Elektromos kerékpár (EBike) műszerfal és akkumulátorfigyelő: 12 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ez a projekt egy Arduino áramkör, amely ACS 712 modullal figyeli az akkumulátor feszültségét és áramát. A méréseket Bluetooth-on, HC-05 modullal továbbítják egy Android-eszközhöz. Alapvetően újracsatlakoztatja a negatív kapcsolatot a vezérlő és az akkumulátor között, hogy átjusson az ACS712 modulon.

Az Android alkalmazás megjeleníti az akkumulátor állapotát, valamint az aktuális sebességet és az Android GPS által megtett távolságot

Az Android időjárásálló táskában rögzíthető a kerékpárra. Az Arduino áramkör tartósan az időjárásálló dobozba van szerelve a kerékpáron az akkumulátor közelében.

Az Android és az Arduino kód elérhető a githubon. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino és

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. Szüksége lesz a könyvtárakra is: https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… és

Hasonló termékek kereskedelmi változatai is rendelkezésre állnak, ha ez több, mint amennyit el tudunk viselni. Könnyen megtalálhatja őket a google -ban a "bluetooth 36v watt meter" segítségével. Ha megnézel néhány képet, látni fogsz egy Arduino Pro Mini-t, egy DC-DC tápegységet és egy HC-05 (vagy -06) modult a hátoldalon.

Ha valaha elgondolkodik azon, hogy mennyi akkumulátora van még hátra, vagy mennyivel tovább tudja tölteni az akkumulátort, vagy ha pedáloznia vagy csökkentenie kell a gázt, hogy elérje az irányt, akkor erre van szüksége.

Egy másik lehetséges előny az, hogy úgy dönthet, hogy eltávolítja a kerékpáros számítógépet a kormányról, így felszabadítva egy kis helyet, bár most a telefonja a kerékpárra lesz felszerelve.

Ezeket az információkat, mint mindig, mindenféle, kifejezett vagy hallgatólagos garancia nélkül adjuk meg. Ön felelős mindenért, amit ezzel az információval tesz. Nem vagyok felelős semmiféle kárért. Lásd az Általános Szerződési Feltételek nyilatkozatát.

1. lépés: Utasítható frissítések

A PeterB476 megmutatta nekem, hogy elhanyagoltam egy lépést az Arduino EPROM inicializálásához, ezért ezt hozzáadtam az oktathatóhoz.

Az alkalmazás 2 új verzióját is hozzáadtam egy későbbi lépéshez. Nem tesztelték alaposan, de ki lehet próbálni.

2. lépés: Telepítse az Android alkalmazást

Nincs értelme folytatni a projekt többi részét, ha az android alkalmazás nem működik az eszközön. A github kiadásaihoz csatolták az android apk -t. Az apk fájl is csatolva van ide. Győződjön meg arról, hogy az alkalmazás legalább GPS -része működik, és megpróbálhat csatlakozni egy Bluetooth -eszközhöz.

Ha saját maga szeretné felépíteni az alkalmazást, azt javaslom, hogy kezdjen egy "kiadási" ponttal, mert valószínűleg valamikor működött, míg a legújabb "mester" ág frissítéseket tartalmazhat, amelyeket még nem teszteltek.

Másolja az apk fájlt az eszközére. Az eszköz biztonsági beállításaiban engedélyeznie kell az "Ismeretlen forrásokat", mivel az apk nem a Google Playről származik. Ezután egyszerűen érintse meg az apk -fájlt a készüléken a telepítéshez.

Nyilvánvaló, hogy az alkalmazás Bluetooth -engedélyeket igényel az Arduino -val való kommunikációhoz, és a GPS -engedélyeket a sebesség és a megtett távolság meghatározásához.

