Elektriskā velosipēda (EBike) informācijas panelis un akumulatora monitors: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šis projekts ir Arduino ķēde, kas uzrauga akumulatora spriegumu un strāvu, izmantojot ACS 712 moduli. Mērījumi tiek paziņoti, izmantojot Bluetooth, izmantojot moduli HC-05, uz Android ierīci. Būtībā jūs pārkārtojat negatīvo savienojumu starp kontrolieri un akumulatoru, lai izietu caur ACS712 moduli.

Android lietotne parāda akumulatora stāvokli, kā arī pašreizējo ātrumu un nobraukto attālumu, izmantojot Android GPS

Android var piestiprināt pie velosipēda laika apstākļu izturīgā somā. Arduino ķēde ir pastāvīgi uzstādīta pret laika apstākļiem izturīgā kastē uz velosipēda pie akumulatora.

Android un Arduino kods ir pieejams vietnē github. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino un

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. Jums būs nepieciešamas arī bibliotēkas https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… un

Ir pieejamas līdzīgu produktu komerciālas versijas, ja tas ir vairāk, nekā jūs varētu apstrādāt. Jūs tos varat viegli atrast, atrodot googlē "Bluetooth 36v vatu mērītājs". Apskatot dažus attēlus, aizmugurē redzēsit Arduino Pro Mini, DC-DC barošanas avotu un HC-05 (vai -06) moduli.

Ja jūs kādreiz domājat, cik daudz akumulatora akumulatora jaudas ir atlicis vai cik daudz tālāk varat darboties ar akumulatoru, vai ja jums ir nepieciešams pedālis vai jāsamazina droseļvārsts, lai nokļūtu tur, kurp dodaties, tas ir tas, kas jums nepieciešams.

Vēl viena iespējamā priekšrocība ir tā, ka jūs varat izlemt noņemt velosipēdu datoru no stūres, atbrīvojot vietu, lai gan tagad tālrunis tiks uzstādīts uz jūsu velosipēda.

Kā vienmēr, šī informācija tiek sniegta tāda, kāda tai ir, nekāda tieša vai netieša garantija. Jūs esat atbildīgs par visu, ko darāt ar šo informāciju. Es neuzņemos nekādu atbildību par jebkādiem zaudējumiem. Skatiet pakalpojumu sniegšanas noteikumu sadaļu par atrunām.

1. darbība. Instalējami atjauninājumi

PeterB476 man parādīja, ka neesmu iekļāvis soli, lai inicializētu Arduino EPROM, tāpēc esmu to pievienojis pamācībai.

Vēlākam darbam esmu pievienojis arī 2 jaunas lietotnes versijas. Tie nav rūpīgi pārbaudīti, bet jūs varat tos izmēģināt.

2. darbība: instalējiet Android lietotni

Nav jēgas turpināt pārējo šo projektu, ja android lietotne nedarbojas jūsu ierīcē. Izlaidumiem no github ir pievienots android apk. Šeit ir pievienots arī apk fails. Pārliecinieties, vai darbojas vismaz lietotnes GPS daļa, un varat mēģināt izveidot savienojumu ar Bluetooth ierīci.

Ja vēlaties lietotni izveidot pats, es iesaku jums sākt ar "izlaišanas" punktu, jo tas, iespējams, kādā brīdī strādāja, turpretī jaunākajā "galvenajā" filiālē var būt atjauninājumi, kas nav pārbaudīti.

Kopējiet apk failu savā ierīcē. Ierīces drošības iestatījumos jums būs jāatļauj "Nezināmi avoti", jo apk nav nākusi no Google Play. Pēc tam vienkārši pieskarieties apk failam savā ierīcē, lai to instalētu.

Acīmredzot lietotnei ir nepieciešamas Bluetooth atļaujas, lai sazinātos ar Arduino, un GPS atļaujas, lai noteiktu jūsu ātrumu un nobraukto attālumu.

