Sähköpyöräkokeiluja, energialaskelmia

[optimistx]

...

Mielenkiintoinen hanke menossa !

Itseänikin on moinen kiinnostanut jo tovin mutta aikaa ei ole tahtonut löytyä käytännössä asian edistämiseen. Olenkin päätynyt keräämään talteen mitä Suunto T6c -kellosta ulos saa (ilman tietokonetta/-liitäntää kun en ole M$-käyttäjä) ja GPS- ja karttatietoja olen kerännyt eCoach-ohjelmistolla N900 ja N950 (=N9) kännyköillä.

Ajatuksena oli tehdä oma kontrolleri jossa olisi ANT/ANT+ -vastaanotin Suunnon sensoridatan keräämiseksi kellon rinnalta. Lisäksi kontrolleri mittaisi (pitot-periaatteella ?) ainakin ilman nopeuden (ja lämpötilan ?), mieluusti myös onko sivutuuli. Kännyyn kirjoittaisin sovelluksen jolla ottaisin GPS- ja kompassidataa talteen sekä kontrollerin reaaliaikaista dataa Bluetooth-yhteydellä.

Känny olisi siis "korkean tason" tietojen mittaaja, kontrolleri tekisi enemmän reaaliaikaiset hommat. Kännyssä sitten kaikki tiedot yhdistetään ja talletetaan.

Nykyään näihin kännyihin kirjoitetaan sovellukset Qt-rajapinnoilla ja C/C++ -kielillä. On melkein sama asia tekeekö sovellusta PC:lle vaiko kännylle. Laskentatehoa löytyy aika kivasti Symbian 3 ja Meego-luureista, varmaan vauhtiin vaadittavan tehon laskentaakin voisi tehdä reaaliajassa.

Kun olisi selvillä CdA ja Crr... ja niiden selvitystä varten voisi toteuttaa "selvitystilan"...

Selvitystila , totta tosiaan. Kyllä kännyn kehittelyä osaavalle läppäri on aivan turha ajoon mukana raahattava. Yritin ladata Nokian Qt-systeemejä, mutta enpä osannut pistää niitä pystyyn ja tyydyin Pythonin käyttöön. Sillä ohjelmointi 'Hello world'-tasolle onnistui yllättäen. Mieli tekisi osata Qt. Datan siirto suoraan kännystä Arduinoon ja takaisin tuntui vielä liian vaikealta minulle, joten raahaan miniläppäriä välittäjänä ympäriinsä, toistaiseksi.

Tavoitteesi tuntuvat luontevilta, ja kun voit hyödyntää taitojasi, toivonpa ennen pitkää aikaa löytyvän. Hahmotelmastasi on pelkkää hyvää sanottavana.

Pitot-putken tutkaileminen voisi olla hyvä homma, varsinkin suurempiin nopeuksiin.

Osien välinen kommunikaatioperiaate (esim. Ant) olisi hyvä arvata/tietää oikein jo hommien aluksi niin ei mene kaikki uusiksi niin helposti. Langattomissa systeemeissä on meikäläiselle kaikenlaista yllättävää ongelmaa: meneekö sittenkään radioaalto kehon läpi, onko tunnussanat ja muut temput bluetoothissa sittenkään hyvin ja jos ei, niin mikä neuvoksi jne. Mutta kai niihin on kuitenkin satsattava ja opeteltava niin, ettei hylkää vaihtoehtoja taitojen puutteen takia. Ant E72:n yhteydessä?

Arduinoväki touhotti kovasti bluetooth-pohjaisista kehitysympäristöistä vielä vuosi sitten, mutta nyt näyttävät kannattavan usb:n kautta toimivaa sarjaliitäntää siinä ... eli perääntyminen langattomasta, aivan aloittelijoille.

Lisäys 30.12.2011.

