Elektrilise jalgratta (EBike) armatuurlaud ja aku monitor: 12 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

See projekt on Arduino ahel, mis jälgib aku pinget ja voolu ACS 712 mooduliga. Mõõtmised edastatakse Bluetoothi kaudu koos HC-05 mooduliga Android-seadmega. Põhimõtteliselt ühendate ACS712 mooduli kaudu negatiivse ühenduse kontrolleri ja aku vahel uuesti.

Androidi rakendus kuvab aku olekut, samuti praegust kiirust ja Androidi GPS -ist läbitud vahemaad

Androidi saab ratta külge kinnitada ilmastikukindlasse kotti. Arduino vooluring on püsivalt paigaldatud rattale ilmastikukindlasse kasti aku lähedale.

Androidi ja Arduino kood on saadaval saidil github. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino ja

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. Teil on vaja ka raamatukogusid https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… ja

Saadaval on ka sarnaste toodete kaubanduslikud versioonid, kui seda on rohkem, kui suudate käsitseda. Need leiate hõlpsalt googeldades "bluetooth 36v vattmeetrit". Kui vaatate mõnda pilti, näete Arduino Pro Mini, DC-DC toiteallikat ja tagaküljel olevat HC-05 (või -06) moodulit.

Kui te kunagi mõtlete, kui palju akut on alles või kui palju saate akuga edasi minna või kui teil on vaja pedaali või gaasihoovastikku vähendada, et jõuda sinna, kuhu lähete, siis seda vajate.

Teine potentsiaalne eelis on see, et võite rattaarvuti juhtraua küljest eemaldada, vabastades sellega ruumi, kuigi nüüd paigaldatakse telefon hoopis teie jalgrattale.

Nagu alati, antakse see teave sellisena, nagu see on, ilma igasuguse otsese või kaudse garantiita. Vastutate kõige eest, mida selle teabega teete. Ma ei vastuta mingil moel mis tahes kahjude eest. Vaadake teenusetingimuste jaotisest lahtiütlemisi.

Samm: juhendatavad värskendused

PeterB476 näitas mulle, et olin jätnud tähelepanuta Arduino EPROM -i initsialiseerimise sammu lisamise, nii et olen lisanud selle juhendile.

Olen hilisemale sammule lisanud ka 2 uut rakenduse versiooni. Neid pole põhjalikult testitud, kuid võite proovida.

Samm: installige Androidi rakendus

Pole mõtet ülejäänud selle projektiga jätkata, kui android -rakendus teie seadmes ei tööta. Githubi väljaannetele on lisatud android apk. Siia on lisatud ka apk -fail. Veenduge, et vähemalt rakenduse GPS -osa töötaks, ja proovige Bluetooth -seadmega ühendust luua.

Kui soovite rakenduse ise luua, soovitan teil alustada "vabastamispunktiga", kuna see tõenäoliselt mingil hetkel töötas, samas kui uusimal "haru" harul võib olla värskendusi, mida pole testitud.

Kopeerige apk -fail oma seadmesse. Peate oma seadme turvaseadetes lubama "Tundmatud allikad", kuna apk ei pärine Google Playst. Seejärel puudutage selle installimiseks lihtsalt oma seadmes olevat apk -faili.

Ilmselgelt nõuab rakendus Arduinoga suhtlemiseks bluetooth -lube ja teie GPS -i luba teie kiiruse ja läbitud vahemaa määramiseks.

Bluetooth -seadmega ühenduse loomiseks vajutage nuppu "kaugjuhtimispult". Vajutage "reset", et nullida läbitud vahemaa 0 -ks. Pärast aku laadimist hoidke selle tühjendamiseks väljal Ah kasutatud. Ah kasutatud väärtus salvestatakse, kui lülitate aku välja ja uuesti sisse ilma seda laadimata.

Samm: koguge osi

Pange tähele, et need osad on mõeldud 36 V aku jaoks. Kui teil on 48V aku, peate 10K takisti muutma 11K või 12K ja vajate erinevat DC-DC muundurit.

1 Ilmastikukindel korpus. Kasutasin 4x4x2 tolli PVC elektrikarpi.

1 tükk teie lemmik Stripboard või Protoboard

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHZ. Samuti saate hõlpsalt ehitada palja laua arduino, kuna te ei vaja pingeregulaatorit ega USB -liidest. Kõik, mida vajate, on ATMEGA328P, 16 MHz kristall ja mõned kondensaatorid. Võite kasutada ka Arduino Nano, kui teie korpuses on ruumi. Nano on suurem kui kaks esimest valikut, kuid sellel on sisseehitatud USB -liides, kui teil pole jadamuundurit.

