מד מהירות Diy באמצעות ארדואינו ועיבוד אפליקציית אנדרואיד

בפרויקט זה אנו יוצרים מד מהירות מדליק לאופניים או כל מכונית באמצעות ארדואינו המשדר את המהירות באמצעות Bluetooth ליישום אנדרואיד שיצרנו באמצעות עיבוד. הפרויקט השלם מופעל על ידי תא ליתיום משנת 18650 ומכאן שהוא מאוד נייד יחד עם הרכב שלך. כדי לתבל את זה עוד קצת הוספתי אפשרות לטעון את הטלפון הנייד שלך מכיוון שהוא מציג את המהירות שלך. כן, אתה יכול גם להשתמש בזה כבנק כוח עבור הניידים שלך בדרכים, שכן ה- 18650 הוא בעל צפיפות טעינה גבוהה וניתן לטעון אותו ולפרוק אותו בקלות.

אני אדריך אותך לחלוטין מאפס עד לסיום, מד המהירות הוא יכול להתחבר לרכב שלנו ולבדוק. התכונה המגניבה כאן היא שאתה יכול להתאים אישית את אפליקציית Android שלך להתאמה אישית שלך ולהוסיף תכונות נוספות בהתאם ליצירתיות שלך. אבל, אם אתה לא רוצה לבנות את האפליקציה בעצמך ופשוט לבנות את החלק של Arduino אז אל תדאג, פשוט הורד את קובץ ה- APK (קרא עוד) והתקן בטלפון הנייד אנדרואיד שלך. בדקו גם את הסרטון המלא בסוף.

אז בואו נראה אילו חומרים נצטרך לבנות את הפרויקט הזה, ונתכנן את התקציב שלנו. כל הרכיבים הללו זמינים בקלות; אם אתה מתקשה לקנות כל אלה, הודע לי בסעיף ההערות.

דרישות חומרה:

• Arduino Pro Mini (5V 16MHz)
• לוח FTDI (לתכנות מיני ניתן להשתמש גם ב- UNO)
• ממיר Boost DC-DC 3V ל- 5V עם מטען יציאת USB
• מודול סוללת ליתיום TP4056
• מודול Bluetooth (HC-05 / HC-06)
• חיישן אפקט הול (US1881 / 04E)
• 18650 תא ליתיום
• פיסת מגנטים קטנה
• לוח Perf
• ברג מקלות מחברים (זכר ונקבה)
• ערכת הלחמה
• קופסאות מארז קטנות להרכבת הערכה.

דרישות תכנות:

• ארדואינו IDE
• עיבוד IDE עם ADK אנדרואיד (רק אם ברצונך לקודד אפליקציה משלך).
• מחשב Windows / Mac
• טלפון נייד אנדרואיד.

זה אולי נראה כמו קומץ רכיבים וחומרים, אבל תאמין לי ברגע שתסיים את הפרויקט הזה היית מרגיש שהם שווים את הזמן המאמץ.

מדידת מהירות באמצעות חיישן הול וארדואינו:

לפני שנשים יד על החומרה, יידע אותנו כיצד אנו למעשה נמדוד את המהירות באמצעות Arduino. יש המון דרך למדוד את מהירות הרכב באמצעות ארדואינו, אך שימוש בחיישן אולם הוא הדרך הכלכלית והקלה ביותר לעשות זאת. הול חיישן הוא רכיב שמזהה את הקוטביות של מגנט. לדוגמא בכל פעם שמוט מגנט אחד מסוים מתקרב לחיישן, החיישן ישנה את מצבו. ישנם סוגים רבים של חיישני אולם זמינים, אתה יכול להשתמש בכל אחד מאלה בפרויקט זה, אך וודא שמדובר בחיישן אולם דיגיטלי.

כדי למדוד את המהירות עלינו להדביק פיסת מגנט קטנה על גלגל הרכב, בכל פעם שהמגנט חוצה את חיישן האולם הוא יזהה אותו וישלח את המידע לארדואינו.

הפרעה תתקבל על ידי הארדואינו בכל פעם שהמגנט מתגלה. אנו מפעילים טיימר רציף על ידי שימוש בפונקציה millis () ומחשב את הזמן שנדרש לגלגל להשלמת שני סיבובים (כדי למזער את השגיאה) באמצעות הנוסחאות הבאות:

זמן קבוע = מילי () - pevtime;

ברגע שנדע את הזמן שנדרש נוכל לחשב את סל"ד באמצעות הנוסחאות הבאות:

סל"ד = (1000 / לוח זמנים) * 60;

איפה (1000 / לפי לוח הזמנים) נותן את הסיביות לשנייה (מהפכות לשנייה) ומכפילים אותה בכדי להמיר סל"ד לסיבוב לדקות (מהפכות לדקה).