Nyomja meg a "távvezérlő" gombot, hogy megpróbáljon csatlakozni egy Bluetooth -eszközhöz. A megtett távolság nullázásához nyomja meg a "reset" gombot. Tartsa az akkumulátor Ah használt mezőjét az akkumulátor feltöltése után az alaphelyzetbe állításhoz. Az Ah használt érték megmarad, ha az akkumulátort töltés nélkül kapcsolja ki és be.

3. lépés: Gyűjtse össze az alkatrészeket

Vegye figyelembe, hogy ezek az alkatrészek 36 V -os akkumulátorra vonatkoznak. Ha 48V-os akkumulátorral rendelkezik, akkor a 10K ellenállást 11K-ra vagy 12K-ra kell cserélnie, és másik DC-DC átalakítóra lesz szüksége.

1 Időjárásálló burkolat. 4x4x2 hüvelykes PVC elektromos dobozt használtam.

1 darab kedvenc Stripboard vagy Protoboard

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHz. Könnyedén építhet egy fedélzeti arduino -t is, mivel nincs szüksége feszültségszabályozóra vagy usb interfészre. Csak az ATMEGA328P -re, egy 16 MHz -es kristályra és néhány kondenzátorra van szüksége. Használhat egy Arduino Nano -t is, ha van hely a házban. A Nano nagyobb, mint az első két választás, de rendelkezik beépített USB interfésszel, ha nincs soros átalakítója.

1 ACS712 modul, amely megfelel az akkumulátor aktuális tartományának. A 8A -s akkumulátorhoz 20A modult használtam.

1 HC-05 bluetooth modul. Szeretem a ZS-040 fajtát, a 6 tűs fajtát a nyomógombbal. A hátoldalán ZS-040 felirat látható.

1 50V-5V DC-DC tápegység, ha a kerékpár 36V-os akkumulátorral rendelkezik, amely körülbelül 42V lesz teljesen feltöltve. Ha 48 V -os akkumulátora van, akkor 56 vagy 57 V -os lesz teljesen feltöltve, ezért szükség lehet egy másik tápegységre. Kérjük, ossza meg velünk, hogy mit használ, ha talál valamit 60V -ra. Vannak, akik azt mondják, hogy a legtöbb usb fali szemölcs 48VDC (és magasabb) feszültségen működik, de én még nem próbáltam.

1/4W ellenállások: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (növelje a 10K -t, ha az akkumulátor több mint 36V).

Soros biztosítéktartó és 2A biztosíték.

egyenes és derékszögű fejlécek

5,08 mm -es sorkapcsok, 2 x 2

16AWG sodrott vezeték a modulok összekapcsolásához.

22AWG tömör huzal az arduino áramkörhöz

Sorkapocsléc az akkumulátor és a kerékpár csatlakoztatásához

Forrasztópáka

forrasztani

Az Android -eszköz kerékpárra történő felszerelésének módja.

Az Arduino és a HC-05 modul programozásához szüksége lesz egy 3.3V-os USB-ttl soros átalakítóra (vagy legalább isp-programozóra) és az Arduino ide-ra a https://www.arduino.cc/en/Main/Software webhelyen. Ez a projekt az 1.6.13 verzióval készült, a különböző verziók módosítások nélkül működhetnek.

4. lépés: Inicializálja az Arduino EPROM -ot

Elhanyagoltam, hogy ezt a lépést beépítsem az eredeti utasításba. A vázlat megfelelő működéséhez inicializálni kell az EPROM területét, amelyet a vázlat használ. A vázlatot meg lehet írni, hogy automatikusan megtegye, de ezen a ponton nem.

Ha nem az arduino forráskódjával dolgozik, akkor az EPROM inicializálásához letöltheti az ehhez a lépéshez csatolt hex fájlokat az arduino készülékéhez.

Ha az arduino forráskóddal dolgozik, akkor a setup () részben két sor néz ki:

// inicializálja az EEPROM -ot a program első futtatásakor.

