RoadBook

UPDATE - článok dopísaný ....

V najbližšej dobe pripravujem vyrobiť si roadbook s elektrickým pohonom, kde využijem moje znalosti s elektroniky. Bude podsvietený, mať pohon pred vzad, pretáčanie, natážanie. Vodeodolný, spájkovaný, s ovládačkov a inými funkciami. Materiál bude hlinik, plexy.

Rozhodol som sa že elektornika bude ralizovaná pomocou programovateľného mikrokontroléra Arduino nano. Je to kompletná doska so 16 dig. I/O a 8 analogovými vstupmi. Jeho rozmery sú veľmi priatelné.

Plánujem tam naprogramovať tieto funkcie:

  • Natáčanie rolky
  • Posun vpred, zad
  • Pretáčanie vpred, zad
  • poistka ukončenia rolky
  • podsvetenie

Viac into: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano

Po dlhje dobe sa konecne pohol projekt. Kúpil som 2 krokové motory teac použité zo starej floppy mechaniky. 

Konečne mi došlo aj arduino nano. prekvapilo ma svojou veľkosťou.

Momentálne riešim výkonovú časť. Asi to bude nejaký z rodiny uln2003.

Po viac než 2 rokoch som sa odhodlal publikovať finalnu verziu INTELIGENTNÉHO ROADBOOKU. Prečo inteligentný? Prosím prečítajte si nasledujúci článok kde sa dozviete o čo nové som pripravil tento roadbook. Má hlavné 2 funkcie navyše oproti klasickým...

Návrh riešenia inteligentného elektronického roadbooku 

Na stavbu inteligentného roadbooku je nutné zvoliť si vhodné komponenty, ktoré budú môcť spolu pracovať a zároveň budú prípustnej veľkosti a funkcionality. Taktiež je nutné zvoliť správny materiál a vhodne ho vytvarovať, aby sa do tela vošli všetky potrebné súčiastky a aby mal používateľ ľahký prístup ku všetkým potrebným častiam. Samozrejmosťou je aj odolnosť voči poškodeniu, deformáciám alebo aj presakovaniu vody v daždi. V návrhu budú postupne rozobraté 3 časti roadbooku. Ako prvá je opísaná mechanická časť, ktorá obsahuje návrh tela roadbooku, rozmiestnenie všetkých súčiastok, ako aj samotnú konštrukciu. Druhá, elektronická časť obsahuje spoluprácu komponentov a to počítač Arduino, krokové motory, ovládač, svetelný senzor, tachometer. Neodmysliteľnou súčasťou elektronického roadbooku je softvérová časť, ktorá zabezpečuje funkcionalitu celého zariadenia.

Mechanická časť

Základnou časťou roadbooku je jeho telo, do ktorého budú postupne doplnené ďalšie komponenty. Výber vhodného materiálu je základ, preto sa rozhodovalo medzi hliníkovým a nerezovým plechom, ktoré sú odolné voči hrdze. Z hľadiska hmotnosti a lepších vlastností na tvarovanie je výhodnejšie použiť hliník. Priesvitná plocha, cez ktorú bude možné vidieť itinerár bude z tvrdého priehľadného plexiskla. Otváranie bude možné zhora jednoduchým spôsobom bez použitia špeciálneho náradia. Všetky spoje budú samozrejme vodotesné tak, aby dnu neprenikla voda ani pri silnom daždi, ktorý by mohol poškodiť elektroniku alebo zmočiť rolku papiera. Tesnosť medzi plexisklom a telom zabezpečí gumový pásik prilepený po obvode vrchnej časti roadbooku. Plexisklo musí tesne priliehať na gumový pásik. Na vnútornú stenu sa pripevnia rotačné valce poháňané motorčekmi. Vo vnútri sa taktiež bude nachádzať počítač, LED diódový pásik, ktorý bude slúžiť na automatické podsvietenie mapy, kamera a skener, ktorý bude snímať čísla z itinerára. Nižšie je uvedený obrázok Obr. 13, ktorý znázorňuje jednoduchý návrh tvaru tela roadbooku a rozmiestnenie uloženia jednotlivých valcov. Pre menšiu hmotnosť sa použije tvar so skosenými dolnými hranami. Bočné steny sa pripevnia k stredovej časti pomocou hliníkovej spájky. Malý bočný priestor slúži na umiestnenie krokových motorov a celej elektronickej časti. Diódový LED pásik sa pripevní na spodnú vnútornú časť, rovnobežne s valcami tak, aby zabezpečoval dostatočné osvetlenie celého itinerára.

