Elektrikli Bisiklet (EBike) Pano ve Akü Monitörü: 12 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Bu proje ACS 712 modülü ile akü voltajını ve akımını izleyen bir Arduino devresidir. Ölçümler, Bluetooth üzerinden bir HC-05 modülü ile bir Android cihaza iletilir. Temel olarak, ACS712 modülünden geçmek için kontrol cihazınız ile pil arasındaki negatif bağlantıyı yeniden kurarsınız.

Android uygulaması, pil durumunu, mevcut hızı ve Android GPS'den kat edilen mesafeyi görüntüler.

Android, hava koşullarına dayanıklı bir çanta içinde bisiklete monte edilebilir. Arduino devresi, pilin yanında bisiklet üzerinde hava koşullarına dayanıklı bir kutuya kalıcı olarak monte edilmiştir.

Android ve Arduino kodu github'da mevcuttur. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino ve

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. Ayrıca https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… ve https://github.com/edj2001/libraries) kitaplıklarına da ihtiyacınız olacak.

İşleyebileceğinizden daha fazlaysa, benzer ürünlerin ticari versiyonları mevcuttur. Bunları "bluetooth 36v watt metre" aratarak kolayca bulabilirsiniz. Bazı resimlere bakarsanız, bir Arduino Pro Mini, bir DC-DC güç kaynağı ve arkada bir HC-05 (veya -06) modülü göreceksiniz.

Ne kadar pilinizin kaldığını veya pille ne kadar daha ileri gidebileceğinizi merak ediyorsanız veya gittiğiniz yere ulaşmak için pedal çevirmeniz veya gazı azaltmanız gerekiyorsa, ihtiyacınız olan şey budur.

Diğer bir potansiyel avantaj, bisiklet bilgisayarını gidonunuzdan çıkarmaya karar vererek biraz yer açabilmenizdir, ancak artık telefonunuz bunun yerine bisikletinize monte edilecektir.

Her zaman olduğu gibi, bu bilgiler olduğu gibi sağlanır, açık veya zımni hiçbir garanti verilmez. Bu bilgilerle yaptığınız her şeyden siz sorumlusunuz. Herhangi bir zarardan hiçbir şekilde sorumlu veya yükümlü olmayacağım. Hizmet Şartları'ndaki sorumluluk reddi bölümüne bakın.

Adım 1: Eğitilebilir Güncellemeler

PeterB476 bana Arduino EPROM'u başlatmak için bir adım eklemeyi ihmal ettiğimi gösterdi, bu yüzden bunu talimata ekledim.

Ayrıca uygulamanın 2 yeni sürümünü daha sonraki bir adıma ekledim. Tam olarak test edilmediler, ancak onları deneyebilirsiniz.

2. Adım: Android Uygulamasını Yükleyin

Android uygulaması cihazınızda çalışmıyorsa, bu projenin geri kalanına devam etmenin bir anlamı yoktur. Github'dan çıkan sürümlerde android apk ekli. Apk dosyası da buraya eklenmiştir. En azından uygulamanın GPS bölümünün çalıştığından emin olun ve bir bluetooth cihazına bağlanmayı deneyebilirsiniz.

Uygulamayı kendiniz oluşturmak istiyorsanız, muhtemelen bir noktada çalıştığı için bir "yayınlama" noktasıyla başlamanızı öneririm, oysa en son "ana" dalda test edilmemiş güncellemeler olabilir.

Apk dosyasını cihazınıza kopyalayın. Apk Google Play'den gelmediği için cihazınızın Güvenlik ayarlarında "Bilinmeyen Kaynaklar"a izin vermeniz gerekecektir. Ardından, yüklemek için cihazınızdaki apk dosyasına dokunmanız yeterlidir.

Açıkçası, uygulama Arduino ile iletişim kurmak için bluetooth izinleri ve hızınızı ve kat ettiğiniz mesafeyi belirlemek için GPS izinlerini gerektirir.

