DIY spidometrs, izmantojot arduino un apstrādes android lietotni

Šajā projektā mēs izgatavojam atdzist spidometru velosipēdiem vai jebkurām automašīnām, izmantojot Arduino, kas apraida ātrumu, izmantojot Bluetooth, Android lietojumprogrammai, kuru mēs izveidojām, izmantojot Processing. Visu projektu darbina 18650 litija šūna, un tāpēc tā ir ļoti pārnēsājama kopā ar jūsu transportlīdzekli. Lai to vēl nedaudz papildinātu, esmu pievienojis iespēju uzlādēt mobilo tālruni, jo tas parāda jūsu ātrumu. Jā, jūs to varat izmantot arī kā jaudas banku mobilajiem tālruņiem, atrodoties ceļā, jo 18650 ir liels uzlādes blīvums, un to var viegli uzlādēt un izlādēt.

Es jūs pilnībā vadīšu no nulles līdz pabeigšanai, vai spidometrs var piesaistīt mūsu transportlīdzekli un pārbaudīt. Foršākā iezīme šeit ir tā, ka jūs varat pielāgot savu Android lietotni personalizācijai un pievienot vairāk funkciju atbilstoši savam radošumam. Bet, ja jūs nevēlaties pats izveidot lietotni un vienkārši veidot Arduino daļu, tad neuztraucieties, vienkārši lejupielādējiet APK failu (lasiet tālāk) un instalējiet to savā Android mobilajā tālrunī. Beigās pārbaudiet arī visu videoklipu.

Apskatīsim, kādi materiāli mums būtu nepieciešami, lai izveidotu šo projektu, un plānojam savu budžetu. Visi šie komponenti ir viegli pieejami; ja jums ir problēmas iegādāties kādu no šiem, informējiet mani komentāru sadaļā.

Aparatūras prasības:

• Arduino Pro Mini (5V 16MHz)
• FTDI dēlis (mini programmēšanai varat izmantot arī UNO)
• 3V līdz 5V DC-DC Boost pārveidotājs ar USB izejas lādētāju
• TP4056 litija akumulatoru modulis
• Bluetooth modulis (HC-05 / HC-06)
• Hall efekta sensors (US1881 / 04E)
• 18650 litija šūna
• Neliels magnētu gabals
• Perf Board
• Berg spieķu savienotāji (vīriešu un sieviešu)
• Lodēšanas komplekts
• Mazas korpusa kastes komplekta uzstādīšanai.

Programmēšanas prasības:

• Arduino IDE
• IDE apstrāde ar android ADK (tikai tad, ja vēlaties kodēt savu lietotni.)
• Windows / Mac PC
• Android mobilais tālrunis.

Tas varētu izskatīties pēc nedaudzām sastāvdaļām un materiāliem, taču, uzticoties man, pabeidzot šo projektu, jūs uzskatāt, ka tie ir veltīti tam laikam.

Ātruma mērīšana, izmantojot Hall Sensor un Arduino:

Pirms ķeramies pie aparatūras, dariet mums zināmu, kā mēs patiesībā mērīsim ātrumu, izmantojot Arduino. Izmantojot Arduino, ir daudz veidu, kā izmērīt transportlīdzekļa ātrumu, taču halles sensora izmantošana ir ekonomiskākais un vienkāršākais veids, kā to izdarīt. Hall sensors ir komponents, kas nosaka polaritāti magnēts. Piemēram, ja sensora tuvumā tiek nogādāts viens konkrēts magnēta stabs, sensors mainīs savu stāvokli. Ir pieejami daudzi halles sensoru veidi, kurus varat izmantot jebkuru no šiem šajā projektā, taču pārliecinieties, ka tas ir digitālais zāles sensors.

Lai izmērītu ātrumu, mums ir jāpielīmē neliels magnēta gabals uz transportlīdzekļa riteņa, katru reizi, kad magnēts šķērso zāles sensoru, tas to atklās un nosūtīs informāciju uz Arduino.

Katru reizi, kad tiek atklāts magnēts, Arduino saņems pārtraukumu. Mēs palaižam nepārtrauktu taimeri, izmantojot funkciju milis (), un aprēķinām laiku, kas nepieciešams, lai ritenis izpildītu divus pagriezienus (lai samazinātu kļūdu), izmantojot šādas formulas:

Plānots = milis () - pevtime;

Kad mēs zinām laiku, mēs varam aprēķināt apgriezienus minūtē, izmantojot šādas formulas:

apgr./min = (1000 / plānotais) * 60;

Kur (1000 / timetaken) dod apgriezienus minūtē (apgriezieni sekundē), un tas tiek reizināts ar 60, lai pārvērstu apgriezienus minūtē (apgriezieni minūtē).

