Automatic-Schaltung für Fahrräder

[wali]

Shift4Me: Automatische Fahrradschaltung mit Arduino

Selbst schalten war einmal, auch für Fahrräder gibt es jetzt eine Automatikschaltung. Shift4Me kann man einfach nachbauen und an fast jedes Rad montieren.

www.heise.de

Wusste gar nicht, dass es so etwas auch schon gibt ... ; denn alltagstauglich ist das Teil wohl eher nicht ...

 

[Niko]

Es gibt doch schon seit Jahren die Nuvinci Harmony, nicht nur automatisch sondern auch noch stufenlos. Dafür aber schwer und ineffizient...

 

[WeliJohann]

Sachs hat schon vor gut 50 Jahren eine 2 Gang Automatik gebaut die ohne Elektronik auskommt und Sturmey Archer baut sie auch bis heute.
Shimano baut seit 18 Jahren elektronisch angesteuerte Automatik Naben. Angefangen mit 4 und nun mit 8 Gängen.

Und TransX Räder hatten vor neun Jahren schon eine eigene Box, die eine normale Shimano Nexus elektronisch ansteuerte. Nennt sich AGT und läuft sehr zuverlässig

Sehe da die Innovation nicht.
Johannes

 

[smallwheels]

Sachs hat schon vor gut 50 Jahren eine 2 Gang Automatik gebaut die ohne Elektronik auskommt und Sturmey Archer baut sie auch bis heute.
Shimano baut seit 18 Jahren elektronisch angesteuerte Automatik Naben. Angefangen mit 4 und nun mit 8 Gängen.

Und TransX Räder hatten vor neun Jahren schon eine eigene Box, die eine normale Shimano Nexus elektronisch ansteuerte. Nennt sich AGT und läuft sehr zuverlässig

Sehe da die Innovation nicht.
Johannes

Artikel lesen hilft:

kann mit grundlegenden Elektronikkenntnissen und Zugang zu einem 3D-Drucker selbst gebaut und installiert werden. Es soll sowohl mit Ketten- wie auch Nabenschaltungen funktionieren, solange die Schaltung mit einem Schaltzug betrieben wird.

Also Innovation 1: Ist universell einsetzbar, hersteller- und schaltungsmodellunabhängig

Vorgaben wie die gewünschte Trittfrequenz, die das Shift4Me-System beim Fahren umsetzen soll, können im Arduino-Programm eingestellt werden.

Innovation 2: Ist vom Nutzer konfigurierbar. Weder die Enviolo noch die Sachs oder S/A Lösungen bieten das - Schaltungen mit auf einstellbarer Wunschkadenz hin optimierter Automatik.

Ich braucht das auch nicht und ob das im Alltag dauerhaft reibungslos funktioniert weiss ich auch nicht. Das so abzuqualifizieren wie Du würde ich aber nicht und halte diese Haltung für maximal ignorant.

 

[einrad]

Lt. dem Artikel misst er die Trittfrequenz, aber nicht die Last auf der Kette.
Daher kann die bestehende Version wohl nur rein nach der Trittfrequenz schalten. Dies würde mich massiv nerven...

Allerdings kann man einem Arduino wohl noch mehr beibringen.
Wenn sich jemand damit spielen will, gibt's also sicher viele Möglichkeiten.

Im Artikel gibt's auch einen Link zum Shift4me Forum.

 

[Fanfan]

Innovation 2: Ist vom Nutzer konfigurierbar. Weder die Enviolo noch die Sachs oder S/A Lösungen bieten das - Schaltungen mit auf einstellbarer Wunschkadenz hin optimierter Automatik.

Die NuVinci/Enviolo konnte das mit der Harmony. Man muss sich nur mit Mehrfachblatt-Kurbeln was einfallen lassen, weil sie die Kurbeldrehzahl aus der Raddrehzahl ausrechnet und das nur für eine Primärübersetzung stimmt.

