BikeEverest: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Подписаться Другие автора:

Проекты Fusion 360 »

Байкер-чемпион с Аляски - Лаэль Уилкокс - в течение 21-часового беспосадочного отрезка в этот уик-энд в День поминовения совершил 13 поездок вверх и вниз по 9-мильному участку местной дороги Хэтчер-Пасс, чтобы выполнить задание по восхождению на Эверест. Цель для участвующих велосипедистов: кататься на холме по своему выбору снова и снова, пока они не поднимутся на 29 029 футов - высоту Эвереста. Это талантливый байкер, который установил рекорд женщины в континентальной гонке Divide Race, а также занял первое место в гонке Trans Am Bike Race без поддержки. Мы очень гордимся нашим небольшим кадровым резервом местных спортсменов. Чтобы подражать ее усилиям, я подумал, что было бы забавно просто оторваться на несколько футов здесь и там и в течение дней, недель или месяцев решать свои собственные задачи. Для тех из вас, кто заинтересован в отслеживании произвольной высоты, достигнутой на вашем байке во время обычных поездок на выходных, я предоставил инструкции о том, как построить монитор, который в конечном итоге объявит миру, что вы тоже прошли испытание Эверест!

Устройство является перезаряжаемым, большую часть времени спит и имеет экран E-Paper, который предоставляет вам увлекательные изображения горы.

Шаг 1. Соберите материалы

Эта сборка невероятно проста и легка в изготовлении. Простота сборки основана на особенностях вложения досок и экрана Adafruit Feather. Единственными дополнительными надстройками являются переключатель питания, аккумулятор и недавно выпущенный высотомер BMP 388.

1. Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board $ 19 Вы можете использовать другое Feather - преимущество ESP в том, что он так легко засыпает.

2. Adafruit 2.13 Монохромный дисплей eInk / ePaper FeatherWing - 250x122 Монохромный 21 $ Вы также можете использовать трехцветный с красным, чтобы оживить его.

3. Adafruit BMP388 - прецизионный барометрический датчик давления и альтиметр - 9 долларов США.

4. Перезаряжаемый аккумулятор 600 мАч --- 2 доллара США

5. Переключатель включения / выключения - 1 доллар США.

Шаг 2: 3D-печать

Корпус состоит из двух частей, которые легко напечатать без поддержки из PLA. PETG может немного лучше противостоять стихиям - и я бы предпочел использовать его, если вы живете в таком жарком месте, как Тусон - выполняя свой Эверест, поднимаясь на гору Лимон! Вставки предназначены для установки в основание тепловых вставок с метрической толщиной 3 мм. Винты проходят через отверстия небольшого размера на экране, которые необходимо увеличить с помощью бита 3 мм. Если вам нужна батарея немного большего размера, вы можете без особых проблем увеличить глубину верхнего корпуса. Боковой порт для программирования и зарядки аккумулятора встроен в файл. Выровненная область в задней части основания предназначена для крепления крепления велосипедного руля. Накатка линии на задней части корпуса выполняется путем добавления шаблона винта на раннем этапе.

Шаг 3: Подключите его

Схема подключения этого устройства действительно невелика, поэтому я не включил схему подключения. Просто припаяйте несколько штекерных разъемов к ESP32, что позволяет легко прикрепить их к принимающей стороне экрана E-Paper. Это соединяет все сложные контакты в интерфейсе SPI вместе со всеми контактами для управления сборкой карты памяти SD. Единственное, что требует подключения, - это BMP 388 от Adafruit на коммутационной плате I2C. Что ж, вам не нужно добавлять подтягивания, чтобы это сработало. Просто припаяйте провода к Power, Ground, SCL и SDA и прикрепите их к гнездовым разъемам на экране Feather E-paper. Я использовал несколько штыревых контактов разъема, просто припаял к ним провода разъема и вставил их домой. Несколько капель горячего клея удерживают эти соединения на месте с 3V, GND, SCL и SDA на основной плате. (Возможно, вам скоро наскучит это устройство, и вы захотите построить что-нибудь еще из этих дорогих компонентов.) Батарея подключается к ESP32 с помощью разъема JST с помощью переключателя, расположенного на линии питания, для включения и выключения устройства. Чтобы зарядить устройство, вы должны включить его.

