Cambio servoassistito economico

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DeLorenzi
view post Posted on 12/7/2016, 19:08     +1   -1




I cambi automatici attualmente usano deragliatori a comando elettrico ma si potrebbero fare usando attuatori che agiscano linearmente sulla "cordina" .
CITAZIONE
Un sensore ( potenziometro o effetto hall sulla leva ) e un attuatore che tiri il cavo basterebbero ma si tratterebbe di autocostruire, sarebbe bello se ci fosse già qualcosa del genere pronto o adattabile ( per il massimo della precisione ci vorrebbe un feedback dello sforzo ).
Sarebbe poi usabile anche con i deragliatori dei cambi con un sensore in grado di creare 1, 2 o 3 oppure 9, 10 o 11 scalini.
Funzionerebbe con cambi esistenti senza dover acquistare i cambi "elettronici" con attuatore integrato. Il generatore di posizioni poi potrebbe essere "comandato" da intelligenza come spiegato da "recumbent"

In pratica con attuatori lineari si potrebbe comandare sia il deragliatore anteriore che quello posteriore o il freno con costi contenuti modificando solo il "software".

ciao DeLo

Edited by LoScozzese - 14/7/2016, 19:44
 
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view post Posted on 12/7/2016, 20:07     +1   -1
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A proposito di attuatore meccanico lineare, faccio notare che non tutti i cambi sono lineari.
Campagnolo, per esempio, usa spaziature diverse fra pignone e pignone che sono funzione del numero di velocità e del modello del cambio.
Non so Shimano e Sram.

Edited by LoScozzese - 14/7/2016, 19:46
 
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view post Posted on 13/7/2016, 07:10     +1   -1
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@DeLo: concordo che, peso a parte, un attuatore lineare, programmabile in posizione, potrebbe essere una validissima alternativa ai costosi cambi elettronici

Edited by LoScozzese - 14/7/2016, 19:46
 
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view post Posted on 13/7/2016, 08:03     +1   -1
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Per pura curiosità, mi sono andato a rivedere la spaziatura del pacco pignoni Centaur da 10 V che monto su una BDC.
I distanziali risultano da 2,4/2,55/3,05 mm.
Nel caso di blocco finale di due pignoni non preassemblati ci vuole uno spessore, e quindi un salto, addirittura da 1,6 mm.
Su Shimano il problema è assente perché, sempre per il 10 V, son tutti da 2,35 mm.
Idem per Miche che usa distanziali da 2,29 mm.
Sram? Suppongo siano tutti uguali anche qui.
Insomma è comunque un po' una bolgia.
 
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view post Posted on 13/7/2016, 09:36     +1   -1

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sicuramente bisogna calibrare l'attuatore con il controller. Quello consigliato
http://www.robotstore.it/product/553/Polol...n-Feedback.html controlla la posizione ogni 3 microsecondi, ponendo il caso di avere 1,3 cm/s a 12 v si riuscirebbe teroicamente ad avere una posizione ogni 40 nanometri, ampiamente entro i margini direi. Poi però bisogna usare una interfaccia per comandare il controller, il controller ha una interfaccia seriale e anche una analogica, quindi si potrebbe utilizzare arduino. Insomma.... c'è da divertirsi per qualche mese :D
 
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view post Posted on 13/7/2016, 13:19     +1   -1
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E poi ci sarebbe da realizzare un software che s'incarichi di quando e come intervenire sull'attuatore cercando di ottimizzare tutto quanto, e vi risparmio l'elenco dei parametri lasciandovelo immaginare, senza che la situazione, alla fine, sia peggiorativa rispetto al controllo manuale. Anzi!
Ancora un bel po' da divertirsi.
E' bella sfida, direi. Indubbiamente invitante.
Se condivisa nel forum, saremmo a posto con gli argomenti per un bel po'. :)
 
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DeLorenzi
view post Posted on 13/7/2016, 13:30     +1   -1




Una cosa a cui avevo pensato, tanto da comperare un servo particolarmente potente tipo - http://hitecrcd.com/products/servos/giant-...r-servo/product , era di usare una "camma" per trasformare il movimento rotativo in lineare facendo in modo da non richiedere quasi corrente in posizione statica fra un cambio e l'altro.
Fatto un prototipo si potrà vedere se si può usare un servo meno potente e più economico.

