Paneli elektrik i biçikletës (EBike) dhe monitori i baterisë: 12 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Ky projekt është një qark Arduino që monitoron tensionin dhe rrymën e baterisë me një modul ACS 712. Matjet komunikohen përmes Bluetooth me një modul HC-05 në një pajisje Android. Në thelb ju rilidhni lidhjen negative midis kontrolluesit tuaj dhe baterisë për të kaluar përmes modulit ACS712.

Aplikacioni Android shfaq statusin e baterisë, si dhe shpejtësinë dhe distancën aktuale të përshkuar nga GPS Android

Android mund të montohet në biçikletë në një çantë të papërshkueshme nga moti. Qarku Arduino është montuar përgjithmonë në një kuti të papërshkueshme nga moti në biçikletë pranë baterisë.

Kodi Android dhe Arduino është i disponueshëm në github. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino dhe

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. Ju gjithashtu do të keni nevojë për bibliotekat https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… dhe

Ka versione komerciale të produkteve të ngjashme në dispozicion nëse kjo është më shumë sesa mund të jeni në gjendje të trajtoni. Ju mund t'i gjeni lehtësisht duke googluar "bluetooth 36v vat meter". Nëse shikoni disa nga fotografitë, do të shihni një Arduino Pro Mini, një furnizim me energji DC-DC dhe një modul HC-05 (ose -06) në anën e pasme.

Nëse ndonjëherë pyesni veten se sa bateri ju ka mbetur, ose sa më shumë mund të vazhdoni me baterinë, ose nëse keni nevojë të pedaloni ose zvogëloni mbytjen për të arritur atje ku po shkoni, kjo është ajo që ju nevojitet.

Një avantazh tjetër i mundshëm është se ju mund të vendosni të hiqni kompjuterin e biçikletës nga timoni, duke liruar pak hapësirë, edhe pse tani telefoni juaj do të jetë i montuar në biçikletën tuaj.

Si gjithmonë, ky informacion jepet ashtu siç është pa asnjë garanci të çdo lloji, të shprehur ose të nënkuptuar. Ju jeni përgjegjës për gjithçka që bëni me këtë informacion. Unë nuk do të jem përgjegjës ose përgjegjës në asnjë mënyrë për çdo dëm. Shihni seksionin e mohimeve në Kushtet e Shërbimit.

Hapi 1: Përditësime të udhëzueshme

PeterB476 më tregoi se kisha neglizhuar të përfshija një hap për të inicuar Arduino EPROM, kështu që e kam shtuar atë në udhëzuesen.

Unë gjithashtu kam shtuar 2 versione të reja të aplikacionit në një hap të mëvonshëm. Ata nuk janë testuar plotësisht, por mund t'i provoni.

Hapi 2: Instaloni Aplikacionin Android

Nuk ka kuptim të vazhdoni me pjesën tjetër të këtij projekti nëse aplikacioni android nuk punon në pajisjen tuaj. Lëshimet nga github kanë apk android të bashkangjitur. Skedari apk gjithashtu është i bashkangjitur këtu. Sigurohuni që të paktën pjesa GPS e aplikacionit të funksionojë dhe mund të provoni të lidheni me një pajisje bluetooth.

Nëse doni ta ndërtoni vetë aplikacionin, ju sugjeroj të filloni me një pikë "lëshimi" sepse ndoshta ka punuar në një moment, ndërsa dega e fundit "master" mund të ketë azhurnime që nuk janë testuar.

Kopjoni skedarin apk në pajisjen tuaj. Ju do të duhet të lejoni "Burimet e panjohura" në cilësimet e sigurisë në pajisjen tuaj pasi apk nuk ka ardhur nga Google Play. Pastaj thjesht prekni skedarin apk në pajisjen tuaj për ta instaluar.

Padyshim që aplikacioni kërkon leje bluetooth për të komunikuar me Arduino, dhe leje GPS për të përcaktuar shpejtësinë dhe distancën tuaj të udhëtuar.