Aber welche Schaltung kann man denn unter Last schalten? Bei Kettenschaltungen kracht's dann gern mal, und meine Alfine kommt damit nicht wirklich klar (kracht oder verfzögert). Mir wär's auch nicht recht, wenn sich die Übersetzung unerwartet ändert.
Mit einem Lastsensor oder einem Drehzahlsensor mit vernünftiger Winkelauflösung dagegen könnte das interessant werden - zum Schalten kurz Kraft rausnehmen (zumindest ich verlangsame dabei immer auch die Trittfrequenz), das Ding nutzt die Zugunterbrechung zum Schalten, und weiter geht's. Dann ist nicht nur das Lastschaltproblem behoben, sondern auch das unerwartete Schalten. Braucht nur einen schlauen Algorithmus, um diese absichtliche Unterbrechung von unabsichtlichen Unterbrechungen (und im Falle eines Lastsensors auch von den normalen Totpunkten) zu unterscheiden.

 

[Opti]

... Mir wär's auch nicht recht, wenn sich die Übersetzung unerwartet ändert....

Ja das ist ein Problem. Ich fände es gut wenn die Automatik ein (optisches) Signal gäbe, wenn sie schalten möchte und man dann einen Knopf drücken müsste um den Schaltvorgang auszulösen, damit man dann Druck vom Pedal nehmen kann. Beim Kraftfahrzeug läuft das ja ähnlich, die Schalten ja meist auch nicht wirklich unter Last sondern nehmen kurz die Motorleistung zurück.

 

[Fanfan]

Ja das ist ein Problem. Ich fände es gut wenn die Automatik ein (optisches) Signal gäbe, wenn sie schalten möchte und man dann einen Knopf drücken müsste um den Schaltvorgang auszulösen, damit man dann Druck vom Pedal nehmen kann.

Das ist aber schon nahe an den elektrischen Schaltungen... Nur drückt man dort das Knöpfchen, wenn man selber will, und nicht, wenn die Elektronik will.

 

[Opti]

Ja gut aber das ist ja einer der Vorteile einer Automatik das sie einem Denk/Fühlarbeit abnimmt. Also ich kann z.B. nicht so präzise fühlen wieviel U/Min ich grad trete und wenn ich total in Training wäre, wäre ich dankbar für ein System das mir sagt, wenn ich das optimale Tretfrequenzfenster verlasse und ein Signal wäre da besser als eine Zahlenanzeige auf einem Trittfrequenzmesser z.B. hmm ginge natürlich auch mit einer mechanischen Schaltung.

Joa hmm, weiss wer obs sowas schon gibt? Ein Schaltblitz für Fahrräder? Fänd ich mal interessant.

Plus, die Elektronik kann einem das Koordinieren von Schaltwerk und Umwerfer abnehmen - einfach Schalten statt links ein hoch und rechts drei runter (Di2 hat doch noch separate Hebel für Schaltwerk&Umwerfer oder? Falls nicht gilt der Hinweis natürlich nicht)

PS: Oh! Auch eine Option wäre, wenn die Automatik den Schaltvorgang kurz vorher ankündigt durch ein Signal, dass man dann Druck von der Kette nimmt. Der Fahrer ist halt mehr Teil des Systems und muss mehr einbezogen werden, anders wie beim Auto.

 

[smallwheels]

Ich würde vermuten (ohne es zu wissen), dass das System im Moment linear arbeitet und auf Basis einer Schaltung ohne vorderen Umfwerfer, komplexe Schaltvorgänge also nicht bedienen kann sondern nur eine 1-fach-Schaltung (und da vermutlich auch keine Zweizügigen wie die Rohloff). Aber das Ding ist ja Open Source, von daher ein Startpunkt, auf dem Interessierte weiterentwickeln können, einzeln oder gemeinsam und das Entwickelte dann wieder zur Verfügung stellen, auf daß der nächste weitermachen kann. Schaltunterbrecher gibt es ja z.B. für Bafang Mittelmotoren, kann jemand der's kann also vielleicht da irgendwie dranhäkeln, genau wie einen Schaltblitz - das wäre ja im Prinzip nur eine Leuchtdiode, die bei einer bestimmten Kadenz anfängt zu leuchten.
Wenn man sich überlegt wie Linux damals angefangen hat und wo es heute steht ist auf jeden Fall viel vorstellbar.

