Montage fietscomputer

Nadat ik de segway had aangeschaft in maart 2005, ben ik de snelheidsmeter (eigenlijk: de BC-800 fietscomputer van Sigma) gaan monteren op de Segway. Het idee had ik van de Duitse Segway-rijder Thomas Knauf die op zijn website een vluchtige beschrijving geeft van hoe hij deze fietscomputer op zijn Segway monteerde. Ik besloot hetzelfde te doen en op dezelfde manier, maar er nu een aantal foto's van te maken zodat het voor een andere Segway-rijder gemakkelijker is om de fietscomputer te monteren. Het is niet zo makkelijk als het monteren van het apparaatje op een gewone fiets: spaakmagneetje op een spaak schroeven, sensortje op de stang, computertje op het stuur, en klaar! - zo gaat dat niet bij een Segway.

Benodigdheden:
een Sigma BC-800 fietscomputer
5 spaakmagneten met verticale gleuf
stevig plakband
ca. 1 meter verlengsnoer (hetzelfde of soortgelijk, als de snoer van de fietscomputer)
soldeerbout & soldeertin
25 mm verlengbout M4
2-componenten metaallijm (b.v. Bison Kombi-Metaal)
slangklem: 40-60 mm
eventueel: krimpkousen en heteluchtpistool
Gereedschap: set inbussleutels - momentsleutel met 16 mm dopsleutel - 7 mm steeksleutel - (kruiskop)-schroevendraaier.


Allereerst moet het wiel eraf, het rechterwiel. Het beste kan men hiervoor een momentsleutel gebruiken, dan kan later bij het weer vastzetten van het wiel niet te hard worden aangedraaid (breken van de moer) of te zacht (risiko van lostrillen van de moer, met alle gevolgen van dien).
Leg de Segway op zijn linkerkant.
Met een 16 mm sleutel moet de centrale moer van het wiel worden losgedraaid. Tik dan met een rubber hamer van onder tegen de band om het wiel van de conische as los te krijgen. Het wiel kan dan eraf worden getild.
Leg het wiel op een tafel of werkbank, zodanig dat de binnenkant van het wiel naar boven ligt. Je ziet dan allerlei opstaande randen in het wiel (foto 1)
Als je kijkt naar de uitvergroting van één zo'n spant (eigenlijk een samenstel van allerlei opstaande richels) zie je een zigzag richel met aan de buitenkant twee dwarsverbindingen. (foto 2).



Foto 1: het wiel van de Segway aan de binnenkant                   Foto 2: een spant van het wiel, uitvergroot


Neem een van de spaakmagneten (foto 3 en foto 3a), draai de schroef eruit en druk de magneet met de gleuf op de binnenste van de twee dwarsverbindingen, dus ongeveer in het midden van de spant (van binnen naar buiten gemeten). De afstand hiervan tot het centrale moergat is ongeveer 8 centimeter (bij de Segway i-167 tenminste).
Probeer de magneet zo precies mogelijk midden in het dwarsspantje te plaatsen. (Foto 5)
Doe hetzelfde met de overige vier spaakmagneten zodat alle 5 magneten op dezelfde wijze bevestigd zijn (foto 4).
Daarna moeten de vijf magneten nog extra beveiligd worden tegen lostrillen en eruit vallen, door ze met stevig plakband (b.v. klussentape) te bedekken (foto's 6 en 7).

Foto 3: een van de vijf spaakmagneten                    Foto 3a: de spaakmagneet, wat beter uitvergroot                          Foto 4: de vijf magneten in het wiel vastgezet


Foto 5: een spaakmagneet, bevestigd                    Foto 6: de spaakmagneet, afgeplakt met plakband                          Foto 7: de vijf magneten afgeplakt

