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ESPeedo ESP8266自行车“动力”传感器-经济有效的自行车运动员健身力向量仪

发布时间:2020-06-28 发布时间:
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价格实惠的健身功率计,使用ESP8266 WiFi模块,4个应变计,采用HX711 24位仪器放大器测量的Wheatsone排列。它适用于任何类型的自行车,对自行车的机械完整性的侵害极小。

许多有抱负的赛车/铁人三项/健身自行车手必须深入口袋,才能负担得起如今市面上定价过高的自行车电能表(现成的价格在700美元到1500美元之间)。

这个项目中的动机是探索和开发一个系统,这个系统将大大绕过高成本,降低到一个水平,在这个水平上,所有年轻和老练的赛车手都可以负担得起默认的标准工厂安装。目前市盈率为20美元至30美元。

 

基本系统要求如下:

  • 速度+最大速度+平均速度
  • 距离+累计距离(年)
  • 步调(踏板旋转计数器)
  • 功率计(曲柄臂上的称重传感器)
  • 无线网络日志记录
  • 用于更精确功率计算的高度计
  • 更精确功率计算的温度
  • 心率
  • 倾斜和横向运动测量。
  • 燃烧的卡路里

 

惠斯通电桥输出(将针对45-75千克克重的负载进行校准)

使用“超级胶水”将称重传感器放置在曲柄的正中间上表面(曲柄长175mm),也可使用双组分环氧树脂,但必须小心确保压力表紧贴表面。

表面必须平整光滑,使用240粒湿干砂纸,然后进行金属抛光,用丙酮进行脱脂。必须注意,在粘合阶段完成之前,指尖等部位的油或油脂不得接触到表面或应变计。

使用4个应变计:

并在此配置中置于曲柄上:

 

注意方向,水平方向是主动单元,垂直方向是温度平衡方向(有效地,它可以被视为被动单元)

似乎没有太多关于称重传感器定位的信息,大多数显示它们放置在曲柄的一半,或者它们可以放置在空心轴内,以获取扭转数据。最新的方法是在踏板内放置三维力传感器,因为力矢量不仅“沿着轨迹线”。

下面是该项目在“滚轴”上训练时折断的曲柄之一:

通常,商业产品的“功率”测量成本在700-1500美元之间,而此版本不超过25美元。

 

更详细的构建

ESP8266系列12

这将附着在曲柄臂上,并通过WiFi将其串行衍生数据传输到把手GUI(在服务器模式下也是一个ESP8266),软件在MOMO非常容易更改,直到完成机械操作。

OLED显示屏—— 一旦数据量变得非常有趣,就升级到TFT

簧片开关和磁铁,可能升级到霍尔效应SX

基本的速度和距离计算是直截了当的,而且工作得很好,但是该项目目前在Reed开关上使用状态改变轮询,这不是最好的,最好是使用中断(测试了一些中断代码,它也工作得很好,但是不确定的是将中断与任何形式的WiFi网络接入结合起来的影响,即速度影响)。

 

它们以惠斯通电桥的形式接线,如下所示:

称重传感器很小(与微型SD卡比较)

该项目使用的是一套完整的4个称重传感器,2个激活的IE,一个在flexion配置中,一个在extension配置中(一个在曲柄顶部,一个在曲柄下面以获得最大偏转)。

第二个2个称重传感器在电桥布置中是被动的,用作平衡电阻,补偿温度变化(以及某种程度上的噪声)。

称重传感器被送入HX711仪表差分(2通道)放大器,当被调查时,该放大器输出用于计算施加负载的数据。

板载ADC具有24位的令人惊叹的分辨率(24位用于测量±20 mV“惊人的范围)。



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