Shtypni butonin "telekomandë" për t'u përpjekur të lidheni me një pajisje bluetooth. Shtypni "reset" për të rivendosur distancën e kaluar në 0. Mbajeni fushën e përdorur të baterisë Ah për ta rivendosur pasi të keni ngarkuar baterinë. Vlera e përdorur Ah do të ruhet nëse e fikni dhe ndizni baterinë pa e ngarkuar atë.

Hapi 3: Mblidhni Pjesët

Vini re se këto pjesë janë për një bateri 36V. Nëse keni një bateri 48V, do t'ju duhet të ndryshoni rezistencën 10K në 11K ose 12 K, dhe do t'ju duhet një konvertues tjetër DC-DC.

1 rrethim i papërshkueshëm nga moti. Kam përdorur një kuti elektrike PVC 4x4x2 inç.

1 copë Stripboard ose Protoboard tuaj të preferuar

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHZ. Ju gjithashtu mund të ndërtoni me lehtësi një arduino të zhveshur pasi nuk keni nevojë për një rregullator të tensionit ose ndërfaqe USB. E tëra që ju nevojitet është ATMEGA328P, një kristal 16MHZ dhe disa kondensatorë. Ju gjithashtu mund të përdorni një Arduino Nano nëse keni vend në rrethimin tuaj. Nano është më i madh se dy zgjedhjet e para, por ka ndërfaqen USB të integruar nëse nuk keni një konvertues serik.

1 modul ACS712 që përputhet me gamën aktuale të baterisë tuaj. Kam përdorur një modul 20A për baterinë time 8A.

1 modul bluetooth HC-05. Më pëlqen shumëllojshmëria ZS-040, lloji me 6 kunja me butonin. Ai do të etiketohet ZS-040 në anën e pasme.

1 Furnizim me energji 50V deri në 5V DC-DC nëse biçikleta juaj ka një bateri 36V, e cila do të jetë rreth 42V e ngarkuar plotësisht. Nëse keni një bateri 48V, do të jetë 56 ose 57V plotësisht e ngarkuar, kështu që mund të keni nevojë për një furnizim me energji të ndryshme. Ju lutemi na tregoni se çfarë përdorni nëse gjeni diçka për 60V. Disa njerëz thonë se shumica e lythave të murit usb punojnë në 48VDC (dhe më të lartë), por unë nuk e kam provuar.

Rezistorë 1/4W: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (rrisni 10K nëse bateria juaj është më shumë se 36V).

Mbajtës i siguresave në linjë dhe siguresa 2A.

Shirita me kokë me kënd të drejtë dhe të drejtë

Blloqe terminale 5.08 mm, 2 x 2

Teli i bllokuar 16AWG për ndërlidhjen e moduleve.

Teli i fortë 22AWG për qarkun arduino

Shiriti i bllokut të terminalit për lidhjet e baterisë dhe biçikletës

Makine per ngjitjen e metalit

lidhës

Një mënyrë për të montuar pajisjen tuaj android në biçikletën tuaj.

Për të programuar modulin Arduino dhe HC-05 do t'ju duhet gjithashtu një konvertues serial 3.3V usb për ttl (ose të paktën një programues isp) dhe idenë Arduino nga https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Ky projekt është bërë me versionin 1.6.13, versione të ndryshme mund ose nuk mund të funksionojnë pa modifikim.

Hapi 4: Filloni Arduino EPROM

Unë neglizhova ta përfshij këtë hap në udhëzuesin origjinal. Zona e EPROM që përdoret nga skica duhet të inicohet që skica të funksionojë siç duhet. Skica mund të shkruhet për ta bërë atë automatikisht, por në këtë pikë nuk ndodh.

Nëse nuk jeni duke punuar me kodin burimor arduino, mund të shkarkoni skedarin gjashtëkëndësh të bashkangjitur në këtë hap në arduino tuaj për të inicializuar EPROM.

Nëse jeni duke punuar me kodin burimor arduino, ka dy rreshta në seksionin setup () që duken kështu:

// inicializoni EEPROM herën e parë që programi funksionon.

// updateEPROM ();

Nëse nuk e komentoni rreshtin e dytë në mënyrë që të duket kështu:

// inicializoni EEPROM herën e parë që programi funksionon.

updateEPROM ();

Shkarkoni atë skicë në arduino dhe lëreni të funksionojë. EPROM do të inicializohet. Pastaj rekomandoni rreshtin për hapin tjetër.