Vervolgens moet de sensor van de fietscomputer worden bevestigd.
Verwijder de Torxbout van het motorblok op de plaats zoals te zien is op de foto 8a. Het is een van de bouten waarmee tevens het spatbord vastgeschroefd is (de gele pijl geeft de plek aan welke bout moet worden verwijderd en vervangen door de verlengbout). Gooi die bout niet weg, want ten eerste is het een originele bout van de Segway en ten tweede wordt die later gebruikt om de sensor mee vast te zetten.
In het schroefgat schroef je nu de verlengbout van 25 mm. Met een 7 mm steeksleutel draai je de verlengmoer goed aan.
De sensor zit op een plastic voet geschoven. Schuif de sensor van zijn voet door hem naar achter en dan omhoog te drukken.
Om de sensor te kunnen bevestigen op de verlengbout en ook op de juiste afstand van de as van het wiel (8 cm), moet je de voet eerst op een voetplaatje bevestigen, ik koos daarvoor een aluminium plaatje van ongeveer 2 x 4 centimeter. Het beste is om de voet op het plaatje te lijmen met tweecomponenten metaallijm (of een andere lijm die niet alleen hecht op plastic, maar ook op aluminium. (Het beste is om geen ijzeren plaatje te nemen, vanwege de kans op roest).
Lijm de sensorvoet vast op het aluminium plaatje, zodanig dat de sensor haaks op de lengte-as van het plaatje komt te staan. Als de lijm volledig is uitgehard, boor dan op 1 á 2 cm van de sensorvoet, een gat van 4 mm in het plaatje, hierin komt de schroef die je daarstraks hebt losgedraaid van de verbinding spatbord/motorblok, en schroef het plaatje vast op de verlengbout.
Bevestig nu de sensor weer op de voet.
Meet dan met een liniaal de afstand vanaf het middelpunt van de as van het wiel tot aan het midden van de sensor, en draai de sensor totdat de afstand vrijwel precies 8 cm is. Draai met de Torx-schroevendraaier de bout goed vast zodat de sensor niet meer te verschuiven is. Het geheel ziet er dan ongeveer zo uit als op foto's 9 en 10



Foto 8a: De gele pijl geeft de exacte plaats aan waar de verlengbout op het motorblok komt.                             Foto 8: de verlengbout waarop de sensor wordt bevestigd 


    Foto 9: de sensor, vastgeschroefd op de verlengbout                                                                                       Foto 10: de sensor, van boven gezien


Als je nu zou proberen de computer op het stuur te bevestigen, zul je merken dat de kabel veel te kort is. Hij is misschien wel lang genoeg om de fietscomputer op een racefiets te monteren, maar zeker niet op een Segway, waar je zeker een meter (of meer) aan kabellengte nodig hebt.
Daarom moet je een stuk kabel ertussen zetten. Knip de kabel door en trek de twee polen van de kabel aan het uiteinde uit elkaar. Strip de aders blank over een lengte van een centimeter. Doe hetzelfde met een stuk verlengkabel dat het beste dezelfde dikte kan hebben.
Knip een stuk krimpkous af van een paar centimeter lang (om de kabel op deze plaats te verstevigen) en 3 mm doorsnee en schuif dit over de twee aders zodat het boven het te solderen gedeelte komt te zitten, en twee kleinere stukjes krimpkous van ca. 2 mm doorsnee en een lengte va 2 cm. die je elk over een ader heen schuift tot aan de splitsing (foto 11 en 12).
Soldeer nu de aders van de verlengkabel aan de aders van de sensorkabel, als het soldeer is afgekoeld schuif je de smalle krimpkousjes over het blanke gedeelte (beiden tegelijk) en verhit met een heteluchtpistool tot zo'n 160° C. Als de kousjes gekrompen zijn en strak om de aders zitten, laat dan afkoelen en schuif het grotere krimpkousje om het hele splitsingsgedeelte. Weer verhitten met hete lucht tot het kousje strak om de kabel zit en laten afkoelen, en de verlenging van de kabel is aan deze kant klaar (foto 13).



         
Foto 11                                                               Foto 12                                                                Foto 13                                                       Foto 14
Foto 11: Een van de kabeluiteinden, met de krimpkousjes.
Foto 12: de krimpkousjes over de kabeladers geschoven.
Foto 13: de verlengkabel eraan gesoldeerd, met één krimpkousje over de ene ader, de andere ader nog blank.
Foto 14: Alle krimpkousjes over de aders (op de soldeerplaatsen) en de kabel: na verhitting stevig om de kabel.