// updateEPROM ();

Ha feloldja a megjegyzést a második sorhoz, így néz ki:

// inicializálja az EEPROM -ot a program első futtatásakor.

updateEPROM ();

Töltse le ezt a vázlatot az arduino -hoz, és hagyja futni. Az EPROM inicializálásra kerül. Ezután ajánlja fel a sort a következő lépéshez.

Az EPROM -ot arra használják, hogy emlékezzen arra, hogy az akkumulátor mekkora részét használták fel, hogy kerékpározni tudjon, megálljon és kikapcsolja az akkumulátort, majd amikor újra bekapcsolja, onnan indul, ahol abbahagyta.

5. lépés: Az Arduino konfigurálása

Töltse le az Arduino kódot (hexadecimális fájl) a Pro Mini -hez az Arduino IDE vagy az avrdude használatával. Általában az usb -soros átalakítót használná ehhez, de használhat isp -programozót is.

Ismét, ha maga szeretné összeállítani, akkor kezdje a "kiadással". A legújabb "mester" ág tesztelt változásokat tartalmazhat.

Ha a 10K ellenállást valami magasabbra cserélte, akkor az akkumulátor feszültségosztó állandóját is módosítania kell a vázlatban. Módosítsa a 11.0 -at a "dupla VBmultiplier = 11.0;" sorban illeszkedjen ahhoz, amit telepített.

6. lépés: A HC-05 modul konfigurálása

Be kell állítania az átviteli sebességet a HC-05 modulon. Az is jó, ha olyan nevet adunk neki, amelyet később könnyen fel lehet ismerni (például "BIKE").

Ehhez használja az usb to tl soros átalakító modult is. Ha nincs soros átalakítója, írhat egy vázlatot egy arduino számára annak konfigurálásához, vagy ha 2 HC-05 modulja van, összekapcsolhatja őket, és az egyiket a másik programozására használhatja (talán).

Kiváló leírás található erről a modulról:

Be kell állítania az átviteli sebességet 4800 -ra, hogy megfeleljen az Arduino vázlatnak, és módosítsa a nevet "BIKE" -re vagy valami másra, amit felismer.

A modul konfigurálása után párosíthatja azt androidos eszközével a Bluetooth beállításaiban.

7. lépés: Szerelje össze az áramkört

Referenciaként csatoltam egy kézzel rajzolt kapcsolási rajzomat, ha valaki elég ambiciózus ahhoz, hogy szépen átrajzolja, kérem, tudassa velem:)

Hozza létre a következő csatlakozásokat:

(+) Kerékpár akkumulátor a biztosíték és a kerékpárvezérlő egyik oldalához.

A biztosíték másik oldala DC -átalakítóhoz (+) IN csatlakozó és 10K ellenállás az Arduino akkumulátorfeszültség -bemenetéhez.

(-) Kerékpár akkumulátor (-) IN-re az átalakítón és egy ACS712 tápcsatlakozón.

Ezen a ponton győződjön meg arról, hogy 5 V feszültsége van a DC -átalakítóból, amikor bekapcsolja az akkumulátort, ha még nem tette meg.

Kapcsolja ki az akkumulátort, és végezze el a csatlakozásokat:

(+) OUT az Arduino 5V, HC05 VCC, ACS712 VCC átalakítóból.

(-) OUT átalakítóból Arduino GND, HC05 GND, ACS712 GND, Arduino pin A2.

HC05 TXD - Arduino 7. tű

HC05 RXD bluetooth ellenállásosztóból.

Arduino pin 8 a Bluetooth ellenállásosztóhoz.

ACS712 OUT az Arduino A3 csaphoz

Akkumulátor feszültségosztó az Arduino A1 tűhöz

(-) a kerékpárvezérlőtől az ACS712 második tápkapcsához.

Az extra reset gomb nem igazán szükséges, csak akkor lehet kényelmes, ha letölteni szeretné az arduino -ba, miután telepítette a kerékpárra. Lehet, hogy elérheti az arduino reset gombját, vagy visszaállíthatja a soros interfészről, ha a pro mini támogatja.