Bir bluetooth cihazına bağlanmayı denemek için "uzaktan" düğmesine basın. Gidilen mesafeyi 0'a sıfırlamak için "sıfırla"ya basın. Bataryanızı şarj ettikten sonra sıfırlamak için Ah kullanılmış alanını basılı tutun. Pili şarj etmeden kapatıp açarsanız kullanılan Ah değeri kaydedilir.

3. Adım: Parçaları Toplayın

Bu parçaların 36V pil için olduğunu unutmayın. 48V piliniz varsa, 10K direncini 11K veya 12K olarak değiştirmeniz gerekecek ve farklı bir DC-DC dönüştürücüye ihtiyacınız olacak.

1 Hava koşullarına dayanıklı muhafaza. 4x4x2 inç PVC elektrik kutusu kullandım.

1 adet En sevdiğiniz Stripboard veya Protoboard

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHZ. Voltaj regülatörüne veya usb arayüzüne ihtiyacınız olmadığı için kolayca bir bareboard arduino da oluşturabilirsiniz. Tek ihtiyacınız olan ATMEGA328P, bir 16MHZ kristal ve birkaç kapasitör. Kasanızda yer varsa, bir Arduino Nano da kullanabilirsiniz. Nano, ilk iki seçenekten daha büyüktür, ancak seri dönüştürücünüz yoksa yerleşik USB arabirimine sahiptir.

Pilinizin mevcut aralığına uygun 1 ACS712 modülü. 8A pilim için 20A modül kullandım.

1 HC-05 bluetooth modülü. ZS-040 çeşidini seviyorum, butonlu 6 pinli tip. Arkasında ZS-040 olarak etiketlenecektir.

1 50V ila 5V DC-DC güç kaynağı, bisikletinizde yaklaşık 42V tam şarj olacak 36V pil varsa. 48V piliniz varsa, 56 veya 57V tam şarjlı olacaktır, bu nedenle farklı bir güç kaynağına ihtiyacınız olabilir. 60V için bir şey bulursanız lütfen ne kullandığınızı bize bildirin. Bazı insanlar çoğu usb duvar siğillerinin 48VDC'de (ve daha yüksek) çalıştığını söylüyor, ancak ben denemedim.

1/4W Dirençler: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (piliniz 36V'tan fazlaysa 10K'yı artırın).

Sıralı sigorta tutucusu ve 2A sigorta.

düz ve dik açılı Başlık Şeritleri

5.08 mm klemensler, 2 x 2

Modülleri birbirine bağlamak için 16AWG örgülü tel.

Arduino devresi için 22AWG katı tel

Pil ve bisiklet bağlantıları için Terminal Bloğu Şeridi

Havya

lehim

Android cihazınızı bisikletinize monte etmenin bir yolu.

Arduino ve HC-05 modülünü programlamak için ayrıca bir 3.3V usb'den ttl'ye seri dönüştürücüye (veya en azından bir ISP programlayıcıya) ve https://www.arduino.cc/en/Main/Software adresinden Arduino ide'ye ihtiyacınız olacak. Bu proje 1.6.13 sürümü ile yapılmıştır, farklı sürümler değişiklik yapılmadan çalışabilir veya çalışmayabilir.

Adım 4: Arduino EPROM'u Başlatın

Bu adımı orijinal talimata dahil etmeyi ihmal ettim. Çizimin düzgün çalışması için çizim tarafından kullanılan EPROM alanı başlatılmalıdır. Taslak bunu otomatik olarak yapmak için yazılabilir, ancak bu noktada yazmıyor.

Arduino kaynak kodu ile çalışmıyorsanız, EPROM'u başlatmak için bu adıma eklenen hex dosyasını arduino'nuza indirebilirsiniz.

Arduino kaynak koduyla çalışıyorsanız, setup() bölümünde şuna benzeyen iki satır vardır:

//Program ilk çalıştığında EEPROM'u başlat.

