Prędkościomierz cyklu DIY: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Ten projekt przyszedł mi do głowy, gdy robiłem mój projekt MEM (Mechanical Engineering Measurement), temat w moim B.tech. Pomysł polega na zmierzeniu prędkości kątowej koła mojego roweru. W ten sposób znając średnicę i wszechczasową legendę matematyczną pi(3.14) można obliczyć prędkość. Znając również, ile razy koło się obróciło, można łatwo poznać przebytą odległość. Jako dodatkowy bonus zdecydowałem się dodać światło dziobowe do mojego cyklu. Teraz wyzwaniem było, kiedy włączyć światło stopu. Odpowiedź znajduje się poniżej.

Krok 1: Struktury

Bardzo ważne jest, aby ten projekt miał mocne i stabilne podpory. Chodzi o to, że rower może cierpieć z powodu silnego impulsu, gdy napotka dziurę w doniczce lub gdy zdecydujesz się dobrze bawić i wziąć rower na trudną jazdę. Ponadto nasz sygnał jest przechwytywany, gdy magnes na kole przecina czujnik efektu Halla na podporze. Jeśli wszystko pójdzie nie tak jednocześnie, arduino pokaże prędkości szybkiej kolei. Również nie chcesz, aby twój najlepszy przyjaciel arduino spadł na drogę tylko dlatego, że zdecydowałeś się być leniwy i użyć jakiegoś taniego materiału

Tak więc, aby być bezpiecznym, zdecydowałem się na aluminiowe paski, ponieważ można je łatwo ciąć i wiercić, są odporne na korozję i tanie, co zawsze jest dobre do majsterkowania.

Użyłem również kilku nakrętek (z podkładkami) i śrub, aby przymocować je do ramy, ponieważ muszą być bezpiecznie umieszczone na podwoziu. Pomogłoby to również, jeśli źle umieścisz rzeczy i będziesz musiał je przenieść.

Kolejną ważną częścią jest to, że elektronika musi być odpowiednio odizolowana od podpór, jeśli są wykonane z dowolnego metalu, tak jak ja. Gorący klej, którego użyłem, sprawdził się dobrze, ponieważ pochłania również wstrząsy i amortyzuje wyświetlacz.

Krok 2: Czujnik i magnes

Część pomiarowa i wejściowa projektu opiera się na tej części. Ideą jest umieszczenie magnesu na kole rowerowym i dodanie czujnika efektu Halla do ramy, aby za każdym razem, gdy magnes przetnie czujnik, arduino wie, że rewolucja jest zakończona i może obliczyć prędkość i odległość.

Zastosowany tutaj czujnik to klasyczny czujnik halla A3144. Ten czujnik obniża swoją moc wyjściową, gdy określony biegun jest ustawiony we właściwej orientacji. Orientacja jest bardzo ważna, ponieważ biegun zewnętrzny nie wpłynie na wyjście.

Oto kilka zdjęć pokazujących prawidłową orientację. Również czujnik efektu Halla wymaga rezystora podciągającego 10k. To w moim projekcie zostało zastąpione rezystorami podciągającymi 20k w arduino.

Ważne jest ostrożne umieszczenie magnesu. Umieszczenie go trochę za daleko może spowodować niespójny odczyt lub brakujące obroty, a umieszczenie go bardzo blisko może spowodować, że magnes dotknie czujnika, co nie jest zbyt pożądane.

Jeśli przyjrzysz się uważnie, koło będzie nieco przechylać się z osią, a to spowoduje zaskorupienie i zagłębienia. Spróbuj umieścić magnes w korycie. Ja osobiście nie podejmowałem tak wielu wysiłków.

Krok 3: Wyświetlacz

Ten wyświetlacz jest teoretycznie opcjonalny, ale potrzebujesz czegoś, aby wyświetlać prędkość i dystans oraz prędkość w czasie rzeczywistym. Myślenie o korzystaniu z laptopa to totalny absurd. Wyświetlacz, którego użyłem, to wyświetlacz OLED o przekątnej 0,96 cala z I2C jako protokołem komunikacyjnym między urządzeniem podrzędnym a urządzeniem nadrzędnym.