Pitot-putki saattaisi olla hyvä ratkaisu, kun paineanturi BMP085 tuntuu toimivan tarkasti eikä ole hinnalla pilattu. Idea kai on ymmärtääkseni mitatata liikkumattoman ja liikkuvan ilman välistä paine-eroa. Vaikka käyttäisi kahta paineanturia yhdessä putkessa, niin ei paha. Aluksi voisi testailla yhdelläkin anturilla, kun tyynessä vallitseva paine ei muutu kovin äkkiä kuitenkaan samalla korkeudella. Korkeuskorjauksenkin voisi tehdä helposti, kun korkeuden mittausta varten on jo eri anturi. Tätähän voisi oikeastaan testata tuossa tuokiossa, kunhan pahimmat höyryt kuumalanka-anturin touhuistani on päästetty pihalle... (eilen kävi jo mielessä, että hyvässä lykyssä pääsisi tänään kuumalangan koeajolle, ihan pihalle).
Pitot-putkea vastaavan kokeen voisi varmaan tehdä siten, että siirtää paineanturia täsmälleen sivusuuntaan tietyllä nopeudella ja katsoo, muuttuuko painelukema(?). Anturin keskellä sen yläpuolella on pienenpieni reikä, ja ilmanvirta sivuuttaa reiän poikittain. Siksi kai pitäisi anturin lukeman pienentyä? Jos ei pienenny, niin ehkä nopeus on liian pieni. Jotkut netissä arvelivat, ettei pitot-putki pystyisi ilmoittamaan arkipyöräilynkokoisia nopeuksia.

Kuumalanka on ällistyttävän herkkä. Piti jo sytyttää vertailukohdaksi kynttilä mittauskohdan lähelle sen selvittämiseksi, mittaako lanka todellisia ilman liikahduksia vai keksiikö se omiaan. Testauksen alla olevalla konfiguraatiolla virrankulutus on aisoissa: noin 200 milliampeeria, ja siis 4 kpl AA-paristoja a 2100 mAh antaisi virtaa 10.5 tunnin ajeluun mittari päällä kaiken aikaa. Riskeistä tulee mieleen ohuen langan katkeaminen värähtelyjen tms takia; sateella ei voi käyttää lainkaan. Kuumalangan hinta kiepeissä on metriä kohti 0 euroa (0 desimaalin tarkkuudella). Sähköä tarvitaan, mutta sitähän on mikroprosessorin takia pakko olla muutenkin, ja sähköpyörässä varsinkin.

[optimistx]

Pitot -putkesta on wikipediassa http://en.wikipedia.org/wiki/Pitot_tube
Bernouillen yhtälöstä

p_total = p_static + rho * v² /2

voi laskea ja kokeilla, paljonko dynaaminen paine (eli viimeinen termi yllä) olisi pienillä nopeuksilla. Kun ilman tiheys on noin 1.3 kg / m³ merenpinnan tasolla, niin kävelyvauhdissa 1 m/s eli 3.6 km/h olisi paine-ero

1.3 kg / m³ * (1 m/s) ² / 2 = 0.65 (kg*m/s²)/m² = 0.65 N/m² = 0.65 Pa

Vähän liian pieni luotettavasti havaittavaksi ilman keskiarvoistamista. Nopeudessa 3 m/s (10.8 km/h) paine-ero olisi 9-kertainen eli noin 6 Pa, ja sen voisi jo havaita BMP085:lläkin. Ilmanvastuksen mittaamisessa varmaan suuret nopeudet olisivat tärkeämmät kuin aivan pienet.

Protoon voisi helposti lisätä toisen BMP085:n ja silloin saisi ko. dynaamisen paineen selville ja ilmanopeuden. Sitten voisi jatkuvasti verrata kuumalangan antamiin tuloksiin päälleikkäisillä nopeusalueilla. Kuumalanka näyttäisi tähän mennessä kokeiden perusteella antavan herkkiä tuloksia 0-2 m/s alueella (langan pituus noin 7.5 cm). Suuremmilla nopeuksilla lankaan pitäisi päästää hitaampaa ilmaa esim. pienestä putkesta langan läheisyyteen. Putken läpimittaa vaihtamalla voi muuttaa mittausalueen.

[jori]

Mittaatkos sinä sillä kuumalangalla ajosuuntaista ilmanopeutta, vai totaalista ilmanopeutta. Eli onko kuumalankasi putkessa vai levyjen välissä. Ajosuuntaisen ilmanopeuden, tai oikeastaan putken päiden välisen paine-eron mittaamiseen, voisi soveltua tulppasulakkeen (25A) runko. Se kestää lämpöä ainakin pariin tuhanteen asteeseen asti, on sopivan kokoinen ja helposti hankittavissa edullisesti. Palaneen sulakkeen päistä vaan metallihatut ja sisältä kaadetaan hiekka ja sulakelangan jämät pois. Kytkennän voi tehdä klemmareilla puristamalla siten, että kuumalanka kulkee putken läpi diagonaalisesti. Kuparijohtimet voi kiinnittää samoijen klemmarien alle. Klemmarina voi toimia myös putken ympärille kieputettu kuparilanka. Sulakerungon päissä on nätisti pyöristetyt reunat ja klemmarille paikat. Toisessa päässä halkaisijaltaan noin 12 mm ja toisessa n. 15mm.

