vrijdag, februari 22, 2008

Bier en snowboarden


Volgende week ga ik voor de verandering niet fietsen maar snowboarden. Dat is weer eens heel wat anders maar zeker niet minder leuk. Hopelijk krijgen we goed weer, de weersvoorspelling is helaas niet al te gunstig.

Gisteren heb ik nog wat metingen uitgevoerd aan de rolweerstand meter. Op de foto kan je mijn proefopstelling zien. Ik gebruik bierblikken als belasting, ze zijn ongeveer 525 gr /stuk en bovendien gemakkelijk stapelbaar. Het doel van de meting is om de lineariteit en hysteresis te bepalen.

Bij een goede lineariteit zal elk extra blikje een even grote toename van de meetwaarde opleveren. Dat betekend een rechte lijn in de grafiek waar ik 0,1,2,3,4,5 en 6 blikjes als gewicht gebruik. Bij een kleine hysterisch zullen de meetwaarden bij het verminderen van het aantal blikjes weer gelijk zijn aan de waardes bij de toename van het aantal blikjes. Beide lijken logisch maar de werkelijkheid is anders..

Wanneer er namelijk een interne spanning in de bevestiging van de meet opnemers optreedt zal de opnemer nog steeds een gewicht registreren dat er op dat moment niet meer is.


De grafiek geeft de meetwaarde aan bij het verschillende aantal blikjes. ik heb eerst het aantal blikjes steeds met 1 verhoogd, tot 6. daarna heb ik het aantal steeds weer met 1 verlaagd. (1 blikje weegt 525 gram). De schaal op de y-as heb ik aangepast van volt naar gram. Het meetwarde zonder belasting heb ik zoveel mogelijk op nul gesteld (nulpunt ijking).

Er de lineariteit lijkt behoorlijk goed maar er is wel wat hysterisch aanwezig. Dat was eerst nog veel meer maar nadat ik de opnemers via een rubber ring heb gemonteerd werd het beter. Nu is er duidelijk minder spanning-opbouw in de bevestiging.














Maar nu eerst.... snowboarden!!!

dinsdag, februari 19, 2008

high-sider-gekapseist- omgerold


Bovenstaand zijn drie verschillende benamingen van wat me vanmorgen is overkomen. De eerste komt uit de motorsport, de tweede is een scheepvaart term en de derde normaal Nederlands.

Ik had me nogal wat voorgesteld van deze rit toen ik gisteravond de zon zo prachtig onder zag gaan. Het zou vast eenzelfde mooie zonsopgang worden, niets was echter minder waar. Toen ik om 7 uur naar buiten stapte kwam de natte kille lucht me tegemoet.

Ik had helemaal niet verwacht dat de grond glad zou zijn, daar leek de temperatuur veel te hoog voor. Maar toen ik in Delft de bocht op de kade aan de zwet wilde nemen ging het helemaal mis. Eerst brak het achterwiel uit, toen ook de voorwielen en plots hadden de wielen weer grip. Voor ik het wist schoof op op de zijkant van de Quest een aantal meters door.


Even later stond ik naast de Quest de schade te bekijken. Behalve een paar flinke schaafplekken was ook de spiegel afgebroken. Ik heb er nog even naar gezocht maar ik kon hem niet meer vinden. Even later stopte een automobilist en hij vroeg me of alles goed was. Ik had inderdaad helemaal niets. Later ontdekte ik een klein schaafwondje aan mijn hand. Hoe ik daar aan was gekomen was me eigenlijk een raadsel, misschien aan de binnenkant van de Quest geschuurd?

Toen ik weer verder reed hoorde ik een raspend geluid van de achter tandwielen komen. Blijkbaar was er door de val iets verschoven. In de middag pauze ontdekte ik dat de versnelling kabel tegen de tandwielen kwam, wat simpel was te verhelpen.

De terugrit ging weer op rolletjes. Ik denk dat zo'n ongeluk niet echt kan worden voorkomen, zeker niet met mijn rijstijl. Ik wil nu eenmaal altijd hard rijden, dat is juist het leuke aan een Quest. Wielrenner gaan ook wel eens op hun gezicht. De fiets komt er dan met minder schade vanaf, de berijder meestal met meer.





Het spiegeltje heb ik al besteld, die wil ik zo snel mogelijk weer monteren. Zonder spiegel rijden is een vreemde gewaarwording.

