Hochsitzcola
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Dieses Thema treibt mich schon länger um. Alle kommerziell verfügbaren Tretlager-Drehmomentsensoren sind für Vierkant- oder Isis-Kurbeln. Der heutige "Standard" in der gehobenen Klasse ist aber Hollowtech II.
Aufbauend auf dem Sensor v5 habe ich zusammen mit @arozhkov2001 einen Sensor entwickelt, der mit einem Hollowtech II Tretlager funktioniert. Danke auch an @bjp, der mir eine Hollotech II Tretgarnitur zur Verfügung gestellt hat!
Die Energieübertragung vom rahmenfesten Transmitter zum mitdrehenden Receiver erfolgt drahtlos über ein Spulenpaar.
DMS auf dem Kurbelarm erfassen das Drehmoment. Das DMS-Signal wird mit einem OP verstärkt und über einen ATTiny85 in ein Rechtecksignal verwandelt, dessen Frequenz proportional zum Drehmoment ist. Dieses Rechecksignal wird auf drei parallele IR-LED gegeben. Diese Lichtpulse auf Receiverseite werden auf Transmitterseite mittels fünf paralleler IR-Photodioden empfangen und wiederum von einem ATTiny 85 in ein analoges Spannungssignal gewandelt, so daß das bereitgestellte Signal das gleiche ist wie von Sempu, E-Rider etc. bekannt.
Die Anordnung der Sende- und Empfangs-LEDs ist so gestaltet, daß gleichzeitig zum Drehmomentsignal ein PAS-Signal erzeugt wird.
Derzeit messe ich nur als Halbbrücke von einer Kurbel, dadurch daß die Tretlagerwelle, wie der Name Hollowtech schon sagt, hohl ist, ist es aber auch kein Problem, ein Kabel zur anderen Rahmenseite zu legen und mit einer Vollbrücke von beiden Kurbeln zu messen.
Im Video sieht man den Aufbau auf der Werkbank und das auf Transmitterseite empfangene Rechtecksignal, dessen Frequenz sich mit dem aufgebrachten Drehmoment ändert.
Hier zwei Screenshots bei unterschiedlichem Drehmoment.
Die Schaltungen auf Transmitter- und auf Receiver-Seite habe ich entworfen, @arozhkov2001 hat daraus das Platinenlayout gemacht. Bestellt haben wir dann in China bei JLCPCB.
Ein Wermutstropfen ist derzeit noch die relativ hohe Stromaufnahme von ca. [email protected]. Die ist sicherlich mit einer Ferritfolie zur Schirmung zu metallischen Nachbarbauteilen und Induktivitäten mit geringerem Innenwiderstand noch deutlich zu verbessern. Aber es funktioniert erst mal auch so!
Der Sensor ist nicht viel größer als eine 12er PAS-Scheibe und passt so an die linke Tretkurbel. Der Transmitter klemmt auf dem Kranz der Lagerschale, der Receiver wird derzeit im Gehäuse des Transmitters geführt, bei einer professionellen Lösung könnte der Receiver fest an der Kurbel vergossen sein und dann komplett berührungslos zum Transmitter arbeiten.
Ich warte derzeit noch auf Sender- Empfänger-Dioden mit einem engeren Abstrahlwinkel, um das PAS-Signal sauberer vom Drehmomentsignal trennen zu könnnen.
Hier eine alte Aufnahme, die Blöcke mit der hohen Frequenz transportieren das Drehmomentsignal, die Blöcke mit den Pausen werden als PAS-Signal ausgewertet, wie man sieht, ist ein Pausenblock noch zu schmal
Die Schaltpläne und der Bascom-Code für die Transmitter- und Receiverseite ist bei github zu finden:
GitHub - EBiCS/EBiCS_Hollowtech_TorqueSensor
Gruß
hochsitzcola
Aufbauend auf dem Sensor v5 habe ich zusammen mit @arozhkov2001 einen Sensor entwickelt, der mit einem Hollowtech II Tretlager funktioniert. Danke auch an @bjp, der mir eine Hollotech II Tretgarnitur zur Verfügung gestellt hat!
Die Energieübertragung vom rahmenfesten Transmitter zum mitdrehenden Receiver erfolgt drahtlos über ein Spulenpaar.
DMS auf dem Kurbelarm erfassen das Drehmoment. Das DMS-Signal wird mit einem OP verstärkt und über einen ATTiny85 in ein Rechtecksignal verwandelt, dessen Frequenz proportional zum Drehmoment ist. Dieses Rechecksignal wird auf drei parallele IR-LED gegeben. Diese Lichtpulse auf Receiverseite werden auf Transmitterseite mittels fünf paralleler IR-Photodioden empfangen und wiederum von einem ATTiny 85 in ein analoges Spannungssignal gewandelt, so daß das bereitgestellte Signal das gleiche ist wie von Sempu, E-Rider etc. bekannt.
Die Anordnung der Sende- und Empfangs-LEDs ist so gestaltet, daß gleichzeitig zum Drehmomentsignal ein PAS-Signal erzeugt wird.
Derzeit messe ich nur als Halbbrücke von einer Kurbel, dadurch daß die Tretlagerwelle, wie der Name Hollowtech schon sagt, hohl ist, ist es aber auch kein Problem, ein Kabel zur anderen Rahmenseite zu legen und mit einer Vollbrücke von beiden Kurbeln zu messen
.Im Video sieht man den Aufbau auf der Werkbank und das auf Transmitterseite empfangene Rechtecksignal, dessen Frequenz sich mit dem aufgebrachten Drehmoment ändert.
Hier zwei Screenshots bei unterschiedlichem Drehmoment.
Die Schaltungen auf Transmitter- und auf Receiver-Seite habe ich entworfen, @arozhkov2001 hat daraus das Platinenlayout gemacht. Bestellt haben wir dann in China bei JLCPCB.
Ein Wermutstropfen ist derzeit noch die relativ hohe Stromaufnahme von ca. [email protected]. Die ist sicherlich mit einer Ferritfolie zur Schirmung zu metallischen Nachbarbauteilen und Induktivitäten mit geringerem Innenwiderstand noch deutlich zu verbessern. Aber es funktioniert erst mal auch so!
Der Sensor ist nicht viel größer als eine 12er PAS-Scheibe und passt so an die linke Tretkurbel. Der Transmitter klemmt auf dem Kranz der Lagerschale, der Receiver wird derzeit im Gehäuse des Transmitters geführt, bei einer professionellen Lösung könnte der Receiver fest an der Kurbel vergossen sein und dann komplett berührungslos zum Transmitter arbeiten.
Ich warte derzeit noch auf Sender- Empfänger-Dioden mit einem engeren Abstrahlwinkel, um das PAS-Signal sauberer vom Drehmomentsignal trennen zu könnnen.
Hier eine alte Aufnahme, die Blöcke mit der hohen Frequenz transportieren das Drehmomentsignal, die Blöcke mit den Pausen werden als PAS-Signal ausgewertet, wie man sieht, ist ein Pausenblock noch zu schmal
Die Schaltpläne und der Bascom-Code für die Transmitter- und Receiverseite ist bei github zu finden:
GitHub - EBiCS/EBiCS_Hollowtech_TorqueSensor
Gruß
hochsitzcola
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