Elektronická časť

Dnes si už jazdci väčšinou vyberajú držiaky s elektronickým posunom rolky papiera.
Je to oveľa pohodlnejšie a bezpečnejšie. Posun budú zabezpečovať dva krokové motory, ktoré budú riadené mikropočítačom Arduino Nano. Posun bude realizovaný prostredníctvom diaľkového káblového ovládača umiestneného na riadidlách tak, aby mal jazdec na nich dosah pomocou palca. Do počítača bude taktiež napojený snímač otáčok kolesa, teda
tachometer, diódový pás, fotorezistor a zdroj napätia. Nižšie na obrázku Obr. 14 je jednoduchá bloková schéma všetkých elektronických komponentov z ktorých sa bude skladať celé zariadenie.

Arduino Nano

Je nástroj alebo počítač, ktorý dokáže vnímať a kontrolovať viac fyzického sveta ako stolový počítač [14]. Jedná sa o voľne šíriteľnú počítačovú platformu založenú na jednom mikrokontroléri a vývojovom prostredí navrhnutého pre písanie softvéru pre toto zariadenie. Arduino môže byť použité na vývoj interaktívnych objektov snímaním vstupov z rôznych prepínačov alebo senzorov, motorov a iných fyzických výstupov. Tieto projekty môžu fungovať samostatne alebo môžu komunikovať so softvérom bežiacim na počítači. Dosky plošných spojov sú osadené strojovo, no môžu byť zostavené aj ručne. Vývojové prostredie je platformovo nezávislé a podporuje rôzne knižnice iných jazykov. Pri návrhu inteligentného roadbooku bude použité zariadenie Arduino Nano. Dôvodom pre použitie práve tohto zariadenia bola jeho nízka cena na trhu a tiež dostatočný počet vstupno-výstupných pinov, ktoré budú slúžiť na ovládanie všetkých komponentov.
Arduino Nano je malá, kompletná doska založená na procesore ATmega328 (Arduino
Nano 3.x) alebo ATmega168 (Arduino Nano 2.x). Je napájané pomocou Mini-B USB kábla. Nano bolo navrhnuté a vytvorené spoločnosťou Gravitech.

Krokové motory

Roadbook pozostáva z jedného alebo dvoch krokových motorov, ktoré budú pripojené cez
integrovaný obvod do mikropočítača. Tieto motory sa starajú o priamy posun rolky papiera vpred a vzad podľa zopnutia príslušného tlačidla, ktoré vyšle signál a aktivuje ich. Pri krátkom stlačení sa motorček otočí o jednu konštantnú dĺžku do určitého smeru a pri dlhšom pridržaní sa bude točiť pomalou konštantnou rýchlosťou, ktorá umožní ľubovoľne nastavenie, centrovanie mapy z pohľadu jazdca.

Diódový LED pás

Keďže sa rely jazdí aj v noci, jazdec musí vidieť itinerár aj v tme. Najjednoduchším
spôsobom ako dostať svetlo na mapu je inštalácia diódového LED pásu, ktorý sa umiestni
na spodnej strane tela a pri rozsvietení osvetlí celý papier zo spodnej strany, čo zabezpečí dobrú viditeľnosť aj v noci. Cieľom práce je zostrojiť inteligentný roadbook, takže svetlo sa nebude zapínať pomocou spínača ale bude závislé od svetelného senzora umiestneného v hornej časti, aby mal stály prístup svetla počas dňa. Senzor automaticky vyšle signál do mikropočítača pre zapnutie diód v prípade, ak zistí že naň dopadá malé množstvo svetla. Týmto sa svetelný pás zapne až vo chvíli, keď sa bude vonku stmievať.

Tachometer

Pre automatický posun je potrebné zistiť počet prejdených kilometrov. Najjednoduchšie
riešenie je zostrojiť tachometer, ktorý sa používa prevažne na bicykloch. Jedná sa magnetický spínač, ktorý zopne kontakt vždy pri strete s magnetkou, ktorá obieha obvod kolesa a potom vyšle signál do mikropočítača, ktorý na základe času vypočíta danú rýchlosť a tým aj prejdenú vzdialenosť. Následne je možné zabezpečiť automatický posun aspoň na základe prejdených kilometrov.