[optimistx]

Mittaatkos sinä sillä kuumalangalla ajosuuntaista ilmanopeutta, vai totaalista ilmanopeutta. Eli onko kuumalankasi putkessa vai levyjen välissä. Ajosuuntaisen ilmanopeuden, tai oikeastaan putken päiden välisen paine-eron mittaamiseen, voisi soveltua tulppasulakkeen (25A) runko. Se kestää lämpöä ainakin pariin tuhanteen asteeseen asti, on sopivan kokoinen ja helposti hankittavissa edullisesti. Palaneen sulakkeen päistä vaan metallihatut ja sisältä kaadetaan hiekka ja sulakelangan jämät pois. Kytkennän voi tehdä klemmareilla puristamalla siten, että kuumalanka kulkee putken läpi diagonaalisesti. Kuparijohtimet voi kiinnittää samoijen klemmarien alle. Klemmarina voi toimia myös putken ympärille kieputettu kuparilanka. Sulakerungon päissä on nätisti pyöristetyt reunat ja klemmarille paikat. Toisessa päässä halkaisijaltaan noin 12 mm ja toisessa n. 15mm.

Sulakeidea on kiintoisa. Avaanpa yhden ja tutkin.

Kokeissa on toinen lanka ollut avoimesti ilmassa piirilevyn päällä noin 3 mm korkeudella. Piirilevyä on kuljeteltu vaakasuorassa niin, että ilmavirta tulee 90 asteen kulmassa lankaan nähden (poikkisuuntaan). Vertailulanka on kotelossa, jossa ilma on suurin piirtein paikallaan.

Pitkän päälle pitäisi kyllä tietää ilmavirran suuruuden lisäksi sen suunta, eli ei riittäne totaalisen ilmannopeuden tietäminen. Luulisin, että jos ripustaa 2 lankaa poikittain 90 asteen kulmassa oleviin putkiin (+ 2 vertailulankaa tyyneen tilaan), niin saisi ilmavirtauksen nopeusvektorin ajonsuuntaisen ja sivusuuntaisen komponentin, ja siis voisi laskea niistä kokonaisnopeuden ja suunnan. (tieto siitä, tuleeko tuuli edestä vai takaa, jäisi auki, samoin tieto, tuleeko se vasemmalta vai oikealta). Pystysuora komponentti lienee tarpeeton.

Kokeissa ilmeni, että virrankulutusta voi pienentää dramaattisesti. Lanka näyttäisi lämpenevän reilusti alle millisekunnissa mittauslämpötilaansa, joten sitä tarvitsee lämmittää vaikkapa kerran sekunnissa tapahtuvaa mittausta varten vain alle tuhannesosan ajasta! 4 kpl 2100 mAh AA-paristoa riittävät sillä tavoin tuhannen pitkän päivän ajeluihin. (lämmityksen osalta. Tai sitten päätelmissäni on virhe). Lisäys 4.1.2012: oli virhe.

Toinen iso yllätys on, että 180 asteen lämmössä sulavat tinajuotokset kuumalangan päissä eivät ole sulaneet, vaikka laskelmat näyttäisivät langan keskilämpötilan olevan ainakin 200 -300 astetta yli huoneenlämpötilan. Päät johtavat ilmeisesti lämmön pois tehokkaasti. Ei liene tarpeen käyttää korkeampia lämpötiloja enkä nyt keksi semmoisesta mitään hyötyä.

Mittauslanka ja vertailulanka (tyynessä) ovat Wheatstonen sillan toinen haara, ja toinen haara koostuu kahdesta 10 kilo-ohmin vastuksesta. Haarojen keskikohtien jännitteet menevät mikroprosessorin A/D -konvertteriin ohjelman tutkailtavaksi. Jännitteiden erotukset taulukoidaan ja liitetään vastaaviin ilmannopeuksiin kalibroitaessa.