EPROM përdoret për të kujtuar se sa nga bateria është përdorur në mënyrë që të mund të ngisni biçikletën tuaj, të ndaloni dhe fikni baterinë, dhe kur ta ndizni përsëri do të fillojë nga ku e keni lënë.

Hapi 5: Konfiguroni Arduino

Shkarkoni kodin Arduino (skedari gjashtëkëndësh i bashkangjitur) në Pro Mini duke përdorur ose Arduino IDE ose avrdude në vetvete. Normalisht ju do të përdorni konvertuesin usb në serial për këtë, por mund të përdorni edhe një programues isp gjithashtu.

Përsëri, nëse doni ta përpiloni vetë, filloni me një "lëshim". Dega e fundit "master" mund të ketë ndryshime të paprovuara.

Nëse e ndryshuat rezistencën 10K në diçka më të lartë, do t'ju duhet gjithashtu të ndryshoni konstantën e ndarësit të tensionit të baterisë në skicë. Ndryshoni 11.0 në rreshtin "double VBmultiplier = 11.0;" të përputhet me gjithçka që keni instaluar.

Hapi 6: Konfiguroni modulin HC-05

Ju duhet të konfiguroni normën e baudit në modulin HC-05. Niceshtë gjithashtu bukur t'i vësh një emër që lehtë mund ta njohësh më vonë (si "BIKE").

Ju përdorni modulin e konvertuesit serik usb to ttl edhe për këtë. Nëse nuk keni një konvertues serik, mund të shkruani një skicë për një arduino për ta konfiguruar, ose mendoj se nëse keni 2 module HC-05, mund t'i lidhni së bashku dhe të përdorni njërin për të programuar tjetrin (ndoshta).

Ekziston një shkrim i shkëlqyeshëm për këtë modul në

Ju duhet të konfiguroni normën e baud në 4800 që të përputhet me skicën Arduino dhe të ndryshoni emrin në "BIKE" ose diçka që do ta njihni.

Pasi të konfigurohet moduli, mund ta çiftoni me pajisjen tuaj android në cilësimet tuaja bluetooth.

Hapi 7: Mblidhni qarkun

Unë kam bashkangjitur një skanim të diagramit tim të instalimit të telave për referencë, nëse dikush është mjaft ambicioz për ta rishikuar bukur, ju lutem më tregoni:)

Bëni lidhjet e mëposhtme:

(+) Bateria e biçikletës në njërën anë të siguresës dhe kontrolluesit të biçikletave.

Ana tjetër e siguresës në konvertues DC (+) IN terminal dhe rezistencë 10K për hyrjen e tensionit të baterisë në Arduino.

(-) Bateria e biçikletës në (-) IN në konvertues dhe një terminal të energjisë ACS712.

Në këtë pikë sigurohuni që të keni 5V nga konvertuesi juaj DC kur ndizni baterinë tuaj nëse nuk e keni bërë tashmë.

Fikeni baterinë dhe përfundoni lidhjet:

(+) JASHT from nga konvertuesi Arduino 5V, HC05 VCC, ACS712 VCC.

(-) JASHT from nga konvertuesi në Arduino GND, HC05 GND, ACS712 GND, kunj Arduino A2.

HC05 TXD në Arduino pin 7

HC05 RXD nga ndarësi i rezistencës bluetooth.

Arduino pin 8 në ndarësin e rezistencës bluetooth.

ACS712 JASH te kunja Arduino A3

Ndarësi i tensionit të baterisë në pinin Arduino A1

(-) nga Kontrolluesi i Bike në terminalin e dytë të energjisë në ACS712.

Butoni shtesë i rivendosjes nuk kërkohet vërtet, thjesht mund të jetë i përshtatshëm kur dëshironi të shkarkoni në arduino pasi të jetë instaluar në biçikletën tuaj. Ju mund të jeni në gjendje të arrini butonin e rivendosjes në arduino, ose mund ta rivendosni atë nga ndërfaqja serike nëse pro mini juaj e mbështet atë.