Pēc apgriezienu aprēķināšanas mēs varam aprēķināt transportlīdzekļa ātrumu, izmantojot tālāk norādītās formulas, ja vien mēs zinām riteņa rādiusu.

v = riteņa rādiuss * apgr./min * 0,37699;

Pēc ātruma aprēķināšanas Arduino to pārraidīs, izmantojot Bluetooth moduli. Pilnīgs kods ir dots zemāk Code sadaļā. Šeit pārbaudiet arī citus mūsu projektus, kas saistīti ar Bluetooth moduli HC-05.

Shēmas un aparatūras daļa:

Pilna projekta shēma ir dota zemāk:

Šeit aparatūras daļa ir sadalīta divās daļās, viena ir galvenā dēlis, kurā ir visi galvenie faili. Otrs dēlis sastāv tikai no zāles sensora un rezistora, kas tiks uzstādīts netālu no riteņa. Sāksim veidot galveno dēli.

Kad savienojums ir izveidots, pārbaudīsim uzstādīšanu, izmantojot mūsu 18650 litija akumulatoru. Litija akumulatoram ir ļoti sprādzienbīstams raksturs, tāpēc ar to jārīkojas ļoti piesardzīgi. Šī iemesla dēļ mēs izmantojam TP4056 litija akumulatoru uzlādes moduli. Šim modulim ir pārslodzes / izlādes aizsardzība un apgrieztās polaritātes aizsardzība. Tādējādi akumulatoru var viegli uzlādēt, izmantojot parasto mikro USB lādētāju, un to var droši izlādēt, līdz tas sasniedz zem sprieguma izslēgšanas robežas. Dažas svarīgas detaļas par TP4056 uzlādes moduli ir norādītas zemāk esošajā tabulā.

Parametri:	Vērtība šūnā:
Zem sprieguma atslēgšanas	2.4V
Pārsprieguma atslēgšana	4.2V
Uzlādes strāva	1A
Aizsardzība	Pārsprieguma un apgrieztās polaritātes aizsardzība
IC ir klāt	TP4056 (lādētāja IC) un DW01 aizsardzības IC
Indikācijas gaismas diodes	Sarkans - notiek uzlāde Zaļš - maksa ir pabeigta

Tagad sāksim ar Hall Sensor Board. Šajā dēlī ir tikai divi komponenti, no kuriem viens ir 10K rezistors, bet otrs ir zāles sensors. Savienojumus var izveidot, kā parādīts iepriekš shēmās. Kad dēlis ir gatavs, savienojiet tos, izmantojot džemperu vadus, kā norādīts shēmās. Kad tas ir izdarīts, tam vajadzētu izskatīties apmēram šādi.

Vēl viens būtisks projekta solis ir 18650 akumulatora savienošana ar TP4056 moduļa B + un B- spailēm, izmantojot vadu. Tā kā Li + šūnas ir sprādzienbīstamas, pār šīm šūnām nav ieteicams izmantot lodāmuru. Lai gan cilvēki to ir izdarījuši, tas ir ļoti riskanti un var viegli nonākt lielā juceklī. Tādējādi vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir izmantot magnētus, kā parādīts zemāk

Vienkārši pielodējiet vadu pie neliela magnēta gabala un pēc tam piestipriniet magnētus pie akumulatora spailēm (tos ļoti piesaista spailes), kā parādīts iepriekš. Lai vēl vairāk nostiprinātu magnēta stāvokli, varat izmantot dažus pīļu pieskārienus.

Arduino programmēšana:

Šī projekta programma ir ļoti vienkārša. Mums vienkārši jāaprēķina rotējošā riteņa ātrums, izmantojot zāles sensora pārtraukuma ieejas, un aprēķinātais ātrums jāpārraida pa gaisu, izmantojot Bluetooth moduli. Pabeigta programma tiek dota Kodeksa sadaļā zemāk, un paskaidroja, izmantojot komentāru līnijas.

Katru reizi, kad zāles sensors nosaka magnētu, tas izraisa pārtraukumu. Tas pārtrauc funkciju sauc par magnet_detect () funkciju . Šī ir vieta, kur aprēķina transportlīdzekļa apgriezienus minūtē.

Kad ir aprēķināts apgriezienu skaits minūtē, tiek aprēķināts riteņa ātrums funkcijā loop () . Kad kods ir gatavs, ļauj to izmest mūsu Arduino pro mini un pārbaudīt tā darbību, kā parādīts beigās sniegtajā videoklipā.