Kun mittaus on melkein käsittämättömän herkkä ja nopea pienillä ilmannopeuksilla (0 - 2 m/s), niin voidaan suuremmat nopeudet luullakseni helpoiten mitata siten, että otetaan nopeaa ilmaa esim. 1 neliösenttimetrin poikkileikkauksen omaavaan putkeen, joka sitten laajenee esim. 10 neliösenttimetriin mittauslangan kohdalla. Silloin nopeus olisi pudonnut siellä 1/10:aan ja pystyttäisiin hallitsemaan pyörän nopeusalue 0 - 20 m/s. (vrt "venturiputki")

[jviirret]

Toinen iso yllätys on, että 180 asteen lämmössä sulavat tinajuotokset kuumalangan päissä eivät ole sulaneet, vaikka laskelmat näyttäisivät langan keskilämpötilan olevan ainakin 200 -300 astetta yli huoneenlämpötilan. Päät johtavat ilmeisesti lämmön pois tehokkaasti. Ei liene tarpeen käyttää korkeampia lämpötiloja enkä nyt keksi semmoisesta mitään hyötyä.

Oletko mitannut tuon 180astetta, tai muuten vain varma että käyttämäsi tina on tätä vanhaa tina-lyijy seosta.
Nykyaikaiset EU-direktiivien mukaiset tinat eivät sisällä lyijyä ja niiden sulamislämpötila on korkeampi:
http://apaja.dyndns.org/vintage/juotos.htm
Tämän myyntiesitteen mukaan sulamislämpö n.30astetta vanhan ajan tinaa korkeampi:
http://www.yeint.fi/print.php?main=64&p ... 13997&uID=
Ja tämän mukaan tinan sulamislämpö voi olla jopa 230-240astetta:
http://www.kauppasatama.fi/tuotteet.asp?category=1207

Jukka

[optimistx]

Toinen iso yllätys on, että 180 asteen lämmössä sulavat tinajuotokset kuumalangan päissä eivät ole sulaneet, vaikka laskelmat näyttäisivät langan keskilämpötilan olevan ainakin 200 -300 astetta yli huoneenlämpötilan. Päät johtavat ilmeisesti lämmön pois tehokkaasti. Ei liene tarpeen käyttää korkeampia lämpötiloja enkä nyt keksi semmoisesta mitään hyötyä.

Oletko mitannut tuon 180astetta, tai muuten vain varma että käyttämäsi tina on tätä vanhaa tina-lyijy seosta.
...
Ja tämän mukaan tinan sulamislämpö voi olla jopa 230-240astetta:
http://www.kauppasatama.fi/tuotteet.asp?category=1207

Jukka

Häpeäkseni täytyy tunnustaa, että en tiedä tämän "Velleman rosin core" tinan tyyppiä. Kun pakkauksessa ei mainosteta vihreyttä, niin olen otaksunut sen 40%tinaa/60%lyijyä -seokseksi. Jos kuitenkin se olisi uudempaa tyyppiä ja sulamispisteeltään jopa 240 celsiusastetta, niin jotain merkillistä tilanteessa on.

Lisäys 2.1.2012. Selvisi, että juotosaine on vanhanaikaista 60%tina/40%lyijy -sekoitetta, ja siis sen sulamispiste noin 180 astetta.

Nimittäin tietyn Resistherm-langanpätkän vastus huoneenlämpötilassa oli 13.3 ohmia, ja saman langanpätkän vastus lämpötilassa x oli 32 ohmia. Kun langan vastus lisääntyy 1.32 -kertaiseksi 100 astetta kohti (ainakin alueella 0-100 astetta, mutta luultavasti valmistajan tiedoista hatarahkosti päätellen korkeammissakin lämpötiloissa). x:n ratkaisemiseksi on siis yhtälö

1.32 ^x = (32.0/13.3) josta

x = log(32.0/13.3) / log 1.32 = 3.15,

eli 100 asteen intervalleja 3.15 kpl yli huoneenlämpötilan

eli 315 astetta + 20 astetta = 335 astetta keskimäärin.

Jos langan lämpötilan keskiarvo yli koko pituutensa on olisi 335 astetta ja päät johtavat hyvin lämpöä pois ollen korkeintaan 240 asteen lämpötilassa, niin keskikohdalla lankaa on sangen kuumat paikat tyynessä. Uskaltaisikohan veikata esim. 500 astetta?