 

[Fanfan]

Ja gut aber das ist ja einer der Vorteile einer Automatik das sie einem Denk/Fühlarbeit abnimmt. Also ich kann z.B. nicht so präzise fühlen wieviel U/Min ich grad trete und wenn ich total in Training wäre, wäre ich dankbar für ein System das mir sagt, wenn ich das optimale Tretfrequenzfenster verlasse und ein Signal wäre da besser als eine Zahlenanzeige auf einem Trittfrequenzmesser z.B. hmm ginge natürlich auch mit einer mechanischen Schaltung.

Auch wenn die Antwort nicht ganz deinen Einwand trifft: Wie ich mich fühle, weiß ich besser als so eine Elektronik.

Ich würde vermuten (ohne es zu wissen), dass das System im Moment linear arbeitet und auf Basis einer Schaltung ohne vorderen Umfwerfer, komplexe Schaltvorgänge also nicht bedienen kann sondern nur eine 1-fach-Schaltung (und da vermutlich auch keine Zweizügigen wie die Rohloff).

Es misst die Trittfrequenz. Um von zwei benachbarten Gängen den jeweils besseren wählen zu können, muss es die Sprünge "kennen", daher vermute ich, dass irgendwo die Zahnzahlen einprogrammiert sind, und das kann man um die der Kettenblätter ergänzen.
Allerdings ist ein simples Sortieren der möglichen Kombinationen nach Entfaltung nicht sinnvoll. Da muss noch mehr dazu, damit das Ding nicht ständig zwischen den Blättern springt und dabei 2-3 Ritzel gegenschaltet. Hmm, vielleicht ein Knopf, mit dem man für den nächsten Schaltvorgang einen Blattwechsel "vorbestellen" kann? Oder ein Lagesensor am Uwerferschalthebel, der einen Blattwechsel erkennt und dazu passend hinten schaltet?

 

[Opti]

Auch wenn die Antwort nicht ganz deinen Einwand trifft: Wie ich mich fühle, weiß ich besser als so eine Elektronik.
...

Dann bist Du nicht die Automatikzielgruppe

….
Es misst die Trittfrequenz. Um von zwei benachbarten Gängen den jeweils besseren wählen zu können, muss es die Sprünge "kennen", daher vermute ich, dass irgendwo die Zahnzahlen einprogrammiert sind, und das kann man um die der Kettenblätter ergänzen.
Allerdings ist ein simples Sortieren der möglichen Kombinationen nach Entfaltung nicht sinnvoll. Da muss noch mehr dazu, damit das Ding nicht ständig zwischen den Blättern springt und dabei 2-3 Ritzel gegenschaltet. ….

Man könnte die Kombinationen und deren Reihenfolge vorgeben. Wäre natürlich Arbeit. Wie schaltet man eigentlich als Mensch (Jetzt mal Halfstepkonzepte ausgeschlossen)? Also ich würde sagen man fängt bei klein/1 an und schaltet solange auf kleinere Ritzel bis...ja hmm biss man bei mittel/X einen guten Anschluss hat. Das können mehrere Kombinationen sein. Das wäre eigentlich gut, weil man dann einen andauernden Blattwechsel bei einem Gangsprung vermeiden könnte, man könnte sagen man geht immer bei der letzten Möglichkeit aufs nächste Blatt.

Also man geht bei klein/8 (je nach Kettenschräglauf) auf den Anschlussgang auf dem mittleren Blatt (2?3?). Wenn es dann schwerer wird und die Trittfrequenz sinkt geht man runter bis auf mittel/1 und dann auf klein/Y je nach was das ist (besser nicht 8). Wenn es dann wieder ein bisschen leichter wird wird zunächst nur hinten geschaltet statt Blattwechsel.

Das könnte man aus den Zähnezahlen automatisch ausrechnen ohne das jemand da Arbeit reinstecken müsste.

Hmmm. Ich kenn wenn der nen 3D-Drucker hat. Hmmm.