//güncellemeEPROM();

İkinci satırı şöyle görünecek şekilde kaldırırsanız:

//Program ilk çalıştığında EEPROM'u başlat.

updateEPROM();

Bu çizimi arduino'ya indirin ve çalışmasına izin verin. EPROM başlatılacaktır. Ardından bir sonraki adım için satırı önerin.

EPROM, bisikletinize binebilmeniz, pili durdurup kapatabilmeniz için pilin ne kadar kullanıldığını hatırlamak için kullanılır ve tekrar açtığınızda kaldığınız yerden başlayacaktır.

Adım 5: Arduino'yu Yapılandırın

Arduino IDE veya avrdude kullanarak Arduino kodunu (hex dosyası ekli) Pro Mini'ye indirin. Normalde bunun için usb'den seriye dönüştürücü kullanırsınız, ancak bir isp programcısı da kullanabilirsiniz.

Yine, kendiniz derlemek istiyorsanız, bir "yayın" ile başlayın. En son "ana" dalda denenmemiş değişiklikler olabilir.

10K direncini daha yüksek bir değere değiştirdiyseniz, çizimdeki akü voltaj bölücü sabitini de değiştirmeniz gerekecektir. "double VBmultiplier = 11.0;" satırındaki 11.0'ı değiştirin. ne yüklediyseniz eşleştirmek için.

Adım 6: HC-05 Modülünü Yapılandırın

HC-05 modülünde baud hızını yapılandırmanız gerekir. Daha sonra kolayca tanıyabileceğiniz bir isim vermek de güzel ("BIKE" gibi).

Bunun için de usb to ttl seri dönüştürücü modülünü kullanıyorsunuz. Seri dönüştürücünüz yoksa, yapılandırmak için bir arduino için bir taslak yazabilirsiniz veya 2 HC-05 modülünüz varsa, bunları birbirine bağlayabilir ve birini diğerini (belki) programlamak için kullanabilirsiniz.

www.martyncurrey.com/arduino-with-hc-05-bluetooth-module-at-mode/ adresinde bu modül hakkında mükemmel bir yazı bulunmaktadır.

Arduino taslağına uyması için baud hızını 4800 olarak yapılandırmanız ve adı "BIKE" veya tanıyacağınız bir şey olarak değiştirmeniz gerekir.

Modül yapılandırıldıktan sonra, bluetooth ayarlarınızdan android cihazınızla eşleştirebilirsiniz.

Adım 7: Devreyi Birleştirin

Referans için elle çizilmiş kablo şemamın bir taramasını ekledim, eğer biri onu güzel bir şekilde yeniden çizmek için yeterince hırslıysa, lütfen bana bildirin:)

Aşağıdaki bağlantıları yapın:

(+) Bisiklet Pili, sigortanın ve bisiklet kumandasının bir tarafına.

Sigortanın diğer tarafı DC dönüştürücü (+)IN terminali ve Arduino'da akü voltaj girişi için 10K direnç.

(-) Bisiklet Aküsü (-)IN konvertörde ve bir ACS712 güç terminalinde.

Bu noktada, henüz yapmadıysanız, pilinizi açtığınızda DC dönüştürücünüzden 5V olduğundan emin olun.

Pili tekrar kapatın ve bağlantıları tamamlayın:

(+) Arduino 5V, HC05 VCC, ACS712 VCC dönüştürücüsünden ÇIKIŞ.

(-) OUT dönüştürücüden Arduino GND, HC05 GND, ACS712 GND, Arduino pin A2'ye.

HC05 TXD'den Arduino pin 7'ye

Bluetooth direnç bölücüden HC05 RXD.

Arduino pin 8'den bluetooth direnç bölücüye.

ACS712 ÇIKIŞ - Arduino pin A3

Arduino pin A1'e Akü Voltaj Bölücü

(-) Bisiklet Kontrolöründen ACS712'deki ikinci güç terminaline.

Ekstra sıfırlama düğmesi gerçekten gerekli değildir, sadece arduino'yu bisikletinize yükledikten sonra indirmek istediğinizde uygun olabilir. Arduino üzerindeki reset butonuna ulaşabilir veya pro mini'niz destekliyorsa seri arayüzden resetleyebilirsiniz.