Android mobilā lietojumprogramma spidometram:

Android programma šim projektam tiek veidota, izmantojot programmatūru ar nosaukumu Processing. Ja jūs neinteresē izveidot savu Android lietojumprogrammu un vēlaties vienkārši instalēt šeit izmantoto, varat lejupielādēt APK failu un instalēt to tieši viedtālrunī, veicot tālāk norādītās darbības.

1. Apakšējā saitē varat tieši lejupielādēt APK failu. Šis APK fails ir paredzēts Android 4.4.2 un jaunākām versijām (Kitkat un augstāk). Izvelciet APK failu no zip faila.

Android lietojumprogramma spidometram

2. Pārsūtiet.Apk failu no sava datora uz mobilo tālruni.

3. Android iestatījumos iespējojiet lietojumprogrammas instalēšanu no nezināmiem avotiem.

4. Instalējiet lietojumprogrammu.

Ja tas ir veiksmīgi instalēts, tālrunī atradīsit instalētu lietojumprogrammu ar nosaukumu “ Processing_code ”, kā parādīts zemāk:

Izstrādājiet savu lietojumprogrammu, izmantojot apstrādi:

Vai nu jūs varat izmantot iepriekš doto.APK failu, vai arī varat izveidot savu lietotni, izmantojot Apstrāde, kā paskaidrots šeit. Visu Android apstrādes lietojumprogrammas kodu varat lejupielādēt šeit. Programma ir pašsaprotama, izmantojot komentāru rindiņas. Bet, ja jums ir kādas problēmas vai vēlaties mazliet mainīt savu lietojumprogrammu, lūdzu, izmantojiet komentāru sadaļu, un es jums palīdzēsim.

Lietotnes palaišanas laikā android programma izveido savienojumu ar mūsu Bluetooth moduli un saņem transportlīdzekļa ātrumu, kuru aprēķināja un pārraidīja Arduino Pro mini. Esmu izveidojis nelielu grafiku, lai parādītu ātrumu, izmantojot analogo spidometru, lai tas izskatās mazliet pievilcīgs. Jūs varat nākt klajā ar savām idejām un pielāgot kodu, lai to personalizētu savām vajadzībām. Lai uzzinātu vairāk par to, pārbaudiet arī citus mūsu apstrādes projektus:

• Spēle Ping Pong, izmantojot Arduino
• Viedtālrunis kontrolē FM radio, izmantojot apstrādi.
• Arduino radaru sistēma, izmantojot apstrādes un ultraskaņas sensoru

Kad esat instalējis lietojumprogrammu savā mobilajā tālrunī, ir pienācis laiks pārbaudīt mūsu projektu. Bet mēs vēl neesam uzstādījuši savu komplektu transportlīdzeklim. Darīsim to.

Spidometra komplekta uzstādīšana transportlīdzeklim:

Esmu uzstādījis šo komplektu savā divciklā un pārbaudījis, un tas darbojas kā šarms. Komplekta uzstādīšana ir atstāta jūsu radošuma ziņā, jūs varat iegādāties savu mazo kastīti no veikala un izurbt caurumus vadiem un savienojumiem un piestiprināt to pie sava transportlīdzekļa. Viena svarīga lieta, kas jāņem vērā, ir tas, ka magnētam jābūt piestiprinātam pie riteņa loka un zāles sensors jāuzstāda pēc iespējas tuvāk magnētam, lai katru reizi, kad magnēts šķērso zāles sensoru, tam būtu jāspēj to noteikt., izkārtojums ir parādīts zemāk.

Tā kā man ir līdzi 3D printeris, es izstrādāju pats savus korpusus, lai tie izskatās labi un tādā veidā, lai tos varētu viegli uzstādīt un atvienot no mūsu velosipēda, lai uzlādētu akumulatoru. Tātad, ja jums ir 3D printeris vai ja varat piekļūt tam, lai drukātu dažus materiālus, turpiniet lasīt, citādi izlaidiet šo daļu un izmantojiet savu radošumu, lai pievienotu šīs lietas. Uzziniet lietotājam 3D printeri šeit.

Ja esat nolēmis izmantot manus dizaina failus un izdrukāt korpusus, tad pārliecinieties, ka jūsu galvenā plāksne ir tuvu zemāk norādītajiem izmēriem

Pilnu dizaina un STL failus 3D drukāšanai var lejupielādēt šeit. Ja dēlis ir līdzīgs šeit izveidotajam, tad jūs varat tieši 3D izdrukāt savus korpusus, izmantojot norādītos STL failus, vai arī varat izmantot noformējuma failus un modificēt tos atbilstoši savai dēlim.

