woensdag, april 01, 2009

Nieuwe Questcomputer

Kort nadat ik had besloten om een nieuwe Quest te bestellen bedacht ik me dat ik ook een veel geavanceerder Quest computer wilde. Gezien de best wel lange wachttijd had ik immers ook voldoende gelegenheid om hier aan te werken. Deze computer moet een aantal onzekerheden wegnemen die je als Quest rijder hebt. Soms lijkt het fietsen wat zwaarder te gaan dan anders en dan vraag je af waar dat aan kan liggen. Ik heb zo vaak genoeg gedacht dat bepaalde lagers plots toenemende wrijving vertoonden, maar zeker weet je het niet. Ook leek een deel van de Quest spontaan te gaan resoneren bij bepaalde trapfrequenties, dit geeft energie verlies en kan tot materiaal moeheid leiden met alle gevaren van dien. Verder moet deze computer informatie geven die mijn wedstrijd prestaties verbeteren. Hij registreert hartslag, trapfrequentie, cadans, tegenwind, hellingshoek, weg-gesteldheid, temperatuur, luchtvochtigheid en positie/tijd/datum vanuit de Mio GPS. (er is een optie voor bloeddruk en hersen-activiteit)

Nu ik mijn nieuwe Quest heb ben ik direct begonnen met het inbouwen van het prototype van de nieuwe Quest computer. Het idee voor de uitgebreide diagnose is in feite heel simpel en een beproeft concept in de industriële wereld. Met ultrasone transducers worden pulsjes in het frame geïnjecteerd. De reflecties daarvan vertellen veel over het materiaal. Breuken en/of resonanties komen direct aan het licht. Ook het kenmerkende ultrasone geluid dat lagerwrijving geeft blijft niet onopgemerkt voor deze gevoelige sensoren..

Ondanks het simpele principe is hier toch wel behoorlijk wat rekenkracht voor nodig. De signalen moeten in hoog tempo worden gedigitaliseerd en verwerkt. Hiervoor is een 12 kanalen analoog naar digitaal converter gebruikt met een sample frequentie van 20MHz. Voor het exciteren van de transducers is een 12 kanaals digitaal naar analoog converter gebruikt die signalen tot 40MHz kan genereren. Dit maakt een uitgebreide materiaal analyse, een zogenaamde breedspectrum diagnose mogelijk. Zelfs de 266MHz Cirrus Logic processor kan dit niet alleen af, een DSP (digitale signaal processor) helpt bij het uitvoeren van de 1024 punt FFT (fast fourier transformation). Deze DSP kan 50 van deze bewerkingen per seconde uitvoeren.

De ultrasone transducers zijn op strategische plaatsen in de Quest bevestigd zoals op de achterbouw, de voorpoten, naast de trapas, op de body en zelfs onder het zitje. (onnodige beweging van de bestuurder werkt immers contraproductief).

Ik overweeg ook om contactloze bandingspanning sensoren toe te passen, deze maken momenteel ook opgang in de automobiel industrie! Bandenspannings verlies is immers een belangrijke factoor waardoor de prestaties afnemen.

Een R&D collega van mij, zelf ook enthousiast ligfietser, kwam zelf met een reken algoritme waarmee de rolweerstand van de banden kan worden bepaald. Dit is niet geheel nieuw maar tot kort geleden ontbrak het aan rekenkracht om uit deze metingen betrouwbare resultaten te filteren. Als dit lukt dan zijn binnenkort de uitrol-proeven die Wim Schermer uitvoert verleden tijd.

Al onder het fietsen kan ik belangrijke informatie aflezen. Hiervoor heb ik een applicatie voor mijn Mio GPS ontvanger geschreven. De meetresultaten worden over de USB kabel verstuurd en op het scherm van de Mio getoond. Dit is in feite een vrij simpele interface omdat ook de Questcomputer op windows CE embedded draait, net als de MIO.

Deze USB verbinding kan ik ook gebruiken om nieuwe firmware in de computer te laden en om opgeslagen gegevens te downloaden. Zo wil ik een database opzetten waar al mijn ritten in worden vastgelegd. een groter harddisk voor mijn thuiscomputer is dan onontbeerlijk, een enkele rit levert al gauw 4 Gbyte aan informatie op.

Het energie verbruik van de computer moet nog verder worden verlaagd. Momenteel kan ik slechts 2 uur op de standaard velomobiel accu werken. Ik overweeg om voorlopig een tweede accu aan te schaffen. Op de langere termijn wil ik een en ander in een ASIC integreren, dan kan de behuizing ook een stuk kleiner. Voorlopig komt de electronica in een vergrote uitvoering van het standaard Quest bakje dat met klittenband op de linker wielkast zit bevestigd.

Vandaag heb ik niet gefietst zodat ik meer tijd had om een vervelende bug uit release 10.2 .1 van deze firmware op te lossen.

De eerste resultaten binnenkort op deze blog

4 opmerkingen:

harwig zei

Potverdrie .....Het heeft toch nog 3 alinea's geduurd voor ik het in de gaten kreeg !
Veel plezier ermee. ;-)

Wim Schermer zei

Hi Eduard,
Ik ben erg geïnteresseerd in alles wat informatie geeft over rolweerstand van banden. Dat mijn proeven niet meer nodig zijn vind ik prima.
Hou me op de hoogte.
Groeten,
Wim

Henk de Leeuw zei

Weet je zeker dat het niet firmware-versie 1.4.9 is? ;-)

Mark-Jan zei

40 en 20 MHz ultrasoon lijkt me vrij hoog, en dan maar 50 FFT's per seconde ?
Ik haakte pas af bij de ASIC - iets te duur voor een hobbyist :-)