Nu moet je de kabel tussen het spatbord en het platform door leiden en daarna over het platform naar de voet van de stuurstang van de Segway. Natuurlijk onder de mat op het platform, en het is handiger als je de kabel zo ver mogelijk naar de voorkant legt (desnoods tot naast de stuurstang, althans zover als de mat reikt en de vierkante nok aan de rechter voorkant dit mogelijk maakt).
Het is ook niet alleen beter, maar ook fraaier als je de kabel zodanig legt dat het gesoldeerde gedeelte (extra verstevigd met de krimpkousjes) ook onder de mat komt te liggen, desnoods leg je een lus in de kabel zodat dit stuk inderdaad onder de mat blijft. Plak dit stuk kabel met wat sterk klussentape vast op het metalen platform, druk de mat goed aan (vooral de vierkant nok aan de voorkant kan misschien wat moeilijkheden geven) en leid de kabel langs de stuurkolom omhoog.
Bedenk dat je zelf op dat platform staat en de soldeeraansluiting van de rubbermat een behoorlijke druk te verdragen krijgt (al naargelang je lichaamsgewicht en hoever naar de voorkant je op de mat staat) dus dat een extra versteviging door die krimpkousen, geen overbodige luxe is).
Met 'Ty-raps' ofwel eenmalig te gebruiken kabelbinders, kun je de kabel tegen de stuurkolom vastzetten, trek de Ty-rap extra stevig aan (desnoods met een hiervoor in de handel zijnde kabelbindtang) zodat de kabel niet kan schuiven of losgetrokken kan worden.

Intussen kan nu ook het wiel weer gemonteerd worden. Schuif het wiel over de as en zet de moer er weer op. Met de momentsleutel, ingesteld op een moment van 50 Nm, draai je de moer aan. Je kunt de Segway nu weer rechtopzetten om verder te werken.
Als je met het leggen van de kabel bij de bovenkant van het stuur bent uitgekomen, monteer je eerst de houder van de fietscomputer op het stuur.
Omdat het stuur van de Segway nogal dik is, zal het niet mogelijk zijn de houder (met het andere deel van de kabel dat je daarstraks hebt afgeknipt) met de bijbehorende bind-elastiekjes of bandjes, op het stuur te monteren, de bandjes zijn daarvoor veel te stug en ook te kort.
De methode die ik gebruikte is misschien niet zo elegant, maar wel voldoende effectief om de houder stevig op het stuur gemonteerd te krijgen.
Zaag de uitstekende delen van de onderkant van de houder af (met de haakjes waarmee de bind-elastiekjes zouden worden vastgezet), zodanig dat alleen een rond stukje onderkant overblijft.
Buig een slangklem die geschuikt is voor diameters van 40 tot 60 mm, op een afstand van één kwart tot één derde van de stelmoer van de slangklem, wat extra zodanig dat dit gebogen stuk in de onderkant van de houder past.
Lijm met wat tweecomponenten metaallijm (bijv. Bison Kombi-Metaal) de onderkant van de houder op dit extra gebogen stuk van de slangklem. Wees niet al te zuinig met de metaallijm, extra lijm betekent hier ook extra stevigheid.
Laat de lijm volledig uitharden (om het uitharden te versnellen mengde ikzelf de Kombi-Metaal met gelijke hoeveelheid Kombi-Snel, de kleurloze en snel-uithardende tweecomponentenlijm) dit kan (voor de zekerheid) een dag of twee duren (als je de Kombi Metaal zuiver gebruikt kan het op zijn minst een week duren voor de lijm voldoende is uitgehard).
Buig daarna de slangklem aan weerszijden van de houder wat naar buiten om hem de kromming van het Segway-stuur te laten volgen en schroef de slangklem vast op de plek op het stuur waar je de houder wilt hebben (het stuur is in het midden aanzienlijk dikker dan aan de kant van de handgrepen).
Je ziet nu dat door de houder op 1/3 of 1/4 afstand van de stelschroef te lijmen, deze stelschroef mooi aan de onderkant van het stuur uitkomt, waardoor hij grotendeels uit het zicht is.

Het afstellen van de fietscomputer. 

