Doe-het-zelf-fietssnelheidsmeter: 6 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Dit project kwam in me op toen ik mijn MEM-project (Mechanical Engineering Measurement) deed, een onderwerp in mijn B.tech. Het idee is om de hoeksnelheid van het wiel van mijn fiets te meten. Door de diameter te kennen en de wiskundige legende van alle tijden, de pi(3.14), kan de snelheid worden berekend. Ook als u weet hoe vaak het wiel is gedraaid, kan de afgelegde afstand gemakkelijk worden bepaald. Als extra bonus besloot ik een snavellicht aan mijn cyclus toe te voegen. Nu was de uitdaging om wanneer het remlicht te draaien. Antwoord staat hieronder.

Stap 1: De structuren

Het is erg belangrijk voor dit project om een sterke en stabiele ondersteuning te hebben. De gedachte is dat de fiets een zware impuls kan krijgen wanneer hij voor een kuil staat of wanneer u besluit plezier te hebben en de fiets op een ruige rit te nemen. Onze input wordt ook vastgelegd wanneer een magneet op het wiel de hall-effectsensor op de steun kruist. Als alles tegelijk misgaat, toont de arduino de snelheden van een hogesnelheidstrein. Je wilt ook niet dat je beste vriend arduino op de weg valt, alleen maar omdat je besloot lui te zijn en wat goedkoop materiaal te gebruiken

Dus, om veilig te zijn, heb ik besloten om met aluminium strips te gaan, omdat ze gemakkelijk kunnen worden gesneden en geboord, corrosiebestendig en goedkoop, wat altijd goed is voor doe-het-zelf.

Ik heb ook wat moeren (met ringen) en bouten gebruikt om ze op het frame te bevestigen, aangezien ze stevig op het chassis moeten worden geplaatst. Dit zou ook helpen als u de dingen verkeerd plaatst en ze moet verplaatsen.

Een ander belangrijk onderdeel is dat de elektronica goed moet worden geïsoleerd van de steunen als ze van metaal zijn zoals ik heb gemaakt. De hete lijm die ik gebruikte werkte prima, omdat het ook wat schokken absorbeert en het scherm dempt.

Stap 2: Sensor en de magneet

Het meet- en invoergedeelte van het project is gebaseerd op dit onderdeel. Het idee is om een magneet op het fietswiel te plaatsen en een hall-effectsensor aan het frame toe te voegen, zodat elke keer dat de magneet de sensor kruist, de Arduino weet dat er een revolutie is voltooid en het kan de snelheid en de afstand berekenen.

De hier gebruikte sensor is de klassieke A3144 hall-effectsensor. Deze sensor trekt zijn output laag wanneer een bepaalde paal in de juiste richting staat. De oriëntatie is erg belangrijk omdat de buitenste pool de output niet beïnvloedt.

Hier zijn enkele foto's die de juiste oriëntatie tonen. Ook de hall-effectsensor vereist een 10k pullup-weerstand. Dit in mijn project is vervangen door de 20k pull-up weerstanden in de Arduino.

Het zorgvuldig plaatsen van de magneet is belangrijk. Als u het iets te ver plaatst, kan dit leiden tot inconsistente metingen of ontbrekende omwentelingen en als u het heel dichtbij plaatst, kan de magneet de sensor raken, wat niet erg wenselijk is.

Als je goed observeert, zal het wiel wat kantelen met de as en dit zal resulteren in korsten en troggen. Probeer de magneet in de trog te plaatsen. Persoonlijk heb ik niet zoveel moeite gedaan.

Stap 3: Weergeven

Deze weergave is theoretisch optioneel, maar je hebt iets nodig om de snelheid en de afstand en de snelheid in realtime weer te geven. Denken over het gebruik van een laptop is volkomen absurd. Het display dat ik heb gebruikt is een 0,96 inch OLED-display met I2C als communicatieprotocol tussen de slave en de master.