Kontrolloni dy herë lidhjet tuaja.

Hapi 8: Verifikimi paraprak

Në këtë pikë mund të ndizni qarkun dhe të verifikoni që po lexoni në aplikacionin android.

Ju duhet të jeni në gjendje të lidhni bluetooth -in me biçikletën dhe të shihni tensionin e baterisë dhe shpresoj që të jeni afër zero rrymës së baterisë. Nëse mund të rrotulloni biçikletën dhe të shihni ndryshimin aktual të leximit, atëherë gjithçka po funksionon.

Aplikacioni supozon se rryma pozitive po e shkarkon baterinë, kështu që nëse leximi tregon një rrymë negative kur rrotulloni biçikletën, thjesht ndërroni dy telat aktualë në modulin ACS712.

Nëse nuk shihni ndonjë lexim në aplikacion, mund të shikoni dritat në modulin bluetooth për t'u siguruar që është i lidhur dhe transmeton të dhëna. Mund të instaloni një aplikacion terminal bluetooth në pajisjen tuaj për të parë të dhënat që dërgohen nga qarku. Duhet të shihni rreth 10 rreshta në sekondë të leximeve aktuale, dhe një rresht në sekondë tensionin e baterisë dhe sasinë e baterisë së përdorur. Nëse nuk shihni asgjë, kontrolloni sërish konfigurimin e modulit HC05 dhe lidhjet midis arduino, ndarësit të rezistencës dhe terminalit HC05 TXD.

Së fundi, drejtojeni biçikletën aq gjatë sa të ketë një vlerë jo-zero të shfaqur në ekranin e përdorur të baterisë. Pastaj shtypni gjatë mbi atë numër derisa dolli të shfaqet se përdorimi është rivendosur. Numri duhet të kthehet në zero. Nëse nuk ndodh pasi keni provuar disa herë, kontrolloni sërish lidhjet nga terminali HC05 RXD në Arduino.

Hapi 9: Asambleja Përfundimtare

Instaloni të gjithë pajisjet e montimit dhe montoni qarkun arduino në biçikletën tuaj. Montoni pajisjen tuaj android në një çantë ose mbajtëse tjetër dhe jeni gati për të shkuar!

Fotografitë tregojnë goditjet e baterisë në biçikletën time dhe çantën për pajisjen time android.

Ju mund të shihni tabelën e vogël për lidhjet e ndarjes së tensionit të baterisë dhe ACS712 të montuar në mënyrë që të arrij vidhat e bllokut të terminalit pasi të montoni gjithçka. Moduli bluetooth HC-05 është kthyer në këndin e djathtë.

Shiriti i bardhë i terminalit ka të gjitha lidhjet e baterisë dhe kontrolluesit të biçikletës në qark.

Nëse do të më duhej ta bëja përsëri, patjetër që do të kombinoja ndarësin e tensionit të baterisë dhe ACS712 në të njëjtën copë tabela. Unë gjithashtu mund të përpiqem të montoj modulin bluetooth në një tabelë nën arduino.

Hapi 10: Hapat e ardhshëm

Aplikacioni Android mund të përdorë shumë punë. Unë do të doja të shtoja disa ndryshime ngjyrash bazuar në diapazonin e matjeve. Unë gjithashtu do të doja të shtoja tregues se një matje nuk po përditësohet në aplikacion. Ju gjithashtu mund të shtoni disa matës grafikë. Edhe një ikonë e bukur do të ishte një përmirësim i madh.

Karakteristika më e mirë do të ishte një "vlerësim për të zbrazur" që do t'ju tregojë distancën që mund të udhëtoni me baterinë tuaj të mbetur dhe nëse kjo është më shumë se distanca në destinacionin tuaj. Meqenëse normalisht udhëtoj ose për në punë ose për në shtëpi, mendimi im është që të kem "pikat e rrugës" GPS të ruajtura në aplikacion që kanë distancën e mbetur nga shtëpia dhe sa bateri përdoret mesatarisht në atë pikë. Ju ndoshta mund të bëni diçka edhe me një lidhje të dhënash, por unë normalisht nuk e kam një të tillë.