Vrijdag ga ik de plekken zoveel mogelijk wegpoetsen maar mooi wordt het niet meer. Ik denk dat ik de fiets volgend jaar maar op een mooie nieuwe laklaag trakteer..

zondag, februari 17, 2008

Knutselen en fietsen

Afgelopen Donderdag ben ik met de Quest heen en weer naar Dordrecht gefietst. Het ritje ging erg voorspoedig, behalve die keer dat ik niet oplette en een automobiliste in de remmen moest. Terwijl ik altijd op automobilisten mopper was het nu de omgekeerde wereld. Ik was net op weg vanuit Dordrecht toen ik wat al te enthousiast een weg wilde oversteken.

Omdat het zulk prachtig weer was heb ik een wat langere route gekozen via de Benelux tunnel zodat ik om Rotterdam heen ga, terwijl ik normaal door het centrum van Rotterdam rij. In de Benelux tunnel heb ik nog even gesprint om te kijken hoe hard ik hier kon. Uiteindelijk kwam ik tot 75 km/uur. Wat wel erg smerig was dat ik daardoor extra veel uitlaatgassen van brommers naar binnen kreeg. Ik had het gewoon benauwd en was blij dat ik de tunnel weer uit kon. Eigenlijk is het heel slecht dat daar ook bromfietsers mogen komen.

Bij de blokkeer installatie werd donderdag een controle gehouden. 'S morgens zag ik ze bij Delft en nu stond er een groepje van drie man naast de blokkeer installatie op de Holyweg. Ik heb het idee dat deze installatie regelmatig worden gemolesteerd, vaak werkt hij in de morgen goed en is hij in de middag kaduuk. Nu kon hij niet ongezien gesloopt worden met al die controleurs in de buurt. Er stond dan ook een fikse rij auto's voor die ik in 1 keer kon passeren.

Gisteren vond ik ook een gelegenheid om even in de Quest een rondje te rijden. Met zulk mooi weer is het ook zonde om er niet op uit te gaan.

bij de waterkering ben ik drie keer naar boven gesprint. de eerste keer met 27km/uur, de tweede keer 22 km/uur en de derde keer kwam ik nog maar tot 17km/uur. Ik was van plan uit te rekening hoeveel vermogen er voor zo'n sprintje nodig is maar helaas was de hoogte meting van de GPS niet goed genoeg. Althans ik denk dat deze puist wel hoger is dan de 6 meter die de GPS aangaf.

Ondertussen gaat het werk aan de rolweerstand meter ook verder. Vrijdag heb ik de meetversterker gebouwd en aangesloten. Aanvankelijk deed het ding totaal niet wat ik wilde. Later bleek dat een soldeer verbinding los was gegaan. Met de hedendaagse componenten is het ook erg lastig om een proefschakeling op te bouwen omdat de verbindingen zo klein zijn. De analoog naar digitaal converter (die ik nu nog niet heb gebruikt) is nog kleiner dan de versterker (circa 3x4mm, met 8 aansluitingen). dat wordt nog een heel gepriegel om die vast te solderen.

Nadat Het defect was hersteld ging het al veel beter. Wel moest ik de versterking verder opvoeren (van 800 keer naar 2000 keer). Daarbij bleef de versterking stabiel, zonder al te grote fluctuaties in de uitlezing. Voor het gemak heb ik mijn multimeter gebruikt om de uitgangsspanning zichtbaar te maken. Die wordt later vervangen door een analoog naar digitaal converter, het meetsignaal moet immers op mijn laptop worden verwerkt.

Om de versterker en loadcellen te kunnen testen heb ik een opstelling gemaakt die ik met een verschillende gewichten kan belasten. Zo krijg ik een beeld hoe goed een en ander functioneert.

Op het plaatje zie je dat de achterkant van twee loadcellen is vastgezet, de voorkant is aan een plakje geschroefd. Dit plankje werkt als een hefboom zodat ook kleine gewichten (en krachten) kunnen worden gemeten. Ook in de uiteindelijke uitvoering van de rolweerstand meter gebruik ik deze methode van kracht vermeerdering.

De gevoeligheid van deze opstelling bleek 0,7mV / gram. Een belasting van 1Kg zal dus een uitgangsspanning opleveren van 0,7V


Nu de elektronica goed lijkt te functioneren kon ik ook weer verder met de constructie. Vandaag heb ik de constructie verder afgerond. De beide loadcellen zijn bevestigd en ook heb ik de koppeling met de auto gemaakt. Ik gebruik een fietsendrager, die op de trekhaak kan worden geklemd, om de constructie met de auto te verbinden.


