Hallo, ich möchte ein Fahrrad-Tachymeter bauen, welches den Nabendynamo sowohl als Stromquelle als auch zur Messung benutzt. Zur Anzeige möchte ich ein Drehspulinstrument (Reichelt Nr. PM 2-100µA) benutzen. Die Anfordungen lauten wiefolgt: - Der Nabendynamo erzeugt eine Wechselspannung bis 20V rms ohne die Last der Lampe bei 5-50Hz. Ist die Lampe an, so beträgt die Spannung ca. 6V für alle Geschwindigkeiten über Schrittgeschwindigkeit. - Das Tachymeter soll nur den Dynamo als Energiequelle brauchen. - Es sollte schon bei Schrittgeschwindigkeit mit angeschalteter Lampe (ca 1V rms) funkionieren. - Es sollte möglichst stromsparend sein, heißt das Licht sollte nicht allzusehr beeinträchtigt werden (Größenordnung mA). - Die Funktion sollte über mehrere Sekunden bei Stillstand nach vorherigem Fahren gehalten werden (Supercap). - Die Komponenten sollten alle als Through-Hole erhältlich sein für einfachen Aufbau auf einer Lochrasterplatine. Ich habe mir dazu den angehängten Schaltplan überlegt: Die Wechselspannung wird gleichgerichtet und als 3V Versorgungsspannung genutzt. Die Nulldurchgänge der Dynamospannung werden mit einem Optokoppler gemessen und mit einem 555-Timer zu einem Puls konstanter Länge geformt. Dieses Signal wird durch einen RC-Tiefpass mit einer Zeitkonstante von ca 0.5s gemittelt und durch einen OV in ein Stromsignal umgewandelt, welches auf dem Drehspulinstrument angezeigt wird. Die grundhafte Idee ist, ein PWM-Signal zu erzeugen dessen Duty-Cycle (und damit der Mittwert) proportional zur Geschwindigkeit ist. Die Frequenz des Dynamos ist proportional zur Geschwindigkeit und die Pulsweite fest. Bei 100% Duty-Cycle ist die Maximalgeschwindigkeit erreicht, welche direkt durch die Pulsdauer festgelegt ist. Bei einigen Dingen bin ich mir noch nicht sicher: 1. Ich würde gerne einen Spannungs-Doppler für die Gewährleistung der Versorgung bei geringen Drehzahlen verwenden. Allerdings würde das bei höheren Geschwindigkeiten sehr ineffizient sein, da der Linearregler all die Leistung verschwendet. Gibt es eine einfachere Lösung als einen Buck/Boost-Converter dafür? Wegen der niedrigen Frequenz wäre ein Trafo vermutlich zu groß und schwer. 2. Die Versorgungsspannung sollte möglichst niedrig sein. Der TLC555 benötigt 1.2V, der OPA340 1.5V. Habt ihr andere Vorschläge für Niederspannungs Single-Supply Rail-to-Rail OVs? Kommentare und zum allgemeinen Entwurf und Vorschläge nehme ich auch gerne.
Angehängte Dateien:
-
schaltplan.png
8,6 KB
Beachte, dass das Verhältnis von Drehzahl zu Geschwindigkeit von der Reifengröße und auch Reifendruck abhängig ist. Am Besten misst man gleichzeitig die Geschwindigkeit noch per GPS und gleicht es kontinuierlich miteinander ab. Kamal A. schrieb: > Drehspulinstrument Ob das die kontinuierlichen Vibrationen aushält?
Niklas G. schrieb: > Beachte, dass das Verhältnis von Drehzahl zu Geschwindigkeit von der > Reifengröße und auch Reifendruck abhängig ist. Reifengröße kenne ich, und der Reifendruck variiert den Umfang zu vielleicht 5%. Ich würde mich mit 10% Genauigkeit zufriedengeben. GPS sprengt etwas den Rahmen des Projekts; Außerdem brauchen die doch viel Strom? Niklas G. schrieb: > Ob das die kontinuierlichen Vibrationen aushält? Guter Einwand, das werde ich sehen. Alternativ kann ich das Analogsignal mit einem kleinen RC-Servo anzeigen.