Softvérová časť

V prvom rade je potrebné rozobrať a navrhnúť presnú funkcionalitu celého zariadenia. Pre
čo najjednoduchšiu manipuláciu je výhodné použiť vratný pákový prepínač, ktorý bude slúžiť na pohyb krokových motorov. Pre snímanie intenzity svetla sa použije fotorezistor a na zistenie prejdenej vzdialenosti magnetický tachometer.
Na bočnú stenu roadbooku sa umiestni hlavné tlačidlo umožňujúce vypnúť a zapnúť
zariadenie manuálne. Ako diaľkový ovládač poslúži vratný trojpolohový pákový prepínač, ktorým sa zabezpečí pretáčanie valcov dopredu a dozadu, pričom pri jednom stlačení prepínača sa valec posunie o určitý krok a pri stálom držaní prepínača sa valce budú posúvať konštantou rýchlosťou. Fotorezistor meria intenzitu svetla a na základe toho sa dá čítať táto hodnota, s ktorou sa dá následne nastaviť hranica, kedy sa má podsvietenie zapnúť. Magnetický tachometer pri zopnutí vyšle signál do mikropočítača a tým zaznamená posun o vzdialenosť jedného obvodu predného kolesa motocykla.

Implementácia riešenia elektronického roadbooku

Na základe návrhu je v tejto časti postupne rozpísaná celá implementácia všetkých troch
častí a to mechanickej, v ktorej je popis zostrojenia všetkých dielov tela a pohyblivých častí
roadbooku, elektronickej, v ktorej je postupné zostrojenie celého zapojenia jednotlivých súčiastok pomocou vopred zostavených elektrotechnických schém a nakoniec softvérovej časti, kde je popísaný postup programovej časti, v ktorej je vytvorený jeden program, ktorý riadi celú elektroniku zariadenia.

Mechanická časť

Ako základný materiál pre steny roadbooku sa zvolil už spomínaný hliník, ktorý má veľmi
dobré vlastnosti pre tento typ zariadenia. Výber bol možný z dvoch rôzne hrubých plechov
a to o hrúbke 1,5mm a 2,0mm. Pre strednú časť, ktorú bolo potrebné ohýbať, sa zvolil tenší plech, pretože sa s ním ľahšie robí, lepšie sa ohýba. Na boky zase hrubší pre lepšiu pevnosť. Plechy sa zospájkovali pomocou hliníkovej spájky. Priečny plech je primontovaný pomocou skrutiek z dôvodu keby bolo nutné zariadenie demontovať. Do priečky sa vyvŕtali dve diery ako je vidno na obrázku Obr. 16 a následne pomocou okrúhleho pilníka boli prispôsobené tak, aby presne sedeli na priemer uchytenia motorčekov. Vedľa sa vyvŕtali dve malé diery, do ktorých vojde skrutka o priemere 3mm na pevné uchytenie motorov, aby nevypadli a nepretáčali sa. Celé uloženie bolo potrebné dobre a presne vymerať.
 