 

[Barbarossa]

Eine Herausforderung bei automatischen Schaltungen sehe ich auch darin, dass der Streckenverlauf nicht mit einfließen kann.
Wenn ich einen kurzen Anstieg vor mir habe, drücke ich da vielleicht auch in einem zu großen Gang mit niedriger Frequenz hoch, weil ich eben sehen kann, dass es nur wenige Meter sind. Natürlich nur dann, wenn ich damit einen Kettenblatt-Wechsel inklusive Gegenschalten oder einen ungünstigen Gangsprung vermeide. Die automatische Schaltung würde da hingegen schalten.
In anderen Situationen rolle ich beispielsweise auf eine Ampel zu und weiß, dass ich bei Rot ankommen werde. Also schalte ich schon mal runter und lass rollen. Eine automatische Schaltung könnte zwar eventuell noch auf die sich verringernde Geschwindigkeit reagieren, aber ich müsste trotzdem noch treten, damit schalten überhaupt möglich ist.
Das sind jetzt nur zwei Aspekte, warum ich mich schwer tue in Bezug auf eine automatische Schaltung.

Andererseits geht es ja beim Auto auch, dass die Gangentscheidung z. B. mit Schaltwippen manuell erfolgen kann wenn man will.
Vielleicht ist es ja auch so, dass man seine Fahr- bzw. Schaltweise halt anpassen muss.

ich werd auf jeden fall mal in das Forum dort schauen, was Erfahrungsberichte angeht

 

[Fanfan]

Man könnte die Kombinationen und deren Reihenfolge vorgeben. Wäre natürlich Arbeit. Wie schaltet man eigentlich als Mensch (Jetzt mal Halfstepkonzepte ausgeschlossen)? Also ich würde sagen man fängt bei klein/1 an und schaltet solange auf kleinere Ritzel bis...ja hmm biss man bei mittel/X einen guten Anschluss hat. Das können mehrere Kombinationen sein. Das wäre eigentlich gut, weil man dann einen andauernden Blattwechsel bei einem Gangsprung vermeiden könnte, man könnte sagen man geht immer bei der letzten Möglichkeit aufs nächste Blatt.

Ich halte das für ein sehr spannendes Feld, auf dem sich Automatik und manuelle Schaltstrategie durchaus unterscheiden können.
Automatik muss keine Rücksicht auf Bremsbetätigungen nehmen, kann Umwerfer und Schaltwerk besser koordinieren und (mit geeignetem Kurbelsensor) die Schaltaktionen genauer in die Totpunkte legen, schneller ist sie vermutlich auch, und sie wird nicht durch die Umgebung abgelenkt. Deshalb kann sie sich Dinge erlauben, die man sich beim manuellen Schalten lieber verkneift.
Zu den Nachteilen würde ich die von @Barbarossa genannte fehlende Kenntnis der Situation zählen. Aber vielleicht gibt's Wege, das auf relativ einfache Art zu kompensieren. Sinkende Geschwindigkeit kann bedeuten, dass es bergauf geht oder dass man auf 'ne Kreuzung zufährt, ungewöhnlich (für den eingelegten Gang) schell steigende Geschwindigkeit kann bedeuten, dass es bergab geht oder dass man kräftig reintritt. Geschwindigkeit gibt's leicht über einen Radsensor. Kann der Fahrer dann mit 1-2 Knöpfen die fehlenden Infos beisteuern, damit die Steuerung passend reagiert?
Wenn man mit den Knöpfen nur hoch- und runterschalten will, kommt wahrscheinlich nicht viel Neues raus, denn genau das soll ja die Steuerung schon selber machen. Aber was man der Steuerung stattdessen mitteilen könnte, um die fehlenden Unterscheidungskriterien zu liefern, weiß ich auch nicht, vielleicht sowas wie "gemütlich Fahren" vs. "Leistung abrufen". Wie gesagt, ich sehe da eine interessante Spielwiese.

 

[smallwheels]

daher vermute ich, dass irgendwo die Zahnzahlen einprogrammiert sind, und das kann man um die der Kettenblätter ergänzen.
Allerdings ist ein simples Sortieren der möglichen Kombinationen nach Entfaltung nicht sinnvoll. Da muss noch mehr dazu, damit das Ding nicht ständig zwischen den Blättern springt

So wie ich das sehe bedient das aktuell nur genau einen Schaltzug, also nix mit hinten und vorne automatisch in der aktuellen Version. Auch an dem Rad auf dem Bild im Artikel ist vorne ein Dreifachblatt montiert, dafür aber ein konventioneller Lenkerschalthebel. Die grüne Box samt zugehörigem Schaltzug scheint nur das hintere Ritzelpaket zu bedienen.