Шаг 4: Создайте это

BMP 388 очень хорошо помещается между экраном Feather E-paper и ESP32. В корпусе батарея спрятана снизу, и единственные изменения относятся к вашему предпочтительному положению установки переключателя. Вы можете легко добавить более тонкий ползунковый переключатель. Корпус не является водонепроницаемым, но вы можете внести дополнительные изменения в конструкцию, чтобы предотвратить попадание воды. Экран из электронной бумаги удерживается на месте винтами диаметром 3 мм, проходящими через измененные отверстия экрана, и поддерживается небольшими прокладками под экраном. Я вырезал эти маленькие пластиковые трубки, которые намного лучше обычных нейлоновых прокладок, поскольку их можно легко отрегулировать по высоте с помощью машинки для стрижки. Добавление крепления для велосипеда к задней части корпуса - это просто вопрос оторвать одно от нескольких сломанных креплений для фонарей, которые вы бросили в коробку с отвращением, когда они выходят из строя после первой поездки в ливень. Обычно я использую суперклей с активатором, который теперь невероятно скрепляет почти все виды пластика: Система Loctite Plastics Bonding System

Шаг 5: запрограммируйте

Самой интересной частью проекта была программа, которая, в конце концов, довольно проста. BMP - это чрезвычайно точное обновление серии датчиков атмосферного давления. При подключении к последовательному порту на вашем ESP вы можете наблюдать, как меняются цифры, когда вы медленно поднимаете его в воздух со своего стола. Он достаточно талантлив, чтобы с некоторой точностью различить разницу в ногах. Выходит очень стабильно. Первое чтение обычно плохое, поэтому я делаю пару попыток собрать, прежде чем принять хорошее. Получить абсолютную высоту сложно - вам нужно знать атмосферное давление на уровне моря, а затем использовать тонкую формулу. В нашем случае я просто хочу проверить начальное давление, а затем перепроверить через 3 минуты (после дневного сна с ESP32), чтобы увидеть, произошло ли снижение давления, которое означало бы увеличение высоты устройства. Затем новое давление сбрасывается как базовое, и рассчитывается следующая разность давлений. Все совокупные снижения измеренного давления складываются как общий подъем ноги на вашем велосипеде. Любое снижение давления игнорируется - Велосипедная Долина Смерти не пользуется популярностью. Я тестировал устройство на нескольких подъемах известной высоты, и он соответствовал принятому коэффициенту 12 гПа / 100 метров или 27,78 футов / гПа для снижения давления вблизи уровня моря.

Определения контактов в начале программы, конечно, будут отличаться, если вы используете другую плату. Время засыпания в первом разделе можно варьировать, и это также определяет период вашей выборки. Будьте осторожны, устанавливая это слишком близко, особенно с трехцветной платой … любое более быстрое обновление, чем около 120 секунд, и оно начинает работать со сбоями. В следующем разделе вы можете указать, какая у вас доска для электронной бумаги. Я использовал память EEPROM в этой программе, потому что вы хотите запоминать свой общий рост после каждой поездки и при выключении питания; ему необходимо запомнить это при повторном включении. Я также включил другую программу для сброса ваших EEPROM до 0, если они застряли на некоторых старых данных и продолжают перезагружаться. BMP-программирование взято из библиотеки Adafruit и очень хорошо работает вместе со сложным программированием для запуска дисплея E-paper. На SD-карте с электронной бумагой хранятся все изображения для экрана, который загружается случайным образом во время поездки. Перейдите на веб-страницу Adafruit, чтобы узнать, как проще всего создать эти графические элементы - я использовал GIMP, и у меня не было проблем. В зависимости от размера электронной бумаги и количества цветов файлы будут разными. Программа предназначена для хранения в памяти RTC_DATA_ATTR базового давления и общего расстояния между загрузками в спящий режим - еще одно преимущество ESP32. Мы используем циклы памяти EEPROM, но при 100 000 использований до повреждения, что потребует у нас неторопливых 5 лет.

Шаг 6: Использование

Второй приз в конкурсе Bikes Challenge