Ako otočné valce a vodiace lišty poslúžila hliníková guľatina o priemere 8mm. Problémom
bolo spojenie motora s valcom. Ten je riešený pomocou medzikusov, ktoré sa vyrobili na sústruhu z hliníkovej guľatiny o priemere 30mm tak, aby z jednej strany vošiel valec s priemerom 8mm a do druhej zotrvačník motora s priemerom 22mm, ktorý je poistený skrutkou proti možnému pretáčaniu sa. Detail medzikusov je znázornený na obrázku Obr. 17.
Valce boli na jednej strane upevnené k už zmieňovaným motorom a na druhej strane boli
osadené do ložísk pre ľahší a plynulejší chod. Ložiská sa vlisovali do silónového puzdra
znázorneného na obrázku Obr. 18, ktoré bolo taktiež vyrobené pomocou sústruhu.
Puzdrá boli prilepené pomocou silného dvojzložkového lepidla na bočnej stene ako
je možné vidieť na obrázku Obr. 19. Majú dostatočne veľkú dotykovú plochu s bočnou stenou tela, takže držia veľmi pevne. Vodiace lišty sú na jednej strane uložené v puzdre a na druhej v strednej priečke preto, aby sa dali ľahko demontovať, vysunúť von, čím je umožnený lepší prístup k valcom, na ktoré je potom jednoduchšie upevniť rolku papiera.
Vrchnú časť tvorí plexisklo o hrúbke 2mm, ktoré je na jednej strane uložené v drážke
a na druhej sa upína pomocou gumového lana. Ide o najjednoduchší spôsob uzatvárania, ktorý je zároveň veľmi efektívny, pretože umožňuje rýchly prístup ku všetkým vnútorným častiam. Aby sa zamedzilo prieniku vody do zariadenia je na hornej strane po krajoch plechu prilepený gumový pásik U profilu, ktorý je prilepený po vrchnej hrane obvodu tela roadbooku. Plexisklo bolo vyrezané pomocou ostrého noža, ktorým sa po dĺžke pomocou uholníka vyrezala drážka, ktorá oslabila sklo v určitom bode a následne sa určitým tlakom pomocou ruky dalo odlomiť. Hrany sa zabrúsili tak, aby nedošlo k možnému porezaniu sa pri neopatrnom dotyku. Po priložení plexiskla a následnom zaistení je vnútro dostatočne tesné. Samozrejme roadbook nie je možné ponárať do vody, ale voči dažďu je to postačujúca odolnosť. Na obrázku Obr.20 je znázornený itinerár pripevnený pevne na valcoch.

Elektronická časť

Elektronickú časť tvorí jeden celok ktorý vznikol postupným zjednotením všetkých časti
zariadenia uvedených vyššie v konceptuálnom návrhu riešenia. Začalo sa najhlavnejšou časťou a to zapojením krokových motorov. Tie sú spojené s modulom pomocou desať pinového konektora čo umožňuje lepšiu manipuláciu pri skúšaní, ladení a premiestňovaní celého roadbooku pri celom postupe práce. Motory sú napájané na napätie o veľkosti 12V. Ako zdroj svetla sa zvolil pás LED diód, ktorý je napojený priamo na modul. Intenzitu sníma fotorezistor. Tachometer je použitý z bicykla. Najvhodnejší prepínač, aký bol k dispozícii, je pákový. Umožňuje jednoduché prepínanie do jednej alebo do druhej strany. Roadbook sa dá taktiež manuálne zapnúť alebo vypnúť pomocou hlavného tlačidla.

Zapojenie krokových motorov

Finálne zapojenie krokových motorov je realizované pomocou schémy, ktorá je uvedená
nižšie na obrázku Obr. 21. Všetky spoje sú napevno vložené do plošného spoja pre lepšiu
manipuláciu. Na zapojenie jedného motora je potrebných 5 káblov. Z nich slúži jeden na prívod stáleho napätia o veľkosti 12V, čo zabezpečuje pohon. Ďalšie štyri káble motora sú vyvedené cez integrovaný obvod a odporovú sieť na 4 piny počítača, kde každý kábel vedie na vlastnú cievku. Pre funkčnosť obidvoch motorov sú potrebné dva integrované obvody, na každý motor jeden. Zapojenie zabralo 8 digitálnych pinov z celkového počtu 13.
 

Zapojenie diódového pásu a fotorezistora

Toto zapojenie je pomerne jednoduché. Namiesto tranzistora sa použili voľné vstupy
integrovaného obvodu, ktorý je súčasťou krokových motorov. Kladný pól pásiku je napojený
na vstupné napätie 12V a záporný pól je prepojený cez integrovaný obvod do počítača na digitálny vstup. Týmto bolo možné zapnúť a vypnúť pásik, ale len prepísaním zdrojového kódu. Pre funkciu automatického svietenia bolo potrebné inštalovať do zapojenia fotorezistor, ktorý sníma intenzitu svetla. Ten je napojený medzi zemou a analógovým vstupom, preto aby mohol posielať hodnoty z určitého intervalu. Takto pripravený obvod už bolo potrebné len správne naprogramovať a kalibrovať tak, aby fungoval v prevádzke bez problémov. Schému zapojenia svetelného pásu je vidno na obrázku Obr. 22

Zapojenie tachometra

Bicyklový tachometer je zložený z magnetky umiestnenej na kolese motocykla a spínača,
ktorý je pevne prichytený ku prednej vidlici motocykla. Spínač pozostáva z dvoch káblov, z ktorých je jeden pripojený na zem a druhý na digitálny vstup, čím pri zopnutí, strete spínača s magnetkou, počítač dostane jasný signál. Na základe toho zapojenia už nebude problém zistiť počet otáčok kolesa a následne vypočítať rýchlosť a dráhu. Schéma zapojenia tachometra je zobrazená na obrázku Obr. 23.