Lai mēģinātu izveidot savienojumu ar Bluetooth ierīci, nospiediet pogu “tālvadība”. Nospiediet "reset", lai noregulētu nobraukto attālumu līdz 0. Turiet akumulatora Ah izmantojamo lauku, lai to atiestatītu pēc akumulatora uzlādes. Izmantotā Ah vērtība tiek saglabāta, ja izslēdzat un ieslēdzat akumulatoru, to neuzlādējot.

3. darbība: savāciet detaļas

Ņemiet vērā, ka šīs detaļas ir paredzētas 36 V akumulatoram. Ja jums ir 48 V akumulators, jums būs jāmaina 10K rezistors uz 11K vai 12 K, un jums būs nepieciešams cits līdzstrāvas līdzstrāvas pārveidotājs.

1 Izturīgs pret laika apstākļiem. Es izmantoju 4x4x2 collu PVC elektrisko kārbu.

1 gabals jūsu iecienītākā striptīza vai protoborda

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHZ. Jūs varētu arī viegli izveidot basu dēli arduino, jo jums nav nepieciešams sprieguma regulators vai USB interfeiss. Viss, kas Jums nepieciešams, ir ATMEGA328P, 16 MHz kristāls un daži kondensatori. Jūs varētu izmantot arī Arduino Nano, ja jūsu korpusā ir vieta. Nano ir lielāks nekā pirmās divas iespējas, taču, ja jums nav sērijveida pārveidotāja, tam ir iebūvēta USB saskarne.

1 ACS712 modulis, kas atbilst akumulatora pašreizējam diapazonam. Savam 8A akumulatoram es izmantoju 20A moduli.

1 HC-05 Bluetooth modulis. Man patīk ZS-040 šķirne, 6 kontaktu veids ar spiedpogu. Tā aizmugurē būs marķējums ZS-040.

1 50V līdz 5V DC-DC barošanas avots, ja jūsu velosipēdam ir 36V akumulators, kas būs aptuveni 42V pilnībā uzlādēts. Ja jums ir 48 V akumulators, tas būs pilnībā uzlādēts 56 vai 57 V, tāpēc jums var būt nepieciešams cits barošanas avots. Lūdzu, dariet mums zināmu, ko izmantojat, ja atrodat kaut ko 60V. Daži cilvēki saka, ka lielākā daļa USB sienas kārpu darbojas ar 48VDC (un augstāku), bet es to neesmu mēģinājis.

1/4W rezistori: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (palieliniet 10K, ja akumulatora jauda ir lielāka par 36V).

In-line drošinātāju turētājs un 2A drošinātājs.

taisna un taisna leņķa galvenes sloksnes

5,08 mm spaiļu bloki, 2 x 2

16AWG vītņots vads moduļu savienošanai.

22AWG cietais vads arduino ķēdei

Spaiļu bloka sloksne akumulatora un velosipēda savienojumiem

Lodāmurs

lodēt

Veids, kā piestiprināt savu Android ierīci pie velosipēda.

Lai ieprogrammētu Arduino un HC-05 moduli, jums būs nepieciešams arī 3,3 V USB uz ttl sērijas pārveidotājs (vai vismaz ISP programmētājs) un Arduino ide no https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Šis projekts tika veikts ar versiju 1.6.13, dažādas versijas var vai nevar darboties bez izmaiņām.

4. darbība: inicializējiet Arduino EPROM

Es ignorēju iekļaut šo soli sākotnējā pamācībā. Skices izmantotais EPROM apgabals ir jāinicializē, lai skice darbotos pareizi. Skici varētu uzrakstīt, lai to izdarītu automātiski, bet šobrīd tā nav.

Ja jūs nestrādājat ar arduino avota kodu, varat lejupielādēt šim solim pievienoto hex failu savā arduino, lai inicializētu EPROM.

Ja strādājat ar arduino avota kodu, sadaļā setup () ir divas rindiņas, kas izskatās šādi:

// inicializējiet EEPROM pirmo reizi, kad programma darbojas.

// updateEPROM ();

Ja noņemat komentāru otrajā rindā, lai tā izskatās šādi:

// inicializējiet EEPROM pirmo reizi, kad programma darbojas.

updateEPROM ();

Lejupielādējiet šo skici arduino un ļaujiet tai darboties. EPROM tiks inicializēts. Pēc tam iesakiet rindu nākamajam solim.