De geposte foto's tonen de drie modi waar de Arduino automatisch tussen schakelt.

1) Degene met een kleine start in de linkerbenedenhoek is wanneer de arduino net is gestart en met succes is opgestart.

2) Degene met km/uur is de snelheid. Deze modus wordt alleen weergegeven wanneer de cyclus in beweging is en gaat automatisch uit zodra de cyclus stopt.

3) De laatste met meters (Lang leve het metrieke stelsel) als eenheid is uiteraard de afstand die de cyclus heeft afgelegd. Zodra de cyclus stopt, schakelt de arudino over om de afstand binnen 3 seconden weer te geven

Dit systeem is niet perfect. Het geeft tijdelijk de afgelegde afstand weer, zelfs als de fiets in beweging is. Hoewel dit een imperfectie vertoont, vind ik deze schattig.

Stap 4: Stroombron

Omdat het project een beetje omvangrijk is, kan er niet altijd een stopcontact in de buurt beschikbaar zijn om op te laden. Dus besloot ik lui te zijn en gewoon een powerbank als stroombron te gebruiken en een mini-usb-kabel te gebruiken om de usb-voeding van de powerbank aan te sluiten op de arduino nano.

Maar je moet de powerbank zorgvuldig selecteren. Het is belangrijk om een goede geometrie te hebben, zodat deze gemakkelijk kan worden gemonteerd. Ik ben gewoon verliefd op de powerbank die ik heb gebruikt voor zo'n regelmatige en vierkante geometrie.

Ook de powerbank moet een beetje dom zijn. Het ding is om stroom te besparen, de powerbanks zijn ontworpen om de uitgang uit te schakelen als het stroomverbruik niet boven een bepaalde drempelwaarde komt. Ik vermoed dat deze drempel minimaal 200-300 mA is. Ons circuit heeft een maximale stroomafname van niet meer dan 20mA. Een normale powerbank zal dus de uitgang uitschakelen. Dit kan ertoe leiden dat u denkt dat er een fout in uw circuit is. Deze specifieke powerbank werkt met zo'n klein stroomverbruik en dit gaf me nog een reden om van deze powerbank te houden.

Stap 5: Remlicht (volledig optioneel)

Als extra functie heb ik besloten om een remlicht toe te voegen. De vraag was hoe ik zou vinden als ik brak. Nou, het blijkt dat als ik rem de cyclus vertraagt. Dit betekent dat als ik de acceleratie bereken en als deze negatief is, ik de remlichten kan aandoen. Dit betekent echter dat de lichten aan zouden gaan, zelfs als ik gewoon stop met trappen.

Ik heb ook geen transistor aan mijn lamp toegevoegd, wat absoluut wordt aanbevolen. Als iemand dit project doet en dit onderdeel op de juiste manier integreert, zou ik dat graag zien en er foto's voor toevoegen.

Ik heb de stroom rechtstreeks afkomstig van de digitale pin 2 van de arduino nano

Stap 6: Het programma

Zoals altijd schreef ik het programma op Arduino IDE. Ik was aanvankelijk gericht op het loggen van de parameters op een SD-kaart. Maar helaas zou ik in dat geval drie bibliotheken moeten gebruiken, SD.h, Wire.h en SPI.h. Deze gecombineerd met de kern besloegen 84% van het beschikbare geheugen en IDE waarschuwde me voor de stabiliteitsproblemen. Het duurde echter niet lang of de arme nano crashte elke keer en alles bevroor na een tijdje. Opnieuw opstarten resulteerde in het herhalen van de geschiedenis.

Dus ik schrapte het SD-gedeelte en becommentarieerde de regels die verband hielden met de SD-kaart. Als iemand dit probleem heeft kunnen oplossen, zou ik graag de veranderingen zien.

Ook heb ik in deze stap nog een pdf-document bijgevoegd waarin ik de code in detail heb uitgelegd.

Stel gerust vragen als die er zijn.

Veel plezier met klussen;-)