Pontos gerais

A sugestão de Wesley, um dos mentores, foi alterar as aberturas de entrada de ar na estrutura do acrílico para as tampas nas extremidades da estrutura.
As tampas serão "dupla-face", uma vazada para entrada de ar e a outra totalmente vedada para fechamento em caso de chuva. As estruturas serão instaladas com ambos os lados utilizando o'rings e aberturas desenhadas de modo a serem adaptáveis tanto na posição vertical quanto na horizontal.
Isso facilitará o uso pelo ciclista sem comprometer o acesso ao microSD, que nessa versão inicial precisará ser retirado para envio dos arquivos para o banco de dados.

Outros pontos

• A PCB será fixada na parte interna do tubo com auxílio de suportes laterais que darão sustentação e evitarão instabilidade.
• A adaptação às bicicletas será utilizando encaixes para que uma estrutura permaneça fixa à bicicleta. Poderá ser feita usando impresãso 3D ou abraçadeiras.

Definitivamente Fritzing é ótimo... pra criar ilustrações bonitinhas.
Criada a PCB, embora relativamente fácil, se quebra a cabeça pela limitação na visualização e na qualidade dos projetos da placa.
A parte de exportar o projeto deu uma dor de cabeça extra até descobrirmos que o arquivo "_dril.txt" era o arquivo ".drl", com informações dos furos das placas.
Os arquivos para leitura no FlatCAM são exportados seguindo os passos file -> export -> for production -> extended gerber

No FlatCAM, a melhor coisa é seguir o tutorial do CTA.

Uma atenção deve ser dada aos arquivos gerados, pois alguns são parâmetros para os que serão realmente utilizados. Assim, os GCodes utilizados serão dos arquivos terminados em:

cutout_cnc
iso_cnc
noncopper_paint_cnc
drill(drl)_cnc

A configuração dos parâmetros de usinagem na modeladora usada na residência Red Bull Basement variaram sensivelmente em relação ao projeto do CTA. Ela foi feita da seguinte forma:

CNC Job

travel z: -50.0

cut z (fresa): -55.1

cut z (furo): -57.0

offset

Vector: 9.0, 1.0

tool dia.

Furo: 0.77

Fresa: 20graus (0.5)

Recorte: 2.0

feed rate

Corte: 60

Demais: 400

alinhamento

mesa (furos e cortes): -57.0

placa (fresas): -55.0

isolation routing

tool diam: 0.5

passes: 3

pass overlap: 0.3

board cutout

tool diam: 2.0
margin: 0.1
gap size: (não modificar)
gaps: (não modificar)

bounding box

margins: (não modificar)

scale

factor: (não modificar)

Non-copper Region

Boundary Margin: Sempre 0.2mm maior do que a fresa usada (ex. fresa de 1.5mm, b. margin= 1.7mm)

Paint Area

tool dam. 1.5
overlap 0.15
margin 0.3

O sensor de monóxido de carbono (CO), pensado para o protótipo, precisa ser aquecido para estabilizar as medições. Alguns relatos levantam algumas questões quanto ao tamanho do sistema e a influência desse aquecimento sobre a medição de temperatura.
Uma solução seria pensar em uma instalação isolando a parte inferior dos demais sensores e o posicionamento da parte sensitiva para fora da caixa de proteção.
Uma questão que surge é a praticidade para a medição. Nesse caso,

Sábado, 22/07

Pontos abordados

• Output do GPS shield
• Temperatura gerada pelo sensor de monóxido de carbono
• Estrutura da caixa de proteção
• Transferência de dados

Soluções possíveis para o GPS

Possivelmente está faltando a biblioteca nmeagps.h para obtenção dos dados (o problema que encontro é a necessidade consequente de incluir a biblioteca NeoSWSerial. Tenho essa biblioteca, mas ela não é incluída).
Ver possíveis alternativas livres ao "SIMCOM GPS Demo".
Passo a considerar comprar um GPS sem "shield", com a vantagem de reduzir o espaço ocupado e ser um modelo mais utilizado do que o IKeyes GPS Shield V1.2, que é pouco referido em fóruns e sites.

Estrutura de proteção do sistema

A ideia de uma estrutura tubular surgiu quando pensamos o melhor formato para adaptar a modelos diferentes de bicicletas. Um formato quadrado ou retangular exigiria algumas adaptações à estrutura, mas pensando em um sistema de fixação de garrafas em bicicletas, esses obstáculos foram contornados.

O material poderá ser Policarbonato/ acrílico. Para produções futuras, pode ser considerado o uso de PET pela alta resistência e flexibilidade.

A estrutura será composta de parte retrátil que, abrindo ligará o sistema e fechando o desligará. A adaptação à estrutura da bicicleta será feita utilizando uma E.V.A entre ela e o quadro/guidão, utilizando presilhas de silicone ou fita de velcro dupla face.

Até agora o maior problema vem sendo o sensor de poeira.
Os resultados continuam congelados com o output:
PM10count: 0.62
PM25count: 0.00
concLarge: 0.20
concSmall: 0.00

Ainda: resistores de 10k ohms foram utilizados nos pinos 5 (originalmente inutilizado) e 1 (gnd) do sensor, como informado em casos de instabilidade dos resultados, mas também sem resultado

Portas e sensores já foram trocados, mas sem alteração. Além dos códigos testados do dustduino e do PPD42NS

A vendo com as pessoas usando dustduino pra ver se encontraram o mesmo problema e como resolveram.

