Dopo aver visitato una palestra per spin-bike simile a quella della foto,
Pensai al possibile uso degli occhiali immersivi usati in precedenza per il simulatore da accoppiare con una spin-bike
Così nell'anno 2001 ho iniziato la realizzazione del simulatore che potete vedere nella foto.
L'idea è quella di visualizzare negli occhiali immersivi il filmato di un percorso stradale, fatto di: pianure, salite e salite ripide.
La velocità di avanzamento del filmato, deve essere legata alla velocità della pedalata.
Inoltre, a seconda della pendenza che si sta affrontando, deve cambiare la durezza del pedale.
Ho quindi acquistato una bici da camera munita di regolazione di frenata e di tachimetro. E' una delle meno costose in commercio, ma possiede l'indispensabile per portare avanti uno studio di fattibilità.
La bici usa un volano collegato da una catena ai pedali. Questo volano viene frenato da un nastro di fibra avvolto lungo il suo diametro, avvitando un pomello posto sul manubrio, un cordino di acciaio tende il nastro avvolto sul volano, regolando così la durezza del pedale.
Ho quindi tolto il pomello, ed ho realizzato un sistema con un motore passo-passo che (così come il pomello) tira o rilascia il cordino di acciaio aumentando o diminuendo la durezza del pedale.
Ovviamente, il motore passo-passo, è comandato da un computer che sincronizza il video in base alla proiezione negli occhiali immersivi di un percorso in: pianura, salita o salita ripida, con la tensione del cordino e quindi la durezza della pedalata.
Come già accennato, la velocità di scorrimento del video è sincronizzata con la velocità della pedalata. Per realizzare ciò ho sfruttato il cordino del tachimetro posto sulla bici.
Dopo averlo opportunamente tagliato, ho incollato alla sua estremità un pezzo di calamita che ad ogni giro del pedale passando davanti ad una ampolla reed ne chiude il contatto.
Il solito computer calcola il tempo che intercorre tra due chiusure del contatto reed, e quindi modifica la velocità di riproduzione del filmato.
Dopo varie ricerche su internet,
non trovandone uno valido, ho deciso di prendere la mia telecamera, fissarla sull'auto e realizzare la ripresa lungo un percorso montano.
Il primo problema che si è presentato è stato quello dell'inquadratura durante le curve: se la telecamera resta fissa, le curve a sinistra comportano una perdita della visione centrale a favore del lato destro della strada, mentre con quelle a destra, viene maggiormente inquadrato quello a sinistra.
Per risolvere il problema, ho deciso di realizzare un qualcosa che, seguendo la sterzata dell'auto, ruotasse nella stessa direzione la telecamera.
Dopo opportune regolazioni, ho trovato il giusto rapporto tra sterzata e inquadratura in curva.
Ma si è presentato un'altro problema: il filmato deve dare la sensazione di un percorso in pianura o in salita.
Per fare questo è necessario che: quanto più un percorso è in salita, tanto più l'orizzonte deve essere in alto rispetto l'inquadratura.
Ho quindi realizzato uno snodo sul fissaggio della telecamera per orientarla verso il basso o l'alto a seconda del percorso.
Il risultato dei filmati lo potete vedere di seguito
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il video .mpg (3 mega)
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il video .mpg (2.36 mega)
Tanto per complicarmi la vita, ho introdotto la possibilità di scelta della difficoltà del percorso: principiante, dilettante ed esperto.
A seconda della scelta, il pedale ha diverse durezze di base, ad esempio un dilettante nell'andatura in pianura ha una durezza del pedale che è minore di quella dell'esperto, ma maggiore di quella del principiante.
Ho usato VISUAL BASIC:
Al suo avvio, esegue un allineamento del motore passo-passo, mentre una voce fuori campo invita a scegliere attraverso un pulsante il tipo di difficoltà: principiante, dilettante, esperto.
Eseguita la selezione un'altro pulsante dà l'avvio.
A questo punto parte il filmato con un'andatura in pianura a cui è associata una opportuna colonna sonora, dopo un percorso di 2 km si passa alla salita (altra colonna sonora), poi di nuovo alla pianura quindi alla salita ripida e così via per un percorso totale di 15 km.
Ogni 40 secondi compare in sovraimpressione sul video: km percorsi, tempo trascorso, velocità media.
Ho usato come interfaccia la porta parallela.
Per la messa a punto delle varie durezze del pedale, ho realizzato una pulsantiera con tre tasti:
1) aumenta durezza 2) diminuisce durezza 3) seleziona il tipo di pendenza e difficoltà.
Avendo realizzato quanto sopra, era un peccato non realizzare un sistema velocemente applicabile alle SPIN_BIKE professionali,
sempre in grado, come la precedente bike, di controllare la durezza della pedalata nonché la sua velocità.
Nasce così un gruppo costituito da due pinze rivestite di ferodo, mosse dal solito motore passo-passo che, a seconda del comando impartito dal computer, stringono il volano in acciaio aumentando la resistenza del pedale.