Non dovrebbe essere un lavoro lungo ma è rimasto nel cassetto ( per il controllo basta un impulso rettangolare di lunghezza variabile, ci sono dei "provaservi" che partono da un valore analogico, un vecchio NE-555 o un sistema digitale ).
Ora sono in ferie quindi dovrà aspettare ancora . -_-

L'uso diretto del servo richiederebbe un assorbimento alto sempre ( per mantenere la posizione ) e forse lo sforzo sarebbe eccessivo per riuscire a tirare la famosa "cordina".
Interessante l'attuatore lineare - www.robotstore.it/product/337/Attua...3cm-s-50Kg.html che faciliterebbe di molto la realizzazione ma bisognerebbe trovarne uno più leggero e magari più a buon mercato.

ciao DeLo
 
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view post Posted on 13/7/2016, 20:47     +1   -1
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Allora provo a ricapitolare quanto ho capito fin qui:
- tralasciamo un attimo qualche "diavoleria" che si preoccupa di cambiare per noi; è una cosa che viene dopo ...
- ci concentriamo in prima battuta sulla possibilità di realizzare un cambio elettronico meno costoso di quelli commerciali
- il primo pensiero, visto che tutti i cambi più diffusi si basano su un cavo che tirato o rilasciato portano al cambio di rapporto, è quello di utilizzare un attuatore lineare che regoli il tiro del cavo in questione
- ovviamente servirà dell'elettronica che, a fronte di comandi (dati con pulsanti sul manubrio, visto che trattiamo in prima battuta dei cambi azionati dalla volontà del ciclista) faranno fare la "giusta corsa" all'attuatore; il tutto permettendo anche una regolazione fine del cambio e magari, ad esempio a fronte del tener premuto per più di un certo tempo il pulsante, di cambiare in successione più di una sola marcia
- l'attuatore in questione dovrà "tirare" a sufficienza ... non ho idea di quanti chili servano, ma diciamo che si possono misurare; probabilmente non sono molti, visto che in qualche caso per prova ho cambiato marcia semplicemente tirando a mano il cavo ...
- la posizione "fissa" una volta cambiato rapporto penso possa essere mantenuta senza apporto di energia; la non reversibilità di un sistema tipicamente basato su un meccanismo vite-madrevite con passo fine dovrebbe garantire l'irreversibilità
- lo stesso passo fine dovrebbe garantire un sufficiente tiro da parte dell'attuatore anche con un motorino piccole (e veloce quanto basta)
- quando si dovrà cambiare verso rapporti lunghi, allora sarà la molla del deragliatore a garantire la tensione del cavo ed il fermo in corretta posizione
- il comando di questi 2 attuatori lineari (deragliatore anteriore e posteriore) potrà essere gestito da una scheda arduino azionata dai pulsanti sopra citati
- la scheda arduino darà poi la duplice possibilità (se si volesse) di: utilizzare "altro" al posto dei suddetti pulsanti e/o qualche altro comando e/o di gestire il cambio sulla base di logiche più o meno sofisticate ... magari per logiche semplici la scheda stessa potrebbe farsi carico di gestire la logica alle spalle del cambio ... che a questo punto inizierebbe ad essere automatico

se tutto questo trova tutti i partecipanti a questa interessante discussione, suggerirei all'amministratore di creare un 3D specifico dal titolo "realizzare un cambio elettronico meno costoso di quelli commerciali", pulendo questo 3D da ogni cosa che non sia relativa al "cambio automatico" basato su algoritmi più o meno sofisticati (Cancellato perché la frase, qui, non ha più senso in quanto è già stata aperta la presente discussione, ed il post è riportato dall'altra d'origine. Admin)

poi ci vorrà un maneggione di Arduino per scrivere qualche cosa che permetta di realizzare un primo proof-of-concept PoC (io non sono capace - avendo sempre avuto al mio fianco validissimi nerd su sw di ogni tipo - e non ho tempo o voglia di imparare adesso a programmare)

da parte mia potrei dare supporto sulla ricerca di un attuatore o sulla realizzazione di qualcosa, magari basato su di un mix di componenti meno industriali

pazientando il tempo dovuto, soprattutto nella brutta stagione, potrei lavorare in SolidWorks (uso amatoriale, ma sufficiente) e magari realizzare il PoC sia con l'ausilio di 3D printing che di qualche lavorazione al tornio

mi sembra che ce ne sia quasi abbastanza per entrare in commercio con un Di2 dei poveri o per fare un bell'Instructables ;)

a voi!

