ITMI20130895A1 - Sistema elettronico di bicicletta - Google Patents

Description

Sistema elettronico di bicicletta

La presente invenzione si riferisce a un sistema elettronico di bicicletta e in particolare un cambio elettronico di bicicletta.

Un sistema di trasmissione del moto in una bicicletta comprende una catena estesa tra ruote dentate associate all’assale delle pedivelle e al mozzo della ruota posteriore. Quando in corrispondenza di almeno uno tra l’assale delle pedivelle e il mozzo della ruota posteriore à ̈ presente più di una ruota dentata, e il sistema di trasmissione del moto à ̈ dunque dotato di cambio, à ̈ previsto un deragliatore anteriore e/o un deragliatore posteriore. Nel caso di un cambio servo-assistito elettronicamente, ogni deragliatore comprende un elemento di guida catena, detto anche gabbietta, mobile per spostare la catena tra le ruote dentate al fine di variare il rapporto di trasmissione e un attuatore elettromeccanico per muovere l’elemento di guida catena. L’attuatore a sua volta comprende tipicamente un motore, tipicamente un motore elettrico, accoppiato all’elemento di guida catena tramite un cinematismo quale un parallelogramma articolato, un sistema a cremagliera o un sistema a vite senza fine, nonché un sensore di posizione, velocità e/o accelerazione del rotore o di una qualsiasi parte mobile a valle del rotore, fino all’elemento di guida catena stesso. Vale la pena di sottolineare che sono in uso anche nomenclature leggermente diverse da quella utilizzata in questo contesto.

Una elettronica di controllo varia il rapporto di trasmissione in maniera automatica, per esempio sulla base di una o più variabili rilevate quali la velocità di marcia, la cadenza di rotazione delle pedivelle, la coppia applicata alle pedivelle, la pendenza del terreno di marcia, la frequenza cardiaca del ciclista e simili, e/o, di particolare interesse per la presente invenzione, il rapporto di trasmissione viene variato sulla base di comandi immessi manualmente dal ciclista tramite appositi organi di comando, per esempio leve e/o pulsanti.

Un dispositivo di comando del deragliatore anteriore e un dispositivo di comando del deragliatore posteriore –o uno solo dei due nel caso di cambi più semplici – sono montati in modo da essere facilmente manovrabili dal ciclista, normalmente sul manubrio, in prossimità delle impugnature dello stesso laddove à ̈ anche presente la leva del freno per il comando del freno della ruota anteriore e rispettivamente posteriore. Dispositivi di comando che consentono il pilotaggio sia di un deragliatore nelle due direzioni sia di un freno sono comunemente detti comandi integrati.

Per una consuetudine, nei pressi dell'impugnatura sinistra del manubrio si trovano il dispositivo di comando del deragliatore anteriore e la leva del freno della ruota anteriore, e viceversa nei pressi dell'impugnatura destra si trovano il dispositivo di comando del deragliatore posteriore e la leva del freno della ruota posteriore.

I suddetti componenti sono dislocati a bordo della bicicletta e devono comunicare tra di loro. Inoltre, i suddetti componenti devono essere alimentati.

US 6,741,045 B2 descrive un’apparecchiatura di controllo di bicicletta comprendente un’unità di controllo di componente di bicicletta avente uno tra un trasmettitore di controllo e un ricevitore di controllo; un’unità di controllo di computer avente l’altro tra il trasmettitore di controllo e il ricevitore di controllo; un percorso di trasmissione accoppiato all’unità di controllo di componente di bicicletta e all’unità di controllo di computer; in cui il trasmettitore di controllo comunica potenza e dati al ricevitore di controllo sul percorso di trasmissione.

US 6,757,567 B2 descrive un sistema elettronico di controllo per cicli associabile a un insieme di sensori, un insieme di attuatori ed un insieme di organi di comando associati al ciclo, comprendente: una prima unità di processore suscettibile di fungere da unità di elaborazione e presentazione di informazioni; una seconda unità di processore suscettibile di fungere da unità di controllo della comunicazione e di interfacciamento con detto insieme di organi di comando; e una terza unità di processore suscettibile di fungere da unità di interfacciamento con detto insieme di sensori e detto insieme di attuatori; dette prima, seconda e terza unità di processore essendo fra loro interconnesse tramite canali di comunicazione bidirezionali asincroni.