Kamal A. schrieb: > Außerdem brauchen die doch viel Strom? Viel weniger als das was ein Dynamo liefert. Kamal A. schrieb: > Alternativ kann ich das Analogsignal mit einem kleinen RC-Servo > anzeigen. Der braucht aber mehr Strom als ein GPS-Modul 😉
Moin, Kamal A. schrieb: > Bei einigen Dingen bin ich mir noch nicht sicher: > 1. Ich würde gerne einen Spannungs-Doppler für die Gewährleistung der > Versorgung bei geringen Drehzahlen verwenden. > Allerdings würde das bei höheren Geschwindigkeiten sehr ineffizient > sein, da der Linearregler all die Leistung verschwendet. Bei hohen Geschwindigkeiten hast du aber auch viel Leistung zur Verfügung. Ausserdem verbraucht das System eh nur wenig Strom. > Kommentare und zum allgemeinen Entwurf und Vorschläge nehme ich auch > gerne. Poti R1 mit Kondensator ermöglichst ziemlich große Zeitkonstanten. So ein Dynamo wird eine Wechselspannung von vielleicht bis zu 30Hz liefern. Die Einschaltzeit vom NE555 darf also nicht länger als eine 30stel Sekunde sein. Kann man mit dem Poti einstellen, aber ein kleinerer wäre besser. Bist du dir sicher, das die Priorisierung von Th und Tr so arbeitet, wie du es möchtest? Na gut, egal, geht trotzdem nicht. Was, wenn Tr=0 ist, der Timer schaltet ein, liefert high bis zum Ende der Zeit und entlädt wieder und der Steuerinput ist immer noch auf 0 (also nicht schon wieder weil schnell, sondern immernoch weil langsam)? Dann läuft der Timer sofort wieder los. Du brauchst eine Schaltung die einmal beim Nulldurchgang startet und nicht eine die immer gleich läuft, wenn der Eingang einen Status von irgendwas hat. Hier im Forum gabs mal den Verweis auf CD4538. Der wird durch Fanken gesteuert, nicht durch Zustände. Gruß, Roland
Den OpAmp kannste dir sparen, denn das Instrument mittelt das schon alleine aus. Du kannst das direkt mit den Pulsen aus einem Monoflop antreiben. Die grundlegende Idee ist aber richtig, Monoflops sind dafür die richtige Wahl. Das grösste Problem ist die Speisung mit einer stabilen Gleichspannung, denn jede Schwankung wirkt sich direkt auf die Anzeige aus.
Roland D. schrieb: > Was, wenn Tr=0 ist, > der Timer schaltet ein, liefert high bis zum Ende der Zeit und entlädt > wieder und der Steuerinput ist immer noch auf 0 (also nicht schon wieder > weil schnell, sondern immernoch weil langsam)? Dann läuft der Timer > sofort wieder los. > Hier im Forum gabs mal den Verweis auf CD4538. Der wird durch Fanken > gesteuert, nicht durch Zustände. Guter Einwand, ich weiß nicht ob Thres oder Trig Priorität nimmt. Ich gucke mir mal flankensteuerte Timer an. Alternativ kann ich das Trigger-Signal auch durch ein RC-Glied in Reihe passiv zu einem kurzen Puls machen, unter der Annahme dass die Flanke konsistent steil genug ist. Matthias S. schrieb: > Den OpAmp kannste dir sparen, denn das Instrument mittelt das schon > alleine aus. Du kannst das direkt mit den Pulsen aus einem Monoflop > antreiben. Stimmt, das wäre natürlich eine elegantere Lösung! Muss schauen ob das bei <10Hz noch gut aussieht, sonst irgendwo noch ein großer Kondensator.