Ellenőrizze kétszer a kapcsolatokat.

8. lépés: Előzetes ellenőrzés

Ezen a ponton bekapcsolhatja az áramkört, és ellenőrizheti, hogy az Android -alkalmazásban kap -e leolvasást.

Képesnek kell lennie csatlakoztatni a bluetooth -ot a kerékpárhoz, és látni kell az akkumulátor feszültségét és remélhetőleg közel a nulla akkumulátoráramot. Ha fel tudja pörgetni a kerékpárt, és látja az aktuális leolvasási változást, akkor minden működik.

Az alkalmazás feltételezi, hogy a pozitív áram lemeríti az akkumulátort, ezért ha a leolvasás negatív áramot mutat a kerékpár felpörgetésekor, akkor csak cserélje ki a két áramvezetéket az ACS712 modulon.

Ha nem lát semmilyen leolvasást az alkalmazásban, akkor nézze meg a bluetooth modul fényeit, hogy megbizonyosodjon arról, hogy csatlakoztatva van és adatokat továbbít. Telepíthet egy Bluetooth terminál alkalmazást a készülékére, hogy megtekinthesse az áramkörről küldött adatokat. Látnia kell körülbelül 10 sort másodpercenként az aktuális leolvasásokat, és egy sort másodpercenként az akkumulátor feszültségét és a felhasznált akkumulátor mennyiségét. Ha nem lát semmit, ellenőrizze újra a HC05 modul konfigurációját és az arduino, az ellenállásosztó és a HC05 TXD terminál közötti kapcsolatokat.

Végül futtassa a kerékpárt elég sokáig ahhoz, hogy az akkumulátor töltöttségét jelző kijelzőn megjelenjen egy nulla érték. Ezután hosszan nyomja meg ezt a számot, amíg a pirítós megjelenik, hogy a használat visszaállt. A számnak vissza kell térnie a nullára. Ha néhány próbálkozás után nem sikerül, ellenőrizze újra a kapcsolatot a HC05 RXD terminál és az Arduino között.

9. lépés: Végső összeszerelés

Telepítse az összes rögzítő hardvert, és szerelje fel az arduino áramkört a kerékpárra. Szerelje be androidos készülékét egy táskába vagy más tartóba, és már kész is!

A képeken látható a kerékpárom akkumulátorának szúrása, és az androidos készülékem táskája.

Láthatja a kis táblát az akkumulátor feszültségosztó csatlakozóihoz és az ACS712 -et úgy szerelve, hogy minden felszerelése után elérhessem a sorkapocs csavarjait. A HC-05 bluetooth modul visszatért a jobb sarokba.

A fehér kapocsléc az akkumulátor és a kerékpárvezérlő összes csatlakozóját tartalmazza az áramkörhöz.

Ha újra meg kell tennem, határozottan kombinálnám az akkumulátor feszültségosztót és az ACS712 -t ugyanazon a leánylapon. Lehet, hogy megpróbálom a bluetooth modult az arduino alatt lévő lemeztáblára is felszerelni.

10. lépés: Jövőbeni lépések

Az Android -alkalmazás sok munkát végezhet. Szeretnék néhány színváltozást hozzáadni a mérési tartományok alapján. Azt is szeretném hozzáadni, hogy egy mérés nem frissül az alkalmazásban. Hozzáadhat néhány grafikus mérőt is. Még egy szép ikon is nagy előrelépés lenne.

A legjobb tulajdonság egy „becsült kiürítés”, amely megmondja, hogy a hátralévő akkumulátorral mennyit lehet megtennie, és hogy ez több, mint az úticél. Mivel általában munkába vagy hazafelé utazom, az a gondolatom, hogy GPS -es "útpontokat" kell tárolni az alkalmazásban, amelyek hátralévő távolságot tesznek meg az otthontól, és mennyi akkumulátort használnak átlagosan ezen a ponton. Valószínűleg adatcsatlakozással is tehetne valamit, de nekem általában nincs.