Oikeastaan tuollainen onkin sangen hyvä tilanne siihen verrattuna, että käytettäisiin tavanomaista muutaman millimetrin pituista lankaa (esim. 3 mm) ja tapeltaisiin nyrkit verille sen kanssa, miten saada lanka kuumaksi kuumentamatta langan kiinnikkeitä "liikaa". Kiva vahinko tämä ...

Mitä opimme tästä? Hankittava seuraavaan versioon juotosainetta, jonka koostumus tiedetään.

---

Sanokoot kuvat 1001 sanaa:

Ilmavirran nopeus kahden kuumalangan avulla.

wheatstone.png (44.7 KiB) Katsottu 25657 kertaa

Kuumalangat yksi yläoikealla teltassa ja toinen alaoikealla keltaisen ja vihreän kytkinlangan välissä (ei näy hiusta ohuempana)

kuumalankakytkenta.png (176.59 KiB) Katsottu 25655 kertaa

[Mustasudenkorento]

Mistään mitään ymmärrä mutta eikö tuossa voisi myös käyttää autoissa käytettäviä kuumalanka antureita(imm, ilmamäärämittari)...
eihän ne ilmaisia ole mutta saattaisi sellainenkin jostain löytyä...

Ne olisi valmiiksi "putkessa" vai onko ne aivan turhan isoja jotta niillä saisi mitään järkeviä lukemia aikaiseksi?

[mhelander]

Mistään mitään ymmärrä mutta eikö tuossa voisi myös käyttää autoissa käytettäviä kuumalanka antureita(imm, ilmamäärämittari)...
eihän ne ilmaisia ole mutta saattaisi sellainenkin jostain löytyä...

Ne olisi valmiiksi "putkessa" vai onko ne aivan turhan isoja jotta niillä saisi mitään järkeviä lukemia aikaiseksi?

Taitaapi autojen ilmanotto olla sen verran reippaampaa ettei näillä virtausnopeuksilla mitä pyörällä saadaan aikaiseksi ole niistä mitään iloa. Lisäksi vaatinevat ainakin 12V ja mahdollisesti vielä muutakin jotta arvojaan voi lukea.

Itse pitäisin mokomat myös autoista veks, omassa jenkkirassissani on "speed density" tsydeemi eli kierrosluvun suhteen lasketaan ilmamäärä kun lämpötila on tiedossa. Menee jo off-topic aika reippaasti...

[optimistx]

... eikö tuossa voisi myös käyttää autoissa käytettäviä kuumalanka antureita(imm, ilmamäärämittari)...
eihän ne ilmaisia ole mutta saattaisi sellainenkin jostain löytyä...

Ne olisi valmiiksi "putkessa" vai onko ne aivan turhan isoja jotta niillä saisi mitään järkeviä lukemia aikaiseksi?

Voi olla todella hyvä juttu, jos löytää massatuotantotuotteista osan, jota voisi käyttää näihin tarkoituksiin. Autoissa tosiaan käytetään tämäntapaisia antureita. Pidän mielessä tämänkin mahdollisuuden, jos nyt työn alla oleva yritelmä törmää vaikeuksiin.

Valmiita antureita on maailmalla. Pisti silmään esim. http://82611.buildyourownshop.com/produ ... roduct=109 , jossa on kaksi langanpätkää ristissä ripustettuna tikun nokkaan. Hinta 543 euroa (+verot + rahti + tulli) pistää kuitenkin mietteliääksi, varsinkin jos ostelisi useita itselle ja kavereille .
Kokonainen kädessäpidettävä kuumalankaan perustuva ilmannopeusmittari http://www.omega.com/ppt/pptsc.asp?ref= ... F2005HW,[b] 645 USD[/b] (+rahti + tulli + verot).

[PW]

Etköhän rupee rakenteleen tommosia myyntiin ku ovat noin hyvissä hinnoissa

Petri

[Mustasudenkorento]

esim biltsussa uusi- > 69€
http://www.biltema.fi/fi/Autoilu---MP/A ... ARI-52842/

[jori]

Ei se juotoksen lämpötilan kesto ole mikään kumma. Juotos johtaa sähköä lankaa paremmin, joten lanka ei tuota merkittävästi lämpöä enää juotoksen sisällä. Toisaalta juotos johtaa myös lämpöä hyvin pois, ainakin siihen nähden, mitä hiuksenohut lanka sitä tuo lisää. Lämnmönjohtavuus on summittain poikkileikkauksien suhteessa. Ilmiö on tavallaan sama, kuin veden keittäminen paperimukissa. Vaikka tuli on yli 800 asteista ja paperi palaa alle kolmessasadassa, vesi johtaa lämmön pois ja paperin lämpötila ei nouse liian korkeaksi.