Kamal A. schrieb: > Alternativ kann ich das Trigger-Signal auch durch ein RC-Glied in Reihe > passiv zu einem kurzen Puls machen Das musst du sogar tun, anderenfalls funktioniert die Sache nicht, weil der Triggereingang "high" sein muss, bevor die Monoflop-Zeit abgelaufen ist. Da die Zeitkonstante nach der höchsten Frequenz, also rel. kurz, einzustellen ist, würde bei niedrigen Frequenzen der Triggereingang zu lange "low" bleiben.
Kamal A. schrieb: > ich möchte ein Fahrrad-Tachymeter bauen, welches den Nabendynamo sowohl > als Stromquelle als auch zur Messung benutzt. Da Tachymeter im Allgemeinen ortsfest betrieben werden, wäre das eine eher sinnlose Umsetzung. https://de.wikipedia.org/wiki/Tachymeter_(Geod%C3%A4sie)
Andreas S. schrieb: > Kamal A. schrieb: >> ich möchte ein Fahrrad-Tachymeter bauen, welches den Nabendynamo sowohl >> als Stromquelle als auch zur Messung benutzt. > > Da Tachymeter im Allgemeinen ortsfest betrieben werden, wäre das eine > eher sinnlose Umsetzung. > > https://de.wikipedia.org/wiki/Tachymeter_(Geod%C3%A4sie) So sieht es aus. Auch das andere Gerät, das Tachymeter genannt wird, ist wohl nicht gemeint (https://de.wikipedia.org/wiki/Tachymeter) Aber wahrscheinlich wollte der OP uns nur imprägnieren mit seiner großen Kenntnis von Graetzismen!!1!elf https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Gräzismen
Andreas S. schrieb: > https://de.wikipedia.org/wiki/Tachymeter_(Geod%C3%A4sie) Ah, ja das war wohl ein Freudscher Versprecher. Tatsächlich besitze ich auch ein (Theodolit-) Tachymeter mit dem ich mich in letzter Zeit viel auseinandergesetzt habe. Natürlich ist ein Tachometer gemeint :)
Angehängte Dateien:
-
schaltplan2.png
5,7 KB
Ok, ich habe folgenden Schaltkreis erfolgreich getestet. Um eine konsistente Flanke für Anfang vom Puls zu erzeugen habe ich einfach einen weiteren 555-Timer als Schmitt-Trigger eingefügt und die Ableitung des Signals durch einen Kondensator erzeugt. Der Schaltkreis funktioniert und gibt eine Ausgangsspannung die proportional zur Eingangsfrequenz ist. Getestet habe ich mit einem Funktionsgenerator und einer sauberen Sinuswelle. Mit einer Versorgungsspannung von 1.5V lief es noch einwandfrei. Als nächstes werde ich es mit dem Dynamo testen. Da die Versorgungsspannung so klein sein kann, denke ich, dass eine Schottky-Diode mit einem Kondensator und einem Linearregler aussreichen wird. Ich muss noch schauen ob Drehspul-Messwerk zur Mittlung eines gepulsten Signals geeignet ist. Ich denke mit einer TVS-Diode, Vorwiderstand und ggf. einem Kondensator sollte es klappen.
Kamal A. schrieb: > und der Reifendruck variiert den Umfang zu vielleicht 5%. Kann ich mir kaum vorstellen, das müsste weniger sein, oder sind das ultrafette Monsterballonreifen?
Harald K. schrieb: > Kamal A. schrieb: >> und der Reifendruck variiert den Umfang zu vielleicht 5%. > > Kann ich mir kaum vorstellen, das müsste weniger sein, oder sind das > ultrafette Monsterballonreifen? https://media.zenfs.com/de_DE/News/contentfleet/riesiges-monster-bike-schwerstes-fahrbares-fahrrad-der-welt-rollt-tatsachlich-84230.jpg
:
Bearbeitet durch User
Harald K. schrieb: > Kamal A. schrieb: >> und der Reifendruck variiert den Umfang zu vielleicht 5%. > > Kann ich mir kaum vorstellen, das müsste weniger sein, oder sind das > ultrafette Monsterballonreifen? Ja, das wahr eher eine grobe pessimistische Fehlerabschätzung. Bei 5mm auf 28 Zoll sind es weniger als 1%.