Nu de fietscomputer is gemonteerd moet hij nog afgesteld worden, met name op de grootte van de wielen van de Segway.
Omdat er vijf spaakmagneten zijn gemonteerd op het rechterwiel, betekent dit dat de sensor (een zgn. reed-relais) per omwenteling van het wiel, maar liefst 5x open en dicht gaat, dus 5 pulsen zal geven. Omdat we een 10x zo grote nauwkeurigheid (een extra 'plaats achter de komma') van de uitlezing willen bereiken, moeten we dus een 2x zo grote wielmaat inprogrammeren.
In de handleiding van de Sigma BC-800 wordt de wielmaat met WS afgekort (van het Engelse 'wheel-size'). Dit WS-getal is de wielomtrek, aangegeven in millimeters.

De getallen die ik hier geef, heb ik zelf gevonden en gemeten, als je de computer gemonteerd hebt en de wielmaat wil instellen kun je misschien op andere getallen komen, vooral als je een ander type Segway hebt (met name de nieuwe XT heeft grotere wielen dan een i-type) en natuurlijk hangt een-en-ander ook af van de nauwkeurigheid waarmee je je metingen verricht en ook de ijking uitvoert.
Maar dit zijn de getallen waar ik toe kwam:
Mijn meting leverde en doorsnee van het wiel op van 47,5 cm, zodoende kwam ik dus op een wielomtrek van 149,1 cm ofwel 1491 mm. Maal 2 geeft dus een WS getal van 2982. Dit heb ik in de fietscomputer ingevoerd.

Toen heb ik daarna een testrit gemaakt, waarbij ik zowel de dagteller ('trip') van de fietscomputer, als de rondeteller van de Garmin Forerunner gebruikte (die zeer nauwkeurig is en op GPS werkt, dus niet afhankelijk van wielmaten enz.) Deze testrit was ongeveer een halve kilometer.

Na beëindiging van de testrit bedroeg de afgelegde afstand volgens de Forerunner 447,5 meter, volgens de Sigma fietscomputer was die echter 474 meter.
Dus heb ik (voorlopig, de testrit moet overgedaan worden op een lang en recht stuk weg, waardoor fouten nog meer worden geëlimineerd bij de Sigma) het WS getal vermenigvuldigd met 447,5 gedeeld door 474, zodat het WS getal uiteindelijk 2815 werd. Dit voerde ik in de Sigma fietscomputer in, waardoor hij (min of meer) exacte waarden zou gaan aangeven, in elk geval zal de afwijking hoogstens een paar procent zijn, voorlopig voldoende voor de doelstellingen van een 10x zo nauwkeurige fietscomputer voor de Segway.
Je moet natuurlijk wel steeds de decimale punt in je gedachten een plaats naar links verschuiven: als je de computer op bovenbeschreven wijze hebt gemonteerd en ingesteld en je gaat met de Segway rijden, kan de Sigma een snelheid aangeven van 192 km/u.
Dit is natuurlijk een onzinnige waarde, het is duidelijk dat daarmee dan ook 19,2 km/u bedoeld wordt, voorlopig bestaat er geen segway die 192 km./u haalt. Maar wat van meer belang is, is dat ook bij afstandsmetingen die factor 10 in de gaten moet houden: een aangegeven afstand van 4,75 kilometer (4750 meter) is in werkelijkheid een afstand van 0,475 km (ofwel 475 meter).
Steeds de komma een plaats naar links verschuiven, dus.

Het versterken van de standaard.

De standaard van de segway is een zwak ding dat gemakkelijk kan doorbuigen en afbreken, vooral als je erop leunt of per ongeluk op je Segway gaat staan terwijl hij geparkeerd staat op de standaard. Een nieuwe standaard kost zo'n 70 euro, en dat kan grotendeels uitgespaard worden door een dergelijk euvel te voorkomen, door de poot flink te versterken.

Leg de Segway op zijn linkerkant en klap de standaardpoot uit. Met wat 'kneedbaar staal' (2-componenten kunsthars in metaalkleur of donkergrijs) maak je zoveel massa klaar als je in 5 minuten kunt verwerken. Maar hiervan dunne rolletjes die je in de openingen van de zijkant van de poot drukt, aandrukken met een puntig voorwerp (spijker o.i.d.) zodat alle hoekjes van zo'n opening gevuld worden. Laten uitharden en eventueel overtollige kunsthars wegschuren. Zie onderstaande foto waarop een deel van de poot al 'opgevuld' is.



     De standaardpoot van de Segway, gedeeltelijk versterkt.