• La biciclete, schimbatorul de viteze are rolul de a muta lantul pe o roata dintata (in cazul proiectului, pe un pinion) mai mare sau mai mica, pentru a modifica numarul de rotatii efectuate de roata pentru fiecare rotatie completa a pedalelor.Astfel biciclistul poate inainta folosind acelasi efort atat pe teren accidentat, la deal (cu o viteza mai mica) cat si pe asfalt, la vale (cu o viteza mai mare).
• Scopul proiectului este de automatizare a procesului de schimbare a vitezelor, capabil sa decida cand este nevoie de schimbare analizand viteza, cadenta si inclinarea curenta si actionand in consecinta. Astfel biciclistul scapa de grija schimbarii vitezelor si se poate concentra 100% pe pedalat .
• Ideea de la care am pornit a fost, evident, transmisia automata de pe autoturisme, venita in ajutorul soferilor, similar, pentru a-i scapa pe acestia de schimbatul vitezelor manual.
• Proiectul este util atat pentru biciclistii incepatori,care nu stiu cum sa isi ajusteze viteza la conditiile in care se afla, cat si pentru cei mai experimentati care vor sa mentina cu precizie un nivel de efort constant.

Lista piese:

• Microcontroller
• Motor cu reductor
• Senzor Hall * 2
• Senzor giroscop
• Convertor tensiune DC-DC * 2
• Breadboard
• Fire
• Baterie 12V

Microcontroller-ul va folosi pinii GPIO3 si GPIO4 ca pini de output (pentru a controla modulul releu cu doua canale, si implicit motorul), si pinii GPIO2 si GPIO1 ca pini de input pentru a citi datele de la senzorii Hall. De asemenea, pinii SDA si SCL se vor folosi pentru comunicatia prin I2C cu senzorul de giroscop.

Modulul releu cu 2 canale permite ca fiecare din cei doi pini ai motorului sa fie conectat la alimentarea de 12V sau la masa, in functie de starea releului corespunzator. Astfel, se poate alimenta motorul in ambele sensuri (pentru a putea schimba vitezele in ambele sensuri - alimentand un pin la 12V si celalalt la masa), si se poate si opri.

Senzorul Hall trimite datele in format digital (detectarea unui camp magnetic). Sensibilitatea senzorului se ajusteaza folosind un potentiometru.

Deoarece motorul trebuie alimentat la 12V, microcontrollerul si modulul releu la 3V, iar restul senzorilor la 5V, se folosesc 2 convertoare de tensiune DC-DC, pentru a trece de la 12V la 5V, respectiv 3V. Tensiunea de iesire se regleaza cu ajutorul unui potentiometru.

Schema electrica:

Stadiu actual al implementarii hardware:

Deoarece mecanica implicata in schimbarea vitezelor cu ajutorul unui motor mi s-a parut una dintre cele mai provocatoare parti ale proiectului, am incercat mai intai sa montez motorul, dar acesta sa fie controlat de un simplu intrerupator - practic schimbarea vitezelor se face tot “manual”, dar cu ajutorul motorului . In proiectul final, intrerupatorul va fi inlocuit de relee, care prin semnalul primit de la microcontroller vor comanda schimbarea vitezei.

Initial am vrut sa folosesc un motor pas cu pas pentru a controla cu exactitate lungimea de cablu trasa de motor pentru a trece de la o viteza la alta. Am renuntat la aceasta varianta din cauza cantitatii mari de curent consumate de motorul pas cu pas pentru a mentine o anumita pozitie. Am optat in final pentru un motor cu reductor, care, pe langa cuplul mare pe care il ofera, nu consuma curent cand stationeaza.

Instalatia experimentala din imaginea de mai jos a reusit sa schimbe toate vitezele, in ambele sensuri .

Se observa in partea din fata intrerupatorul care comanda momentan schimbarea vitezei, sub sa cutia in care se afla bateria de 12V (de dimensiuni cam mari, dar este doar un prototip ), iar intre cutie si cadru motorul care infasoara/desfasoara cablul care duce la deraior.

Export to PDF