カーボンホイールの温度を測ってみよう!(半分成功編)

左下ハンドルに怪しい物体が・・・?

左下ハンドルに怪しい物体が・・・?

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

ダウンヒル時、カーボンホイールの発熱が気になる季節になりました(?)

カーボンホイールはプラスチックなので、ブレーキングによる熱で変形したり、最悪、破損したりしてしまうということで、何かと気を使います。

特に長~いスバルラインの下りなどでは、カーボンホイールの発熱が気になり、前・後ろ交互にチマチマ断続的にかけたり、なるべくカラダを膨らませて(?)空気抵抗を増やすなど、涙ぐましい努力をしていました。

現代のホイールは、そこまで気を使わなくてもいい、という話もあるので、ブレーキングにはどれくらいの熱が出ているものなのか?、サーモグラフィーを自作して測ってみました。

後で思えば、普通に非接触温度計で測ればよかった気もしますが・・・(言ってはならない)



サーモカメラで測ってみよう!

以前、カメ監視カメラの記事の際に少し紹介した、赤外線アレイセンサ

とても小さな赤外線センサですが、コンピュータに取り込んでディスプレイ表示することで、サーモグラフィー(サーモカメラ)として使うことができます。

小型赤外線アレイセンサ、MLX90640。

小型赤外線アレイセンサ、MLX90640。

SONY α7II + FE 90mm F2.8 MACRO G

プログラムを書いて画像処理して、適当な液晶にサーモグラフィー的に描けます。

プログラムを書いて画像処理して、適当な液晶にサーモグラフィー的に描けます。

SONY α7II + FE 90mm F2.8 MACRO G

これを、LOOK号に取り付けて、走行中のリム温度を測ってみることにしました。

まず、下ハンドルにセンサを取り付けるために、3Dプリンタで適当なアダプタを作ってみました。

こんなアダプタを作ってみました。

こんなアダプタを作ってみました。

SONY α7II + FE 90mm F2.8 MACRO G

こんな風に合体させると、いかにもバイクパーツです。

こんな風に合体させると、いかにもバイクパーツです。

SONY α7II + FE 90mm F2.8 MACRO G

トピーク社(どこでもいいけど)のゴムバンドで取付完了。

トピーク社(どこでもいいけど)のゴムバンドで取付完了。

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

これで、斜め上からリムの発熱状態をセンサでとらえられます。

しかし、このカメラは基板上に実装して使うことを想定しているため、通信線はI2Cという方式でノイズにとても弱いです。

実際にオシロスコープで測ると波形はかなり弱々しいため、配線をLANケーブルに取り替えてみたところ、なんとか、下ハンドル~トップチューブくらいまでは信号が伝送できました。

ケーブルを長くしたら動かなかったので、オシロスコープで測定中。

ケーブルを長くしたら動かなかったので、オシロスコープで測定中。

SONY α7II + FE 90mm F2.8 MACRO G

あかん、波形がなまってる。LANケーブルに張り替えましょう。

あかん、波形がなまってる。LANケーブルに張り替えましょう。

SONY α7II + FE 90mm F2.8 MACRO G

また、画像処理用のコンピュータとして、パソコンを車載するのはしんどいので、小型マイコンRaspberry Pi4を使い、トップバー上のバッグに収納。

電源はスマホ用のモバイルバッテリーにしたのですが、バッグに入りきらないので、これまた3Dプリンタで適当な車載マウントを作ります。

バッテリーマウント設計中。意外と丁寧。

バッテリーマウント設計中。意外と丁寧。

まともなメーカーなら、まず作らないであろう物品(笑) モバイルバッテリーが車載できます。

まともなメーカーなら、まず作らないであろう物品(笑) モバイルバッテリーが車載できます。

SONY α7II + FE 90mm F2.8 MACRO G

上のバッグにマイコン、その下にモバイルバッテリーがぶら下がってます。

上のバッグにマイコン、その下にモバイルバッテリーがぶら下がってます。

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

プログラムの方は、超適当。

動画処理は全く分からないので、10秒に一回くらい、熱画像をセンサから読み込んで、画像処理してカラーリングして、PNG形式でSDカードに保存し続けることにしました。

さてはて、うまくいくのか・・・な?

半分成功・半分失敗・・

実際にやってみたのは、七里ガ浜の長さ100m・勾配20%という悪質(笑)な坂。

おそらく、長年にわたって住民を苦しめてるであろう、悪質な激坂(笑)

おそらく、長年にわたって住民を苦しめてるであろう、悪質な激坂(笑)

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

坂の上でマイコン電源を入れ、プログラムが動き始めたら、20km/hを超えないように強めにブレーキをかけ続け、その間の温度変化を計測します。

外部ディスプレイ的なものを何も用意しなかったので(これが失敗でしたが・・・)、「多分計測できているんだろうな~」ということを期待して家にデータを持ち帰りました。

家に帰って、SDカードに保存された画像ファイルを見てみると・・・?

スタート直後。最高温度は37.5℃。

スタート直後。最高温度は37.5℃。

この日の最高温度、90.1℃。だけど、なにがなんだかわからない・・・。

この日の最高温度、90.1℃。だけど、なにがなんだかわからない・・・。

う~む、なにがなんだかわからん・・・。

温度表示の幅を、自宅での検温用に固定していたため、上限は38℃と低めに固定してしまっていて、画面全体がほぼ真っ赤ということで、どこがリムで、どこがブレーキシューなのか、全然わかりません・・・。

一応、各画像の保管時に画像内の最高温度も記録するようにしておいたのですが、それによると、この日の最高温度は、

90.1℃

とのことです。

前述の通り、これがどの部位の温度なのかがわからないのが残念。

リムはぐるぐる回って冷やされますが、シューはひたすら熱を出し続けるので、たぶん、シューの温度なんじゃないかなぁと思っていますが・・・。

一応、曲がりなりにも走行時の熱画像は取れましたが、いろいろと反省点がありました。

  • 温度表示の幅を固定してしまった・・・(自動にするか、150℃くらいにしておけば)
  • 計測間隔10秒ごとは長すぎ(メモリはたくさんあるので、最速で記録すべき)
  • 画面表示が何もない(せめて、停車時にスマホで確認できるようにすべき)

次回は、もう少しましな仕組みにして、正確な温度計測に再挑戦です。

いっそ、ヤビツで測ってみようかな?(^^)

長々書いてる割には、登場物品はこれだけです(^^;

長々書いてる割には、登場物品はこれだけです(^^;

SONY α7II + FE 90mm F2.8 MACRO G

季節柄、アジサイも見学しております(^^)

季節柄、アジサイも見学しております(^^)

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

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