Velocímetre de cicle de bricolatge: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest projecte em va venir al cap quan feia el meu projecte MEM (Mechanical Engineering Measurement), un tema de la meva B.tech. La idea és mesurar la velocitat angular de la roda de la meva bicicleta. Així, coneixent el diàmetre i la llegenda matemàtica de tots els temps, es pot calcular la velocitat pi (3.14). Sabent també el nombre de vegades que gira la roda, es pot conèixer fàcilment la distància recorreguda. Com a bonificació addicional, vaig decidir afegir un bec al meu cicle. Ara el repte era quan girar el llum de fre. La resposta és a continuació.

Pas 1: les estructures

Per a aquest projecte és molt important disposar de suports forts i estables. La idea és que el cicle pot patir un fort impuls quan s’enfronta a un forat o quan decideix divertir-se i fer el cicle en un viatge difícil. A més, la nostra entrada es captura quan un imant a la roda creua el sensor d’efecte de sala al suport. Si totes les coses van malament simultàniament, l'arduino mostrarà la velocitat d'un ferrocarril d'alta velocitat. Tampoc no voleu que el vostre millor amic arduino caigui a la carretera només perquè heu decidit fer mandra i fer servir material barat

Per tant, per estar segur, vaig decidir anar amb tires d’alumini, ja que es poden tallar i perforar fàcilment, a prova de corrosió i barates, cosa que sempre és bona per fer bricolatge.

També he utilitzat unes femelles (amb volanderes) i perns per fixar-les al marc ja que s’han de col·locar de manera segura al xassís. Això també ajudaria si col·loqueu les coses malament i les hagueu de reubicar.

Una altra part important és que l’electrònica ha d’estar aïllada correctament dels suports si estan fets de qualsevol metall com jo. La cola calenta que vaig utilitzar va funcionar bé, ja que també absorbeix una mica de xoc i amortiment de la pantalla.

Pas 2: sensor i imant

La part de mesura i entrada del projecte es basa en aquesta part: la idea és col·locar un imant a la roda del cicle i afegir un sensor d’efecte hall al marc perquè cada cop que l’imant creui el sensor, l’arduino sàpiga que s’ha completat una revolució. i pot calcular la velocitat i la distància.

El sensor que s’utilitza aquí és el clàssic sensor d’efecte hall A3144. Aquest sensor baixa la seva sortida quan un pol en particular s’orienta a l’orientació correcta. L'orientació és molt important ja que el pol exterior no afectarà la sortida.

Aquí teniu algunes imatges que mostren l’orientació adequada. El sensor d'efecte hall també requereix una resistència de tracció de 10 k. Això en el meu projecte es substitueix per les resistències pull-up de 20 k a l’arduino.

Col·locar l'imant amb cura és important. Situar-lo una mica fins a molt pot provocar una lectura inconsistent o falta revolucions i col·locar-lo molt a prop pot provocar que l’imant toqui el sensor, cosa que no és molt desitjable.

Si observeu detingudament, la roda tindrà una certa inclinació amb l’eix i això resultarà en escorces i abeuradors. Proveu de col·locar l’imant a l’abeurador. Personalment no vaig fer tants esforços.

Pas 3: visualització

Aquesta pantalla és teòricament opcional, però necessiteu alguna cosa per mostrar la velocitat i la distància i accelerar en temps real. Pensar en utilitzar un ordinador portàtil és totalment absurd. La pantalla que he utilitzat és una pantalla OLED de 0,96 polzades amb I2C com a protocol de comunicació entre l'esclau i el mestre.

Les imatges publicades mostren els tres modes entre els quals l’arduino canvia automàticament.

1) El que té un petit inici a la cantonada inferior esquerra és quan l’arduino acaba de començar i s’ha arrencat amb èxit.

2) La que té km / h és la velocitat. Aquest mode només es mostra quan el cicle està en moviment i s’apaga automàticament un cop el cicle s’atura.

3) L'últim amb metres (visca el sistema mètric) com a unitats és, òbviament, la distància que ha recorregut el cicle. Un cop el cicle s'atura, l'arudino canvia per mostrar la distància en 3 segons

Aquest sistema no és perfecte. Mostra momentàniament la distància recorreguda fins i tot quan el cicle està en moviment. Tot i que això mostra una imperfecció, la trobo bonica.

Pas 4: font d'alimentació

El projecte, una mica voluminós, no sempre pot tenir disponible una presa de corrent a la paret propera per carregar-la. Així que vaig decidir ser mandrós i simplement utilitzar un banc d’alimentació com a font d’alimentació i utilitzar un mini cable USB per connectar l’alimentació USB del banc d’alimentació a l’arduino nano.

Però heu de seleccionar el powerbank amb cura. És important tenir una geometria adequada perquè s’adapti fàcilment. Simplement estic enamorat del banc de potència que he utilitzat per a una geometria tan regular i quadrada.

A més, el banc de potència ha de ser una mica ximple. El cas és que per estalviar energia, els bancs d’energia estan dissenyats per apagar la sortida si el consum de corrent no supera un determinat valor llindar. Sospito que aquest llindar serà com a mínim de 200-300 mA. El nostre circuit tindrà un consum de corrent màxim de 20 mA com a màxim. Per tant, un banc d’energia normal tancarà la sortida. Això us pot fer creure que hi ha algun error en el vostre circuit. Aquest banc de poder en particular funciona amb un consum de corrent tan petit i això em va donar una altra raó per estimar aquest banc de potència.

Pas 5: llum de freno (completament opcional)

Com a característica addicional, vaig decidir afegir un llum de fre. La pregunta era com trobaria si trencava. Doncs resulta que si freno el cicle es desaccelera. Això significa que si calculo l’acceleració i si resulta negativa, puc encendre els llums de fre. Tanmateix, això significa que els llums s’encendrien fins i tot si només deixés de pedalar.

Tampoc no he afegit cap transistor a la meva llum, cosa que és totalment recomanable. Si algú fa aquest projecte i integra correctament aquesta part, estaré encantat de veure-ho i afegir-hi imatges.

He obtingut directament el corrent del pin digital 2 de l'arduino nano

Pas 6: el programa

Com sempre, vaig escriure el programa a Arduino IDE. Inicialment, tenia com a objectiu registrar els paràmetres en una targeta sd. Però, malauradament, en aquest cas hauria d’utilitzar tres biblioteques, SD.h, Wire.h i SPI.h. Aquests combinats amb el nucli ocupaven el 84% de la memòria disponible i IDE em va advertir dels problemes d'estabilitat. No obstant això, no va passar molt de temps que el pobre nano es va estavellar cada vegada i tot es va congelar al cap d'un temps. El reinici es va repetir la història.

Així que vaig desfer la part SD i vaig comentar les línies relacionades amb la targeta SD. Si algú pogués superar aquest problema, m'agradaria veure els canvis.

A més, he adjuntat un altre document pdf en aquest pas en què he explicat el codi amb detall.

Si us plau, no dubteu a fer preguntes.

Feliç bricolatge;-)