Спидометр цикла DIY: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Этот проект пришел мне в голову, когда я выполнял свой проект MEM (Измерения в машиностроении), который был предметом моей бакалавриата. Идея состоит в том, чтобы измерить угловую скорость колеса моего велосипеда. Таким образом, зная диаметр и математическую легенду Пи (3.14), можно вычислить скорость. Также, зная количество оборотов колеса, можно легко узнать пройденное расстояние. В качестве дополнительного бонуса я решил добавить к своему циклу фонарик. Теперь проблема заключалась в том, когда включить стоп-сигнал. Ответ ниже.

Шаг 1: Структуры

Для этого проекта очень важно иметь прочные и устойчивые опоры. Мысль заключается в том, что цикл может испытать сильный импульс, когда он сталкивается с ямой, или когда вы решите повеселиться и совершить поездку на велосипеде по жесткой дороге. Кроме того, наши входные данные фиксируются, когда магнит на колесе пересекает датчик эффекта Холла на опоре. Если все пойдет не так одновременно, Arduino покажет скорость высокоскоростного рельса. Также вы не хотите, чтобы ваш лучший друг Arduino упал на дорогу только потому, что вы решили полениться и использовать дешевый материал.

Поэтому на всякий случай я решил использовать алюминиевые полосы, так как их легко разрезать и просверливать, они устойчивы к коррозии и дешевы, что всегда хорошо для самостоятельной работы.

Я также использовал несколько гаек (с шайбами) и болтов, чтобы закрепить их на раме, поскольку они должны быть надежно закреплены на шасси. Также это поможет, если вы разместите вещи неправильно и вам придется их переставить.

Другой важной частью является то, что электроника должна быть должным образом изолирована от опор, если они сделаны из любого металла, как я сделал. Горячий клей, который я использовал, отлично подошел, так как он также поглощает некоторые удары и смягчает дисплей.

Шаг 2: датчик и магнит

Эта часть проекта основана на измерении и вводе данных. Идея состоит в том, чтобы поместить магнит на велосипедное колесо и добавить датчик эффекта Холла на раму, чтобы каждый раз, когда магнит пересекает датчик, Arduino знал, что оборот завершен. и он может рассчитать скорость и расстояние.

В качестве датчика используется классический датчик Холла A3144. Этот датчик понижает свой выходной сигнал, когда конкретный полюс направлен в правильную ориентацию. Ориентация очень важна, поскольку внешний полюс не влияет на выход.

Вот несколько изображений, показывающих правильную ориентацию. Также датчик эффекта Холла требует подтягивающего резистора 10 кОм. В моем проекте он заменен подтягивающими резисторами 20 кОм в Arduino.

Очень важно аккуратно разместить магнит. Размещение его немного дальше может привести к непостоянным показаниям или отсутствию оборотов, а размещение его очень близко может привести к касанию магнита датчика, что не очень желательно.

Если вы внимательно понаблюдаете, колесо будет немного наклоняться относительно оси, что приведет к образованию корок и впадин. Попробуйте поместить магнит в желоб. Мне лично не потребовалось столько усилий.

Шаг 3: отображение

Этот дисплей теоретически необязателен, но вам нужно что-то для отображения скорости, расстояния и ускорения в реальном времени. Думать об использовании ноутбука совершенно абсурдно. Я использовал 0,96-дюймовый OLED-дисплей с I2C в качестве протокола связи между ведомым и ведущим.

На опубликованных изображениях показаны три режима, между которыми Arduino автоматически переключается.

1) Тот, у которого небольшой старт в нижнем левом углу, - это когда arduino только что запустился и успешно загрузился.

2) Км / ч - это скорость. Этот режим отображается только тогда, когда цикл находится в движении, и автоматически выключается, когда цикл останавливается.

3) Последний с метрами (да здравствует метрическая система) в качестве единиц, очевидно, представляет собой расстояние, пройденное циклом. После остановки цикла arudino переключается на отображение расстояния в течение 3 секунд.

Эта система не идеальна. Он мгновенно отображает пройденное расстояние, даже когда цикл находится в движении. Хотя это показывает несовершенство, я считаю этот симпатичным.

Шаг 4: Источник питания

Проект немного громоздкий, поэтому не всегда может быть доступна ближайшая розетка для зарядки. Поэтому я решил полениться и просто использовать блок питания в качестве источника питания и использовать кабель mini-USB для подключения питания USB блока питания к Arduino nano.

Но выбирать павербанк нужно внимательно. Важно иметь правильную геометрию, чтобы ее можно было легко установить. Я просто влюблен в пауэрбанк, который я использовал для такой правильной и квадратной геометрии.

Также внешний аккумулятор должен быть немного тупым. Дело в том, что в целях экономии энергии блоки питания предназначены для отключения выхода, если потребляемый ток не превышает определенного порогового значения. Я подозреваю, что этот порог составляет не менее 200-300 мА. Наша схема будет иметь максимальный ток не более 20 мА. Итак, нормальный внешний аккумулятор отключит выход. Это может привести вас к мысли, что в вашей цепи есть какая-то неисправность. Этот конкретный блок питания работает с таким малым потреблением тока, и это дало мне еще одну причину полюбить этот блок питания.

Шаг 5: стоп-сигнал (полностью опционально)

В качестве дополнительной функции я решил добавить стоп-сигнал. Вопрос был в том, как я узнаю, что ломаюсь. Оказывается, если я тормозну, цикл замедляется. Это означает, что если я рассчитываю ускорение, и если оно окажется отрицательным, я могу включить стоп-сигналы. Однако это означает, что свет включится, даже если я просто перестану крутить педали.

Я также не стал добавлять транзистор в свой свет, что настоятельно рекомендуется. Если кто-то выполнит этот проект и правильно интегрирует эту часть, я был бы более чем счастлив увидеть это и добавить изображения для этого.

Я напрямую получил ток от цифрового вывода 2 Arduino nano.

Шаг 6: Программа

Как всегда, я написал программу на Arduino IDE. Изначально я стремился записать параметры на SD-карту. Но, к сожалению, в этом случае мне пришлось бы использовать три библиотеки: SD.h, Wire.h и SPI.h. В сочетании с ядром они занимали 84% доступной памяти, и IDE предупредила меня о проблемах со стабильностью. Однако не так давно бедный nano каждый раз падал, и через некоторое время все зависало. После перезагрузки история повторилась.

Поэтому я отказался от SD-части и прокомментировал строки, относящиеся к SD-карте. Если кому-то удалось побороть эту проблему, хотелось бы увидеть изменения.

Кроме того, на этом этапе я приложил еще один документ в формате PDF, в котором подробно объяснил код.

Не стесняйтесь задавать вопросы, если они есть.

Удачного DIYing;-)