Zes gaatjes

Nee, ik ben niet naar de tandarts geweest... Maar ik heb wel zes gaatjes geboord in de voorste spatborden. Nodig om de knipperlichten te monteren. Van die torpedo lampen, gebaseerd op de Lucas 1130 sidelights.

Torpedo Sidelights.

De lampen fungeren als stadslicht/parkeerlicht en knipperlicht. Daarvoor zitten er twee lichtbronnen in de lamp. Een witte van 5 watt en een oranje van 21 watt. Dat het er in past... Nou, dat gaat allemaal maar net.

Twee fittingen voor steeklampjes.

Ik moet eerlijk zeggen dat ik wel wat verrast was door de hot glue waarmee de fittingen gefixeerd zijn. Wat gaat daarmee gebeuren als de betreffende lamp een tijdje aan staat? Verder vond ik het onderste lampje ook wel gevaarlijk dicht bij een van de bevestigingsboutjes zitten. Even kijken of dat boutje nog ingekort moet worden:

Lampje en boutje raken elkaar.

Een van die 5 watt lampjes gaf trouwens al direct de geest. Een wit wolkje achter het glas. Kan gebeuren zullen we maar zeggen.

Om de juiste positie van de lamp op het spatbord te bepalen heb ik eerst schilderstape geplakt en ben toen met de waterpas hier overheen gaan wrijven, daarbij het luchtbelletje in het midden houdend. De wagenhoogte had ik al eerder afgesteld, dus op deze manier heb ik redelijk nauwkeurig het bovenste punt van het spatbord bepaald.

Het hoogste punt op het spatbord.

Om de torpedo-lamp goed recht te plaatsen is er vanuit het achterste spatbord een draadje gespannen naar het kruisje op het voorste spatbord.

Uitlijnen van de torpedo.

Resteert nog het aftekenen en boren van drie gaten in het spatbord. Twee voor de bevestiging (boortje 6.5 mm) en een voor de bedrading.

Nog aantippen met zwarte lak.

Om de lamp op het andere spatbord op dezelfde afstand van de voorkant te plaatsen heb ik de koplampen gebruikt voor de uitlijning:

Uitlijning rechts-links.

Het spatbord is niet helemaal vlak, terwijl de torpedo aan de onderkant wel vlak is. Ik heb de twee boutjes waarmee de lamp bevestigd wordt om-en-om wat vaster gezet. De dikke rubberen pakking tussen lamp en spatbord kan het verschil in kromming een beetje compenseren.

Het resultaat.

De ogen

De koplampen zijn de ogen van de Burton. Ze geven de Burton een aangezicht. De standaard 2CV-koplampen passen perfect bij het design van de Burton, zoals de plaatjes op de site van Burton Car Company laten zien:

https://www.burtoncar.com/

https://www.burtoncar.com/

Er zijn echter alternatieven die ook erg mooi zijn. En dan bedoel ik niet deze, ja hoe zal ik het noemen, lichtzinnigheid:

https://www.burtoncar.com/

Maar zoiets als wat ik ooit op de voorkant van een Burton-folder zag. Dat bleek achteraf de erg goed geslaagde Burton "Black Bes" te zijn:

http://burton800.blogspot.com/

Na wat zoeken kwam ik de volgende koplampen op een Engelse website tegen. Dat was alweer een tijdje geleden - nog voor de Brexit, kun je nagaan...

Blingbling.

Het was nog even spannend of ze - zonder modificatie - zouden passen op de bestaande Burton-lampenbeugel, maar gelukkig past het prima. Wel is het nodig om een onderdeel in te korten:

De bevestingingsmiddelen.

Ingekort.

Zonder inkorting zou dit deel tegen het spatbord komen. Ik zie net dat de bijbehorende moer niet op bovenstaande foto staat. Voordat de lampen bevestigd en (grof) afgesteld kunnen worden, heb ik eerst de wagenhoogte afgesteld. Een centimeter of vier hoger dan het advies van BCC. Vervolgens heb ik met een waterpas de lampenbeugel horizontaal gedraaid. Gelukkig zitten er slobgaten in de bevestigingsflens, zoals op onderstaande foto te zien is. En ook gelukkig dat je hier niets van ziet als de motorkap gesloten is.

De eerste lamp bevestigen duurt altijd het langst. Nog even een fotootje gemaakt van de knipogende Burton:

;-)

Met twee koplampen ziet het front er ineens heel anders uit:

Wie ziet de andere Eend?

Nu nog de knipperlichten en het front is (voorlopig) af.

