- Zahteve glede strojne opreme:
- Zahteve za programiranje:
- Merjenje hitrosti s pomočjo Hallovega senzorja in Arduina:
- Shematski in strojni del:
- Programiranje Arduina:
- Mobilna aplikacija Android za merilnik hitrosti:
- Namestitev kompleta merilnika hitrosti na vozilo:
- Delovna razlaga:
V tem projektu izdelujemo hladen merilnik hitrosti za kolesa ali katere koli avtomobile z uporabo Arduina, ki oddaja hitrost prek Bluetootha v aplikacijo Android, ki smo jo ustvarili z obdelavo. Celoten projekt poganja litijeva celica 18650, zato je zelo prenosljiv skupaj z vašim vozilom. Da ga še malo popestrim, sem dodal možnost polnjenja vašega mobilnega telefona, saj prikazuje vašo hitrost. Da, to lahko uporabite tudi kot napajalnik za mobilne telefone na poti, saj ima 18650 visoko gostoto naboja in ga je mogoče enostavno polniti in prazniti.
Popolnoma vas bom vodil od začetka do konca, merilnik hitrosti se lahko priklopi na naše vozilo in preizkusi. Tu je prijetno, da lahko svojo aplikacijo za Android prilagodite svoji osebnosti in dodate več funkcij glede na svojo ustvarjalnost. Če pa aplikacije ne želite izdelati sami in samo sestavite del Arduino, potem brez skrbi, preprosto prenesite datoteko APK (preberite nadalje) in jo namestite v mobilni telefon Android. Na koncu preverite tudi celoten Video.
Poglejmo torej, katere materiale bi potrebovali za gradnjo tega projekta, in načrtujmo svoj proračun. Vse te komponente so lahko dostopne; če imate težave z nakupom katerega koli od teh, mi to sporočite v oddelku za komentarje.
Zahteve glede strojne opreme:
- Arduino Pro Mini (5 V 16 MHz)
- FTDI plošča (za programiranje mini lahko uporabite tudi UNO)
- 3V do 5V DC-DC Boost pretvornik z izhodnim polnilnikom USB
- TP4056 modul litijeve baterije
- Modul Bluetooth (HC-05 / HC-06)
- Senzor Hall-ovega učinka (US1881 / 04E)
- 18650 Litijeva celica
- Majhen košček magnetov
- Perf Board
- Berg konektorji (moški in ženski)
- Komplet za spajkanje
- Majhne omare za namestitev kompleta.
Zahteve za programiranje:
- Arduino IDE
- Obdelava IDE z android ADK (samo, če želite kodirati svojo aplikacijo.)
- Windows / Mac PC
- Android mobilni telefon.
Morda je videti kot peščica komponent in materialov, a verjemite mi, ko boste po zaključku tega projekta menili, da so vredni časa, ki ga je treba vložiti.
Merjenje hitrosti s pomočjo Hallovega senzorja in Arduina:
Preden se lotimo strojne opreme, nam sporočite, kako bomo dejansko izmerili hitrost z uporabo Arduina. Obstaja veliko načinov za merjenje hitrosti vozila z uporabo Arduina, vendar je uporaba dvoranskega senzorja najbolj ekonomičen in najlažji način za to. Hall senzor je komponenta, ki zazna polarnost magneta. Na primer, kadar se en poseben pol magneta približa senzorju, senzor spremeni svoje stanje. Na voljo je veliko tipov dvoranskih senzorjev, pri katerih lahko uporabite katerega koli od teh, vendar se prepričajte, da gre za digitalni halski senzor.
Za merjenje hitrosti moramo na kolo vozila prilepiti majhen košček magneta. Vsakič, ko magnet prečka senzor dvorane, ga zazna in podatke pošlje Arduinu.