Do të doja të largohesha nga biblioteka bluetooth në këtë aplikacion në një më të zhvilluar që ka rilidhje automatike për shembull.

Nëse e ndërtoni këtë, mund të konsideroni shtimin e një filtri harduerik me kalim të ulët në rrymën e matur dhe matjen e tij veç e veç për t'u përdorur për llogaritjen e ngarkesës totale të përdorur. Në ngarkesa të ulëta, më pak se 4A ose më shumë, matja ndryshon shumë, +/- 1A. Nuk jam i sigurt nëse është vetëm një problem matjeje apo ndryshon rryma aq sa rrota rrotullohet. Në çdo rast, një matje e veçantë e rrymës mesatare gjatë një ose dy sekondave mund të ndihmojë me saktësinë. Ju thjesht mund të provoni rrymën më shpejt dhe ta bëni atë në softuer, por nuk e di sa shpejt do të duhej të provonit. Unë mendoj se vendosja e një oshiloskopi në sinjal mund të ndihmojë të kuptoni se sa shpejt ta marrni atë.

Ju mund të shtoni gjëra si një tub pitot për të matur shpejtësinë e erës (tashmë ka një udhëzues për këtë).

Ju mund të shtoni kontroll të mbytjes me lak të mbyllur nga arduino.

Nëse gjithmonë keni kërkuar një burim energjie USB në biçikletën tuaj, lehtë mund të drejtoni një kabllo nga konvertuesi 5V DC për arduino deri kudo që keni nevojë për lidhje të energjisë USB.

Hapi 11: Pyetje dhe Komente

Nëse keni pyetje të përgjithshme për ndonjërin nga artikujt këtu, është mirë që vetëm ta kërkoni në Google në vend që të bëni pyetje këtu. Asnjë nga artikujt nuk është kritik, ju me siguri mund të zëvendësoni diçka tjetër dhe të përfundoni punën.

Mos më kërkoni që t’ju dërgoj kodin, është e gjitha në github. Merre nga atje. Ju as nuk keni nevojë për një llogari github.

Ju lutem mos më pyetni se si të bëj diçka në Android Studio ose në Arduino. Ndoshta nuk e di. Përsëri, thjesht kërkoni në Google.

Me të vërtetë mos më pyet për ndonjë produkt Apple, nuk kam asnjë ide.

Nëse aplikacioni nuk punon në pajisjen tuaj, më vjen keq. Por unë ndoshta nuk di si ta rregulloj atë në mënyrë që të funksionojë. Punon në telefonin tim, kjo është gjithçka që më duhet.

Megjithëse sugjerimet për përmirësime janë të mirëseardhura, unë ndoshta nuk do t'i zbatoj kurrë, kam gjëra të tjera për të kaluar. Unë ndoshta kurrë nuk do të zbatoj as sugjerimet e mia. Basti juaj më i mirë është të vendosni kodin në github dhe t'i shtoni gjërat vetë. Nëse e bëni këtë, ju lutemi njoftoni njerëzit këtu në mënyrë që ata të përdorin kodin tuaj në vend të timen.

Nëse tashmë keni krijuar një version më të mirë vetë, ju lutemi postoni një referencë për të këtu, në mënyrë që të tjerët të dinë për të. Nuk do të ofendohem. Do të jem i lumtur të marr versionin tuaj dhe të filloj ta përdor atë.

Hapi 12: Përditësimi i aplikacionit për testim

Këto janë versione të përditësuara të aplikacionit.

Numrat janë shumë më të mëdhenj. Ka një ikonë të re. Nuk ka më buton "lidheni". Përdorni opsionin "lidheni - sigurohuni" nga menyja e këndit të sipërm të djathtë.

Ky version gjithashtu duhet të rikthehet në versionin Android 2.3 me kek me xhenxhefil. Punon në LG P500 Optimus One.

Versioni "app-settings-debug.apk" ka një menu cilësimesh që ju lejon të vendosni kapacitetin e baterisë tuaj në mënyrë që përqindja e mbetur e llogaritjes të jetë e saktë. Nuk është testuar plotësisht.