Szeretnék eltávolodni az alkalmazás bluetooth könyvtárából egy fejlettebbhez, például automatikus újracsatlakozással.

Ha ezt felépíti, fontolja meg egy hardveres aluláteresztő szűrő hozzáadását a mért áramhoz, és külön mérje meg a felhasznált teljes töltés kiszámításához. Alacsony terhelésnél, kisebb, mint 4A, a mérés nagymértékben változik, +/- 1A. Nem vagyok biztos benne, hogy ez csak mérési probléma, vagy az áram annyira változik, ahogy a kerék forog. Mindenesetre az átlagos áramerősség egy -két másodperc alatti külön mérése segíthet a pontosságban. Lehet csak gyorsabban mintát venni az áramból, és szoftveresen megtenni, de nem tudom, milyen gyorsan kell mintát vennie. Gondolom egy oszcilloszkóp rátétele a jelre segíthet kitalálni, hogy milyen gyorsan kell mintát venni.

A szélsebesség méréséhez olyan dolgokat is hozzáadhat, mint egy pitot -cső (erre már van egy oktatható).

Hozzáadhat zárt hurkú gázszabályozót az arduino -tól.

Ha mindig is szeretett volna USB tápegységet a kerékpárján, akkor könnyedén futtathat egy kábelt az 5 V -os egyenáramú konverterből az arduino számára, ahol csak szüksége van az USB -tápellátásra.

11. lépés: Kérdések és megjegyzések

Ha általános kérdései vannak az itt található elemekkel kapcsolatban, akkor a legjobb, ha csak google -olja, nem pedig itt kérdez. Egyik elem sem kritikus, szinte biztosan helyettesíthet mással, és elvégezheti a munkát.

Ne kérje, hogy küldjem el a kódot, mindez githubon van. Szerezd meg onnan. Nem is kell github fiók.

Kérlek, ne kérdezd, hogyan kell valamit csinálni az Android Stúdióban vagy az Arduino -ban. Valószínűleg nem tudom. Ismét csak googlezz.

Tényleg ne kérdezzen tőlem semmilyen Apple terméket, fogalmam sincs.

Ha az alkalmazás nem működik az eszközén, sajnálom. De valószínűleg nem tudom, hogyan kell kijavítani, hogy így legyen. A telefonomon működik, ennyi kell.

Bár a fejlesztési javaslatokat szívesen fogadom, valószínűleg soha nem fogom megvalósítani őket, más dolgokkal kell továbbmennem. Valószínűleg soha nem is fogom megvalósítani a saját javaslataimat. A legjobb megoldás az, ha a githubon elágazza a kódot, és saját maga ad hozzá hozzá dolgokat. Ha igen, kérjük, tudassa itt az emberekkel, hogy az Ön kódját használhassák az enyém helyett.

Ha már maga is készített egy jobb verziót, kérjük, tegyen ide egy hivatkozást, hogy mások is tudhassanak róla. Nem fogok megsértődni. Örömmel veszem a verzióját és elkezdem használni.

12. lépés: Alkalmazásfrissítés teszteléshez

Ezek az alkalmazás frissített verziói.

A számok sokkal nagyobbak. Van egy új ikon. Már nincs "csatlakozás" gomb. Használja a "csatlakozás - biztonságos" opciót a jobb felső sarokban található menüből.

Ennek a verziónak is vissza kell térnie az Android 2.3 -as mézeskalácsra. Működik az lg P500 Optimus One készüléken.

Az "app-settings-debug.apk" verzióban van egy beállítások menü, amely lehetővé teszi az akkumulátor kapacitásának beállítását, hogy a maradék százalékos számítás helyes legyen. Nincs teljesen tesztelve.