Kamal A. schrieb: > Ja, das wahr eher eine grobe pessimistische Fehlerabschätzung. Bei 5mm > auf 28 Zoll sind es weniger als 1%. Allerdings liegt der wirksame Radius im unbelasteten Zustand nicht bei 28 Zoll, sondern z. B. bei einem Stadtrad (Reifengröße 28x622) bei circa 13 Zoll. SCNR.
:
Bearbeitet durch User
Kamal A. schrieb: > Ich muss noch schauen ob Drehspul-Messwerk zur Mittlung eines gepulsten > Signals geeignet ist. Ich denke mit einer TVS-Diode, Vorwiderstand und > ggf. einem Kondensator sollte es klappen. Du willst von 5 bis 50 Hz arbeiten. Dann müssen die Impulse kürzer als 20 ms sein. Die Impulspause ist also im Worst case 180 ms lang, in der langen Zeit fällt der Zeiger deutlich sichtbar in Richtung Nullpunkt zurück. Ohne C geht da also gar nichts. Bedenke auch den Erschütterungsschutz. Üblicherweise haben solche Instrumente einen Kurzschlussbügel für den Transport. Bei dir muss die Treiberschaltung das erledigen – besser wäre vielleicht eine sehr niederohmige Ansteuerung.
Angehängte Dateien:
Kamal A. schrieb: > Ok, ich habe folgenden Schaltkreis erfolgreich getestet. Die Schaltung funktioniert wohl, aber die ist unnötig aufwendig. Was soll R3 bewirken? Der Ausgang des TLC bestimmt dort niederohmig den Pegel, R3 verheizt nur unnötig Leistung. Wenn man R4 nicht an die Versorgung legt, sondern an CV, ist der Trigger auf 2/3VCC vorgespannt und man kommt mit weniger Spannungshub an TRIG aus. Man kann jetzt den C3 extrem verkleinern und mit der Flankensteilheit am Ausgang des ersten TLC den Strom in TRIG des zweiten auf ein paar µA festlegen (I=C*dU/dt) und dadurch die Klemmdiode D1 einsparen. Siehe Anhang. In der Simulation geht sogar C3=1pF. Ein Nabendynamo bringt auch bei 5km/h deutlich mehr als 3V, wie man den den nervig flackernden LED-Scheinwerfern bei geschobenen Fahrrädern sehen kann. Die Auslegung auf 1,5V scheint mir daher übertrieben.
Arno R. schrieb: > Was soll R3 bewirken? Der Ausgang des TLC bestimmt dort niederohmig den > Pegel, R3 verheizt nur unnötig Leistung. Wenn man R4 nicht an die > Versorgung legt, sondern an CV, ist der Trigger auf 2/3VCC vorgespannt > und man kommt mit weniger Spannungshub an TRIG aus. Man kann jetzt den > C3 extrem verkleinern und mit der Flankensteilheit am Ausgang des ersten > TLC den Strom in TRIG des zweiten auf ein paar µA festlegen (I=C*dU/dt) > und dadurch die Klemmdiode D1 einsparen. Danke, das sind sehr gute Einwände! R3 hatte ich wohl von einem vorherigen Aufbau dringelassen. Ich werde die vereinfachte Schaltung mal testen. Arno R. schrieb: > In der Simulation geht sogar C3=1pF. Bei so niedrigen Kapazitäten würde ich mir Sorgen machen, dass Spannungsspitzen und parasitäre Kopplung falsche Trigger erzeugen, oder? Arno R. schrieb: > Ein Nabendynamo bringt auch bei 5km/h deutlich mehr als 3V, wie man den > den nervig flackernden LED-Scheinwerfern bei geschobenen Fahrrädern > sehen kann. Die Auslegung auf 1,5V scheint mir daher übertrieben. Ich hatte halt mit dem Multimeter gemessen, und das hat ca 1.5Vrms angezeigt. Ob man dem billigen Gerät bei 5Hz vertrauen kann, weiß ich allerdings nicht. Ich möchte es auf möglichst niedrige Versorgungsspannung auszulegen; So bekomme ich das Meiste aus dem Speicher-Kondensator heraus.