EPROM tiek izmantots, lai atcerētos, cik daudz akumulatora ir izlietots, lai jūs varētu braukt ar velosipēdu, apstāties un izslēgt akumulatoru, un, kad to atkal ieslēdzat, tas sāksies no vietas, kur beidzāt.

5. darbība: konfigurējiet Arduino

Lejupielādējiet Arduino kodu (pievienots hex fails) Pro Mini, izmantojot Arduino IDE vai avrdude. Parasti jūs šim nolūkam izmantotu USB -sērijas pārveidotāju, bet jūs varētu izmantot arī ISP programmētāju.

Atkal, ja vēlaties to apkopot pats, sāciet ar "izlaidumu". Jaunākajā "galvenajā" filiālē var būt nepārbaudītas izmaiņas.

Ja mainījāt 10K rezistoru uz kaut ko augstāku, skicē būs jāmaina arī akumulatora sprieguma dalītāja konstante. Mainīt 11.0 rindā "dubultā VBmultiplier = 11.0;" lai tas atbilstu jūsu instalētajam.

6. darbība: konfigurējiet HC-05 moduli

Jums ir jākonfigurē datu pārraides ātrums modulī HC-05. Ir arī patīkami piešķirt tam nosaukumu, kuru vēlāk viegli atpazīt (piemēram, "BIKE").

Šim nolūkam jūs izmantojat arī seriālā pārveidotāja moduli no USB līdz ttl. Ja jums nav sērijveida pārveidotāja, varat uzrakstīt arduino skici, lai to konfigurētu, vai arī, ja jums ir 2 HC-05 moduļi, tos varētu savienot kopā un izmantot vienu, lai ieprogrammētu otru (varbūt).

Šim modulim ir lielisks raksts vietnē

Jums ir jākonfigurē datu pārraides ātrums līdz 4800, lai tas atbilstu Arduino skicei, un jāmaina nosaukums uz "BIKE" vai kaut ko tādu, ko jūs atpazīsiet.

Kad modulis ir konfigurēts, Bluetooth iestatījumos varat to savienot pārī ar savu Android ierīci.

7. solis: samontējiet ķēdi

Esmu pievienojis skenētu manu ar roku zīmēto elektroinstalācijas shēmu atsaucei, ja kāds ir pietiekami vērienīgs, lai to labi uzzīmētu, lūdzu, dariet man zināmu:)

Izveidojiet šādus savienojumus:

(+) Velosipēda akumulators vienā drošinātāja pusē un velosipēda kontrolieris.

Drošinātāja otrā puse līdz DC pārveidotājam (+) IN terminālis un 10K rezistors akumulatora sprieguma ievadīšanai Arduino.

(-) Velosipēda akumulatoru uz (-) IN pārveidotājā un vienu ACS712 strāvas spaili.

Šajā brīdī, ieslēdzot akumulatoru, pārliecinieties, vai līdzstrāvas pārveidotājam ir 5 V spriegums, ja vēl neesat to izdarījis.

Izslēdziet akumulatoru un pabeidziet savienojumus:

(+) OUT no pārveidotāja Arduino 5V, HC05 VCC, ACS712 VCC.

(-) OUT no pārveidotāja uz Arduino GND, HC05 GND, ACS712 GND, Arduino tapa A2.

HC05 TXD līdz Arduino tapai 7

HC05 RXD no Bluetooth rezistoru dalītāja.

Arduino pin 8 uz Bluetooth rezistoru dalītāju.

ACS712 OUT uz Arduino tapu A3

Akumulatora sprieguma dalītājs ar Arduino tapu A1

(-) no velosipēda kontroliera līdz otrajai barošanas spailei uz ACS712.

Papildu atiestatīšanas poga nav īsti nepieciešama, tā varētu būt ērta, ja vēlaties lejupielādēt arduino pēc tam, kad tā ir instalēta jūsu velosipēdā. Jūs, iespējams, varēsit sasniegt arduino atiestatīšanas pogu vai arī atiestatīt to no seriālā interfeisa, ja jūsu pro mini to atbalsta.