Speedsensor - probleempje

Een beetje teleurstellend zijn de resultaten van de test van de ontwikkelde Speedsensor. Bij 120 km/h draait het schijfje 2000 keer per minuut rond. Da's mooi, want dat is precies de maximum snelheid van mijn accu-boormachine. De oscilloscoop laat de volgende resultaten zien bij ongeveer 25 km/h:

25 km/h

Wat al meteen opvalt bij deze relatief lage snelheid is de breedte van de pulsjes. De 'hoog'-tijd is duidelijk minder lang dan de 'laag'-tijd. Onverwacht omdat de sleufjes in het meetschijfje bijna net zo breed zijn als de niet-sleufjes (bij gebrek aan een beter woord). Wat ook opvalt is dat de pulsjes niet even breed zijn en niet even ver uit elkaar staan. Dit zou te wijten kunnen zijn aan een oscillatie in de kabel. Iets wat bij een mechanische meter het zo typische trillen van de naald veroorzaakt. Ik lees hier en daar dat het eigenlijk niet de bedoeling is, maar ik denk dat ik mijn oude kabeltje maar eens ga smeren.

Het signaal is minder net dan ik verwacht had, maar hier kan ik in de software wel iets moois van maken. Ware het niet dat het signaal er op hogere snelheid (ongeveer 100 km/h) echt belabberd uit ziet:

100 km/h

De pulsjes worden nog smaller en soms vallen er zelfs pulsen helemaal weg... Dat kan niet de bedoeling zijn. Ook dit is software-matig - met wat meer moeite - wel glad te strijken, maar dat gaat me toch net effe te ver. Het lijkt erop dat de pulsjes te snel langs komen en dat de elektronica van de sensormodule het allemaal niet bij kan houden. Dat klinkt raar omdat de lichtgevoelige transistor deze snelheid makkelijk aan moet kunnen. Ook de opamp die het digitale signaal genereert moet deze snelheid met twee vingers in zijn neus kunnen verwerken.

Een nadere inspectie van de module laat zien dat er naast een aantal weerstanden ook nog twee condensatoren op zitten. Eén van die twee condensatoren zit in combinatie met een weerstand aan de uitgang van de fototransistor. Aha, dat zou wel eens een laag-doorlaatfiltertje kunnen zijn. De weerstandswaarde is 10 kOhm en de condensator heeft een capaciteitswaarde van 100 nF. Als je die twee met elkaar vermenigvuldigt krijg je een RC-tijd van 1 ms. Het analoge signaal heeft minimaal 1 ms nodig om op 63% van zijn eindwaarde te komen. Als dat ongeveer het omklappunt van de opamp is, dan zullen pulsjes korter dan 1 ms niet meer gedetecteerd worden. Bij een rotatiesnelheid van 2000 omw/min komen er ruim 666 pulsen per seconde langs, wat overeenkomt met een periodetijd van ongeveer 1,5 ms. Een puls duurt ongeveer de helft van die tijd, ruim minder dan 1 ms dus. Conclusie, het gaat fout!

Oké, het probleem is duidelijk. Nu nog een oplossing. Die ligt eigenlijk behoorlijk voor de hand. Zorg dat er niet zoveel/snel pulsjes langs komen. Als er een factor 10 minder snel pulsen langs komen is de RC-tijd van 1 ms geen enkel probleem meer. Sterker nog, het zorgt ervoor dat er minder ruis op het signaal zal zitten. Hele korte spikes worden immers weg gefilterd. In plaats van 20 sleufjes in het meetschijfje zou je dan maar twee gaten willen hebben. Zo gezegd, zo gedaan:

Met de Dremel en Sikaflex.

Op bovenstaande manier kan ik het schijfje nog steeds gebruiken, hoef ik ook verder niets aan de rest van het apparaat aan te passen en blijft het schijfje netjes in balans. Tijd voor een nieuwe test. En die stelt gelukkig niet teleur:

Maximum snelheid

Dat ziet er echt heel veel beter uit. Mooie strakke brede pulsen. Een hele opluchting - in mijn hoofd was ik al andere oplossingen aan het bedenken. Een ronddraaiende magneet met een Hall-sensor, enz... Allemaal niet nodig. Dit gaat prima werken.

Onderweg naar die hogere snelheid zag ik nog wel iets merkwaardigs:

88 km/h

Zo rond de 88 km/h (als de k-factor van 1.0 klopt) zit de meeste onbalans in de kabel. Misschien omdat dat een snelheid is die in het verleden vaak gereden is? Twee opeenvolgende pulsen laten duidelijk een verschil in lengte zien. Voor de software niet zo'n probleem, maar wel grappig om te zien dat hier zo'n groot verschil in zit. Wellicht wordt dit na smering wel minder.

En, oh ja, er zit ook nog een analoge uitgang op de sensor-module. Dat ik daar niet eerder aan gedacht heb. Nog even een draadje aan solderen en samen met het digitale signaal in één scope-beeld vangen:

Digitaal (boven) en analoog (onder)

Twee zaken vallen meteen op: (1) de opgaande flank van het analoge signaal laat inderdaad een mooie e-macht zien die door een RC-filter veroorzaakt wordt. Met een beetje fantasie is hier een RC-tijd van 1 ms in te herkennen. (2) de opamp klapt ongeveer op 50% van het analoge signaal om. Het bovenstaande beeld is gemaakt bij het maximum toerental van de accuboormachine, boven de 100 km/h.

Volgende stap is het bouwen van software die het pulssignaal omzet in een stabiele snelheidswaarde. Da's iets voor een later bericht. We kunnen weer verder.