לאחר חישוב הסל"ד נוכל לחשב את מהירות הרכב באמצעות הנוסחאות הבאות בתנאי שנדע את רדיוס הגלגל.

v = רדיוס_גלגל * סל"ד * 0.37699;

הארדואינו, לאחר חישוב המהירות, ישדר אותו באמצעות מודול ה- Bluetooth. הקוד המלא ניתן בהמשך בסעיף קוד. בדוק כאן גם את הפרויקטים האחרים שלנו הקשורים למודול Bluetooth HC-05.

חלק סכמטי וחומרה:

תרשים המעגל המלא של הפרויקט ניתן להלן:

כאן, חלק החומרה מחולק לשני חלקים אחד הוא הלוח הראשי המכיל את כל הקבצים העיקריים. הלוח השני מורכב מחיישן אולם ונגד שיורכבו ליד ההגה. תן לנו להתחיל לבנות את הלוח הראשי.

לאחר החיבור בואו לבדוק את ההגדרה באמצעות סוללת ליתיום 18650 שלנו. סוללת ליתיום נפוצה מאוד, ולכן יש לטפל בה בזהירות רבה. מסיבה זו אנו משתמשים במודול טעינת סוללות ליתיום TP4056. למודול זה הגנה מפני טעינה / פריקה והגנה על קוטביות הפוכה. מכאן שניתן לטעון את הסוללה בקלות באמצעות מטען מיקרו USB רגיל וניתן לפרוק אותה בבטחה עד שהיא מגיעה לגבולות המנותקים מתחת למתח. כמה פרטים חשובים של מודול הטעינה TP4056 מובאים בטבלה שלהלן.

פרמטרים:	ערך לתא:
תחת מתח מתח	2.4 וולט
מתח יתר מנותק	4.2 וולט
זרם טעינה	1 א
הֲגָנָה	הגנה על מתח יתר וקוטביות הפוכה
ההווה של IC	TP4056 (מטען IC) ו- IC DW01 הגנה
נוריות חיווי	אדום- טעינה מתבצעת ירוק - טעינה הושלמה

עכשיו, בואו נתחיל בלוח חיישני הול. לוח זה מכיל רק שני רכיבים, אחד מהם נגד ה -10 K והשני הוא חיישן האולם. ניתן ליצור את החיבורים כפי שמוצג בתרשימים לעיל. לאחר שהלוח מוכן, חבר אותם באמצעות חוטי מגשר בהתאם לתרשימים. ברגע שזה נעשה זה אמור להיראות בערך ככה.

שלב מכריע נוסף בפרויקט הוא חיבור סוללת 18650 למסופי B + ו- B של מודול TP4056 באמצעות חוט. מכיוון שתאי Li + הם חומר נפץ, מאוד לא מומלץ להשתמש במלחם מעל תאים אלה. למרות שאנשים עשו את זה, זה מאוד מסוכן ויכול בקלות להגיע לבלאגן גדול. מכאן הדרך הקלה לעשות זאת היא להשתמש במגנטים כפי שמוצג להלן

כל שעליך לעשות הוא להלחין את החוט לחתיכת מגנט קטנה ואז להדביק את המגנטים למסופי הסוללה (הם נמשכים היטב למסופים) כפי שמוצג לעיל. אתה יכול להשתמש בברז ברווז כלשהו כדי לאבטח עוד יותר את מיקום המגנט.

תכנות הארדואינו:

התוכנית לפרויקט זה מאוד פשוטה. עלינו רק לחשב את מהירות הגלגל המסתובב באמצעות כניסות הפרעה לחיישן האולם ולשדר את המהירות המחושבת באוויר באמצעות מודול Bluetooth. התכנית המלאה ניתן בקטע הקוד מתחת וסביר באמצעות קווי התגובה.

בכל פעם שחיישן האולם מזהה את המגנט הוא מעורר הפרעה. פונקצית פסיקה זו נקראת בפי magnet_detect () הפונקציה . זה המקום בו מחושבים סל"ד של הרכב.

לאחר חישוב הסל"ד מהירות הגלגל מחושבת בפונקציית הלולאה () . לאחר שהקוד מוכן, ניתן לזרוק אותו ל- Arduino pro mini ולבדוק את פעולתו כפי שמוצג בסרטון שניתן בסוף.