Op het plaatje is de koppeling nog provisorisch, met lijmtangen.

Op het laatste plaatje kan je goed zien hoe de loadcellen zijn bevestigd. De rolweerstand geeft een naar achteren gerichte kracht. Door de hefboom wordt die kracht versterkt doorgegeven aan de loadcellen. De verbuiging die dit geeft wordt omgezet in een weerstand verandering welke zodanig wordt versterkt dat het een werkbaar signaal is.



Morgen hou ik het rustig, dinsdag weer met de Quest naar Dordrecht.

zaterdag, februari 09, 2008

Zijn we weer in vorm?

Ik was al een hele tijd niet echt tevreden over de snelheden die ik in mijn Quest haalde. Waar dat aan lag wist ik niet, was het de sporing van de voorwielen of lag het gewoon aan mijzelf?

Vanmorgen ben ik maar eens begonnen met het schoonmaken van de ketting. dat had ik al eerder willen doen maar het kwam er gewoon niet van. bij de fietsenmaker heb ik advies gevraagd en uiteindelijk kwam ik met een biologisch reinigingsmiddel thuis. Het was even puzzelen hoe het reinigen het makkelijkst kon, je kan niet zo gemakkelijk bij de ketting als bij een gewone fiets. Het bleek het makkelijkst door een platte bank onder de ketting achter het stoeltje te plaatsen en hierin de ketting lekker schoon te soppen. Na het inwerken van de vloeistof heb ik de ketting nagespoeld met warm water. Daarna weer ketting olie en hij loopt weer als een zonnetje.

Het ketting geleide rolletje onder de stoel liep niet zo soepel als het zou moeten. Misschien dat hierdoor ook energie verloren gaat. Deze rol en de kleine wieltjes van de derailleur heb ik daarom ook maar even goed geolied. Verder bleek de achterbrug nogal te piepen. dat was makkelijk te verhelpen door de brug los te maken en de as te smeren met lager-vet.

Om het af te maken heb ik de Quest lekker gesopt en daarna heb ik hem met autowas opgepoetst.

Of het nu een psychologisch effect was of dat het echt beter is geworden weet ik niet zeker maar het fietsen ging weer als een speer. Het hele trainings ritje naar Hoek van Holland en terug reed ik met een gemiddelde van 39km/uur (inclusief het beklimmen van de "mont de waterkering"). Zowel heen als terug langs de nieuwe waterweg zat ik rond de 50 en ik tikte de 60 aan bij een tussensprint.

Op de dijk tussen Hoek van Holland en het fietspad langs de nieuwe waterweg kwam een paard met een kar (hoe heet zo'n ding officieel?) erachter me tegemoet. Ik zag al dat het niet goed ging, het beest draaide gelijk om op het smalle pad. Ik ben maar uitgestapt en voor mijn Quest gaan staan zodat het beest er wat meer vertrouwen in kreeg. Even later durfde hij het aan om me te passeren.

(een voorbeeld van zo'n kar zie je op de foto!)









Terug richting wateringen moest ik nog even vol in de remmen toen een oude man (Ik had hem eigenlijk ander willen noemen, maar we houden het netjes!) plots naar links ging (natuurlijk zonder om te kijken). Ik kon nog net langs hem heen sturen om met piepende banden tot stilstand te komen (daar gaat mijn profiel). Toen ik hem verweet dat hij niet had uitgekeken riep hij dat ik niet zo hard moet rijden. Daar heb je wat aan, we gaan allemaal maar met een slakkengang fietsen!








Even verderop zag ik iemand in een Canta verwoed zwaaien. Een seconde later bedacht ik me dat dat Marloes was. Ik had op haar weblog gelezen dat ze tegenwoordig de trotse bezitter van een dergelijk voertuig is.

70km

maandag, februari 04, 2008

rolweerstandmeter 3

Ik heb vanavond (terwijl dochter Anouk haar rondjes liep bij atletiek vereniging Sparta) een interessante application note van Microchip doorgelezen. Microchip is een elektronica fabrikant, vooral bekend van de PIC micro controllers. deze appnote gaat over het ontwerpen van electronica van een weegschaal (voor de liefhebbers).

Het blijkt nu dat het mogelijk is om een weegschaal te maken (of krachtmeter) met een bereik van 1:70000. dat betekend dat deze meter bij een maximale belasting van 70Kg een verandering kan meten van 1 gram. Er is wel een kanttekening bij, dit geldt voor (highcost) kwaliteits rek strook opnemers, het moet nog blijken hoe goed mijn (lowcost) opnemers zijn.