[optimistx]

Ei se juotoksen lämpötilan kesto ole mikään kumma. Juotos johtaa sähköä lankaa paremmin, joten lanka ei tuota merkittävästi lämpöä enää juotoksen sisällä. Toisaalta juotos johtaa myös lämpöä hyvin pois, ainakin siihen nähden, mitä hiuksenohut lanka sitä tuo lisää. Lämnmönjohtavuus on summittain poikkileikkauksien suhteessa. Ilmiö on tavallaan sama, kuin veden keittäminen paperimukissa. Vaikka tuli on yli 800 asteista ja paperi palaa alle kolmessasadassa, vesi johtaa lämmön pois ja paperin lämpötila ei nouse liian korkeaksi.

Joo, kyllä se noin varmaan on. Kostutin langan päissä olevaa tinaa vedellä nähdäkseni, kuinka nopeasti vesi kiehuisi pois. Yllätys! Se ei edes kiehunut vaan jäi siihen jököttämään ainakin 5 minuutiksi.

Tinalla on moninkertainen pinta-ala langan pintaan nähden, sen alla kuparia ja kuparista hyvin johtavat piikit (3-4 kpl) protolevyyn. Voisi varmaan huoletta nostaa langan lämpötilaa, jos olisi tarvetta. Luultavasti lanka on tinapisarasta lähtiessään vielä alle veden kiehumapisteen (0-2 mm matkalla esim. ?). Jos tämä lanka olisi esim. vain 3-4 mm pitkä kuten tyypillisesti kaupallisissa antureissa, niin sitä olisi tällä laitteistolla vaikea saada satoja asteita kuumaksi.

---

Pitot-putkea voisi varmaan sittenkin käyttää myös hitaissa nopeuksissa. Jos rakentaa pienen suppilon keräämään ilmaa, niin suppilon pohjassa ilma on saanut moninkertaisen nopeuden ja sen paine voidaan mitata siellä BMP085-anturilla. Verrataan toiseen anturiin seisovassa ilmassa. Erotus = dynaaminen paine, ja siitä selviää nopeus mm. putken poikkileikkausten suhteella kertomalla. Siis sama temppu kuin venturi-putkessa tehdään.

Pitääkin rakennella kuumalangasta ja pitot-putkesta protot ja pistää ne vertailuun aivan käytännössä.

---

Korjaus aiempiin intoiluihini: Vaikka kuumalanka reagoi todella nopeasti ilmannopeuden muutoksiin, ei se aiemmasta luulostani huolimatta lämmitä itseään huoneenlämpötilasta toimintalämpötilaan alle millisekunnissa. Pikemminkin se tuntuisi vaativan siihen hommaan jopa 0.5 sekuntia. (erehdys nro 0094 tarkastelukaudella, ja lisää tulossa ).

Korjaus 7.1.2012. Sivuilta http://www.isabellenhuette.de/en/techni ... ncealloys/ selvisi, että langan lämpötilaksi arvelemani 335 astetta on puutaheinää. Vastuksen lämpötilariippuvuuden kaava on

RT= R0 * (1 + alfa * (T - T0))

jossa

T on lämpötila asteissa
T0 on lämpötila asteissa
RT on vastus lämpötilassa T
R0 on vastus lämpötilassa T0
alfa on vastuksen (keskimääräinen) lämpötilakerroin välillä T0 ... T

Resistherm -langalle alfa on 3.2 *10^-3 / aste
(vaihdellee hieman lämpötilasta riippuen).

RT/R0 = 3.15 (mitattu itse), joten

T - T0 = ( (RT/R0) - 1 ) / alfa = 3.15 - 1 ) / 0.0032 = 670 astetta

Langan keskimääräinen lämpötila koko pituuden yli oli siis 20 astetta + 670 astetta = 690 astetta. Huh huh! Valmistajan ilmoittama maksimilämpötila on 800 astetta (sulamispiste tosin muistaakseni 1400 astetta). Koska liitoskohtien lähellä langan lämpötila on alhainen, on se keskemmällä varmaankin yli 800 astetta. Ei hyvä. Tarvitsee tehdä jotain.

