die nur einen Bowdenzug hat. Eine Enviolo Nuvinci, Rohloff oder uralte Sachs Pentasport geht damit erstmal nicht. Man könnte sich natürlich was basteln, dass an dem zweiten Zug gezogen wird wenn der erste Zug zurückgestellt wird.
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