Sāksim ar 3D drukātu nelielu korpusu, kas tiks izmantots zāles sensora modulim. Izdrukājiet korpusu, ievietojiet tajā ķēdi un izmantojiet vadus, izmantojot paredzēto atveri, un pēc tam piestipriniet to automašīnai tā, lai zāles sensors būtu magnēta tuvumā, kā parādīts zemāk.

Pirms korpusa projektēšanas tam ieteicams modelēt galveno plāksni, lai mēs varētu pārliecināties, ka tā pareizi iekļaujas, jo ticiet man, ka tas būtu murgs, kad drukājat korpusu 6 garas stundas, un galu galā tas nederēs savā labajā dēlī. Manas galvenās perf plāksnes modeļa dēlis ir parādīts zemāk.

Tagad būs viegli noformēt galveno korpusa kārbu. Esmu izveidojis galveno kārbu divos failos, lai vienā kastes daļā būtu elektronika, bet otra būtu pastāvīgi piestiprināta ciklam, izmantojot skavas un skrūves. Šīs divas daļas var viegli salabot, lai tās savāktu, lai izveidotu pilnīgu korpusu, un pēc tam tās var atdalīt, kad mums ir jāuzlādē litija akumulators vai jāstrādā pie elektronikas.

Kad korpusa pirmā daļa ir izstrādāta un izdrukāta, visi komponenti tiek ievietoti iekšā, kā parādīts zemāk, un tam vajadzētu izskatīties apmēram šādi.

Kā redzat, kastes priekšā ir divas atveres, viena tiek izmantota USB, caur kuru mēs varam uzlādēt mobilo tālruni. Otrs ir paredzēts mikro USB, izmantojot kuru mēs varam uzlādēt litija akumulatoru.

Tagad izdrukāsim galvenā korpusa otro daļu un pārbaudīsim, vai tā atbilst pirmajai daļai, kā paredzēts.

Kad esam apmierināti ar detaļām, korpusa otro daļu varam uzstādīt, izmantojot C skavu un dažus uzgriežņus un skrūves, kā parādīts zemāk:

Tagad pievienosim akumulatoru mūsu galvenajai shēmai, izmantojot magnētus un lentes, kā aprakstīts iepriekš, un saglabājiet to pastāvīgi drošībā mūsu korpusā.

Tas ir tas, ka mūsu aparatūra ir gatava pēdējai montāžai. Vienkārši savienojiet zāles sensora moduli ar galveno paneli un pārvietojiet kustīgo korpusu fiksētajā korpusā, un tas ir gatavs darbībai.

Darba skaidrojums:

Kad esat pārliecinājies, ka litija akumulators ir uzlādēts, vienkārši ieslēdziet komplektu, izmantojot pārslēdzēju, un atveriet savu Android lietojumprogrammu. Ja viss notiek labi, jums jāiegūst zemāk redzamais ekrāns, un tajā jāparāda, ka jūsu lietotne ir izveidojusi savienojumu ar jūsu Bluetooth moduli HC-05, kā parādīts zemāk. Pirms lietojumprogrammas atvēršanas neaizmirstiet savienot pārī Bluetooth moduli ar tālruni.

Tagad vienkārši brauciet ar savu transportlīdzekli, un jums vajadzētu pamanīt spidometru, kas parāda jūsu transportlīdzekļa pašreizējo ātrumu. Braucot, jūs varat arī uzlādēt mobilo tālruni, izmantojot parasto lādētāja kabeli. Kad esat pabeidzis braucienu, varat noslīdēt no kastes no cikla un uzlādēt to no maiņstrāvas tīkla, izmantojot jebkuru viedtālruņa mobilo lādētāju.

Tādējādi jūs varat ne tikai izmērīt transportlīdzekļa ātrumu, bet vienlaikus arī uzlādēt mobilo ierīci. Ceru, ka jums patika projekts. Varat pievienot lietotnei daudz vairāk funkciju šim projektam, vienkārši pielāgojot kodus. Jūs varat aprēķināt brauciena veikto attālumu, brauciena augšējo un vidējo ātrumu utt. Informējiet mani, ja jums ir kādi jautājumi, izmantojot komentārus, un es ar prieku jums palīdzēsim.

Kā parasti, visa projekta darbība tiks parādīta zemāk esošajā video.