Speedsensor

De Burton krijgt een digitale kilometerteller. De kilometertellerkabel past hier natuurlijk niet in, dus er moet een andere manier gekozen worden om de snelheid te meten. Er zijn meerdere mogelijkheden. Zo kun je de snelheid bijvoorbeeld meten met een inductieve sensor die de zes bouten van de aandrijfas meet en zo per omwenteling van het wiel zes pulsjes genereert.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Inductieve_nabijheidssensor

Wat ook kan is de draaiende beweging van de snelheidskabel omzetten in elektrische pulsjes. Die kabel heb ik toch al en die steekt in de versnellingsbak. Als ik die kabel niet zou monteren zou er een gat in de versnellingsbak zitten en daar ben ik geen liefhebber van. Hier zou ik natuurlijk een plug voor kunnen ontwerpen en 3D-printen. Er zijn op de markt omzetters te koop:

https://daytona-europe.com/

Deze geeft één puls per omwenteling. Ik weet alleen niet of de kabel van de eend past. Als iemand die dit leest een werkende oplossing kent, dan houd ik me aanbevolen.

Je kunt natuurlijk ook altijd nog zelf iets in elkaar knutselen. Ik merk dat ik wel een beetje last heb van het "not invented here syndrome", dus dat komt goed uit 😉. Met het maken van een eigen oplossing ben ik dan ook de laatste tijd bezig geweest. In mijn onderdelendoos had ik dit setje nog liggen:

Ooit uit China over laten komen.

Het schijfje heeft 20 spleten en de 'sensor' heeft een lichtsluisje. Aan de ene kant zit een led die infrarood licht uitzendt. Aan de andere kant zit een lichtsensor die dat licht opvangt. Op het printplaatje zit verder een opamp die omklapt als het signaal van de lichtsensor een bepaald niveau bereikt. Zo ontstaat een pulssignaal op de uitgang. Het kaartje wordt gevoed met 5 volt en heeft naast de digitale uitgang ook een analoge uitgang. Die is voor de toepassing als pulsgever niet nodig.

Omdat het schijfje 20 spleten heeft, zullen er 20 pulsen per omwenteling gegenereerd worden. Nu is de vraag wat één omwenteling betekent. Hiervoor wordt de term k-factor gebruikt. Een k-factor van 1.0 betekent dat één omwenteling overeen komt met één meter afgelegde weg. Veelgebruikte k-factoren zijn 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.4 en 1.6 (mmb-instrumente.de). Auto's uit landen waar nog de mijl gebruikt wordt voor afstand, gebruiken vaak een k-factor van 1.6. Eén omwenteling per mijl. Ik heb ergens gelezen dat de 2CV-teller uit gaat van een k-factor van 1.0, ofwel één omwenteling per meter. Hier ga ik in eerste instantie maar van uit. Kan later altijd nog bijgesteld worden in de software.

Ik ga ervan uit dat ik met de Burton nooit harder zal rijden dan 120 km/h, dus het is wel handig om te weten hoe hard dat schijfje dan ronddraait en wat dan de frequentie van het pulssignaal is.

120 km/h = 120 000 m/h = 120 000 / 3600 m/s = 33.3 m/s.

Dat betekent dus ruim 33 omwentelingen per seconde en ook bijna 667 pulsen per seconde, ofwel 667 Hz. De tijdsduur van de ene puls naar de volgende is dan maar 1.5 milliseconde. Als je bedenkt dat de ESP32-microcontroller een timerfunctie heeft die een resolutie heeft van maar liefst 1 microseconde, dan moet het makkelijk haalbaar zijn om de snelheid met deze apparatuur te meten. Mits de sensor deze frequentie aan kan natuurlijk. Dat gaan we later testen.

Om de snelheidskabel en het schijfje te verbinden met elkaar zijn wat onderdeeltjes ontworpen en gemaakt met de 3D-printer:

Omgedoopt tot de Speedsensor.

Het grijze deel stelt het uiteinde van de snelheidskabel voor. Deze wordt geklemd in het rechter rode blok. Het vierkante uiteinde steekt in het rechter oranje busje. Dit busje is bevestigd aan een gelagerd asje. Aan de andere kant zit ook een busje waar het sleuvenschijfje aan bevestigd is.

Het asje in zijn geheel.

Nu het asje gereed is ligt de afstand tussen de lagers definitief vast en wordt een basisplaatje geprint waarop de diverse onderdelen bevestigd worden:

De basisplaat.

Het geheel wordt ingebouwd in een stofdicht en waterbestendig (IP66) kastje van Sonoff. De wartels zijn wat te klein voor de snelheidskabel, maar ik had nog ergens een wat grotere liggen. Met Sikaflex (daar is tie weer Peter) is het geheel in het kastje geplakt.

De accuboormachine gaat gebruikt worden om de pulsgever te testen. Om deze goed aan te kunnen sluiten op het platte uiteinde van de kabel is weer naar de 3D-printer gegrepen:

Custom drill bitje.

Klaar voor de test! De resultaten volgen binnenkort.