Arduino bo prejel prekinitev vsakič, ko zazna magnet. Zaženemo neprekinjeni časovnik s funkcijo millis () in izračunamo čas, potreben kolesu, da opravi dve rotaciji (da zmanjšamo napako) z uporabo spodnjih formul:
Zajeti čas = milis () - pevtime;
Ko poznamo čas, ki ga potrebujemo, lahko izračunamo število vrtljajev na minuto z uporabo spodnjih formul:
vrt / min = (1000 / zajeti čas) * 60;
Kjer (1000 / zaseženi čas) daje število vrtljajev v minuti (vrtljajev na sekundo) in se pomnoži s 60 za pretvorbo vrtljajev v vrtljaje v minuto (vrtljajev v minuti).
Po izračunu vrtljajev lahko izračunamo hitrost vozila po spodnjih formulah, če poznamo polmer kolesa.
v = polmer_kolesa * vrt / min * 0,37699;
Po izračunu hitrosti bo Arduino oddajal z uporabo modula Bluetooth. Popolna koda je navedeno v nadaljevanju v poglavju zakonika. Tukaj preverite tudi druge naše projekte, ki vključujejo modul Bluetooth HC-05.
Shematski in strojni del:
Celoten diagram vezja projekta je podan spodaj:
Tu je del strojne opreme razdeljen na dva dela, eden je glavna plošča, ki vsebuje vse glavne datoteke. Druga plošča je sestavljena iz Hall-ovega senzorja in upora, ki bo nameščen blizu kolesa. Začnimo z gradnjo glavne plošče.
Ko je povezava vzpostavljena, jo preizkusite z uporabo litijeve baterije 18650. Litijeva baterija je zelo eksplozivne narave, zato je z njo treba ravnati previdno. Prav zato uporabljamo modul za polnjenje litijeve baterije TP4056. Ta modul ima zaščito pred polnjenjem / praznjenjem in zaščito pred povratno polarnostjo. Tako lahko baterijo enostavno napolnite z običajnim polnilnikom micro USB in jo lahko varno izpraznite, dokler ne doseže mejnih vrednosti izklopa pod napetostjo. Nekatere pomembne podrobnosti polnilnega modula TP4056 so podane v spodnji tabeli.
Parametri: |
Vrednost na celico: |
Pod napetostjo |
2,4 V |
Prekinitev prenapetosti |
4.2V |
Polnilni tok |
1A |
Zaščita |
Zaščita pred napetostjo in obratno polarnostjo |
IC je prisoten |
TP4056 (polnilnik IC) in zaščitni IC DW01 |
LED indikacije |
Rdeče - polnjenje v teku Zelena - polnjenje končano |
Zdaj pa začnimo s ploščo senzorja Hall. Ta plošča vsebuje samo dve komponenti, eno je 10K upor, druga pa je dvoranski senzor. Povezave lahko vzpostavite, kot je prikazano v zgornji shemi. Ko je plošča pripravljena, jih povežite z žicami za premestitev v skladu s shemami. Ko je končano, bi moralo izgledati nekako takole.
Drug ključni korak v projektu je povezava akumulatorja 18650 s priključkoma B + in B- na modulu TP4056 z žico. Ker so celice Li + eksplozivne, nad njimi ni priporočljivo uporabljati spajkalnika. Čeprav so ljudje to storili, je zelo tvegano in lahko zlahka konča v neredu. Zato je najlažji način za to uporaba magnetov, kot je prikazano spodaj
Preprosto spajkajte žico na majhen košček magneta in nato magnete prilepite na sponke akumulatorja (zelo dobro jih privlačijo), kot je prikazano zgoraj. Za dodatno zaščito položaja magneta boste morda uporabili nekaj račjih pip.
Programiranje Arduina:
Program za ta projekt je zelo preprost. Izračunati moramo le hitrost vrtljivega kolesa z vhodnimi prekinitvami Hallovega senzorja in izračunano hitrost oddajati po zraku z modulom Bluetooth. Celoten program je podan v poglavju zakonika spodaj in razložil uporabo komentar linije.
Vsakič, ko senzor Hall zazna magnet, sproži prekinitev. Ta prekinitev funkcija se imenuje, ki ga magnet_detect () funkcijo . Tu se izračunajo vrtljaji vozila.
Ko se izračuna število vrtljajev v minuti, se v funkciji zanke () izračuna hitrost kolesa. Ko je koda pripravljena, jo lahko odložite na naš Arduino pro mini in preizkusite njeno delovanje, kot je prikazano v videu na koncu.
Mobilna aplikacija Android za merilnik hitrosti:
Aplikacija Android za ta projekt je narejena z uporabo programske opreme, imenovane Processing. Če vas ne zanima izdelava lastne aplikacije za Android in bi radi samo namestili tukaj uporabljeno, lahko prenesete datoteko APK in jo namestite neposredno v pametni telefon, tako da sledite spodnjim korakom.
1. Datoteko APK lahko neposredno prenesete s spodnje povezave. Ta datoteka APK je narejena za Android različice 4.4.2 in novejše (Kitkat zgoraj). Izvlecite datoteko APK iz datoteke zip.
Android aplikacija za merilnik hitrosti
2. Datoteko.Apk prenesite iz računalnika v mobilni telefon.
3. Omogočite namestitev aplikacije iz neznanih virov v nastavitvah androida.
4. Namestite aplikacijo.
Če bo uspešno nameščena, boste v telefonu namestili aplikacijo z imenom » Processing_code «, kot je prikazano spodaj:
Razvijte svojo aplikacijo s pomočjo obdelave:
Lahko uporabite zgoraj navedeno datoteko.APK ali pa ustvarite svojo aplikacijo s pomočjo Obdelava, kot je razloženo tukaj. Vse kode aplikacije Processing Android lahko prenesete od tukaj. Program je sam razložen s pomočjo vrstic za komentarje. Če pa imate kakršne koli težave ali če želite svojo aplikacijo nekoliko spremeniti, uporabite odsek za komentarje in pomagal vam bom.
Program android vzpostavi povezavo z našim modulom Bluetooth med zagonom aplikacije in prejme hitrost vozila, ki jo je izračunal in predvajal Arduino Pro mini. Ustvaril sem majhno grafiko tudi za prikaz hitrosti z analognim merilnikom hitrosti, da je videti nekoliko privlačno. Lahko se domislite svojih kod in prilagodite kodo, da jo prilagodite svojim potrebam. Oglejte si tudi naše druge projekte obdelave, če želite izvedeti več o tem:
- Igra ping pong z uporabo Arduina
- FM radio, ki ga nadzira pametni telefon s pomočjo obdelave.
- Radarski sistem Arduino z uporabo procesorja in ultrazvočnega senzorja
Ko namestite aplikacijo na svoj mobilni telefon, je čas, da preizkusite naš projekt. Toda našega kompleta še nismo namestili na vozilo. Naredimo to.
Namestitev kompleta merilnika hitrosti na vozilo:
Ta komplet sem montiral na svoj dvokolesnik in ga preizkusil in deluje kot čar. Montaža kompleta je prepuščena vaši ustvarjalnosti, v trgovini lahko dobite svojo majhno škatlo in izvrtate luknje za žice in priključke ter jo pritrdite na svoje vozilo. Pomembno je omeniti, da mora biti magnet pritrjen na rob kolesa, senzor dvorane pa mora biti nameščen čim bližje magnetu, tako da ga bo lahko vsakič, ko magnet prečka senzor dvorane, zaznal, razporeditev je prikazana spodaj.
Ker imam s seboj 3D tiskalnik, sem zasnoval lastne ohišja, da so videti dobro in tako, da ga je mogoče enostavno namestiti in odklopiti od našega kolesa za polnjenje baterije. Torej, če imate 3D-tiskalnik ali če imate dostop do enega, da natisnete nekaj gradiv, nadaljujte z branjem, sicer preskočite ta del in z lastno ustvarjalnostjo namestite te stvari. Tu se naučite uporabiti 3D tiskalnik.
