Bandit Info Box, czyli zestaw dodatkowych wskaźników w motocyklu

-BANDIT INFO BOX-

1. WSTĘP

Opisywana konstrukcja to zestaw dodatkowych cyfrowych wskaźników które wykonałem do swojego motocykla (Suzuki Bandit 650S K5). Są to wskazania: aktualnego biegu, napięcia w instalacji oraz temperatur: oleju i powietrza (silnik tego motocykla jest chłodzony olejem i powietrzem - nie ma obiegu wodnego).
Pomysł na jej wykonanie pojawił się niedługo po kupnie motocykla - w pierwszej kolejności jako początkujący chciałem mieć wskazanie aktualnego biegu - jest to bardzo pomocne w jeździe ze względu na sekwencyjną konstrukcję skrzyni biegów (nie to co w samochodzie ze skrzynią manualną gdzie pozycja gałki biegów zdradza aktualne przełożenie - w motocyklu jest tylko ruch w górę albo w dół - aktualny bieg albo się czuje albo pamięta - trzecią opcją jest wyświetlacz biegu który jest częścią opisywanej konstrukcji).
Pomysł na wskaźnik napięcia powstał po tym jak musiałem dzwonić po znajomego, żeby mnie poratował akumulatorem w trasie - raczej standardowa historia.
Czujniki temperatury były już w zasadzie czysto hobbystycznie - skoro mogę je zrobić to właściwie dlaczego by nie spróbować. Temperatura powietrza pozwala stwierdzić w niskich temperaturach czy warto jeszcze jechać czy lepiej odpuścić ze względu na aktualny ubiór itd. W wysokich można określić jak wiele otworów wentylacyjnych w kurtce powinienem otworzyć (ale do tego nie trzeba koniecznie termometru..). Wskaźnik temperatury oleju jest bardziej jako sygnalizacja czy coś złego nie dzieje się z silnikiem (np. znając zwykłe temperatury pracy pozwoli stwierdzić czy coś się nie przegrzewa). Wiadomo też dokładnie kiedy jest już ten moment kiedy można bardziej odkręcić manetkę po starcie na zimnym silniku.

2. OPIS KONSTRUKCJI

Całość składa się z kilku elementów:
-jednostka sterująca (zawierająca płytę główną, wyświetlacz graficzny OLED obu temperatur i napięcia oraz fotorezystor)
-wyświetlacz siedmiosegmentowy wraz z płytką z rejestrem przesuwnym - wbudowane w oryginalne zegary
-zmodyfikowany czujnik luzu pełniący teraz rolę czujnika wszystkich biegów
-przekaźnik załączający zasilanie i bezpiecznik

Zacznę od pierwszego elementu układanki - czujnika biegu (znanego dawniej pod nazwą: czujnik luzu).
Jest to przeróbka znana od dłuższego czasu w motocyklach z tym i podobnymi silnikami. Polega ona na wymontowaniu oryginalnego czujnika luzu który fabrycznie posiada 4 styki:
- masa
- luz
- bieg 2
- bieg 3

Dlaczego obecne są styki biegów 2 i 3? Te sygnały idą do modułu zapłonowego celem lekkiego zmniejszenia mocy na tych biegach. Prawdopodobnie żeby zmniejszyć ryzyko wyjechania motocykla spod czterech liter mniej doświaczonym kierowcom. A przynajmniej tak słyszałem. Na 100% mało kto poza produecntem wie - nawet oryginalna serwisówka nic na ten temat nie wspomina. W praktyce odłączenie tych dwóch przewodów nie zmienia w moim (i nie tylko) odczuciu nic jeśli chodzi o pracę silnika.
Modyfikacja polega na dodaniu brakujących styków biegu 1, 4, 5 oraz 6 oraz doprowadzeniu wszystkich sygnałów do jednostki sterującej. W tym celu należy w oryginalnym czujniku wyskrobać sylikon od strony styków i oczyścić całość. W miejscach gdzie powinny być styki jest sprzyjającym zbiegiem okoliczności coś w rodzaju plastikowych słupków które idealnie pokrywają się z miejscami w których trzeba będzie wiercić. Materiał obudowy czujnika jest bardzo kruchy (coś pomiędzy bakielitem a ceramiką) dlatego wiercić trzeba bardzo delikatnie i z uwagą.
Ja, wiedząc o tym, nie wierciłem swojego czujnika, tylko kupiłem drugi taki sam na popularnym portalu aukcyjnym, na wypadek gdyby całość pękła. Jest to dość krytyczne, ponieważ strona styków pracuje w oleju i bez tego czujnika silnik nie złapie ciśnienia oleju (nie wspominając o wylewaniu się oleju przez otwór).
Jedną z popularniejszych metod jest dorobienie styków ze starterów do świetlówek. Ja poszedłem inną drogą - żeby jeszcze bardziej utrudnić ewentualny wyciek oleju przewiercone otwory nagwinowałem a stykami zostały mosiężne śruby wpuszczane. Wyloty otworów zostały tak sfazowane, żeby rowki na śrubokręt były powyżej czoła czujnika - pozwoliło to po wkręceniu śrub (na klej do gwintów) na spiłowanie całości żeby zgubić wspomniane rowki i uzyskać równą powierzchnię.