[optimistx]

Vaihteeksi välillä käytännön testiä ja mietteitä sen perusteella.

Ajoin eilen sähköpystypyörällä Kärkölästä Riihimäen kiertäen Espooseen 105 km valiten isoimmat tiet, jotta mäet olisivat loivia. Sähköavustus oli päällä silloin kun sykkeessä tuntui pientäkin ylämäkeä. SportsTracker raportoi ylämäkinousuiksi noin 1300 m ja laskuiksi suunnilleen saman. Pyrin ajamaan tavanomaista nopeammin, kuitenkin siten, ettei hengästy ollenkaan. Pulssi arvioni mukaan 115-120 lyöntiä/min keskimäärin, kun se normaalisti on leppoisassa ajossa 110 / min keskimäärin. (mittaria ei ollut mukana, hengästysrajani on noin 120 / min). Tuuli n. 3 m/s itäkoillisesta ennusteen mukaan, käytännössä pyörähteli jopa etelään, vähäisenä.

Kuvakaappaus Sports Trackeristä

Tarkoitus oli tutkia, mihin korkeimpaan keskinopeuteen koko matkalla sähköavustuksella pääsee hengästymättä.

Pyöräni sähköavustus lakkaa 24 km/h nopeudessa (laillinen maksimi 25 km/h).

Teoriassa voisi toivoa, että koko matkan keskinopeudeksi voisi tulla noin 24 km/h (jos alamäissä ilmanvastus rajoittaa nopeutta jopa vain 24 km/h:iin)

Tuli vain 20.5 km/h. (tauot vähennetty).

Vaikka sähköavustusta käytettiin lähes puolet koko ajoajasta, niin ajon jälkeen ladattaessa energiamittari ilmoitti akkuun menneen vain 220 wattituntia. Akkuun mahtuu noin 500 wattituntia, ja ennen ajoa akku oli täyteen ladattu. Olisi siis voinut ajaa reilusti yli 200 km tällä tavoin yhdellä akkulatauksella.

Massaa oli mukana: pyörä 40 kg, ajaja 70 kg, tavaroita noin 10 kg, yht. 120 kg.

Sähkömoottorin avustus 250 wattia ei riitä pitämään 24 km/h nopeutta jyrkässä ylämäessä, ja siksi keskinopeus laskee. Mäessä potentiaalienergian muutos = m * g * h = massa * 9.81 m/s² * pystysuora korkeusero. 250 wattia riittää nostamaan 100 kg suoraan ylöspäin 1/4 metriä sekunnissa (karkea muistisääntö: 1 kilowatti nostaa 100 kg suoraan ylös yhden metrin sekunnissa).

Kuinka jyrkkiä mäkiä moottori voisi avustaa ylös nopeuden hidastumatta, jos se antaisi tehoa 250 wattia? Jos tavoitenopeus olis noin 7 m/s ja massaa 100 kg, niin 7 metrin matkalla nousua saisi olla 25 cm. (oletan, että polkeminen antaa vierintäkitkaan ja ilmanvastukseen kuluvan energian kuten tasaisellakin). Yhden metrin matkalla nousu olisi siis 3.5 cm. 100 m matkalla 3.5 m, eli 3.5 %. Isommalla massalla vastaavasti nousu pienempi, esim. 120 kg antaisi rajaksi noin 3 %.

Valtateillä silmämääräisesti arvioiden nousut ovat harvoin yli 3.5 %. Mäkisillä pikkuteillä tosin useinkin ylittyy tuo raja.

---

Kun nimimerkki "nojailija" ajoi matalalla virtaviivaisen nojakillaan velodromilla tunnin ajon Suomen ennätyksen, oli käytetty teho eli energia / s hänen mittarinsa mukaan noin suuruusluokkaa 250 w ja matka 45.53 km. Jos pistäisi 250 w sähkömoottorin matalaan virtaviivaistettuun Optima Baroniin kytkien sen avustamaan kaikissa nopeuksissa (laillista vain ei-julkisilla alueilla) niin pitäisi päästä suunnilleen tuo matka tunnissa pienelläkin teholla polkien. Moottori ottaisi 250 W, akku antaisi 80 % hyötysuhteella 310 w eli 310 wattituntia tunnin aikana. 500 wattitunnin lataus riittäisi reilusti yli tunnin ajoon, ehkä 60 km. Pitäisiköhän kokeilla ...