Kamal A. schrieb: > Arno R. schrieb: >> In der Simulation geht sogar C3=1pF. > > Bei so niedrigen Kapazitäten würde ich mir Sorgen machen, dass > Spannungsspitzen und parasitäre Kopplung falsche Trigger erzeugen, oder? Deswegen habe ich in der Schaltung auch 10p eingetragen. Das Prinzip funktioniert zuverlässig, ich habe das schon seit Jahrzehnten in Eigenbaugeräten im Einsatz (optische Frequenzmesser). Kamal A. schrieb: > Ich hatte halt mit dem Multimeter gemessen, und das hat ca 1.5Vrms > angezeigt. Die Kurvenform ist entscheidend, nicht der Effektivwert. Wenn der Stromverbrauch der Schaltung gering ist, dann hat die Schaltung die Spitzenspannung als Versorgung. Also mit Oszi messen.
Moin, Harald K. schrieb: > Kamal A. schrieb: >> und der Reifendruck variiert den Umfang zu vielleicht 5%. > > Kann ich mir kaum vorstellen, das müsste weniger sein, oder sind das > ultrafette Monsterballonreifen? Dürfte sogar komplett egal sein. Der Reifen hat Gewebe drin, ist also quasi nicht dehnbar. Ergo ändert sich der Umfang exakt gar nicht. Gruß, Roland
Roland D. schrieb: > Dürfte sogar komplett egal sein. Der Reifen hat Gewebe drin, ist also > quasi nicht dehnbar. Ergo ändert sich der Umfang exakt gar nicht. Also bei mir macht es einen Unterschied von ca. 10 mm, ob ich mit minimalem oder maximalem Luftdruck fahre, und zwar unabhängig von der Dehnbarkeit des Mantels.
Andreas S. schrieb: > Roland D. schrieb: >> Dürfte sogar komplett egal sein. Der Reifen hat Gewebe drin, ist also >> quasi nicht dehnbar. Ergo ändert sich der Umfang exakt gar nicht. > > Also bei mir macht es einen Unterschied von ca. 10 mm, ob ich mit > minimalem oder maximalem Luftdruck fahre, und zwar unabhängig von der > Dehnbarkeit des Mantels. Klar. Der wirksame Radius des Rades (der bestimmt die Drehzahl!) ändert sich mit der Belastung und auch mit dem Luftdruck. Da muss sich gar nichts dehnen, da ändert sich einfach die Form des Querschnitts.
Roland D. schrieb: > Dürfte sogar komplett egal sein. Der Reifen hat Gewebe drin, ist also > quasi nicht dehnbar. Ergo ändert sich der Umfang exakt gar nicht. Übers exakt könnte man streiten. Im Aufnehmen von Zugkräften ist die Karkasse tatsächlich super. Und der Luftdruck im inneren bewirkt auch kräftig Zugkräfte in der Karkasse. Der Fahrer, bzw sein Gewicht arbeiten aber dagegen, und in die Richtung ist der Reifen verformbar, sonst wär der Ritt unkomfortabler als die mieserable Radwegsqualität ihn jetzt schon macht.:D Weiter vor Augen führen kann man sich das, wenn man an die flache Aufstandsfläche denkt. Flache Fläche und unverformbarer runder Reifen gehen auch nicht gut miteinander :D
Kamal A. schrieb: > - Der Nabendynamo erzeugt eine Wechselspannung bis 20V rms ohne die Last > der Lampe bei 5-50Hz Wenn es nicht unbedingt analog sein muß, wäre ein digitaler Frequenz/Spannungs-Umsetzer gerade bei diesen niedrigen Frequenzen vorteilhaft: http://mino-elektronik.de/fmeter/fm_software.htm#bsp11 Da wird jede Periode des Eingangssignal gemessen und per PWM (ca. 10 kHz) als analoges Signal ausgegeben. Der ATtiny44 ist auch in einem 14-pol. DIL-Gehäuse erhältlich und läuft ab 1,8 VDC. Bei meinem Rad liefert der Nabendynamo 17 Impulse/Umdrehung. Anhand des Radumfanges (aufs Fahrrad setzen und Umfang durch Abrollen ausmessen: 2,16 m bei 28"), kann man neben der Geschwindigkeit auch gleich die gefahrene Strecke +++ messen. Wegen der niedrigen Spannung mit eingeschaltetem Licht, würde ich das Licht separat erst dann zuschalten, wenn die Ausgangsspannung hoch genug. Das sollte schon beim Schieben mit Schrittgeschwindigkeit erreicht sein. Dies nur als Anmerkung.