W tym miejscu popełniłem mały błąd - lutowanie przewodów do śrub od drugiej strony zrobiłem po szlifowaniu, zamiast przed. Temperatura sprawiła, że śruby lekko się poruszyły w materiale obudowy i musiałem poprawiać szlif. Koniec końców udało się. Od strony lutowania zalałem wszystko płynną uszczelką - po półtora roku ani kropla oleju nie przedostała się przez czujnik.

Wyświetlanie biegu zrealizowane jest przy pomocy wyświetlacza siedmiosegmentowego wbudowanego w oryginalną obudowę prędkościomierza. Jest on wkomponowany tak, że przysłania nieużywane miejsce na oryginalnym wyświetlaczu:


Początkowo chciałem go sterować bezpośrednio z procesora, ale żeby spełniał swoje zadanie w każdych warunkach (czyli także w ostrym słońcu padającym wprost na niego) i był widoczny - musiał mieć możliwie dużą moc. Stąd kupiłem najmocniejszy wyświetlacz w tym rozmiarze jaki znalazłem (model OSL10561-LRA o jasności 100mcd, 20mA, 14,2mm wysokości). Aby wysterowanie go nie było przyczyną żadnego pożaru zrobiłem małą płytkę z rejestrem przesuwnym 74HC595 oraz siedmioma tranzystorami PNP (PZTA92). Całość wykonana jako SMD z racji na to, że chciałem zmieścić całość w oryginalnej obudowie zegarów (płytka własnej produkcji, termotransfer):


Czujnik temperatury powietrza to NTC20K, olej to PT1000 zamontowany w miejscu do pomiaru ciśnienia (mosiężna gilza z termostatu od fiata, ceramiczna pastylka z PT1000 wklejona do środka na klej "metalowy" do połowy w celu dobrej przewodności ciepła a od styków w górę sylikon wysokotemperaturowy).

Jednak najważniejszą częścią jednostki sterującej jest płyta główna na której znajduje się sterująca wszystkim ATMEGA328P.
Płytka i jej schemat zostały zaprojektowane w programie DipTrace.
Schemat, projekt płytki, wizualizacja 3D oraz faktyczna płytka (wykonana na zlecenie, z racji na dwie warstwy i metalizację otworów):


W tym miejscu zaznaczam, że jestem amatorem i zdaję sobie sprawę, że pewne rzeczy można było zrobić lepiej - to tylko wynik hobby po godzinach. Proszę o łagodny wymiar kary w komentarzach To samo dotyczy kodu - pierwotnie był pisany pod Arduino Nano w fazie pierwszych testów na jesieni 2017:


Ale w momencie kiedy zdecydowałem się na aktualne miejsce - wymiary całego układu zaczęły mieć istotne znaczenie - dlatego pożegnałem się z włoskim wyrobem (a raczej jego chińską podróbką). Pozostał natomiast bootloader z arduino oraz IDE. Poniżej zamieszczam całość kodu - nie jestem w 100% jego autorem - niektóre jego części były skopiowane i zmodyfikowane z bibliotek Adafruit i innych(chodzi m. in. o obsługę wyświetlacza OLED która jest odrobinę bardziej skomplikowana niż zwykłego LCD 2x16 do którego byłem przyzwyczajony dotychczas). Nie jestem zawodowym programistą - duża część tego kodu to zlepek fragmentów znalezionych w google i dopasowanych do siebie tak, żeby stworzyły działającą całość. Starałem się to w miarę uporządkować żeby jakoś to wyglądało.



Obudowa jednostki sterującej wydrukowana jest na drukarce 3D wg. mojego projektu wykonanego za pomocą programu TinkerCad - jest to proste narzędze online od producenta AutoCada - całkowicie darmowe i bardzo proste w obsłudzie. Był to mój pierwszy projekt tego typu, ale jestem zadowolony z efektu. Nauczyłem się trochę co robić a czego nie, projektując wydruk 3D.
Tak wyglądał model pierwszej wersji:


Został on wydrukowany przez znajomego z materiału PLA:


Krótki film z testów działania wyświetlacza biegu:


Po czasie testów które trwały cały zeszły sezon 2018 (nie, żebym to jakoś mocno planował, po prostu zamontowałem na wiosnę a potem nie było czasu na rozgrzebywanie motocykla tylko na jeżdżenie) model został zmodyfikowany żeby wyeliminować pewne niedociągnięcia (i przy okazji zrobić nowe) i tym razem wydrukowany z materiału ABS. Niestety to czego poprzednio brakowało (podpory) w drugiej wersji zrobiłem do przesady. Doprowadzenie tego wydruku do stanu użyteczności zabrało dobrych kilka godzin i prawie pozwoliło odkryć w sobie talent rzeźbiarski.


Tylna ścianka z wtykiem DB15 który łączy wszystko razem:


Zamontowane na motocyklu:


Podsumowując - całość sprawuje się bardzo dobrze i spełnia swoją rolę. Jest to mój pierwszy projekt który wstawiam na elektrodę, chociaż jestem tu od trzynastu lat. Ciekaw jestem co o nim sądzicie (mając w pamięci, że jest to konstrukcja w pełni amatorska). W razie pytań służę pomocą.
Specjalne pozdrowienia dla PBC

Pozdrawiam
Krzysiek