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sakuragawa が 2026年01月17日14時26分00秒 に編集

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【自転車で発電した電気で動いちゃう!?】Spresenseで作る自給自足電力のサイクルコンピュータ

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SPRESENSE

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GNSS

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自転車

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(MIT) The MIT License

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こちらの開発物は下記の2名の方々と協力し、共同で制作したものになります!! @rsny @wagrics # はじめに 自転車を楽しむ人々にとって、サイクルコンピュータは、サイクリングをより楽しく、快適にするのに必須のアイテムですが、それには課題点もあります。 それは **充電がめんどくさい** ということです。 かといって、中途半端な残量で長時間乗ったら途中で切れますし、どうにかしてこの問題を解決する方法はないでしょうか、、、 そこで、我々が開発したのが **自転車で発電した電力でそのまま動く、spresense製のサイクルコンピュータ** です!! spresenseには、 - 低消費電力 - 標準でマルチgnss機能内蔵 という特徴を備えているため、とてもサイクルコンピュータ向きであるうえ, 自転車に発電機を取り付ければ、そのまま電力供給が可能であるという点において、サイクルコンピュータと発電機の相性が非常にマッチしていると考え、開発に至りました!!! # 部品 開発に必要な部品は以下となります | 部品名 | 備考 | |:---:|:---| | [spresenseメインボード](https://akizukidenshi.com/catalog/g/g114584/) | 必須アイテムです | | [spresense 拡張ボード](https://akizukidenshi.com/catalog/g/g114585/) | 3.3vの出力を出すために採用です | | [Arduino用 ユニバーサルプロトシールド](https://akizukidenshi.com/catalog/g/g107555/) | 基盤の実装に使いました! | | [自転車 (パンゲア ロビンソン)](https://www.amazon.co.jp/PANGAEA-ROBINSON-%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%91%E3%82%AF%E3%83%88%E6%8A%98%E3%82%8A%E3%81%9F%E3%81%9F%E3%81%BF%E8%87%AA%E8%BB%A2%E8%BB%8A-%E3%82%B7%E3%83%9E%E3%83%8E6%E6%AE%B5%E5%A4%89%E9%80%9F%E6%A9%9F%E6%90%AD%E8%BC%89-%E3%83%90%E3%82%B9%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%88%E6%A8%99%E6%BA%96%E8%A3%85%E5%82%99/dp/B071F791N8) | 部室内で放置されていたものを使用 | | [自転車チェーン発電機](https://www.amazon.co.jp/dp/B0BVKF6FQ6?ref=ppx_yo2ov_dt_b_fed_asin_title) | デフォルトでusb(直流)が付いていたため、こちらを選択しました | | 5V一定にするための定圧回路 | 発電機から出力された電圧を一定にさせるために必要な回路です。こちらも開発したものになります | # 制作品 ## サイクルコンピュータ本体 以下が、制作したサイクルコンピュータ本体の画像になります。 ![サイクルコンピュータ](https://camo.elchika.com/09832ff8b50d507250fc73effebe5db8468cbf51/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f64633930613361362d393734392d343933312d623463302d6638313137363766383133652f65353762383766362d626536372d343933322d613362382d333330623335653937653638/) 基盤上での部品配置は、次のようになっております!! | 各部品 | 役割 | |:---:|:---| | Oledディスプレイ | 画面の出力装置 / 小さめですが、3.3vで動作するため、消費電力を抑えたいという観点からこちらの表示装置を採用 | | 左のボタン | 機能切り替えボタン | | 右のボタン | タイマー機能の使用の際に使う、スタート・ストップボタン / その他 | | 右上の赤色LED | 電源ランプ / その他 | | 右下のケーブル | 供給されてる電圧の確認用ケーブル | ## 全体像 自転車に取り付けた際の全体像は以下になります!! ![マシンの全体像](https://camo.elchika.com/50b6e243719d930892b81436d548fad684babe03/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f64633930613361362d393734392d343933312d623463302d6638313137363766383133652f62643837636638362d323538342d346333622d383730642d353139313361636636373763/) 定圧回路は、保護のために加工したプラスチックケース内に入れ、シートチューブ下部に固定しています。 また、発電機から定圧回路、本体に至るまでの電源ケーブルは、 走行の阻害とならないように、自転車のボディの要所で、結束バンドを用いて固定致しました!! ## 動作の流れ 動作の流れは以下となっています。 1. 自転車を漕ぐと発電機により電圧が生じます。 2. しかし使用した発電機は、標準で6Vを出力するものなので、spresenseの定格電圧である5Vを超えてしまっています。 3. そこで、定圧回路を媒介させることで、5V一定に変換します 4. そして、5Vの安定電圧がspresense、つまりサイクルコンピュータ本体へと供給されます!! ![システム構成](https://camo.elchika.com/7d4a8af67bcb374d7dceecec07d804281e72229b/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f64633930613361362d393734392d343933312d623463302d6638313137363766383133652f35616163353733352d623231332d343135342d613365612d376239386164303332323834/) ## 定圧回路 ### 回路図 5v一定にするための回路の、回路図は以下となります。 ![キャプションを入力できます](https://camo.elchika.com/67ddf332651106cf57bb1bcfa77f9d1141cd587b/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f64633930613361362d393734392d343933312d623463302d6638313137363766383133652f39393235626637392d613932662d346239612d626134322d333431663262366330623635/) ### 詳細 〜〜〜〜この辺に回路の技術的な説明を記載〜〜〜〜〜〜 # 動作の様子 @[youtube](https://www.youtube.com/watch?v=HrkXN2bcofI) # 機能紹介