EP 2 072 091 B1 descrive un’apparecchiatura elettronica per bicicletta comprendente un’unità elettronica di comando, un’unità di visualizzazione, un’unità di pilotaggio e una seconda unità elettronica di controllo o unità sensori che comunicano attraverso un canale di comunicazione mediante un opportuno protocollo di comunicazione; à ̈ inoltre prevista una linea di alimentazione dei componenti dell’apparecchiatura elettronica per bicicletta.

La Richiedente si à ̈ resa conto che le architetture dei documenti di cui sopra comprendono in generale un processore principale, ad un malfunzionamento del quale consegue un malfunzionamento dell’intero sistema.

Il problema alla base dell’invenzione à ̈ dunque quello di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati, in particolare mettendo a disposizione un sistema elettronico di bicicletta avente una architettura distribuita.

In un suo aspetto, la presente invenzione riguarda un sistema elettronico di bicicletta, comprendente:

- un’unità batteria,

- un’unità di gestione di comandi manuali,

- un’unità di gestione di deragliatore, e

- un canale comune di alimentazione e comunicazione, ciascuna di dette unità essendo connessa a detto canale comune.

Ciascuna di dette unità di gestione di comandi manuali e unità di gestione di deragliatore comprende un processore e un regolatore di tensione interposto tra il processore e detto canale comune.

Una tale architettura distribuita consente di evitare un’unità centrale di elaborazione, nonché di espandere facilmente il sistema. Inoltre, l’alimentazione à ̈ vantaggiosamente comune a tutte le unità, ciascuna essendo vantaggiosamente dotata di un regolatore di tensione per adattarla al proprio processore che può pertanto essere specifico per l’unità stessa. L’unità di gestione di comandi manuali comunica direttamente con l’unità di gestione del deragliatore tramite il canale comune per impartirle comandi di cambiata. Viceversa, l’unità di gestione del deragliatore può comunicare direttamente all’unità di gestione di comandi manuali messaggi relativi al proprio stato.

Questa forma costruttiva del sistema elettronico di bicicletta può venire ulteriormente migliorata attraverso le seguenti caratteristiche aggiuntive combinabili tra loro a piacere.

Vantaggiosamente, detto canale comune di alimentazione e comunicazione comprende un cavo di massa, un cavo di alimentazione e un unico cavo di comunicazione seriale.

Prevedendo un canale comune a tre fili distribuito su tutto il sistema, le connessioni delle varie unità risultano semplificate.

Preferibilmente, ciascuna di dette unità di gestione di comandi manuali e unità di gestione di deragliatore comprende un ricevitore incorporato in detto processore o esterno ad esso e/o un trasmettitore.

Prevedendo sia il trasmettitore sia il ricevitore su ciascuna unità, si aumentano le potenzialità del sistema.

Preferibilmente, detto trasmettitore e detto ricevitore sono connessi a detto cavo di comunicazione seriale.

Preferibilmente, ciascuna di dette unità di gestione di comandi manuali e unità di gestione di deragliatore comprende inoltre un dispositivo capacitivo interposto tra il regolatore e cavi di alimentazione e di massa di detto canale comune.

Detto dispositivo capacitivo ha vantaggiosamente la funzione di consentire l’alimentazione del processore per un breve tempo sufficiente per il salvataggio dei dati in caso di mancanza di alimentazione.

Preferibilmente, ciascuna di dette unità di gestione di comandi manuali e unità di gestione di deragliatore e facoltativamente detta unità batteria comprende un polarizzatore, preferibilmente un resistore, interposto tra cavi di alimentazione e di comunicazione di detto canale comune.

Vantaggiosamente, il sistema comprende inoltre una seconda unità di gestione di comandi manuali e una seconda unità di gestione di deragliatore, ciascuna comprendente un processore e un regolatore di tensione interposto tra il processore e cavi di massa e di alimentazione di detto canale comune.

Vantaggiosamente, il sistema comprende inoltre almeno un’altra unità scelta nel gruppo costituito da un ciclo computer, un’unità sensori, un’unità di logging, un’unità periferica, ciascuna comprendente un processore e un regolatore di tensione interposto tra il processore e cavi di massa e di alimentazione di detto canale comune.