Tubo de acrílico

O sistema será protegido por uma estrutura de acrílico construída usando um tubo de acrílico de 70mm de diâmetro e 3mm de espessura e 15mm de comprimento.
A opção pelo tubo acrílico se deu pela resistência do material, além da apresentação estética e facilidade de obtenção para replicação.

Para os protótipos criados durante a residência, utilizarei estruturas de vedação criada utilizando impressão 3D. A "tampa" de um dos lados será instalada de modo que seja faclmente removida pelo usuário para acesso ao sistema e ao cartão microSD.
Com o objetivo de tornar fácil a replicação por outras pessoas, essa estrutura será futuramente substituída por uma alternativa mais acessível ao público em geral.

Abaixo os esquemas para as estruturas das extremidades, uma delas com parafusos removíveis para acessar o sistema.

Quando usinar uma placa dupla face, deve-se considerar que um dos lados deverá ser espelhado.
No caso da placa da ClimoBike, o gcode foi criado espelhando o arquivo "bottom", mantendo drill e top como exportado anteriormente para gerber e excellon.
Os primeiros processos são furos e face superior (top), seguido de face inferior (bottom).

A monofab não existe a apção de simular as ações. Uma solução para evitar imprevisto da área a ser usinada é usar o gcode sem fresas e observar se está dentro da área planejada.

processo de usinagem de PCB dupla-face

A parte eletrônica do climobike é relativamente enxuto e pela complexidade da usinagem usando a monofab, não vale a pena e para as próximas fabricações vou considerar uma face apenas, usando jumpers na outra. Como são apenas 4 vias presentes, o trabalho final será menor do que o encontrado ao usinar as duas faces.

A versão atual foi repensada alterando totalmente o conceito inicial que apresentava adaptação a bicicletas com quadro tradicional, mas encontrava barreiras para se adaptar à outros designs...
A alteração adotando um tubo acrílico facilitou a vedação contra entrada de água no sistema eletrônico e trouxe mais possibilidades de utilização em diferentes posições e locais das bicicletas.
Algumas revisões estão sendo feitas na parte aparafusada para aumentar a resistência do sistema. A forma definida também valoriza a estrutura interna com os sensores.

Modelo da tampa utilizada

Sistema de ventilação e vedação na versão inicial

Alguns ajustes depois

Após várias correções

Linha temporal dos modelos

Testando o módulo GPS

O teste com o novo modelo de GPS mostrou que dentro de local fechado, o tempo para receber sinal dos satélites ficou entre 15 e 20 minutos. Na área externa, esse tempo reduziu para 5 minutos, com máxima de 10 minutos.
Vantagem de trocar por esse modelo, além de fácil configuração em relação ao anterior, também ocupará menos espaço na placa.

Os códigos utilizados no teste foram o "gps_lat_long.ino" (apenas os dados de longitude e latitude" e "gps_ublox.ino" (dados diretos dos satélites).
Ainda são precisos alguns ajustes em relação aos dados de altitude, velocidade e número de satélites para o código final.

Um desafio é criar uma caixa protetora compacta e resistente que comporte todo o sistema de monitoramento viável e que não limite a experiência de ciclistas.

Material a ser utilizado e dimensões buscadas para o protótipo

A opção inicial para o protótipo será a mesma utilizada pelo grupo participante da residência no Red Bull Basement. O uso de poliestireno expandido foi decidida pela flexibilidade do material à moldagem, o baixo custo e a resistência à queda e à radiação.
O objetivo é que a caixa tenha dimensões (em cm) de 10x6x4, visando o máximo da compactação.

Métodos utilizados para manipulação da chapa de poliestireno

O material será cortado nas dimensões desejadas utilizando estilete (para os demais protótipos, ver a possibilidade de cortar com fresa) e o formato será alcançado por meio da técnica de soprador térmico aplicando uma temperatura de forma homogênea ao longo da área a ser moldada/dobrada.

Posicionamento e Modo de Prender o Sistema a Bicicletas

A ideia é que o sistema seja adaptável à maioria dos modelos de bicicletas existentes, considerando também bicicletas dobráveis que possuem quadros diferentes das bicicletas "padrão".

As opções pensadas para afixar o sistema de monitoramento a bicicletas foram:
Velcro
Alça de Silicone
(A)braçadeira

A abraçadeira foi descartada pelo alto custo e seria melhor adaptável a estruturas tubulares para a remoção (ex. bancos de bicicleta).
Alça de silicone pode ser uma opção, mas é preciso saber se as encontradas serão adaptáveis à estrutura (encontrada no mercado livre).
A fita de velcro é bem mais adaptável, mas precisa ser testada para avaliar a capacidade de sustentação da estrutura.

Considerar o sistema IP67

O sistema estabelece critérios de proteção a poeira e água, com diferentes níveis de capacidade de proteção onde o primeiro número se refere à poeira e o segundo à permeabilização (ver mais).
Os padrões possíveis para o projeto serão IP55 ou IP56. Com proteção contra poeira (5), e jato (5) ou jato potente (6).