Návrh plošného spoja pre krokové motory

Časť elektroniky, ktorá obsahuje zapojenie krokových motorov, je realizovaná pomocou
plošného spoja na obrázku Obr. 24, na ktorom sú presne usadené požadované komponenty tak, aby to celé fungovalo. Keďže výroba plošného spoja bola navrhnutá len na motory, neobsahuje ostatné možnosti zapojenia iných častí, vznikol nápad vyrobiť plošný spoj, ktorý bude obsahovať všetky potrebné rezistory, svorky a prepojenia vrátane Arduina. Týmto by bola celá elektronika postavená na jednej doske tak, ako to býva u väčšiny hardvérových zariadení. Tým by sa ušetrilo dosť miesta a káblov ktorých je momentálne pomerne veľa. Zvýšila by sa aj odolnosť celého zapojenia.
 

Softvérová časť

Ako základný riadiaci modul pre zostavenie zariadenia sa zvolí Arduino Nano, ktorý
poskytne presne toľko vstupných a výstupných digitálnych a analógových pinov, koľko bolo
potreba a zároveň ma vhodnú veľkosť, nakoľko káblovania je v celom zariadení dosť. Pre viac priestoru by sa dal použiť modul Arduino Mini ktorý je ešte menší, no nemá piny, ale kontakty, ktoré sa musia prispájkovať napevno, čo by bolo dobre využiť na finálnu verziu roadbooku, aby sa kontakty náhodou neodpojili. Nateraz je lepšie používať modul obsahujúci pevné piny pre skúšanie a overovanie funkcionality. Ako konektory pre prepojenie modulu s elektronickými časťami sa použili káble zo zdroja
pre počítač s konektormi, ktoré presne sedia, čo uľahčilo dosť roboty a zároveň nebolo potrebné investovať do kúpy plošnej dosky. V ďalších bodoch je podrobnejšie rozobratý celý postup implementácie, programovania celého roadbooku.

Pohyb krokových motorov

Celá funkcionalita pohybu krokových motorov je uskutočnená pomocou trojpolohového
vratného pákového prepínača, ktorý je lepší oproti tlačidlovému a to vo viacerých smeroch. Prvým a základným je ten, že jazdec nemusí hľadať po riadidlách tlačidlá, ale bude mať len jednu páku, ktorá sa posúva doprava a doľava, pohyb v pred a pohyb vzad. Druhým je jeho veľkosť, ktorá je menšia oproti dvojitému tlačidlovému spínaču. Pôvodne sa mal točiť vždy iba jeden motor, no nemá dostatočnú silu na to, aby potiahol ten druhý. Pri každom zapnutí zariadenia sa obidva motory začnú točiť oproti sebe na pár sekúnd, čo spôsobí natiahnutie rolky papiera. Ak by rolka nebola dostatočne natiahnutá, nebol by posun itinerára plynulý. Preto sa po stlačení prepínača musia točiť obidva motory. V programovej časti sa použila už existujúca knižnica Stepper.h, ktorá obsahuje príkazy potrebné pre pohyb motorčekov.
Pre plynulý pohyb slúžia funkcie uvedené v bloku nižšie. Najprv je potrebné deklarovať
4 výstupy pre motor, teda jeho 4 cievky ktoré ho roztočia. Taktiež je potrebné určiť rýchlosť, akou sa majú motory točiť. Čím väčšia je rýchlosť motorov, tým sú motory slabšie. Pri zopnutí prepínača do jednej z dvoch polôh dostane modul signál a následne sa motory začnú točiť jedným smerom.
Pre jeden pohyb stačí raz stlačiť prepínač do jednej z dvoch polôh a urobí sa posun motorčekov s intervalom, čoho výsledkom je pohyb o určitý krok. Interval je nastavený tak, aby sa vykonal posun o dĺžke približne jedného políčka na mape, čo je asi 3 centimetre papiera.
Pre jeden pohyb stačí raz stlačiť prepínač do jednej z dvoch polôh a urobí sa posun
motorčekov s intervalom, čoho výsledkom je pohyb o určitý krok. Interval je nastavený tak, aby sa vykonal posun o dĺžke približne jedného políčka na mape, čo je asi 3 centimetre papiera.
Následná funkcia slúži pre natiahnutie rolky pri manuálnom zapnutí zariadenia. Funkcia
je definovaná jednoduchým počítadlom, ktoré vykonáva pohyb pokiaľ sa hodnota počítadla
nerovná číslu 200.