Preferibilmente, detto trasmettitore comprende un MOSFET e un resistore connessi in serie tra i cavi di comunicazione e di massa (34, 30) del canale comune (18), il gate del MOSFET essendo pilotato dal processore.

Preferibilmente, il ricevitore comprende un comparatore di soglia, più preferibilmente un trigger di Schmitt.

Preferibilmente, il processore à ̈ configurato per verificare, tramite il ricevitore, che la tensione sul cavo di comunicazione sia uguale ad un valore di quiescenza per un tempo minimo e trasmettere un messaggio, tramite il trasmettitore, solo in caso affermativo.

Preferibilmente, il processore à ̈ configurato per verificare, tramite il ricevitore, ogni bit trasmesso tramite il trasmettitore e ritrasmettere l’intero messaggio e/o il singolo bit trasmesso nel caso in cui la verifica dia esito negativo.

Preferibilmente, il processore à ̈ configurato per sorvegliare, tramite il ricevitore, se la tensione sul cavo di comunicazione à ̈ uguale ad un valore di quiescenza per un tempo minimo e in caso negativo per ricevere un messaggio, verificare se à ̈ l’unità destinataria e in caso positivo inviare un segnale di accuso ricevuta tramite il trasmettitore, eseguire un’eventuale azione in risposta al messaggio e inviare un ulteriore segnale di accuso ricevuta tramite il trasmettitore.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione dettagliata di alcune sue forme di realizzazione preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati. Le differenti caratteristiche nelle singole configurazioni possono venire combinate tra loro a piacere. In tali disegni

- la FIG.1 Ã ̈ uno schema a blocchi di un sistema elettronico di bicicletta secondo una forma di realizzazione della presente invenzione,

- la FIG. 2 à ̈ uno schema a blocchi di una unità batteria del sistema elettronico di bicicletta,

- la FIG.3 à ̈ uno schema a blocchi di ciascuna delle altre unità del sistema elettronico di bicicletta,

- la FIG. 4 à ̈ uno schema elettrico di principio di una unità batteria del sistema elettronico di bicicletta,

- la FIG.5 à ̈ uno schema elettrico di principio di ciascuna delle altre unità del sistema elettronico di bicicletta,

- la FIG. 6 Ã ̈ un diagramma di flusso di un protocollo di comunicazione, relativamente alla trasmissione e

- la FIG. 7 Ã ̈ un diagramma di flusso del protocollo di comunicazione, relativamente alla ricezione.

Nella seguente descrizione, per l'illustrazione delle figure si ricorre a numeri di riferimento identici o simili per indicare elementi costruttivi con la stessa funzione o funzione analoga.

Con riferimento alla FIG. 1, un sistema elettronico di bicicletta 1 comprende un’unità batteria 12, un’unità di gestione di comandi manuali 14, un’unità di gestione di deragliatore 16, e un canale comune 18 o bus di alimentazione e comunicazione. Ciascuna di dette unità 12, 14, 16 à ̈ connessa al canale comune 18.

Ad esempio, l’unità di gestione di comandi manuali 14 à ̈ quella azionata con la mano destra e l’unità di gestione di deragliatore 16 à ̈ quella associata alla ruota posteriore.

Preferibilmente ma non necessariamente, il sistema elettronico di bicicletta 1 comprende inoltre altre unità connesse al canale comune 18.

Sono così mostrati una seconda unità di gestione di comandi manuali 15 e una seconda unità di gestione di deragliatore 17, nell’esempio di cui sopra rispettivamente quella azionata con la mano sinistra e quella associata all’assale delle pedivelle.

In una forma di realizzazione alternativa, possono essere comprese solo l’unità di gestione del deragliatore anteriore e il rispettivo comando, tipicamente azionabile con la mano sinistra.

Tra le altre unità che possono essere connesse al canale comune 18 nel sistema elettronico di bicicletta 1 vi sono un ciclo computer 20, un’unità sensori 22, un’unità di logging 24 e una generica unità periferica 26, ad esempio un’unità di rilevamento/elaborazione degli sforzi della pedalata, unità comandi remotati, vale a dire una o più unità comandi duplicata/e in posizioni diverse sul manubrio o altrove, ecc.

Il canale comune 18 comprende tre cavi, come visibile in FIG. 2, 3: un cavo di massa 30, un cavo di alimentazione 32 e un unico cavo di comunicazione seriale 34. Il cavo di massa 30 à ̈ il riferimento per tutte le differenze di potenziale elettrico del sistema, il cavo di alimentazione 32 alimenta tutte le unità 14-17, 20, 22, 24, 26 connesse nel sistema elettronico di bicicletta 1 e il cavo di comunicazione seriale 34 viene utilizzato da tutte le unità 14-17, 20, 22, 24, 26 connesse nel sistema elettronico di bicicletta 1 per comunicare comandi o messaggi di servizio o di errore.

Nella FIG. 2 à ̈ inoltre illustrato lo schema a blocchi della unità batteria 12, mentre nella FIG. 3 à ̈ inoltre mostrato lo schema a blocchi di ciascuna delle altre unità 14-17, 20, 22, 24, 26 summenzionate.

L’unità batteria 12 comprende una pila o batteria 36 o accumulatore, che può anche essere formata da più celle, preferibilmente ricaricabili, connesse tipicamente in serie. La batteria 36 à ̈ connessa tra i cavi di massa 30 e di alimentazione 32 per fornire una differenza di potenziale tra i due cavi disponibile per il resto del sistema elettronico di bicicletta 1 tramite il canale comune 18. L’unità batteria 12 comprende inoltre facoltativamente un polarizzatore 38, ad esempio un resistore, connesso tra il cavo di alimentazione 32 e il cavo di comunicazione 34 per generare una tensione nota sul cavo di comunicazione 34.

Come mostrato in FIG. 3, ciascuna delle altre unità 14-17, 20, 22, 24, 26 comprende un processore 40 e un regolatore di tensione 42 interposto tra il processore 40 e il canale comune 18, più specificamente tra i suoi cavi di massa 30 e di alimentazione 32.

Il processore 40 controlla e/o à ̈ controllato da dispositivi specifici per l’unità 14-17, 20, 22, 24, 26 stessa, raffigurati da un generico blocco funzionale 44. Ad esempio, nel caso della unità di gestione comandi manuali 14, 15 il blocco funzionale 44 comprende tipicamente almeno due interruttori per trasmettere, all’atto del loro cambiamento di stato, un comando di richiesta di cambiata in alto e un comando di richiesta di cambiata in basso, rispettivamente, nonché eventualmente leve o pulsanti di azionamento degli interruttori; nel caso dell’unità di gestione del deragliatore 16, 17, il blocco funzionale 44 comprende ad esempio un circuito di pilotaggio di un motore elettrico e/o un motore elettrico di spostamento dell’elemento di guida catena del deragliatore; nel caso del ciclo computer 20, il blocco funzionale 44 comprende ad esempio un display, interruttori di comando, una memoria di dati e programmi; nel caso dell’unità sensori 22, il blocco funzionale 44 comprende uno o più sensori di variabili quali la velocità di marcia, la cadenza di rotazione delle pedivelle, la coppia applicata alle pedivelle, la pendenza del terreno di marcia, la frequenza cardiaca del ciclista e simili;nel caso dell’unità di logging 24, il blocco funzionale 44 comprende ad esempio un orologio e una memoria per memorizzare eventi e i rispettivi istanti di accadimento; nel caso infine di un’unità periferica 26 generica, il blocco funzionale 44 comprende uno o più dispositivi elettronici controllati dal o di controllo del processore 40; potrebbero essere presenti unità periferiche 26 aventi solamente una funzione di elaborazione, prive del blocco funzionale 44.

La previsione di un regolatore di tensione 42 consente di progettare ciascuna unità 14-17, 20, 22, 24, 26 con il processore 40 più idoneo alla funzione specifica dell’unità stessa, che come si evince da quanto sopra può essere altamente variabile. Il regolatore di tensione 42, infatti, preleva dal canale comune 18 l’alimentazione fornita dalla batteria 12 e fornisce i valori di tensione più adeguati per il processore 40.

Benché non sia mostrato, uno o più dei dispositivi elettronici ed elettromeccanici schematizzati dal blocco funzionale 44 possono essere direttamente connessi ai cavi di massa 30 e di alimentazione 32 per essere alimentati dall’unità batteria 12 tramite il canale comune 18.

Un dispositivo capacitivo 46, quale un condensatore di piccola capacità, à ̈ preferibilmente interposto tra il regolatore di tensione 42 e il canale comune 18, più specificamente tra i suoi cavi di massa 30 e di alimentazione 32. Un tale dispositivo ha la funzione di consentire l’alimentazione del processore 40 per un breve periodo di tempo, per esempio di qualche millisecondo, sufficiente a consentire uno spegnimento ritardato del processore 40 in caso di mancanza di alimentazione sul canale comune 18, in maniera tale che il processore 40 possa provvedere al salvataggio in una memoria non volatile di tutti i dati e del valore corrente di tutte le variabili nel caso di mancanza di alimentazione.

Ciascuna unità 14-17, 20, 22, 24, 26 comprende inoltre preferibilmente e vantaggiosamente un modulatore della tensione sul cavo di comunicazione o trasmettitore 48 e un demodulatore della tensione sul cavo di comunicazione o ricevitore 50.

Come meglio descritto nel seguito, il ricevitore 50 à ̈ mostrato come blocco a sé stante, ma può essere incorporato nel processore 40.

La previsione di un trasmettitore o modulatore 48 e di un ricevitore o demodulatore 50 in ciascuna unità connessa nel sistema elettronico di bicicletta 1 consente una comunicazione diretta tra le varie unità. In particolare, le unità di gestione dei comandi manuali 14, 15 e/o l’unità sensori 22 possono comunicare direttamente con le unità di gestione dei deragliatori 16, 17 per impartire direttamente comandi di cambiata in alto e in basso e ricevere messaggi di stato dei deragliatori. Un protocollo di comunicazione particolarmente adatto al sistema elettronico di bicicletta 1 à ̈ illustrato nel seguito.

In alcune unità 14-17, 20, 22, 24, 26 il trasmettitore 48 e/o il ricevitore 50 potrebbero essere assenti, naturalmente rinunciando alla capacità di comunicare (o alla piena capacità) per tali unità ed eventualmente variando il protocollo di comunicazione rispetto a quello descritto nel seguito.

Similmente all’unità batteria 12, ciascuna delle altre unità 14-17, 20, 22, 24, 26 comprende inoltre facoltativamente un polarizzatore 52, ad esempio un resistore, connesso tra il cavo di alimentazione 32 e il cavo di comunicazione 34 per generare una tensione nota sul cavo di comunicazione 34.

La FIG. 4 à ̈ uno schema elettrico di principio dell’unità batteria 12, che meglio illustra come la batteria 36 o accumulatore, formata da più celle connesse in serie, à ̈ connessa tra cavi 31, 33 afferenti ai cavi di massa 30 e di alimentazione 32 del canale comune 18 e il polarizzatore 38 facoltativo, nella forma di un resistore 38, à ̈ connesso tra cavi 33, 35 afferenti al cavo di alimentazione 32 e al cavo di comunicazione 34 del canale comune 18.

La FIG. 5 à ̈ uno schema elettrico di principio di ciascuna delle altre unità 14-17, 20, 22, 24, 26 del sistema elettronico di bicicletta 1. La capacità di protezione 46 à ̈ connessa tra cavi 31a, 33a afferenti ai cavi di massa 30 e di alimentazione 32 del canale comune 18; a valle di questa, il regolatore di tensione 42 à ̈ connesso tra i cavi 31a, 33a afferenti ai cavi di alimentazione 30 e di massa 32 del canale comune 18; il processore 40 à ̈ connesso tra il regolatore di tensione 42 e il cavo 31a afferente al cavo di massa 30 in maniera tale da essere alimentato con una tensione regolata. Il processore 40 à ̈ anche connesso direttamente a un cavo 35a afferente al cavo di comunicazione 34 in quanto esso incorpora o implementa il ricevitore 50, essendo in grado di rilevare il livello di tensione presente sul cavo di comunicazione 34 e interpretarlo secondo il protocollo di comunicazione sotto descritto.

In una forma di realizzazione alternativa, il modulatore potrebbe essere un componente a sé stante, ad esempio un comparatore di soglia (pregasi confermare la generalizzazione), preferibilmente un trigger di Schmitt.

Il modulatore o trasmettitore 48 comprende un MOSFET 54 e un resistore 56 connessi in serie tra i cavi 31a e 35a afferenti al cavo di massa 30 e al cavo di comunicazione 34 del canale comune 18, più in particolare il drain del MOSFET 54 à ̈ connesso al cavo 35a afferente al cavo di comunicazione 34, il source del MOSFET 54 à ̈ connesso ad un capo del resistore 56 e un secondo capo del resistore 56 à ̈ connesso al cavo 31a afferente al cavo di massa 30. Il gate del MOSFET 54 à ̈ pilotato dal processore 40 tramite una linea di comando 58.

È infine mostrato il polarizzatore 52, sotto forma di resistore 52, connesso tra i cavi 33a e 35a afferenti ai cavi di alimentazione 32 e di comunicazione 34 a monte di tutti i dispositivi dell’unità 14-17, 20, 22, 24, 26.

Quando il processore 40 non applica tensione al gate del MOSFET 54, il drain e il source sono sostanzialmente isolati tra di loro e la tensione sul cavo di comunicazione 34 à ̈ dettata dal polarizzatore 52. Quando il processore 40 applica una tensione al gate del MOSFET 54 superiore alla sua tensione di soglia, una corrente elettrica attraversa il MOSFET 54 e vi à ̈ un calo della tensione sul cavo di comunicazione 34 attraverso il resistore 56.

La tensione Vbus sul cavo di comunicazione 34 del canale comune 18 passa quindi da un valore costante chiamato nel seguito tensione di quiescenza Vq quando in nessuna unità viene applicata tensione al gate del MOSFET 54 -tensione corrispondente ad un primo livello logico, ad esempio ad uno 0 logico-, ad un valore Vtx inferiore a Vq quando in una unità viene applicata tensione al gate del MOSFET 54 - tensione corrispondente ad un secondo livello logico, ad esempio ad un 1 logico. Il valore della tensione Vbus sul cavo di comunicazione 34 del canale comune à ̈ rilevato dal demodulatore o ricevitore 50 e tradotto in un livello logico 0 o 1. Tramite il controllo nel tempo della tensione applicata al gate del MOSFET 54, il processore 40 tramite il trasmettitore 48 à ̈ dunque in grado di trasmettere segnali binari sul cavo di comunicazione 34.

Si evidenzia che alcuni dei blocchi mostrati in FIG. 2, 3 e dei componenti mostrati in FIG.4, 5 possono essere omessi.

La FIG. 6 à ̈ un diagramma di flusso di un protocollo di comunicazione secondo l’invenzione, relativamente alla trasmissione e la FIG. 7 à ̈ un diagramma di flusso del protocollo di comunicazione, relativamente alla ricezione. Il protocollo di comunicazione prevede che vi sia un’unica unità trasmittente alla volta e l’ascolto in ricezione costante da parte di tutte le unità.

Per quanto riguarda la trasmissione, con riferimento alla FIG. 6, il processore 40 di un’unità 14-17, 20, 22, 24, 26 che deve trasmettere un messaggio innanzitutto verifica, in un blocco 100 e tramite il ricevitore 50, che la tensione Vbus sul cavo di comunicazione 34 sia uguale al valore di quiescenza Vq per un tempo minimo Tq, dimensionato come tempo medio durante il quale mediamente nessun dispositivo sta utilizzando il bus. Tq à ̈ un tempo minimo che garantisce di non interrompere un messaggio e può essere costante, nullo o variabile ed adattarsi alle modalità di utilizzo.

In caso negativo, cioà ̈ se il valore della tensione Vbus à ̈ sceso a Vtx < Vq, ciò significa che un’unità 14-17, 20, 22, 24, 26 (inclusa l’unità stessa che deve trasmettere il messaggio) ha già in corso una trasmissione, per cui l’esecuzione rimane nel blocco di verifica 100.

In caso positivo, cioà ̈ se il valore della tensione Vbus resta pari a Vq per l’intervallo di tempo Tq, ciò significa che nessuna unità 14-17, 20, 22, 24, 26 sta trasmettendo e il cavo di comunicazione 34 à ̈ disponibile.

In tal caso, il processore 40 carica, blocco 102, il messaggio da trasmettere in un buffer di trasmissione – per quanto il caricamento possa essere precedente alla verifica del blocco 100.

Il processore 40 trasmette quindi, blocco 104, il messaggio caricato nel buffer di trasmissione un bit alla volta, tramite il trasmettitore 48 e verifica, blocco 106, tramite il ricevitore 50, che il bit trasmesso sia correttamente caricato sul cavo di comunicazione 34. In un blocco 108 il processore 40 verifica se la trasmissione del bit corrente à ̈ avvenuta correttamente e se il messaggio da trasmettere à ̈ terminato. In caso negativo ritorna al blocco 104 per trasmettere un altro bit – o per ritrasmettere lo stesso bit o ricominciare a trasmettere il messaggio in caso di errore, mentre in caso affermativo l’esecuzione del protocollo di trasmissione à ̈ terminata.

Per quanto riguarda la ricezione, con riferimento alla FIG. 7, il processore 40 di ciascuna unità 14-17, 20, 22, 24, 26 connessa nel sistema elettronico di bicicletta 1 verifica, in un blocco 120 e tramite il ricevitore 50, che la tensione Vbus sul cavo di comunicazione 34 sia uguale al valore di quiescenza Vq per il tempo minimo Tq. Fintanto che questa condizione à ̈ vera, nessuna unità 14-17, 20, 22, 24, 26 sta trasmettendo e il processore continua a verificare la tensione Vbus. Questa verifica in ricezione può essere tuttavia omessa.

Quando la tensione Vbus non à ̈ più uguale a Vq, bensì à ̈ uguale alla Vtx in quanto un’unità 14-17, 20, 22, 24, 26 sta trasmettendo, il processore 40 di ciascuna unità 14-17, 20, 22, 24, 26 connessa nel sistema elettronico di bicicletta 1 riceve, in un blocco 122 e tramite il ricevitore 50, un intero messaggio bit per bit, ad esempio memorizzandolo in un buffer di ricezione.

Il processore 40 di ciascuna unità 14-17, 20, 22, 24, 26 connessa nel sistema elettronico di bicicletta 1, in un blocco 124, verifica quindi se il messaggio à ̈ indirizzato all’unità 14-17, 20, 22, 24, 26 di cui à ̈ parte e in caso negativo ritorna alla verifica della tensione Vbus nel blocco 120.

Il processore 40 dell’unità destinataria del messaggio, in cui la verifica del blocco 124 ha avuto esito positivo, trasmette, in un blocco 126, una conferma di messaggio ricevuto, tramite il protocollo suddetto – o tramite un protocollo modificato in cui non attende nel blocco 100 che il canale comune sia libero.

Il processore 40 dell’unità destinataria del messaggio, in un blocco 128, esegue facoltativamente una azione in risposta al messaggio ricevuto. Ad esempio, nel caso di un messaggio di richiesta di cambiata in alto da parte dell’unità di gestione dei comandi manuali 14, l’unità di gestione del deragliatore 16 associata effettua la cambiata in alto pilotando opportunamente il motore elettrico di movimentazione dell’elemento di guida catena del deragliatore.

Successivamente, il processore 40 dell’unità destinataria del messaggio trasmette, in un blocco 130, una conferma di avvenuta azione, tramite il protocollo suddetto.

Il sistema elettronico di bicicletta 1 sopra descritto ha una architettura distribuita, in cui à ̈ vantaggiosamente assente una unità centrale di elaborazione. Tutte le unità 14-17, 20, 22, 24, 26 sono di pari livello, nessuna à ̈ slave o master di altre. Il sistema elettronico di bicicletta 1 sopra descritto à ̈ facilmente riconfigurabile con l’aggiunta, la rimozione o la sostituzione di unità. Anche la previsione di un canale comune 18 a tre cavi per l’intero sistema elettronico di bicicletta 1 agevola le operazioni di assemblaggio rispetto a sistemi in cui i vari dispositivi siano interconnessi con un numero di cavi variabile da punto a punto nel sistema.

Dalla descrizione effettuata sono chiare le caratteristiche del sistema elettronico di bicicletta oggetto della presente invenzione, così come sono chiari i relativi vantaggi.

Delle forme di realizzazione sopra descritte sono possibili ulteriori varianti, senza allontanarsi dall'insegnamento dell'invenzione.

È chiaro, infine, che il sistema elettronico di bicicletta così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’invenzione; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1) elettronico di bicicletta, comprendente: - un’unità batteria (12), - un’unità di gestione di comandi manuali (14), - un’unità di gestione di deragliatore (16), e - un canale comune (18) di alimentazione e comunicazione, ciascuna di dette unità (12, 14, 16) essendo connessa a detto canale comune (18), in cui ciascuna di dette unità di gestione di comandi manuali (14) e unità di gestione di deragliatore (16) comprende un processore (40) e un regolatore di tensione (42) interposto tra il processore (40) e detto canale comune (18).
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detto canale comune (18) di alimentazione e comunicazione comprende un cavo di massa (30), un cavo di alimentazione (32) e un unico cavo di comunicazione seriale (34).
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuna di dette unità di gestione di comandi manuali (14) e unità di gestione di deragliatore (16) comprende un ricevitore (50) incorporato in detto processore (40) o esterno ad esso e/o un trasmettitore (48).
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui detto trasmettitore (48) e detto ricevitore (50) sono connessi a detto cavo di comunicazione seriale (34).
5. 5. Sistema secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna di dette unità di gestione di comandi manuali (14) e unità di gestione di deragliatore (16) comprende inoltre un dispositivo capacitivo (46) interposto tra il regolatore (42) e cavi di alimentazione e di massa (30, 32) di detto canale comune (18).
6. 6. Sistema secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna di dette unità di gestione di comandi manuali (14) e unità di gestione di deragliatore (16) e facoltativamente detta unità batteria (12) comprende un polarizzatore (52, 38), preferibilmente un resistore (52, 38), interposto tra cavi di alimentazione e di comunicazione (32, 34) di detto canale comune (18).
7. 7. Sistema secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre una seconda unità di gestione di comandi manuali (15) e una seconda unità di gestione di deragliatore (17), ciascuna comprendente un processore (40) e un regolatore di tensione (42) interposto tra il processore e cavi di massa e di alimentazione (30, 32) di detto canale comune (18).
8. 8. Sistema secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre almeno un’altra unità scelta nel gruppo costituito da un ciclo computer (20), un’unità sensori (22), un’unità di logging (24), un’unità periferica (26), ciascuna comprendente un processore (40) e un regolatore di tensione (42) interposto tra il processore (40) e cavi di massa e di alimentazione (30, 32) di detto canale comune (18).
9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui detto trasmettitore (48) comprende un MOSFET (54) e un resistore (56) connessi in serie tra i cavi di comunicazione e di massa (34, 30) del canale comune (18), il gate del MOSFET (54) essendo pilotato dal processore (40).
10. 10. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui detto ricevitore (50) comprende un comparatore di soglia, preferibilmente un trigger di Schmitt.
11. 11. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui il processore (40) Ã ̈ configurato per verificare (100), tramite il ricevitore (50), che la tensione (Vbus) sul cavo di comunicazione (34) sia uguale ad un valore di quiescenza (Vq) per un tempo minimo (Tq) e trasmettere (102, 104, 106) un messaggio, tramite il trasmettitore (48), solo in caso affermativo.
12. 12. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui il processore (40) à ̈ configurato per verificare (108), tramite il ricevitore (50), ogni bit trasmesso tramite il trasmettitore (48) e ritrasmettere l’intero messaggio e/o il singolo bit trasmesso nel caso in cui la verifica dia esito negativo.
13. 13. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui il processore (40) à ̈ configurato per sorvegliare, tramite il ricevitore (50), se la tensione (Vbus) sul cavo di comunicazione (120) à ̈ uguale ad un valore di quiescenza (Vq) per un tempo minimo (Tq) e in caso negativo per ricevere (122) un messaggio, verificare (124) se à ̈ l’unità destinataria e in caso positivo inviare (126) un segnale di accuso ricevuta tramite il trasmettitore (48), eseguire (128) un’eventuale azione in risposta al messaggio e inviare (130) un ulteriore segnale di accuso ricevuta tramite il trasmettitore (48).