Bağlantılarınızı iki kez kontrol edin.

8. Adım: Ön Doğrulama

Bu noktada devreyi açabilir ve android uygulamasında okumalar aldığınızı doğrulayabilirsiniz.

Bluetooth'u bisiklete bağlayabilmeli ve akü voltajını ve umarım sıfıra yakın akü akımı görebilmelisiniz. Bisikleti döndürebilir ve mevcut okuma değişikliğini görebilirseniz, her şey çalışıyor demektir.

Uygulama, pozitif akımın pili boşalttığını varsayar, bu nedenle bisikleti döndürdüğünüzde okuma negatif bir akım gösteriyorsa, ACS712 modülündeki iki akım kablosunu değiştirin.

Uygulamada herhangi bir okuma görmüyorsanız, bağlı olduğundan ve veri ilettiğinden emin olmak için bluetooth modülünün üzerindeki ışıklara bakabilirsiniz. Devreden gönderilen verileri görmek için cihazınıza bir bluetooth terminal uygulaması yükleyebilirsiniz. Saniyede yaklaşık 10 satır akım okuması ve saniyede bir satır akü voltajı ve kullanılan pil miktarı görmelisiniz. Hiçbir şey görmüyorsanız, HC05 modülünün konfigürasyonunu ve arduino, direnç bölücü ve HC05 TXD terminali arasındaki bağlantıları tekrar kontrol edin.

Son olarak, pil kullanılmış ekranında sıfır olmayan bir değerin görüntülenmesi için bisikleti yeterince uzun çalıştırın. Ardından, kullanımın sıfırlandığını belirten tost görünene kadar bu numaraya uzun basın. Sayı sıfıra dönmelidir. Birkaç kez denedikten sonra olmazsa, HC05 RXD terminalinden Arduino'ya olan bağlantıları tekrar kontrol edin.

Adım 9: Son Montaj

Tüm montaj donanımlarını kurun ve arduino devresini bisikletinize monte edin. Android cihazınızı bir çantaya veya başka bir tutucuya takın ve hazırsınız!

Resimler, bisikletimdeki pil bıçaklarını ve android cihazımın çantasını gösteriyor.

Akü voltaj bölücü bağlantıları için küçük panoyu ve her şeyi monte ettikten sonra klemens vidalarına ulaşabilmem için ACS712'nin monte edildiğini görebilirsiniz. HC-05 bluetooth modülü sağ köşeye geri döndü.

Beyaz terminal şeridi, devreye yönelik tüm pil ve bisiklet kontrol bağlantılarına sahiptir.

Tekrar yapmak zorunda kalsaydım, Akü voltaj bölücüyü ve ACS712'yi kesinlikle aynı ek kartta birleştirirdim. Bluetooth modülünü arduino'nun altındaki bir ek karta da monte etmeyi deneyebilirim.

Adım 10: Gelecek Adımlar

Android Uygulaması çok fazla iş kullanabilir. Ölçümler için aralıklara göre bazı renk değişiklikleri eklemek istiyorum. Ayrıca, uygulamada bir ölçümün güncellenmediğine dair bir gösterge eklemek istiyorum. Ayrıca bazı grafik göstergeler de ekleyebilirsiniz. Güzel bir simge bile büyük bir gelişme olacaktır.

En iyi özellik, kalan pilinizle gidebileceğiniz mesafeyi ve bunun hedefinize olan mesafeden daha fazla olup olmadığını söyleyen bir "tahmini boşalacak" olacaktır. Normalde işe ya da eve gittiğim için, benim düşüncem, uygulamada eve kalan mesafeye sahip GPS "ara noktalarının" kayıtlı olması ve bu ara noktada ortalama olarak ne kadar pil kullanıldığı. Muhtemelen veri bağlantısıyla da bir şeyler yapabilirsin, ama normalde bende yok.