Kamal A. schrieb: > Niklas G. schrieb: >> Beachte, dass das Verhältnis von Drehzahl zu Geschwindigkeit von der >> Reifengröße und auch Reifendruck abhängig ist. > > Reifengröße kenne ich, und der Reifendruck variiert den Umfang zu > vielleicht 5%. Ich würde mich mit 10% Genauigkeit zufriedengeben. Wenn Du es genauer brauchst, solltest Du ein Peiselerrad benutzen. :-)
Angehängte Dateien:
-
kilometerzaehler.jpg
130 KB
Mi N. schrieb: > Wenn es nicht unbedingt analog sein muß, wäre ein digitaler > Frequenz/Spannungs-Umsetzer gerade bei diesen niedrigen Frequenzen > vorteilhaft: > http://mino-elektronik.de/fmeter/fm_software.htm#bsp11 > Da wird jede Periode des Eingangssignal gemessen und per PWM (ca. 10 > kHz) als analoges Signal ausgegeben. Der ATtiny44 ist auch in einem > 14-pol. DIL-Gehäuse erhältlich und läuft ab 1,8 VDC. In einem vorherigen Projekt (siehe Bild) habe ich etwas Ähnliches mit einemATTiny85 gemacht, welcher ein Zählwerk aus einem alten Stromzähler treibt. Allerdings war die Schaltung für die Generierung des Strompulses sehr ineffizient, weshalb er nur ohne Licht funktionierte. Mi N. schrieb: > Wenn es nicht unbedingt analog sein muß Nicht unbedingt, aber ich möchte nicht alles mit dem Mikrocontroller-Hammer angehen, was auch "einfacher" geht. Tatsächlich könnte ich auch noch primitiver gehen: https://www.ebay.de/itm/395334070988 Alte Fahrrad-Tachometer nutzen eine rein mechanische Übertragung und sehen echt schick aus. Allerdings ist das Verhältnis fest und nicht auf Raddurchmesser justierbar.
:
Bearbeitet durch User
Kamal A. schrieb: > In einem vorherigen Projekt (siehe Bild) habe ich etwas Ähnliches mit > einemATTiny85 gemacht, welcher ein Zählwerk aus einem alten Stromzähler > treibt. Allerdings war die Schaltung für die Generierung des Strompulses > sehr > ineffizient, weshalb er nur ohne Licht funktionierte. Dann hast Du ja noch einen passenden Controller übrig. Mit internem Takt heruntergeteilt auf 1 MHz wird die Stromaufnahme < 1 mA bleiben. Kamal A. schrieb: > - Die Funktion sollte über mehrere Sekunden bei Stillstand nach > vorherigem Fahren gehalten werden (Supercap). Hier vielleicht einfach einen ausgelutschten LiIon Akku eines Mobiltelefons nehmen? Damit hat man sofort eine konstante Versorgungsspannung, die Stromaufnahme der Beleuchtung stört nicht mehr, bei Stillstand geht der µC in den stromsparenden µA Bereich und wenn der Akku sein Lebensende erreicht hat, findet sich schnell Ersatz.
Da dachte ich daran, mal eben einen Frequenz/Spannungs-Wandler für den ATtiny85 anzupassen, und wußte garnicht mehr, daß ich soetwas schon in der Schublade habe. Trotz 'float'-Berechnungen läuft das Programm auch schon mit einem ATtiny25. Die Eingangsfrequenz kann im Bereich 0,5 - 50 Hz liegen und die Ausgangsspannung im Bereich 0 - Vcc mit 256 Stufen. Vielleicht probierst Du es einfach aus.