Il sensore della velocità della pedalata non può più essere realizzato con l'ampolla reed, in quanto la velocità del disco è troppo elevata e si rischierebbe di perde alcuni passaggi della calamita fissata al volano della SPIN-BIKE.
Ho, quindi, realizzato un sistema a rilevazione più veloce, composto da due led ad infrarossi (insensibili alla luce naturale): uno emettitore e l'altro ricevitore, fissati lateralmente ad una delle due pinze. Sul volano viene incollata una striscia di plastica autoadesiva di colore bianco che al suo passaggio riflette la luce emessa dal diodo emettitore verso il ricevitore. Il tutto viene inviato allo stesso ingresso del computer predisposto per l'ampolla reed.
Ovviamente al gruppo è collegata una pulsantiera composta da due pulsanti: uno per lo START e uno per la SELEZIONE difficoltà (principiante, dilettante ed esperto).
Il costo del solo materiale è abbastanza alto, se consideriamo che il sistema può soddisfare un solo utilizzatore per volta.
| costo P.C. senza monitor | 600,00 |
| motore passo-passo | 60,00 |
| componenti elettronici | 50,00 |
| pulsantiere | 20,00 |
| occhiali immersivi | 500,00 |
| manodopera | 500,00 |
| costi gestione | 500,00 |
| TOTALE | 2230,00 |
PIC-BIKE
Nelle palestre di spin-bike, esistono due tipi di frequentatori: 1) quelli assidui che costituiscono il nocciolo duro. 2) quelli saltuari, che frequentano per qualche mese e poi abbandonano.
Sia i primi che i secondi, anche se in tempi diversi, affrontano un periodo di stanca dovuto alla ripetitività dell'attività, da qui l'idea dello spin-aerobica, spin-boxe ecc....
Manca in effetti un elemento essenziale: la competizione.
Normalmente ogni soggetto rende più o meno dura la pedalata attraverso una manopola che non ha un indicatore assoluto della resistenza del pedale, inoltre la bike non ha un misuratore che consente di visualizzare su schermo e quindi di confrontare in tempo reale i chilometri percorsi. Ha quindi poco senso pensare ad una vera gara.
Il sistema che ho realizzato, consente di avere ambedue i requisiti.
Cosa importante ! nessuna modifica deve essere eseguita sulle spin-bike presenti nelle palestre. L'installazione è rapida e la taratura di ogni gruppo frenante viene gestita in fase di attivazione in maniera veloce.
La possibilità di scegliere il grado di difficoltà (principiante, dilettante ed esperto) apre la competizione a tutti.
Possiamo ragionevolmente pensare che introducendo questa novità di completamento all'attività,
sia singola
che di gruppo,
il risultato potrebbe essere ben accettato da chi lo pratica.
Ed i costi???
niente occhiali immersivi nessun filmato
Dopo varie riflessioni, ho pensato ad un sistema composto da una unità centrale, gestito dalla classica PIC-16f84 che controlla un display indicante i km percorsi da ogni bike
e tante unità periferiche simili al gruppo frenante per spin già precedentemente illustrato, al cui interno una PIC-16f84 gestisce il motore per la frenata ed il sensore dei giri del volano inviando le informazioni all'unità centrale di cui sopra.
Su ogni singola bike, attraverso un commutatore, è possibile scegliere il grado di difficoltà (principiante, dilettante ed esperto).
Durante l'uso, la bike dell'istruttore consente di comandare la durezza del pedale di tutte le bike per simulare i percorsi in: pianura, salita e salita ripida. Se su una bike è stata effettuata la scelta: principiante, la durezza della pedalata sarà minore rispetto a quella bike che ha selezionato dilettante o esperto.
Ovviamente durante la gara (contratiamente all'allenamento) la selezione della difficoltà è opportuno che sia uguale per tutti.
Ho realizzato un prototipo sulla bread-board con due periferiche ed una unità centrale, con solo due righe di led del display. E' stato un pò complicato far girare il software, visto che la velocità e la memoria a disposizione della PIC sono limitate.
Il tutto funziona egregiamente, ma se dovessi riproporne uno definitivo, userei almeno una PIC-16f628
In linea di massima il costo del materiale ed assemblaggio di un KIT completo per 8 BIKE dovrebbero essere il seguente:
| DISPLAY COMPLETO DI : 8 RIGHE DI LED | 155 |
| UNITA' CENTRALE COMPRENSIVA DI : ALIMENTATORE INTERO SISTEMA + PIC + CIRCUITO ELETTRONICO + COMPONENTISTICA | 104 |
| MECCANICA GRUPPO X 8 BIKE | 1040 |
| ELETTRONICA GRUPPO X 8 BIKE COMPRENSIVO DI COMPONENTI. | 160 |
| ACCESSORI VARI | 240 |
| TOTALE | 1699 |
Sicuramente poco rispetto al singolo sistema con occhiali immersivi.
per eventuali contatti:
