- Hardwarekrav:
- Programmeringskrav:
- Målehastighed ved hjælp af Hall Sensor og Arduino:
- Del af skema og hardware:
- Programmering af Arduino:
- Android-mobilapplikation til hastighedsmåler:
- Montering af hastighedsmålersættet til et køretøj:
- Arbejdsforklaring:
I dette projekt laver vi et køligt hastighedsmåler til cykler eller andre biler ved hjælp af Arduino, der sender hastigheden ved hjælp af Bluetooth til en Android-applikation, som vi oprettede ved hjælp af Processing. Det komplette projekt er drevet af en 18650 Lithium-celle og dermed meget bærbar sammen med dit køretøj. For at krydre det lidt mere har jeg tilføjet muligheden for at oplade din mobiltelefon, da den viser din hastighed. Ja, du kan også bruge dette som en powerbank til dine mobiltelefoner, når du er på farten, da 18650 har en høj ladningstæthed og let kan oplades og aflades.
Jeg vil guide dig helt fra bunden til færdiggørelsen, speedometer kan han tilsluttes vores køretøj og testet. Den seje funktion her er, at du kan tilpasse din Android-app til din personalisering og tilføje flere funktioner i henhold til din kreativitet. Men hvis du ikke ønsker at oprette appen selv og bare opbygge Arduino-delen, så er du ikke bekymret, bare download APK-filen (læs videre) og installer på din Android-mobiltelefon. Tjek også den fulde video i slutningen.
Så lad os se, hvilke materialer vi har brug for til at bygge dette projekt, og planlæg vores budget. Alle disse komponenter er let tilgængelige; hvis du har problemer med at købe nogen af disse, så lad mig det vide i kommentarsektionen.
Hardwarekrav:
- Arduino Pro Mini (5V 16MHz)
- FTDI-kort (til programmering af mini kan du også bruge UNO)
- 3V til 5V DC-DC Boost-konverter med USB-udgangsoplader
- TP4056 Lithium-batterimodul
- Bluetooth-modul (HC-05 / HC-06)
- Hall-effekt sensor (US1881 / 04E)
- 18650 Lithium Cell
- Lille stykke magneter
- Perf Board
- Berg stik stik (mand og kvinde)
- Loddesæt
- Små kabinetter til montering af sættet.
Programmeringskrav:
- Arduino IDE
- Behandling af IDE med Android ADK (kun hvis du vil kode din egen app.)
- Windows / Mac-pc
- Android mobiltelefon.
Det kan se ud som en håndfuld komponenter og materialer, men stol på mig, når du har gennemført dette projekt, vil du føle, at de er værd at bruge tid på.
Målehastighed ved hjælp af Hall Sensor og Arduino:
Før vi får fat i hardware, så lad os vide, hvordan vi faktisk skal måle hastigheden ved hjælp af Arduino. Der er masser af måder at måle hastigheden på et køretøj ved hjælp af Arduino, men at bruge en hallsensor er den mest økonomiske og nemmeste måde at gøre det på. En Hall-sensor er en komponent, der registrerer polariteten af en magnet. For eksempel når en bestemt pol af magneten bringes nær sensoren, vil sensoren ændre sin tilstand. Der er mange typer hallsensorer til rådighed, du kan bruge en af dem i dette projekt, men sørg for at det er en digital hallsensor.
For at måle hastigheden er vi nødt til at sætte et lille stykke magnet på køretøjets hjul, hver gang magneten krydser hall-sensoren, vil den opdage den og sende informationen til Arduino.
En afbrydelse modtages af Arduino hver gang magneten detekteres. Vi kører en kontinuerlig timer ved hjælp af millis () -funktionen og beregner den tid, det tager for hjulet at fuldføre to rotationer (for at minimere fejl) ved hjælp af nedenstående formler:
Timetaken = millis () - pevtime;
Når vi kender den brugte tid, kan vi beregne omdrejningstallet ved hjælp af nedenstående formler:
rpm = (1000 / tidsplan) * 60;
Hvor (1000 / timetaken) giver rps (omdrejninger pr. Sekund), og det ganges med 60 for at konvertere rps til rpm (omdrejninger pr. Minut).
Efter beregning af omdrejningstallet kan vi beregne køretøjets hastighed ved hjælp af nedenstående formler, forudsat at vi kender hjulets radius.
v = radius af hjul * omdrejninger pr. minut * 0,37699;
Efter beregning af hastigheden sender Arduino det ved hjælp af Bluetooth-modulet. Den komplette kode er givet nedenfor i afsnittet Kode. Tjek også vores andre projekter, der involverer Bluetooth-modul HC-05 her.
Del af skema og hardware:
Det komplette kredsløbsdiagram for projektet er angivet nedenfor:
Her er hardwaredelen opdelt i to dele, den ene er hovedkortet, der indeholder alle de vigtigste filer. Det andet kort består bare af en hallsensor og en modstand, der monteres nær hjulet. Lad os begynde at bygge hovedkortet.
Når forbindelsen er oprettet, lad os teste opsætningen ved hjælp af vores 18650 Lithium-batteri. Lithiumbatteri er meget eksplosivt og skal derfor håndteres med ekstrem forsigtighed. Det er af denne grund, hvorfor vi bruger et TP4056 lithium-batteriopladningsmodul. Dette modul har beskyttelse mod overopladning / afladning og beskyttelse mod omvendt polaritet. Derfor kan batteriet let oplades ved hjælp af en normal mikro-USB-oplader og kan aflades sikkert, indtil det når grænserne for spænding under underspænding. Nogle vigtige detaljer i TP4056-opladningsmodulet findes i nedenstående tabel.
Parametre: |
Værdi pr. Celle: |
Under spændingsafbrydelse |
2.4V |
Overspænding Afskæring |
4.2V |
Opladningsstrøm |
1A |
Beskyttelse |
Overspænding og beskyttelse mod omvendt polaritet |
IC er til stede |
TP4056 (oplader IC) og DW01 Protection IC |
Indikations-LED'er |
Rød - Opladning i gang Grøn - Opladning fuldført |
Lad os nu starte med Hall Sensor Board. Dette kort indeholder bare to komponenter, den ene er 10K-modstanden og den anden er hallsensoren. Forbindelserne kan foretages som vist i skemaerne ovenfor. Når tavlen er klar, skal du forbinde dem ved hjælp af jumperledninger som vist på skemaerne. Når det er gjort, skal det se sådan ud.
Et andet afgørende trin i projektet er at forbinde 18650-batteriet til B + og B-terminalerne på TP4056-modulet ved hjælp af en ledning. Da Li + celler er eksplosive, anbefales det stærkt ikke at bruge et loddejern over disse celler. Selvom folk har gjort det, er det meget risikabelt og kan let ende i et stort rod. Derfor er den nemme måde at gøre det på at bruge magneter som vist nedenfor
Lod blot kablet til et lille stykke magnet, og hold derefter magneterne fast på batteriets terminaler (de tiltrækkes meget godt af terminalerne) som vist ovenfor. Du kan muligvis bruge et ænderhane for yderligere at sikre magneten.
Programmering af Arduino:
Programmet til dette projekt er meget simpelt. Vi er bare nødt til at beregne hastigheden på det roterende hjul ved hjælp af hallsensor interrupt-indgange og udsende den beregnede hastighed over luften ved hjælp af Bluetooth-modulet. Det komplette program er angivet i koden nedenfor og forklaret ved hjælp af kommentarlinjerne.
Hver gang hall-sensoren registrerer magneten, udløser den en afbrydelse. Denne interrupt funktion kaldes af magnet_detect () funktion . Dette er stedet, hvor køretøjets omdrejningstal beregnes.
Når omdrejningstallet er beregnet, beregnes hjulets hastighed i loop () -funktionen. Når koden er klar, kan vi dumpe den til vores Arduino pro mini og teste dens funktion som vist i videoen til sidst.
Android-mobilapplikation til hastighedsmåler:
Android-applikationen til dette projekt er lavet ved hjælp af software kaldet Processing. Hvis du ikke er interesseret i at oprette din egen Android-applikation og bare vil installere den, der bruges her, kan du downloade APK-filen og installere den direkte på din smartphone ved at følge nedenstående trin.
1. Du kan downloade APK-filen direkte fra nedenstående link. Denne APK-fil er lavet til Android version 4.4.2 og nyere (Kitkat og ovenfor). Uddrag APK-filen fra zip-filen.
Android-applikation til hastighedsmåler
2. Overfør.Apk-filen fra din computer til din mobiltelefon.
3. Aktivér installation af applikation fra ukendte kilder i dine Android-indstillinger.
4. Installer applikationen.
Hvis den er installeret, finder du applikationen med navnet “ Processing_code ” installeret på din telefon som vist nedenfor:
Udvikl din egen applikation ved hjælp af Processing:
Enten kan du bruge.APK-filen ovenfor, eller du kan oprette din egen app ved hjælp af Processing som forklaret her. Du kan downloade hele Processing Android-applikationskoden herfra. Programmet forklares selv ved hjælp af kommentarlinjerne. Men hvis du har noget problem, eller hvis du vil få din ansøgning ændret lidt, skal du bruge kommentarsektionen, så hjælper jeg dig.
Android-programmet opretter en forbindelse til vores Bluetooth-modul under opstart af applikationen og modtager hastigheden på køretøjet, som blev beregnet og udsendt af Arduino Pro mini. Jeg har lavet en lille grafik også for at vise hastigheden ved hjælp af et analogt speedometer for at få det til at se lidt attraktivt ud. Du kan komme med dine egne ideer og tilpasse koden for at tilpasse den til dine behov. Se også vores andre behandlingsprojekter for at lære mere om det:
- Ping Pong-spil ved hjælp af Arduino
- Smart telefonstyret FM-radio ved hjælp af behandling.
- Arduino Radar System ved hjælp af Processing og Ultralydssensor
Når du har installeret applikationen på din mobiltelefon, er det tid til at teste vores projekt. Men vi har endnu ikke monteret vores sæt på et køretøj. Lad os gøre det.
Montering af hastighedsmålersættet til et køretøj:
Jeg har monteret dette sæt over min bi-cyklus og testet det, og det fungerer som en charme. Montering af sættet overlades til din kreativitet, du kan få din egen lille kasse fra en butik og bore huller til ledningerne og forbindelserne og montere den på dit køretøj. En almindelig vigtig ting at bemærke er, at magneten skal sidde fast på kanten af hjulet, og hall-sensoren skal monteres så tæt på magneten som muligt, så hver gang magneten krydser hall-sensoren, skal den kunne detektere den, arrangementet er vist nedenfor.
Da jeg har en 3D-printer med mig, designede jeg mine egne kabinetter for at få dem til at se godt ud og på en måde, så den let kan monteres og frakobles fra vores cykel til opladning af batteriet. Så hvis du har en 3D-printer, eller hvis du kan få adgang til en til at udskrive få materialer, skal du fortsætte med at læse, ellers skal du springe denne del over og bruge din egen kreativitet til at montere disse ting. Lær at bruge 3D-printer her.
Hvis du har besluttet at bruge mine designfiler og udskrive dine kabinetter, skal du sørge for, at dit hovedperfektkort er tæt på nedenstående dimensioner
De komplette design- og STL-filer til 3D-udskrivning kan downloades herfra. Hvis kortet ligner det, der er lavet her, kan du direkte 3D-udskrive dine kabinetter ved hjælp af de givne STL-filer, ellers kan du bruge Design-filerne og ændre det i henhold til dit kort.
Lad os starte med det 3D-trykte lille kabinet, der vil blive brugt til hallsensormodulet. Udskriv kabinettet, placer kredsløbet i det, og led dine ledninger gennem det medfølgende hul, og monter det derefter på dit køretøj, så hallføleren er tæt på magneten som vist nedenfor.
Det anbefales at modellere hovedkortet, før kabinettet designes til det, så vi kan sørge for, at det passer ordentligt, for tro mig, det ville være mareridt, når du udskriver din kabinet i 6 lange timer, og til sidst passer det ikke ind i dit perf board. Modelkortet til mit vigtigste perfkort er vist nedenfor.
Nu vil det være let at designe hovedkapslingsboksen. Jeg har designet hovedboksen i to filer, så den ene del af kassen holder elektronikken, og den anden fastgøres permanent til cyklussen ved hjælp af klemmer og bolte. Disse to dele kan let fastgøres til at samles for at skabe et komplet kabinet og derefter adskilles, når vi har brug for at genoplade vores lithiumbatteri eller arbejde på vores elektronik.
Når den første del af kabinettet er designet og udskrevet, kan vi placere alle vores komponenter inde som vist nedenfor, og det skal se sådan ud..
Som du kan se, er der to åbninger foran kassen, den ene bruges til USB, hvorigennem vi kan oplade vores mobiltelefon. Den anden er til mikro-USB, hvor vi kan oplade vores lithium-batteri.
Lad os nu udskrive den anden del af hovedkabinettet og kontrollere, om den passer til den første del som forventet.
Når vi er tilfredse med delene, kan vi montere den anden del af kabinettet ved hjælp af en C-klemme og nogle møtrikker og bolte som vist nedenfor:
Lad os nu forbinde batteriet til vores hovedkredsløb ved hjælp af magneter og tape som beskrevet ovenfor og opbevare det permanent sikkert inde i vores kabinet.
Det er det, vores hardware er klar til den endelige montering. Tilslut simuleringssensormodulet med hovedkortet, og skub det bevægelige kabinet ind i det faste kabinet, så er det klar til handling.
Arbejdsforklaring:
Når du har sørget for, at dit lithiumbatteri er opladet, skal du blot tænde sættet ved hjælp af vippekontakten og åbne din Android-applikation. Hvis alt går godt, skal du få nedenstående skærm, og det skal vise, at din app har oprettet forbindelse til dit Bluetooth-modul HC-05 som vist nedenfor. Husk at parre dit Bluetooth-modul med telefonen, inden du åbner applikationen.
Kør nu bare dit køretøj, og du skal bemærke, at speedometeret viser den aktuelle hastighed på dit køretøj. Du kan også oplade din mobiltelefon, mens du kører, ved hjælp af et normalt opladerkabel. Når du er færdig med din tur, kan du glide ud af kassen fra cyklussen og oplade den fra lysnettet ved hjælp af en hvilken som helst smartphone-mobiloplader.
Så det er sådan, du kan ikke kun måle hastigheden på dit køretøj, men også oplade mobilen på samme tid. Håber, du nød projektet. Du kan tilføje app meget mere funktion til dette projekt, bare ved at finjustere koderne. Du kan beregne den afstand, der er dækket af din tur, toppen og gennemsnitshastigheden på din tur osv. Fortæl mig, hvis du har spørgsmål ved kommentarerne, og jeg hjælper dig gerne.
Som sædvanlig vises hele projektets arbejde i videoen nedenfor.