Roland D. schrieb: > Harald K. schrieb: >> Kamal A. schrieb: >>> und der Reifendruck variiert den Umfang zu vielleicht 5%. >> >> Kann ich mir kaum vorstellen, das müsste weniger sein, oder sind das >> ultrafette Monsterballonreifen? > > Dürfte sogar komplett egal sein. Der Reifen hat Gewebe drin, ist also > quasi nicht dehnbar. Ergo ändert sich der Umfang exakt gar nicht. Na ja, der äußere Umfang ändert sich kaum, nur der wirksame ("Umlauf"-) -Umfang, -Durchmesser, -Radius halt. Bei allem Druck darin (der übrigens auch mal weit unterh. "Nenndruck" sein kann...) bleibt das Konstrukt kompressibel - siehe: J. T. schrieb: > in die Richtung > ist der Reifen verformbar, sonst wär der Ritt unkomfortabler als die > mieserable Radwegsqualität ihn jetzt schon macht. :D So ist es wohl. Um das zu wissen, sollte/müßte man wahrscheinlich schon mal ein Fahrrad selbst benutzt, oder allerwenigstens aus nächster Nähe gesehen haben, wie jemand darauf sitzt. Hat er ja evtl. noch gar nie, wer weiß?
Moin, Alfred B. schrieb: > Roland D. schrieb: >> Dürfte sogar komplett egal sein. Der Reifen hat Gewebe drin, ist also >> quasi nicht dehnbar. Ergo ändert sich der Umfang exakt gar nicht. > > Na ja, der äußere Umfang ändert sich kaum, nur der wirksame > ("Umlauf"-) -Umfang, -Durchmesser, -Radius halt. Wenn sich der Umfang nicht ändert und dieser Umfang nicht auf der Straße rutscht, dann muss dieser Umfang komplett abgerollt werden wenn das Rad eine Umdrehung macht. Ganz egal welche Form das Rad bei Verformung hat. Allerdings wurde hier schon ein gültiger Einwand gebracht, ich widerhole das mal mit eigenen Worten: Es berührt ja nicht nur die Mitte der Lauffläche die Straße sondern auch Bereich rechts und links daneben, je weniger Druck desto breiter. Diese Bereiche haben aber einen kleineren Umfang. Deswegen muss die Mitte der Lauffläche auf der Straße quasi nach hinten rutschen oder die Seiten der Lauffläche (besser Berührungsfläche mit der Straße) müssen nach vorne rutschen. Sonst geht die Sache einfach nicht auf. Tatsächlich wird es kein Rutschen geben, sondern die Schubspannungen werden durch Verformung des Profils aufgenommen. Dennoch läuft die Auflagefläche mit einer quasi Kompromissgeschwindigkeit zwischen einem großen Rad und einem etwas kleineren. Gruß, Roland
Roland D. schrieb: > Allerdings wurde hier schon ein gültiger Einwand gebracht, Bezogen auf das Klasse 2,5 Messwerk lasset uns rechnen: 28" * 0,025 = 0,7" => 17,78 mm Der Durchmesser bzw. Umfang kann somit +/- 18 mm schwanken bevor die Messgenauigkeit des Drehspulinstrumentes überschritten wird. Amen Selber habe ich an meinem Rad noch einmal gemessen. Der Nabendynamo hat 14 Impulse/Umdrehung. Da hatte ich etwas in falscher Erinnerung. Bei 5 km/h ergeben sich daraus 9 Impulse/s des Dynamos. Mit einem xy814 Optokoppler erzeugen beide Halbwellen je einen Impuls: 18 Impulse/s oder 18 Hz. Traut man seinem Fahrrad bergab mit Rückenwind noch 50 km/h zu, benötigt man einen Messbereich von 18 - 180 Hz. In dem Bereich können auch die Monos schon so gut floppen, daß der Zeiger nicht mehr wackelt. Wiederum bei 5 km/h liefert der Dynamo >= 3 Vs. Mit Spannungsverdoppler (Ladungspumpe) kann man schon beim Schieben stabile 3 V Versorgungsspannung erhalten. Mit < 1 mA Laststrom ist es auch kein Problem, Überspannung ohne große Verlustleistung anzublocken. Bei eingeschalteter LED-Beleuchtung und 'normaler' Geschwindigkeit werden ca. 8 Vs erzeugt, wobei die Schaltung in der Leuchte die Spannung kappt. Vielleicht hilft es jemandem weiter.