Om dit te bepalen ga ik nu eerst verder met de elektronica, daarmee test ik dan weer de kwaliteit van de opnemers. Als dit goed gaat is het probleem van de fragiliteit van de opnemers opgelost. Deze zijn dan:

1) sterk genoeg om het karretje vast te houden.
2) in staat om de trekkracht met voldoende nauwkeurigheid te meten.

De maximale kracht die ik ga meten is circa 2Kg (20N). Als ik een minimale resolutie wil van 1% dan moet de meter in staat zijn om verschillen van 20 gram te meten. De opnemers kunnen (per twee) een belasting van ca 60Kg meten. 20 gram vereist dan een totale resolutie van 1:3000 (zeg maar van minimaal 20 gram tot 60Kg in stapjes van 20gr)


Dit plaatje geeft aan hoe een weerstand-krachtopnemer (rekstrook) er schematisch uitziet. De rekstrook is op een drager gelijmd die mechanisch wordt belast (buiging). Twee van de weerstanden worden uitgerekt (waarde wordt groter) en twee weerstanden krimpen (waarde wordt kleiner). Door de brugschakeling (brug van wheatstone) wordt deze belasting omgezet in een spanning. Het mooie van deze brug is dat de uitgangsspanning een deel is van de ingangsspanning (ratiometrisch).



Dit tweede plaatje geeft weer hoe mijn schakeling er ongeveer uit gaat zien. Het uitgangssignaal van de meetcel wordt zo'n 200 keer versterkt (de maximale uitgangsspanning is slechts enkele mV groot, wordt hierdoor beter aangepast aan het ingansbereik van de converter). Hierdoor wordt de resolutie aanmerkelijk verbeterd. Ik gebruik een analoog naar digitaal converter (ADC) van Analog Devices. Deze wordt door een SPI (serieele communicatie verbinding) door de microcontroller (een Atmel ATmega169 in mijn geval) bestuurd. Hiervoor gebruik ik een evaluatie bordje van Atmel, "Butterfly" genoemd. Voor deze processor moet ik een stukje programma schrijven dat:

- de ADC bestuurd
- de meetwaarden naar een RS232 poort stuurt
- eventueel meetwaarde opslaat in intern geheugen (standalone gebruik)

In eerste instantie zal ik op een laptop de meetdata verwerken die via de serielle poort vanaf de krachtmeter is verstuurd. Op de laptop gebruik ik een stuk software (Matlab) dat het heel makkelijk maakt om de meetdata te bewerken. Ook kan ik de meetdata opslaan (met de tijd en datum als referentie) en op elk moment de rolweerstand berekenen. Ik wil uiteindelijk een bepaald parkoers rijden en gedurende de hele rit data verzamelen. Zo kunnen meetgegevens van verschillende banden worden vergeleken. Daarbij moeten ook de randvoorwaarden (zoals de temperatuur, dank je Harry!) e.d. worden vastgelegd.

Ondertussen heb ik al artikelen op internet gevonden van vergelijkbare metingen (uit de auto industrie). Reuze interessant en het geeft aan dat ik op het goede spoor zit.

rolling resistance of tyres - testdata

Laboratory Measurement of Rolling Resistance in
Truck Tyres under Dynamic Vertical Load


en het meest interessante artikel:

Rolling Resistance of Tyres on Road Surfaces -
Procedures to Measure Tyre Rolling Resistance



Als het meten van de rolweerstand goed werkt wil ik uiteindelijk ook de luchtweerstand van de Quest (met en zonder de diverse stroomlijn verbeteringen zoals een stroomlijnkap) bepalen. Ik wil dat doen door de Quest aan een lang touw achter het meetkarretje te knopen. Ver genoeg van de auto om geen last te hebben van het zog. De rolweerstand kan ik meten bij lage snelheden, de bijdrage van de lucht weerstand bij de hogere snelheden. De rolweerstand is immers onafhankelijk van de snelheid.