יישום Android לנייד עבור מד מהירות:

אפליקציית Android לפרויקט זה מיוצרת באמצעות תוכנה בשם Processing. אם אינך מעוניין ליצור יישום Android משלך וברצונך להתקין רק את היישום המשמש כאן, תוכל להוריד את קובץ ה- APK ולהתקין אותו ישירות בטלפון החכם שלך על ידי ביצוע השלבים הבאים.

1. תוכלו להוריד ישירות את קובץ ה- APK מהקישור שלהלן. קובץ APK זה מיועד לגרסת אנדרואיד 4.4.2 ומעלה (Kitkat ואילך). חלץ את קובץ ה- APK מקובץ ה- zip.

יישום אנדרואיד עבור מד מהירות

2. העבר את קובץ ה- Apk מהמחשב לטלפון הנייד שלך.

3. אפשר התקנת יישום ממקורות לא ידועים בהגדרות אנדרואיד שלך.

4. התקן את היישום.

אם הותקן בהצלחה, תמצא את היישום בשם " Processing_code " המותקן בטלפון שלך כמוצג להלן:

פיתח יישום משלך באמצעות עיבוד:

או שתוכל להשתמש בקובץ.APK שניתן לעיל או לבנות אפליקציה משלך באמצעות עיבוד כמוסבר כאן. אתה יכול להוריד את כל קוד היישום Android מעבד מכאן. התוכנית מוסברת באופן עצמי באמצעות שורות ההערות. אבל אם יש לך בעיה כלשהי או אם אתה רוצה לשנות את היישום שלך קצת, אנא השתמש בסעיף ההערות ואני אעזור לך.

תוכנית אנדרואיד יוצרת חיבור עם מודול ה- Bluetooth שלנו במהלך אתחול היישום ומקבלת את מהירות הרכב שחושבה ושודרה על ידי המיני Arduino Pro. יצרתי גרפיקה קטנה גם כדי להציג את המהירות באמצעות מד מהירות אנלוגי כדי שזה ייראה מעט אטרקטיבי. אתה יכול להמציא רעיונות משלך ולעצב את הקוד כדי להתאים אותו אישית לצרכים שלך. בדוק גם את פרויקטים אחרים שלנו לעיבוד כדי ללמוד עוד על כך:

• משחק פינג פונג באמצעות ארדואינו
• רדיו FM מבוקר בטלפון חכם באמצעות עיבוד.
• מערכת מכ"ם Arduino באמצעות חיישן עיבוד וקולי

לאחר שהתקנת את היישום לטלפון הנייד שלך הגיע הזמן לבדוק את הפרויקט שלנו. אבל עדיין לא הרכבנו את הערכה שלנו לרכב. בוא נעשה את זה.

הרכבה של ערכת מד המהירות לרכב:

הרכבתי את הערכה הזו במהלך הדו-מחזור שלי ובדקתי אותה, והיא עובדת כמו קסם. הרכבת הערכה נותרה ליצירתיות שלך, אתה יכול להשיג קופסה קטנה משלך מחנות ולקדוח חורים עבור החוטים והחיבורים ולהרכיב אותה לרכב שלך. דבר חשוב ונפוץ שכדאי לשים לב אליו הוא שהמגנט צריך להיות תקוע לשולי הגלגל ואת חיישן האולם צריך להיות מותקן קרוב ככל האפשר למגנט כך שבכל פעם שהמגנט יעבור את חיישן האולם הוא אמור להיות מסוגל לזהות אותו. ההסדר מוצג להלן.

מכיוון שיש איתי מדפסת תלת מימד, תכננתי את המארזים שלי כדי שייראו טוב ובאופן שניתן יהיה להתקין אותה ולנתק אותה בקלות מהאופניים שלנו לצורך טעינת הסוללה. אז אם יש לך מדפסת תלת מימד או אם אתה יכול לקבל גישה לאחת להדפסת חומרים ספורים, המשך לקרוא, דלג על החלק הזה והשתמש ביצירתיות שלך בכדי להרכיב את הדברים האלה. למד כיצד להשתמש במדפסת תלת מימד כאן.

אם החלטתם להשתמש בקבצי העיצוב שלי ולהדפיס את המתחמים שלכם, וודאו כי לוח הפרפקט הראשי שלכם קרוב למידות שלהלן

ניתן להוריד את קבצי העיצוב וה- STL המלאים להדפסת תלת מימד מכאן. אם הלוח דומה למה שנעשה כאן, אתה יכול להדפיס באופן תלת ממדי את המארזים שלך באמצעות קבצי STL הנתונים, אחרת אתה יכול להשתמש בקבצי העיצוב ולשנות אותו בהתאם ללוח שלך.