Automatické podsvietenie

Ako zdroj svetla pre automatické podsvietenie itinerára bude slúžiť pásik pozostávajúci
z LED diód, ktorého dĺžka je 15 centimetrov, čo je presne maximálna dĺžka rolky ktorá vojde
do roadbooku, čím sa zabezpečí dostatočné osvetlenie celej časti papiera. Pásik je prepojený cez integrovaný obvod na digitálny vstup, cez ktorý sa dá jednoducho zapnúť alebo vypnúť. Ako snímač sa použil fotorezistor, ktorý sníma intenzitu svetla. Ten je pripojený na analógový vstup do modulu, čím sa do počítača dostanú hodnoty väčšie alebo rovné nule pri tme a hodnoty okolo 1000 pri silnom svetle. Aby sa zamedzilo blikaniu pri náhlych zmenách intenzity svetla, určil sa interval, pričom pri prekročení najnižšej hodnoty sa svetlo vypne a pri prekročení najvyššej hodnoty sa svetlo zapne.

Automatický posun rolky

Dráhu, teda prejdenú vzdialenosť získavame z mechanického tachometra. Pri každom
zopnutí kontaktu, strete magnetky so spínačom, modul dostane signál, pomocou ktorého zväčšuje hodnotu počítadla. Ak počítadlo dosiahne určitú hodnotu, tak sa vykoná pohyb a následne sa vynuluje pre ďalšie počítanie. Tachometer má dva káble, pričom jeden je napojený na digitálny vstup a druhý na kostru. Tým sa dá jednoducho načítavať hodnota.