Bu uygulamadaki bluetooth kitaplığından, örneğin otomatik yeniden bağlanma özelliğine sahip daha gelişmiş bir kitaplığa geçmek istiyorum.

Bunu yaparsanız, ölçülen akıma bir donanım düşük geçiş filtresi eklemeyi ve kullanılan toplam şarj hesaplaması için ayrı olarak ölçmeyi düşünebilirsiniz. 4A'dan daha az düşük yüklerde, ölçüm +/-1A gibi büyük ölçüde değişir. Sadece bir ölçüm sorunu mu yoksa çark döndükçe mevcut değişiklikler mi olduğundan emin değilim. Her durumda, bir veya iki saniye boyunca ayrı bir ortalama akım ölçümü doğruluk konusunda yardımcı olabilir. Akımı daha hızlı örnekleyebilir ve yazılımda yapabilirsiniz, ancak ne kadar hızlı örneklemeniz gerektiğini bilmiyorum. Sanırım sinyale bir osiloskop koymak, onu ne kadar hızlı örnekleyeceğinizi anlamaya yardımcı olabilir.

Rüzgar hızını ölçmek için pitot tüpü gibi şeyler ekleyebilirsiniz (bunun için zaten bir talimat var).

Arduino'dan kapalı döngü gaz kelebeği kontrolü ekleyebilirsiniz.

Bisikletinizde her zaman bir USB güç kaynağı olmasını istediyseniz, arduino için 5V DC dönüştürücüden USB güç bağlantısına ihtiyacınız olan her yere kadar bir kabloyu kolayca çalıştırabilirsiniz.

11. Adım: Sorular ve Yorumlar

Buradaki öğelerden herhangi biri hakkında genel sorularınız varsa, burada soru sormak yerine google'da aramanız en iyisidir. Öğelerin hiçbiri kritik değildir, neredeyse kesinlikle başka bir şeyin yerine geçebilir ve işi bitirebilirsiniz.

Benden sana kodu göndermemi isteme, hepsi github'da. Oradan al. Bir github hesabına bile ihtiyacınız yok.

Lütfen bana Android Studio veya Arduino'da nasıl bir şey yapacağımı sormayın. Muhtemelen bilmiyorum. Yine, sadece google.

Bana herhangi bir Apple ürünü hakkında soru sormayın, hiçbir fikrim yok.

Uygulama cihazınızda çalışmıyorsa, üzgünüm. Ama muhtemelen onu nasıl düzelteceğimi bilmiyorum ki öyle olsun. Telefonumda çalışıyor, tek ihtiyacım olan bu.

İyileştirme önerileri memnuniyetle karşılansa da, muhtemelen bunları asla uygulamayacağım, devam etmem gereken başka şeyler var. Muhtemelen kendi önerilerimi bile asla uygulamayacağım. En iyi seçeneğiniz, kodu github'da çatallamak ve kendiniz bir şeyler eklemek. Bunu yaparsanız, lütfen insanlara buradan bildirin, böylece benim kodum yerine sizin kodunuzu kullanabilirler.

Kendiniz zaten daha iyi bir sürüm oluşturduysanız, başkalarının bilmesi için lütfen buraya bir referans gönderin. rahatsız olmayacağım. Sürümünüzü alıp kullanmaya başlamaktan mutluluk duyacağım.

12. Adım: Test için Uygulama Güncellemesi

Bunlar, uygulamanın güncellenmiş sürümleridir.

Rakamlar çok daha büyük. Yeni bir simge var. Artık "bağlan" düğmesi yok. Sağ üst köşedeki menüden "bağlan - güvenli" seçeneğini kullanın.

Bu sürüm aynı zamanda Android sürüm 2.3 zencefilli kurabiyeye geri dönmelidir. lg P500 Optimus One'ımda çalışıyor.

"app-settings-debug.apk" sürümü, kalan yüzde hesaplamasının doğru olması için pilinizin kapasitesini ayarlamanıza izin veren bir ayarlar menüsüne sahiptir. Tamamen test edilmemiştir.