Če ste se odločili, da uporabite moje oblikovalske datoteke in natisnete ohišja, se prepričajte, da je vaša glavna plošča za približevanje spodnjim meram
Popolne datoteke Design in STL za 3D-tiskanje lahko prenesete od tukaj. Če je plošča podobna tej, ki ste jo naredili tukaj, lahko ohišja neposredno natisnete v 3D s pomočjo datotek STL ali pa uporabite datoteke Design in jih prilagodite glede na ploščo.
Začnimo s 3D tiskanim majhnim ohišjem, ki bo uporabljeno za modul Hall Hall. Natisnite ohišje, vanj vstavite vezje in napeljite žice skozi predvideno luknjo in ga nato namestite na svoje vozilo, tako da je senzor dvorane blizu magneta, kot je prikazano spodaj.
Preden oblikujete ohišje zanj, je priporočljivo modelirati glavno ploščo, da se prepričamo, da se pravilno prilega, ker verjemite mi, da bi bila nočna mora, če tiskate ohišje dolgih 6 ur in na koncu ne bo ustrezala v svojo ploščo za perf. Model plošče za mojo glavno ploščo je prikazan spodaj.
Zdaj bo enostavno oblikovati glavno omarico. Glavno škatlo sem zasnoval v dveh datotekah, tako da bo en del škatle držal elektroniko, drugi pa bo trajno pritrjen na cikel s pomočjo objemk in vijakov. Ta dva dela je mogoče enostavno pritrditi, da se nabereta v celotno ohišje, nato pa ločiti, ko moramo napolniti litijevo baterijo ali delati na elektroniki.
Ko je prvi del ohišja zasnovan in natisnjen, lahko vse naše komponente vstavimo v notranjost, kot je prikazano spodaj, in videti bi moralo biti približno tako.
Kot lahko vidite, sta pred škatlo dve odprtini, ena se uporablja za USB, preko katerega lahko polnimo svoj mobilni telefon. Druga je za mikro USB, s katerim lahko polnimo litijevo baterijo.
Zdaj pa natisnimo drugi del glavnega ohišja in preverimo, ali ustreza prvemu delu, kot je bilo pričakovano.
Ko smo zadovoljni z deli, lahko drugi del ograde pritrdimo s pomočjo C-objemke in nekaj matic in vijakov, kot je prikazano spodaj:
Zdaj priključimo baterijo na naše glavno vezje z magneti in trakom, kot je opisano zgoraj, in jo hranimo za vedno v naši ohišju.
To je to, da je naša strojna oprema pripravljena na končno montažo. Preprosto povežite modul dvoranskega senzorja z glavno ploščo in potisnite premično ohišje v pritrjeno ohišje in že je pripravljeno za akcijo.
Delovna razlaga:
Ko se prepričate, da je litijeva baterija napolnjena, preprosto vklopite komplet s preklopnim stikalom in odprite aplikacijo Android. Če gre vse dobro, dobite spodnji zaslon in prikazal bo, da je vaša aplikacija povezana z modulom Bluetooth HC-05, kot je prikazano spodaj. Preden odprete aplikacijo, ne pozabite povezati modula Bluetooth s telefonom.
Zdaj preprosto zapeljite svoje vozilo in opazite merilnik hitrosti, ki prikazuje trenutno hitrost vašega vozila. Mobilni telefon lahko med vožnjo polnite tudi z običajnim polnilnim kablom. Ko končate s vožnjo, lahko s kolesa izvlečete škatlo in jo napolnite iz omrežja z izmeničnim tokom s katerim koli mobilnim polnilnikom za pametne telefone.
Torej, kako, lahko ne samo izmerite hitrost svojega vozila, temveč hkrati tudi polnite mobilni telefon. Upam, da ste uživali v projektu. Temu projektu lahko dodate veliko več funkcij, tako da prilagodite kode. Izračunate lahko razdaljo, ki jo je prevozila vaša vožnja, najvišjo in povprečno hitrost vožnje itd. Sporočite mi, če vas zanimajo komentarji in z veseljem vam bom pomagal.
Kot običajno bo celotno delovanje projekta prikazano v spodnjem videu.