Vēlreiz pārbaudiet savienojumus.

8. darbība. Iepriekšēja pārbaude

Šajā brīdī jūs varat ieslēgt ķēdi un pārbaudīt, vai Android lietotnē tiek rādīti rādījumi.

Jums vajadzētu būt iespējai savienot Bluetooth ar velosipēdu un redzēt akumulatora spriegumu un, cerams, tuvu nulles akumulatora strāvai. Ja jūs varat savilkt velosipēdu un redzēt izmaiņas pašreizējā rādījumā, tad viss darbojas.

Lietotne pieņem, ka akumulators izlādējas ar pozitīvu strāvu, tādēļ, ja rādījums rāda negatīvu strāvu, velkot velosipēdu, vienkārši nomainiet divus ACS712 moduļa strāvas vadus.

Ja lietotnē neredzat rādījumus, varat apskatīt Bluetooth moduļa gaismas, lai pārliecinātos, ka tas ir savienots un pārraida datus. Lai redzētu datus, kas tiek sūtīti no ķēdes, ierīcē varat instalēt Bluetooth termināļa lietotni. Jums vajadzētu redzēt aptuveni 10 rindas sekundē pašreizējos rādījumus un vienu rindu sekundē akumulatora spriegumu un izmantoto akumulatora daudzumu. Ja neko neredzat, vēlreiz pārbaudiet HC05 moduļa konfigurāciju un savienojumus starp arduino, rezistoru dalītāju un HC05 TXD termināli.

Visbeidzot, brauciet ar velosipēdu pietiekami ilgi, lai akumulatora izlietotā displejā tiktu parādīta vērtība, kas nav nulle. Pēc tam ilgi nospiediet šo numuru, līdz grauzdiņš parādās, ka lietošana ir atiestatīta. Skaitlim vajadzētu atgriezties pie nulles. Ja pēc dažām mēģinājumiem tas nenotiek, vēlreiz pārbaudiet savienojumus no HC05 RXD termināļa uz Arduino.

9. solis: galīgā montāža

Instalējiet visu montāžas aparatūru un piestipriniet arduino ķēdi savam velosipēdam. Uzstādiet savu Android ierīci somā vai citā turētājā, un viss ir gatavs!

Attēlos redzama akumulatora uzlādēšanās manā velosipēdā un soma manai Android ierīcei.

Jūs varat redzēt mazo plāksni akumulatora sprieguma dalītāja savienojumiem un ACS712, kas uzstādīts tā, lai pēc visu uzstādīšanas es varētu sasniegt spaiļu bloka skrūves. Bluetooth modulis HC-05 atkal atrodas labajā stūrī.

Baltajai spaiļu sloksnei ir visi akumulatora un velosipēda kontroliera savienojumi ar ķēdi.

Ja man tas būtu jādara vēlreiz, es noteikti apvienotu akumulatora sprieguma dalītāju un ACS712 uz tā paša meitas plates. Es varētu arī mēģināt uzstādīt Bluetooth moduli meitas plati zem arduino.

10. solis: turpmākie soļi

Android lietotne varētu izmantot daudz darba. Es vēlētos pievienot dažas krāsu izmaiņas, pamatojoties uz mērījumu diapazoniem. Vēlos pievienot norādi, ka lietotnē netiek atjaunināts mērījums. Varat arī pievienot dažus grafiskos mērinstrumentus. Pat jauka ikona būtu liels uzlabojums.

Labākā īpašība būtu “iztukšošanas aprēķins”, kas norādītu attālumu, ko varētu nobraukt ar atlikušo akumulatoru, un vai tas ir vairāk nekā attālums līdz galamērķim. Tā kā es parasti braucu vai nu uz darbu, vai uz mājām, mana doma ir, lai lietotnē tiktu saglabāti GPS "ceļa punkti", kuriem ir atlikušais attālums līdz mājām, un cik daudz akumulatora tiek patērēts vidēji šajā ceļa punktā. Jūs, iespējams, varētu arī kaut ko darīt ar datu savienojumu, bet man tāda parasti nav.