Edited by LoScozzese - 14/7/2016, 20:33
 
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view post Posted on 13/7/2016, 21:45     +1   -1
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aggiungo i primissimi link di soluzioni che mi hanno colpito per la loro semplice integrazione (prestazioni tutte da verificare)
- http://www.directindustry.com/prod/johnson...uct-item_745687 - corsa 15 mm, tiro max 2,8kg
è uno step motor (ad ogni impulso / step compie un angolo preciso che, in funzione del passo della vite, porta ad una determinata cors lineare; dotato di antirotazione dell'albero)
- qualcosa tra questi elementi
- qualcosa tra questi altri

insomma step motor che trasformano una rotazione in una corsa lineare e che meccanicamente, avebdo l'albero con anti-rotazione, permetterebbero una semplice trazione del cavo

per il momento valutateli solo come "esempi di partenza" ... assolutamente da approfondire
 
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view post Posted on 14/7/2016, 08:54     +1   -1

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direi che per cercare un attuatore lineare adatto bisogna prima fare delle misurazioni, tipo... la corsa del cavo del cambio, la forza da applicare ad ogni singolo scatto. Questi stessi parametri sarebbero da misurare per un bel po' di cambi diversi giusto per avere un campione statistico significativo e verificare la compatibilità.
Ovviamente l'attuatore dovrà esprimere ben più della minima forza necessaria.
 
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DeLorenzi
view post Posted on 14/7/2016, 09:19     +1   -1




@ "recumbent" Perfettamente d'accordo, fatto l'attuatore con microprocessore poi si può dare sfogo alla fantasia.

Anche io purtroppo sono rimasto all'elettronica di troppo tempo fa, analogica o TTL/CMOS :cry:
Sicuramente però trovare qualcuno che "aggeggi" con i PIC o gli Arduino sarà facile.

ciao DeLo

Edited by LoScozzese - 14/7/2016, 19:48
 
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view post Posted on 16/7/2016, 09:19     +1   -1
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Immancabilmente pare che qualcuno abbia avuto la stessa identica idea.
Leggete la discussione in coda a QUESTO BLOG.
Ci sono, penso, considerazioni interessanti sulla soluzione di piccoli intoppi che si potrebbero incontrare.
 
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DeLorenzi
view post Posted on 16/7/2016, 10:13     +1   -1




Interessante nel Blog segnalato la seguente possibilità di programmazione.

Un’altra cosa che credo sia importante è implementare una sorta di “overshoot” in scalata, per compensare gli allungamenti elastici dei componenti, in primo il cavo di comando. Ti faccio un esempio:
servo a 58° sono in terza – voglio scalare in seconda che ha la posizione per ipotesi a 48° del servo.
Impartisco allora la richiestaq al servo di passare a da 58° a 45°, attendo qualche millisecondo poi ritorno a 48°. Questo mi garantisce l’esecuzione vera della cambiata. fai delle prove con la tua bici.


Da ricordarsene quando arriverà il momento.

ciao DeLo
 
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view post Posted on 16/7/2016, 20:13     +1   -1
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CITAZIONE (LoScozzese @ 16/7/2016, 10:19) 
Immancabilmente pare che qualcuno abbia avuto la stessa identica idea

Eh già Bepi. Proprio così.
Basta cercare un po' sul web e si scopre che la "brillante idea" non è nuova ... in fondo l'intelligenza dovrebbe essere distribuita in modo uniforme nel mondo ...

Ecco un'elenco di cose che ho trovato:
1 - Poteva mancare qualcosa in Instructables? Certo che no. La soluzione si basa su un servo (quelli da modellismo) integrato nel deragliatore.

F7X9ODRH2WEUV7E.LARGE

Come è tipico di Instructables, ci sono istruzioni più o meno chiare

2 - Una soluzione analoga alla precedente è mostrata in questo video:

Video

Apparentemente è molto simile al precedente. La cosa da notare, che chiarisce un aspetto non trascurabile, è che l'autore sottolinea di aver rimosso la molla dal deragliatore ... ed utilizza un pignone dentato che ingrana con un settore dentato: "Derailleur ... spring removed ... servo attached with gears"
L'eliminazione della molla di ritorno è possibile grazie al fatto che il servo-meccanismo è in grado di azionare il cambio in entrambe le sirezioni. Questo permette l'utilizzo di servo abbastanza piccoli.

3 - Questa, come altri filmati che ho visionato e che non riporto qui, utilizza invece un servo con la classica squadretta ed un rinvio dotato di snodi sferici all'estremità (tutto materiale facilmente reperibile per il modellismo)