Mi N. schrieb: > Bezogen auf das Klasse 2,5 Messwerk lasset uns rechnen: > 28" * 0,025 = 0,7" => 17,78 mm > Der Durchmesser bzw. Umfang kann somit +/- 18 mm schwanken bevor die > Messgenauigkeit des Drehspulinstrumentes überschritten wird. Dann aber richtig rechnen. ;-) Wie ich schon gesagt hatte: Es geht um den für die Drehzahl *wirksamen Radius*, das ist der Abstand zwischen Achsenmitte und Boden. Der Reifen drückt sich ja an der Stelle platter, die auf dem Boden aufliegt. Der Umfang ändert sich dabei praktisch nicht, und der Durchmesser ist dabei nicht relevant. Also musst du die 28" halbieren. Aber auch das ist noch ziemlich ungenau. Die Umfänge der sogenannten 28-Zöller (Typangabe xx-622) liegen zwischen 2067 und 2280 mm, das ist eine Spanne von fast 10 %.
Moin, Rolf schrieb: > Dann aber richtig rechnen. ;-) > Wie ich schon gesagt hatte: Es geht um den für die Drehzahl *wirksamen > Radius*, das ist der Abstand zwischen Achsenmitte und Boden. Eben nicht. Der Trick ist, dass sich eine Stelle der Reifenoberfläche die gerade die Straße berührt (mit plattem Reifen) mit einer größeren Winkelgeschwindigkeit um die Achse dreht, als die Felge. Die Scherung die dabei passiert, wird aber von der Elastizität des Profil aufgenommen. > Der Reifen > drückt sich ja an der Stelle platter, die auf dem Boden aufliegt. Der > Umfang ändert sich dabei praktisch nicht, und der Durchmesser ist dabei > nicht relevant. Eben. Bleibt beim Fahrrad das Problem, das verschiedene Teile der Reifenoberfläche (Abstand zur Profilmitte) unterschiedliche Umfänge haben, also nur bei verschiedenen Raddrehzahlen gleich schnell rollen könnten. Was natürlich nicht geht. Das führt auch wieder zu Scherungen innerhalb des Gummis. Hier sind vage Infos dazu, zumindest bei Autoreifen, wo es nicht das Problem mit einem runden Querschnitt gibt: https://de.wikipedia.org/wiki/Abrollumfang Da spielt das Plattdrücken nur 1/3 soviel mit rein, wie die Radiusänderung vermuten ließe. Für die Fragestellung also alles irrelevant, so genau ist ein Drehspulinstrument nicht. Gruß, Roland
Roland D. schrieb: > Für die Fragestellung also alles irrelevant, so genau ist ein > Drehspulinstrument nicht. Wie auch immer, das wollte ich mit meinem Rechenbeispiel ausdrücken. Wenn man den Radumfang durch Abrollen unter Last ermittelt, geht das auf <= 10 mm genau. Der Fehler ist dann < 0,5%. Wenn ich nach 50 km Strecke 250 m mehr oder weniger gefahren bin, reicht mir das aus. Gerade spiele ich mit einem ATtiny44 und LC-Anzeige bei 1 MHz. Stromaufnahme bei 1,8 V 0,4 mA und bei 3 V 0,8 mA. Da reicht eine weisse LED zur Stabilisierung bzw. Spannungsbegrenzung. Hauptproblem ist es, die Schaltung wasserdicht zu verpacken. Vielleicht eine transparente Seifendose mit Kaugummi abdichten ;-)
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.