Zo, nu heb ik voorlopig weer voldoende gefantaseerd, nu eerst maar weer een stukje verder hobby-en (en binnenkort weer lekker in de Quest rijden natuurlijk!)

zondag, februari 03, 2008

rolweerstandmeter 2

Gisteren en vandaag heb ik de kans gegrepen om een lekker rondje met de Quest te fietsen. Daar was de afgelopen tijd helaas niet zoveel van terecht gekomen. Voor mijn werk ben ik een paar dagen naar Duitsland geweest en bovendien was ik snipverkouden. Dat koudje heb ik waarschijnlijk opgelopen toen ik de laatste keer van Dordrecht naar huis fietste. In Delft moest ik een electronische weegschaal ophalen, die ik voor mijn project wilde gebruiken. Ik denk dat ik wat te lang met de verkoper in de kou heb staan kletsen en teveel ben afgekoeld. Als ik uit de Quest stap ben ik altijd drijfnat van het zweten, dan pik je makkelijk een kou op. Daar tob ik nu al weer een dag of tien mee.

Er stond een behoorlijke wind, maar niet zoveel dat het een probleem werd. Gisteren ben ik linksom tot Hoek van Holland gereden en daarna in omgekeerde richting terug naar huis, vandaag heb ik het rondje afgemaakt.

Ondertussen ben ik al weer wat verder met mijn rolweerstand meter. Het frame waar ik het wiel in kan zetten is af. Ik heb twee stukken beton die aan weerszijden kunnen worden bevestigd waarmee de totale belasting op de band 30Kg wordt. Bij een goede band zal de rolweerstand dan circa 30Kg * 9,81 * 0,007 = 2,1N (ca 0,2Kg) zijn. Dat is een relatief kleine kracht.

[Het is ook weer heerlijk om met mijn (mig) lasapparaat te werken. Hij doet het momenteel prima en dat levert best wel mooie lassen op. (al zeg ik het zelf).]



Juist daarom is de realisatie lastiger dan ik had gedacht. Het frame wordt met een kruiskoppeling (daarvoor gebruik ik een zwenk wieltje) aan de auto bevestigd. Op die manier wordt het wiel netjes recht gehouden. Door deze kruiskoppeling heeft het karretje twee vrijheidsgraden. In het horizontale vlak kan het de auto volgen zonder dat er extra wrijving weerstand ontstaat als de auto de bocht omgaat. De andere beweging staat hier dwars op, bij oneffenheden in het wegdek kan het karretje kantelen.



Een lastig punt is de krachtmeting. Enerzijds moet deze in staat zijn om relatief kleine krachten te meten, anderzijds moet het karretje wel aan de auto vastzitten. De krachten die op deze koppeling komen te staan kunnen vele malen groter zijn dan de te meten kracht, het karretje weegt immers 30Kg.

Om deze krachten te "ontkoppelen" heb ik een constructie met twee lade geleiders bedacht. Het karretje wordt netjes aan de auto gekoppeld en de trekkracht kan worden gemeten (althans zover in mijn redenatie). De praktijk is weerbarstiger en de wrijving van de geleiders is te groot. Hierdoor krijg ik een onzekerheid in de meting.

De kracht wordt met een rekstrook gemeten. Een rekstrook bestaat uit twee of vier weerstanden die een enkele of een dubbele spanningsdeler vormen. van het weerstand-paar wordt 1 weerstand beïnvloed door de spanning in het materiaal waar hij op is geplakt, de andere niet. De belasting wordt dus omgezet in een electrische spanning (verandering). Deze (hele) kleine spanning moet worden versterkt en gedigitaliseerd. Het liefst moet het hele meetbereik van een meetcel worden gebruikt. stel een meetcel is geschikt voor 100Kg en wordt maar belast met 1Kg dan gaat dat ten koste van de nauwkeurigheid.

De meetcel heb ik uit een digitale weegschaal gesloopt. Ze zijn ook los te koop maar kosten dan enige honderden euro's. Het is wel een beetje omslachtig maar ik hou wel van dit ge- expirimenteer.

Ik heb nu twee typen meetcellen. De eerste is geschikt voor een kracht tot ca 5Kg. In deze weegschaal is een constructie om de kracht die op de vier hoeken van de weegschaal wordt uitgeoefend om te zetten in 1 enkele, kleinere kracht. De twee weegschaal is moderner en heeft vier meetcellen, in elke hoek 1. deze meetcellen zijn geschikt voor va 30Kg elk.











Hoe nu verder?

De constructie met de geleiders voldoet niet, dat is me wel duidelijk. Ik heb nu een ander idee en dat werkt als volgt.

Het karretje is met de auto verbonden door de twee scharnierende delen. Deze kunnen in principe de te meten kracht niet beïnvloeden (dit in tegenstelling tot de lade geleiders die in dezelfde richting werken als de te meten kracht.

Wordt vervolgt.












Vandaag en gisteren ca 120km. totaal 17649 km