Zamieszczone zdjęcia pokazują trzy tryby, między którymi arduino automatycznie się przełącza.

1) Ten z małym początkiem w lewym dolnym rogu to moment, w którym arduino właśnie się uruchomiło i pomyślnie uruchomiło się.

2) Ta z km/h to prędkość. Ten tryb jest wyświetlany tylko wtedy, gdy cykl jest w ruchu i automatycznie wyłącza się po zatrzymaniu cyklu.

3) Ostatni z metrami (Niech żyje system metryczny) jako jednostkami jest oczywiście dystansem, który przebył cykl. Po zatrzymaniu cyklu arudino przełącza się, aby wyświetlić odległość w ciągu 3 sekund

Ten system nie jest doskonały. Chwilowo wyświetla przebytą odległość, nawet gdy cykl jest w ruchu. Chociaż pokazuje to niedoskonałość, uważam, że ta jest urocza.

Krok 4: Źródło zasilania

Projekt, który jest nieco nieporęczny, nie zawsze może mieć dostęp do pobliskiego gniazdka ściennego do ładowania. Postanowiłem więc być leniwym i po prostu użyć power banku jako źródła zasilania i użyć kabla mini usb, aby podłączyć zasilanie usb power banku do arduino nano.

Ale musisz ostrożnie dobierać powerbank. Ważne jest, aby mieć odpowiednią geometrię, aby można go było łatwo dopasować. Jestem po prostu zakochany w powerbanku, którego użyłem do takiej regularnej i kwadratowej geometrii.

Również bank mocy musi być trochę głupi. Chodzi o to, aby oszczędzać energię, banki mocy są zaprojektowane tak, aby wyłączały wyjście, jeśli pobór prądu nie przekracza pewnej wartości progowej. Podejrzewam, że ten próg wynosi co najmniej 200-300 mA. Nasz obwód będzie miał maksymalny pobór prądu nie większy niż 20mA. Tak więc normalny bank mocy wyłączy wyjście. Może to prowadzić do przekonania, że w twoim obwodzie jest jakaś usterka. Ten konkretny bank mocy działa przy tak małym poborze prądu, co dało mi kolejny powód, aby pokochać ten power bank.

Krok 5: Światło hamowania (całkowicie opcjonalne)

Jako dodatkową funkcję zdecydowałem się dodać światło hamowania. Pytanie brzmiało, jak bym znalazł, gdybym się łamał. Okazuje się, że jak hamuję cykl zwalnia. Oznacza to, że jeśli obliczę przyspieszenie i okaże się ono ujemne, mogę włączyć światła hamowania. Oznacza to jednak, że światła włączyłyby się, nawet jeśli po prostu przestanę pedałować.

Nie dodałem też tranzystora do mojego światła, co jest całkowicie zalecane. Jeśli ktoś wykona ten projekt i odpowiednio zintegruje tę część, byłbym bardziej niż szczęśliwy widząc to i dodając do tego zdjęcia.

Prąd pobrałem bezpośrednio z cyfrowego pinu 2 arduino nano

Krok 6: Program

Jak zawsze program napisałem na Arduino IDE. Początkowo chciałem zapisać parametry na karcie SD. Ale niestety w takim przypadku musiałbym użyć trzech bibliotek SD.h, Wire.h i SPI.h. Te w połączeniu z rdzeniem zajmowały 84% dostępnej pamięci, a IDE ostrzegało mnie o problemach ze stabilnością. Nie za długo jednak biedne nano za każdym razem się psuło i po chwili wszystko zamarło. Ponowne uruchomienie spowodowało powtórzenie historii.

Więc złomowałem część SD i skomentowałem linie, które były związane z kartą SD. Jeśli komuś udało się przezwyciężyć ten problem, chciałbym zobaczyć zmiany.

W tym kroku załączyłem również inny dokument pdf, w którym szczegółowo wyjaśniłem kod.

Zapraszam do zadawania pytań, jeśli takie istnieją.

Wesołego majsterkowania;-)