[mhelander]

Sähkömoottorin avustus 250 wattia ei riitä pitämään 24 km/h nopeutta jyrkässä ylämäessä, ja siksi keskinopeus laskee. Mäessä potentiaalienergian muutos = m * g * h = massa * 9.81 m/s² * pystysuora korkeusero. 250 wattia riittää nostamaan 100 kg suoraan ylöspäin 1/4 metriä sekunnissa (karkea muistisääntö: 1 kilowatti nostaa 100 kg suoraan ylös yhden metrin sekunnissa).

Kuinka jyrkkiä mäkiä moottori voisi avustaa ylös nopeuden hidastumatta, jos se antaisi tehoa 250 wattia? Jos tavoitenopeus olis noin 7 m/s ja massaa 100 kg, niin 7 metrin matkalla nousua saisi olla 25 cm. (oletan, että polkeminen antaa vierintäkitkaan ja ilmanvastukseen kuluvan energian kuten tasaisellakin). Yhden metrin matkalla nousu olisi siis 3.5 cm. 100 m matkalla 3.5 m, eli 3.5 %. Isommalla massalla vastaavasti nousu pienempi, esim. 120 kg antaisi rajaksi noin 3 %.

Valtateillä silmämääräisesti arvioiden nousut ovat harvoin yli 3.5 %. Mäkisillä pikkuteillä tosin useinkin ylittyy tuo raja.

Mielenkiintoisia laskelmia. Mulle Strava laskee aika monesti keskitehoa lenkeille 200-250 W jolla keskinopeus on aika aerodynaamisella lowracerilla luokkaa 33-37 km/h. Nousuja on yleensä 250m, vähän enemmän tai vähemmän riippuen lenkistä. Nyt puhutaan sitten metric-century luokan lenkeistä eli 65+ kilsaa, tyypillisesti 90-130 km pituudeltaan.

Näillä lenkeillä, kun ovat yleensä "maaseututeitä" 3-5% on Garminin nousukulman näytöllä melko usein. Terävämmät ovat 6-8 % mutta niitä on harvassa. Jos ei tuule vastaan ajan 140-150 sykkeillä helposti 3-4% nousut yli 25 km/h nopeudella. Siksi laillinen sähköapu ei juuri kiinnosta.

Tilanne kyllä muuttuu kun paino nousee, eli jos on laukut ja tavaraa ja/tai perävaunu eli ollaan reissussa. Saisin sähköavulla pidettyä lenkeillä totuttua vauhtia ja jaksaa yhtä pitkälle tai pidemmälle, kunhan akut saa ladattua sitten levon/yöpymisen aikana.

Kun nimimerkki "nojailija" ajoi matalalla virtaviivaisen nojakillaan velodromilla tunnin ajon Suomen ennätyksen, oli käytetty teho eli energia / s hänen mittarinsa mukaan noin suuruusluokkaa 250 w ja matka 45.53 km. Jos pistäisi 250 w sähkömoottorin matalaan virtaviivaistettuun Optima Baroniin kytkien sen avustamaan kaikissa nopeuksissa (laillista vain ei-julkisilla alueilla) niin pitäisi päästä suunnilleen tuo matka tunnissa pienelläkin teholla polkien. Moottori ottaisi 250 W, akku antaisi 80 % hyötysuhteella 310 w eli 310 wattituntia tunnin aikana. 500 wattitunnin lataus riittäisi reilusti yli tunnin ajoon, ehkä 60 km. Pitäisiköhän kokeilla ...

Tämä olisi mielenkiintoinen kokeilu ja sanoisin että kokeile. Kun "moottorina" on urheilija niin vaikka teho mitattaisiin vetävästä pyörästä ja/tai kammista/polkimista on virhemarginaali ja kalibrointien ryömiminen enemmän todennäköistä kuin luotettava ja toistettava tarkkuus.

Sähköavulla ja vakaissa olosuhteissa saataisiin paremmin luotettavia tuloksia. Samoin noilla voisi laskea ilman- ja vierintävastuksen helpommin pyörälle josta voisi olla mukavasti lisäinformaatiota jatkospekuloinnille.