Es gribētu pāriet no šīs lietotnes Bluetooth bibliotēkas uz attīstītāku, piemēram, ar automātisku atkārtotu savienojumu.

Ja to veidojat, apsveriet iespēju pievienot izmērītajai strāvai aparatūras zemas caurlaidības filtru un izmērīt to atsevišķi, lai izmantotu kopējās izmantotās maksas aprēķinam. Pie zemām slodzēm, mazākām par 4A, mērījumi ir ļoti atšķirīgi, +/- 1A. Es neesmu pārliecināts, vai tā ir tikai mērījumu problēma, vai strāva mainās tik daudz, kad ritenis griežas. Jebkurā gadījumā ar precizitāti var palīdzēt atsevišķs vidējās strāvas mērījums sekundes vai divu laikā. Jūs varētu vienkārši paņemt strāvas paraugu ātrāk un darīt to programmatūrā, bet es nezinu, cik ātri jums vajadzētu veikt paraugu. Es domāju, ka osciloskopa uzlikšana signālam varētu palīdzēt izdomāt, cik ātri to ņemt.

Jūs varētu pievienot tādas lietas kā pitota caurule, lai izmērītu vēja ātrumu (tam jau ir instrukcija).

Jūs varat pievienot slēgtās cilpas droseļvārsta vadību no arduino.

Ja velosipēdam vienmēr esat vēlējies USB barošanas avotu, varat viegli vadīt kabeli no 5 V līdzstrāvas pārveidotāja arduino līdz pat visur, kur nepieciešams USB barošanas savienojums.

11. darbība: jautājumi un komentāri

Ja jums ir vispārīgi jautājumi par kādu no šeit esošajiem vienumiem, vislabāk ir to vienkārši googlēt, nevis uzdot šeit. Neviens no priekšmetiem nav kritisks, gandrīz noteikti varat aizstāt kaut ko citu un paveikt darbu.

Neprasiet man nosūtīt jums kodu, tas viss ir pieejams vietnē github. Iegūstiet to no turienes. Jums pat nav nepieciešams github konts.

Lūdzu, nejautājiet man, kā kaut ko darīt Android Studio vai Arduino. Es laikam nezinu. Atkal, vienkārši google.

Tiešām nejautājiet man par kādiem Apple produktiem, man nav ne jausmas.

Ja lietotne nedarbojas jūsu ierīcē, atvainojiet. Bet es droši vien nezinu, kā to salabot tā, lai tas notiktu. Tas darbojas manā tālrunī, tas ir viss, kas man nepieciešams.

Lai gan ieteikumi uzlabojumiem ir laipni gaidīti, es tos, iespējams, nekad neīstenos, man ir citas lietas, pie kurām virzīties tālāk. Es, iespējams, nekad pat īstenošu savus ieteikumus. Jūsu labākais risinājums ir kodēt vietni github un pievienot lietas pats. Ja jūs to darāt, lūdzu, informējiet cilvēkus šeit, lai viņi varētu izmantot jūsu kodu, nevis manu.

Ja jau esat izveidojis labāku versiju, lūdzu, ievietojiet šeit atsauci, lai citi par to uzzinātu. Es neapvainosies. Es labprāt ņemšu jūsu versiju un sākšu to izmantot.

12. darbība. Lietotnes atjauninājums testēšanai

Šīs ir atjauninātas lietotnes versijas.

Skaitļi ir daudz lielāki. Ir jauna ikona. Pogas "savienot" vairs nav. Augšējā labajā stūrī esošajā izvēlnē izmantojiet opciju "savienot - droši".

Šai versijai vajadzētu arī atgriezties pie Android versijas 2.3 piparkūkas. Tas darbojas uz mana lg P500 Optimus One.

Versijai "app-settings-debug.apk" ir iestatījumu izvēlne, kas ļauj iestatīt akumulatora jaudu tā, lai atlikušais procentuālais aprēķins būtu pareizs. Tas nav pilnībā pārbaudīts.