נתחיל במארז הקטן המודפס בתלת מימד שישמש למודול חיישני האולם. הדפיס את המתחם, הנח את המעגל לתוכו ורתום את החוטים שלך למרות החור שסופק ואז הרכיב אותו לרכב שלך כך שחיישן האולם יהיה ליד המגנט, כמוצג להלן.

מומלץ לדגם את הלוח הראשי לפני שתכננו עבורו את המתחם כך שנוכל לוודא שהוא משתלב כראוי, כי תאמינו לי שזה יהיה סיוט כשאתם מדפיסים את המתחם שלכם במשך 6 שעות ארוכות ובסופו של דבר הוא לא יתאים לתוך לוח הפרפקט שלך. לוח הדגם ללוח הפרפום הראשי שלי מוצג להלן.

כעת יהיה קל לעצב את תיבת המתחם הראשית. תכננתי את התיבה הראשית בשני קבצים, כך שחלק אחד של התיבה יכיל את האלקטרוניקה והשני יתקבע באופן קבוע למחזור באמצעות מלחציים וברגים. ניתן לתקן בקלות את שני החלקים הללו כדי לאסוף אותם כדי ליצור מארז מלא ואז להפריד אותם כשאנחנו צריכים לטעון את סוללת הליתיום או לעבוד על האלקטרוניקה שלנו.

ברגע שחלקו הראשון של המתחם מתוכנן ומודפס מאפשר למקם את כל הרכיבים שלנו בפנים כפי שמוצג למטה וזה אמור להראות בערך ככה..

כפי שאתה יכול לראות יש שני פתחים מול הקופסה, אחד משמש ל- USB שדרכו אנו יכולים להטעין את הטלפון הנייד שלנו. השני מיועד למיקרו USB באמצעותו אנו יכולים לטעון את סוללת הליתיום שלנו.

עכשיו בואו נדפיס את החלק השני של המתחם הראשי ונבדוק אם הוא מתאים לחלק הראשון כצפוי.

ברגע שאנחנו מרוצים מהחלקים נוכל להרכיב את החלק השני של המתחם באמצעות מהדק C וכמה אגוזים ובורג כפי שמוצג להלן:

עכשיו בואו נחבר את הסוללה למעגל הראשי שלנו באמצעות מגנטים וקלטת, כפי שפורט לעיל ונשמור על בטיחותו באופן קבוע בתוך המתחם שלנו.

זהו שהחומרה שלנו מוכנה להתקנה סופית. כל שעליך לעשות הוא לחבר את מודול חיישן האולם עם הלוח הראשי ולהחליק את המארז המטלטל לתוך המתחם הקבוע והוא מוכן לפעולה.

הסבר עבודה:

לאחר שווידאתם כי סוללת הליתיום טעונה, פשוט הפעילו את הערכה באמצעות מתג ההחלפה ופתחו את אפליקציית Android. אם הכל ילך כשורה, עליך לקבל את המסך שלמטה והוא אמור להציג שהאפליקציה שלך התחברה למודול ה- Bluetooth שלך HC-05 כמוצג להלן. זכור להתאים את מודול ה- Bluetooth לטלפון לפני פתיחת היישום.

עכשיו פשוט סע ברכב שלך וכדאי להבחין במד המהירות המציג את המהירות הנוכחית של הרכב שלך. ניתן גם לטעון מכם טלפון נייד בזמן נסיעה באמצעות כבל מטען רגיל. לאחר שתסיים את הנסיעה שלך, תוכל להחליק מהקופסה מהמחזור ולהטעין אותו מרשת החשמל באמצעות כל מטען נייד לטלפון חכם.

אז ככה, תוכלו לא רק למדוד את מהירות הרכב שלכם אלא גם לחייב את הנייד במקביל. מקווה, נהנית מהפרויקט. אתה יכול להוסיף אפליקציה לתכונה הרבה יותר לפרויקט זה, פשוט על ידי שינוי קודים. אתה יכול לחשב את המרחק שנסעה על ידי הנסיעה שלך, את החלק העליון ואת המהירות הממוצעת של הנסיעה שלך וכו '. הודע לי אם יש לך שאלות באמצעות ההערות ואשמח לעזור לך.

כרגיל כל עבודתו של הפרויקט תוצג בסרטון למטה.