Testovanie a vyhodnotenie riešenia

Celé zariadenie sa podarilo skonštruovať podľa presne uvedených bodov, ktoré boli
podrobne rozpísané v detailnom návrhu riešenia vo všetkých troch častiach. Testovanie všetkých funkcií prebiehalo postupne pri implementácií a zároveň aj po finálnom dokončení.
Z mechanickej stránky sa podarilo zostrojiť pevný skelet, ktorý je dostatočne pevný
a odolný voči otrasom, či prudkým úderom konárov pri jazde v teréne. Celý roadbook
je dostatočne zatesnený pomocou gumového tesnenia, ktoré sa nachádza medzi vrchnou časťou tela a plexisklom, ktoré chráni vrchnú časť. Sklo je priehľadné v časti, kde je itinerár. Na pravej strane, kde je uložená celá elektronika je na plexiskle nalepená čierna fólia. Vo vnútri sa nachádzajú valce a vodiace lišty, ktoré umožňujú plynulý posun celej rolky upevnenej na rotačných valcoch pomocou lepiacej pásky tak, ako je to na každom zariadení. Po uchytení sa rolka manuálne pomocou prstov natočí na valce aby bola dostatočne natiahnutá. Po zapnutí zariadenia hlavným vypínačom na pravej strane sa valce začnú na krátku chvíľu točiť oproti sebe preto, aby natiahli celú rolku papiera čo najlepšie. To umožní vidieť rovný papier bez nejakých vlniek alebo prehybov, ktoré by mohli skresľovať mapu. Natiahnutie taktiež zabezpečí plynulý posun itinerára pri zmene smeru otáčania valcov bez zasekávania sa. Z hľadiska elektroniky sa podarilo spojiť všetky elektronické komponenty do jedného celku tak, aby fungovali presne podľa predstáv uvedených v návrhovej časti. Posun je zabezpečený pomocou pákového prepínača, ktorý riadi krokové motory. Pri jednorazovom stlačení prepínača sa rolka posunie o určitý krok, pri trvalom držaní prepínača sa rolka bude posúvať plynulým pohybom. Diódový pás je ovládaný pomocou fotorezistora, ktorý sníma intenzitu svetla a na základe toho vie zapnúť a vypnúť podsvietenie. To je nastavené na tak aby sa zaplo hneď pri malom dopade svetla na snímač. Automatický posun je realizovaný pomocou snímania otáčok kolesa cez magnetický tachometer. Ten po určitom počte otáčok kolesa, ktoré zaznamenáva v čase, posunie valce o určitý krok tak, aby sa itinerár posunul o zhruba jedno políčko. Pri každom orientačnom bode bude nutné vycentrovať si itinerár tak, aby bol čo najlepšie centrovaný z pohľadu jazdca a ten mal dobrý náhľad na nadchádzajúce body. V softvérovej časti riešenia veľmi pomohla už existujúca knižnica k spojazdneniu motorov, ktorá uľahčila celú prácu o pár riadkov kódu. Taktiež je kód zrozumiteľnejší a lepšie a hlavne rýchlejšie sa s ním dá pracovať. Zariadenie bolo testované niekoľkokrát hneď pri postupnom návrhu riešenia a nakoniec po jeho finálnom dokončení. Všetky funkcie pracujú správne aj pri rýchlom prepínaní s rýchlou odozvou.Pre pripevnenie na palubnú dosku motocykla je potrebná silná svorka z dôvodu jeho vyššej hmotnosti oproti sériovým roadbookom, čo je spôsobené vysokou hmotnosťou krokových motorov. Po uchytení sa pripoja káble napájania na stály zdroj napätia, čím je batéria motocykla. Na špice predného kolesa sa pevne umiestni magnetka. Snímač otáčok je nutné pripevniť čo najbližšie k obežnej dráhe magnetky, najlepšie na prednú vidlicu. Pákový prepínač sa umiestni na riadidlá. Po dodržaní týchto krokov stačí zapnúť hlavný vypínač a zariadenie je pripravené na použitie.

Záver

Cieľom tejto práce bolo vytvoriť inteligentný hardvérový roadbook, ktorý je oproti
bežným, dostupným v obchodoch, vylepšený o funkciu automatického posunu rolky papiera podľa prejdených kilometrov. Táto funkcia výrazne uľahčí ovládanie celého zariadenia tým, že jazdec nebude musieť tak často presúvať itinerár, aby videl kde sa nachádza alebo kam má v nasledujúcom bode odbočiť. Celý roadbook je konštruovaný tak, aby zvládol aj hrubé zaobchádzanie a nepriaznivé podmienky. Jeho celková hmotnosť je o trochu vyššia ako u továrenských a to z dôvodu veľkej hmotnosti krokových motorov. Do klasických zariadení sa dávajú menšie motory, ktoré sú omnoho ľahšie. Existujú taktiež zariadenia s jedným motorom, ktoré sú spojené s valcami pomocou ozubených koliesok. Do budúcna by sa dalo implementovať zopár vylepšení. Funkcia automatického posunu by sa dala upraviť pomocou automatickej detekcie číselných hodnôt z itinerára, na základe ktorej by sa porovnávala hodnota vzdialenosti od predchádzajúceho orientačného bodu získaná z kamery a hodnota prejdenej vzdialenosti získaná z tachometra. Následne by sa tieto dve hodnoty zosúladili a nastavil by sa presný posun. Zahrnula by sa taktiež kalibrácia údajov aby nedošlo k možnému nesúladu medzi získanými hodnotami. Taktiež by sa dali vymeniť niektoré
elektronické časti, ako sú ľahšie motory pre zmenšenie hmotnosti, nový plošný spoj so všetkými potrebnými kontaktmi na jednom mieste pre redukciu kabeláže, použitie konektora
integrovaného do tela roadbooku pre jednoduchšiu inštaláciu pri montáži na motocykel.
Táto práca umožnila vytvoriť nielen patričný softvér ale aj hardvér a zostrojiť celú
konštrukciu zariadenia. Podarilo sa úspešne dodržať všetky požiadavky obsiahnuté v zadávacom liste a tým splniť cieľ práce.

 

Galéria

Choď na: