T-RGB Fahrradcomputer

Ein Fahrradcomputer auf dem LilyGO T-RGB: rundes Touch-Display mit 480×480 Pixeln, ESP32-S3 mit BLE und WLAN, SD-Karte und LiPo-Lader auf der Platine. Seine Hauptaufgabe ist die Navigation am Lenker: Abbiegehinweise aus OsmAnd oder entlang einer eigenen GPX-Route, gesendet von der Android-App TrailBridge per BLE. Auf einer GPX-Route zeigt er außerdem den Anstieg voraus. Daneben liest er übliche BLE-Fahrradsensoren und zeichnet jede Fahrt auf SD-Karte auf.

Navigation: die nächste Abbiegung

Hauptscreen, oben das nächste Manöver

Anstieg auf einer GPX-Route

Screenshots vom Gerät, aufgenommen während einer simulierten Fahrt von Villach nach Bovec.

Navigation auf zwei Wegen

	OsmAnd	Eigene GPX-Route
Wer die Route berechnet	OsmAnd auf dem Handy	du, vorab (z. B. mit BRouter, Komoot oder einem aufgezeichneten Track)
Abbiegehinweise	aus OsmAnd, mit Straßennamen und Fahrspuren	aus der GPX-Datei oder aus der Geometrie des Tracks abgeleitet
Höhenprofil und Anstiege	nein	ja, wenn die Datei Höhendaten hat
Braucht	OsmAnd und TrailBridge	nur TrailBridge

In beiden Fällen bleibt das Handy in der Tasche: TrailBridge schickt das nächste Manöver an den Fahrradcomputer. Der zeigt es in einer Pille auf dem Hauptscreen und wechselt kurz vor der Abbiegung auf den großen Navigations-Screen. Einrichten: TrailBridge.

Funktionen

Navigation vom Handy, über die Android-App TrailBridge per BLE (Protokoll). Zwei Quellen:

• OsmAnd: TrailBridge reicht OsmAnds Turn-by-Turn-Navigation weiter -- Manöver, Entfernung, Straßenname, übernächstes Manöver, Fahrspuren, Kreisverkehr-Ausfahrten
• Eigene GPX-Route: TrailBridge navigiert selbst entlang einer GPX-Datei, ohne OsmAnd. Abbiegehinweise kommen aus der Datei oder aus der Geometrie des Tracks. Hat die Datei Höhendaten, bekommt der Fahrradcomputer auch das Profil der Strecke voraus
• Der Navigations-Screen öffnet sich vor einem Manöver von selbst und schließt danach wieder: großer Abbiegepfeil, Distanzring, Straßenname, übernächstes Manöver, Fahrspuren. Dazwischen zeigt der Hauptscreen das nächste Manöver und seine Entfernung in einer kleinen Pille
• Tools/gpxenrich macht aus einem einfachen GPX-Track eine Route mit Abbiegehinweisen (von BRouter)

Anstiege auf einer GPX-Route: Der Anstiegs-Screen zeigt das Höhenprofil voraus, gefärbt nach Steigung, mit Kategorie, Höhenmetern und Strecke bis zum Gipfel. Er öffnet sich von selbst am Fuß eines bewerteten Anstiegs (Anstiege).

Streckenübersicht auf einer GPX-Route: Einmal nach links wischen auf dem Navigations-Screen öffnet die Liste dessen, was noch voraus liegt -- das Ziel mit Ankunftszeit, die Wegpunkte der Datei mit Name, Entfernung und Ankunftszeit und die Anstiege (der wievielte von wie vielen, Entfernung bis zum Fuß, Höhenmeter, Länge, Steigung) (Streckenübersicht).

Hauptscreen: Geschwindigkeit (Zahl und äußerer Ring), Trittfrequenz, Puls mit Zonenband, Temperatur, Höhe, Steigung, Strecke (Fahrt / Trip / Tour / gesamt), Fahrzeit oder Uhrzeit, Fahrzustand, Symbole für WLAN, GPS-Fix und Akku.

Fahrten und Statistik

• Eine Taste startet eine Fahrt, pausiert sie („Cruise") und beendet sie; Stopps und Pausen werden aus der Geschwindigkeit erkannt
• Strecke, Zeit, Durchschnitts- und Höchstgeschwindigkeit und mittlere Trittfrequenz je Fahrt, Trip, Tour und gesamt; Durchschnitte mit oder ohne Stopps, Pausen und Cruise-Zeit (Fahrten und Statistik)

Sensoren

• BLE: Geschwindigkeit und Trittfrequenz (CSC), Puls, Batteriestand jedes Sensors; Sensoren werden einmal gekoppelt und an ihre Adresse gebunden
• Die GPS-Position des Handys (über TrailBridge) für das Fahrtenlog und seine Zeit für die Uhr, wenn kein WLAN da ist
• BME280: barometrische Höhe und Steigung, Temperatur (Höhenkalibrierung)
• IMU-Sensor BMI160 zur Erfassung der Straßenqualität
• Forumslader (Lader am Nabendynamo) über mein BLE-Gateway (Build-Variante -FL)

Einstellungen am Gerät: WLAN (an/aus, Hotspot, Netze einrichten mit der Display-Tastatur, WLAN), BLE-Geräte (Verbindung, Batteriestand, Sensor vergessen), Höhenkalibrierung, IMU-Kalibrierung, Neustart und Ausschalten.

Aufzeichnung

• Binärlog auf SD-Karte in datierten Ordnern: Fahrdaten alle 5 s mit GPS-Position und Fahrzuständen
• Debug-Log und rohes Forumslader-Log (auf dem Gerät wieder abspielbar)
• Python-Werkzeuge, die Logs in CSV und GPX umwandeln, und ein Dienst, der die Sitzungen abholt, sobald der Fahrradcomputer im WLAN auftaucht, sie archiviert, GPX exportiert, mit Nextcloud abgleicht und zu Komoot hochlädt
• Log-Upload vom Fahrradcomputer in einen Nextcloud-Ordner (WebDAV, HTTPS), sobald er online ist, für ein Rad, das nicht in Reichweite des heimischen WLANs steht; eingerichtet auf der Webseite /push, der Dienst übernimmt die Dateien von dort genauso wie beim Pull
• Sitzungsbericht: alle Kennzahlen einer Fahrt (Anstiege, Pulszonen, TRIMP, geschätzte Leistung, Wegequalität, Sensor-Aussetzer und andere technische Auffälligkeiten) als Webseite, Markdown oder JSON; auf Wunsch auch in Worten, geschrieben von einem lokalen LLM (Ollama) auf dem Heimserver, mit Prüfung jeder Zahl, die es verwendet
• Trainingsauswertung im Log-Dienst, im Rim-&-Ridge-Design: Fitness, Ermüdung und Form im Verlauf, Wochen nach Pulszonen, Zielrennen mit Countdown, Trainingsphase und den Anstiegen der Strecke, Bestzeiten auf wiederkehrenden Anstiegen
• Testfahrten (Sensor-Simulator, GPX-Testfahrt von TrailBridge) werden erkannt, markiert und aus Fahrtenliste, Training, Nextcloud und Komoot herausgehalten; Leerlauf-Sitzungen (an, aber nicht gefahren) werden archiviert und lassen sich vom Dienst aus auf dem BC löschen
• Räder mit Gewicht und Aerodynamik, den Fahrradcomputern nach Datum zugeordnet (mehrere Fahrradcomputer im selben Netz: TRGB-BC, TRGB-FL); anderswo aufgezeichnete Fahrten als GPX importieren, auch als frühere Teilnahmen an einem Ziel
• Geplante und regelmäßige Strecken als GPX im Log-Dienst: geprüft, was die Navigation von TrailBridge daraus macht (Abbiegehinweise, Höhen, Lücken, Wegpunkte), mit Distanz, Höhenprofil und Anstiegen, benannten Wegpunkten auf Karte und im Profil (mit Distanz ab Start und bis zum Ziel); eine Strecke lässt sich TrailBridge anbieten, die App holt sie selbst ab

Web-Oberfläche (im WLAN)

• Logdateien herunterladen, abspielen und löschen; Live-Log mit einstellbaren Log-Leveln
• Fahrstatistik mit Diagramm, Kilometerstand und Radumfang
• BLE-Sensoren verwalten; Debug-Seiten für Sensoren, Beschleunigungssensor, Anstiege und Abstürze
• WLAN: gespeicherte Netze und ihre Priorität, Hotspot-Einstellungen (WLAN)
• Firmware und Dateisystem über WLAN aktualisieren

Serielle Konsole mit Zeileneditor, Verlauf und Tab-Vervollständigung (Debugging).

Für die Entwicklung: ein Simulator-Build mit simulierten Sensoren (Simulator), Screenshots und Touch-Eingaben über HTTP (Tools/uishot.py), Host-Tests für die reinen Algorithmen (test/, Tools/tests/).

Hardware

• LilyGO T-RGB (die beiden Builds unterscheiden sich im Touch-Controller, TRGB_ROUND / TRGB_OVAL, und in der Forumslader-Unterstützung)
• Optional: BME280 und BMI160 am I²C-Bus
• LiPo-Akku
• Gehäuse und Lenkerhalter aus dem 3D-Drucker -- ein parametrisches Modell für das Canyon CP0007 Gravel-Cockpit liegt in cad/, ein erster Entwurf für den Forumslader-Aufbau (ovales Display, ESP32-Gateway, sitzt auf Vorbau und Rennlenker) in cad/fl/

Bauen

PlatformIO, Arduino-Framework (pioarduino-Plattform):

pio run -e trgb-esp32-s3 -t upload        # Standard: BLE- und I²C-Sensoren
pio run -e trgb-esp32-s3-FL -t upload     # Forumslader-Variante
pio run -e trgb-esp32-s3 -t uploadfs      # Dateien der Web-Oberfläche (data/site)

trgb-esp32-s3-ota und trgb-esp32-s3-FL-ota sind dieselben Builds, hochgeladen per WLAN an den /update-Endpunkt des Geräts. Ziel ist TRGB-BC.local; löst mDNS nicht auf, die IP angeben: pio run -e trgb-esp32-s3-ota -t upload --upload-port 192.168.x.y. trgb-esp32-s3-sim ist der Simulator-Build.

Der Build wendet kleine Patches auf zwei Bibliotheken an (apply_patches.py); dafür wird das Programm patch gebraucht.

Wie es weitergeht

• Roadmap: wie gut jede Funktion getestet ist, bekannte Fehler, geplante Funktionen
• TrailBridge: die Android-App, die die Navigation auf den Fahrradcomputer bringt, und ihr BLE-Protokoll
• Anstiege und Fahrten und Statistik: wie sich das Gerät unterwegs verhält
• Wegequalität: die Spezialfunktion rund um den IMU-Sensor
• Logformat und Werkzeuge, Log-Dienst: was mit den aufgezeichneten Fahrten passiert
• Debugging, Simulator, Fallstricke, Design-System: für die Arbeit an der Firmware

Quellcode: github.com/euphi/TRGB-BikeComputer. Mitarbeit ist willkommen; die Roadmap zeigt, wo Hilfe gesucht wird.

Lizenzen und Quellen

• Cycling icons created by Futuer - Flaticon
• Parked bicycles - icon by Prashanth Rapolu 15