1 ACS712 moodul, mis vastab teie aku praegusele vahemikule. Kasutasin oma 8A aku jaoks 20A moodulit.

1 HC-05 bluetooth moodul. Mulle meeldib ZS-040 sort, 6-nööpnõel koos nööbiga. Selle tagaküljel on silt ZS-040.

1 50V kuni 5V DC-DC toiteallikas, kui teie jalgrattal on 36V aku, mis on täis laetud umbes 42V. Kui teil on 48V aku, on see täislaetud 56 või 57V, seega võib vaja minna teistsugust toiteallikat. Palun andke meile teada, mida kasutate, kui leiate midagi 60V jaoks. Mõned inimesed ütlevad, et enamik usb -tüüpi tüükadest töötab 48VDC (ja kõrgemal), kuid ma pole seda proovinud.

1/4W takistid: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (suurendage 10K, kui aku on üle 36V).

Reas olev kaitsmehoidik ja 2A kaitse.

sirge ja täisnurga ülemised ribad

5,08 mm klemmliistud, 2 x 2

16AWG keermejuhe moodulite ühendamiseks.

22AWG tahke traat arduino ahela jaoks

Aku- ja jalgrattaühenduste klemmliistuliist

Jootekolb

jootma

Üks viis Android -seadme jalgratta külge kinnitamiseks.

Arduino ja HC-05 mooduli programmeerimiseks vajate ka 3.3V usb-ttl jadamuundurit (või vähemalt isp-programmeerijat) ja Arduino ide'i saidilt https://www.arduino.cc/en/Main/Software. See projekt tehti versiooniga 1.6.13, erinevad versioonid võivad ilma muudatusteta töötada või mitte.

Samm: lähtestage Arduino EPROM

Ma jätsin tähelepanuta selle sammu lisamise juhendisse. Visandi korralikuks kasutamiseks tuleb vormindada EPROMi ala, mida eskiis kasutab. Visandi võiks kirjutada, et seda automaatselt teha, kuid praegu seda ei tehta.

Kui te ei tööta arduino lähtekoodiga, saate EPROM -i initsialiseerimiseks alla laadida sellele sammule lisatud hex -faili oma arduinole.

Kui töötate arduino lähtekoodiga, on jaotises setup () kaks rida, mis näevad välja sellised:

// initsialiseeri EEPROM programmi esmakordsel käivitamisel.

// updateEPROM ();

Kui tühistate teise rea kommentaari, nii et see näeb välja selline:

// initsialiseeri EEPROM programmi esmakordsel käivitamisel.

updateEPROM ();

Laadige see visand arduinole alla ja laske sellel töötada. EPROM lähtestatakse. Seejärel soovitage rida järgmise sammu jaoks.

EPROM -i kasutatakse selleks, et meeles pidada, kui palju akust on kasutatud, et saaksite jalgrattaga sõita, aku peatada ja välja lülitada ning uuesti sisse lülitades algab see sealt, kus pooleli jäi.

Samm: seadistage Arduino

Laadige Arduino kood (lisatud kuusnurkfail) Pro Mini -le, kasutades Arduino IDE -d või avrdude iseenesest. Tavaliselt kasutaksite selleks usb -jadamuundurit, kuid võite kasutada ka ISP -programmeerijat.

Jällegi, kui soovite selle ise koostada, alustage "väljalaskega". Viimasel "põhiosal" võib olla testimata muudatusi.

Kui muutsite 10K takisti millekski kõrgemaks, peate visandis muutma ka aku pingejaguri konstanti. Muutke real 11.0 reas "topelt VBmultiplier = 11.0;" et see vastaks sellele, mille olete installinud.

6. samm: seadistage HC-05 moodul

Peate seadistama edastuskiiruse HC-05 moodulil. Samuti on tore anda sellele nimi, mille saate hiljem hõlpsasti ära tunda (näiteks "BIKE").

Kasutate selleks ka usb to tl jadamuunduri moodulit. Kui teil pole jadamuundurit, võite kirjutada arduino jaoks selle konfigureerimiseks visandi või kui teil on 2 HC-05 moodulit, võite need kokku ühendada ja kasutada ühte teise programmeerimiseks (võib-olla).

Selle mooduli kohta on suurepärane kirjutis aadressil

Peate konfigureerima andmeedastuskiiruseks 4800, et see vastaks Arduino visandile, ja muutke nimeks "BIKE" või midagi, mida te tunnete ära.

Kui moodul on konfigureeritud, saate selle oma Bluetooth -seadetes Android -seadmega siduda.

Samm: ühendage ahel kokku

Lisasin viitena oma käsitsi joonistatud ühendusskeemi skaneeringu, kui keegi on piisavalt ambitsioonikas selle kenasti ümber joonistada, palun andke mulle sellest teada:)

Tehke järgmised ühendused:

(+) Jalgratta aku kaitsme ja jalgratta kontrolleri ühele küljele.

Kaitsme teine pool alalisvoolu muunduri (+) IN -klemmiga ja 10K takisti Arduino aku pinge sisendiks.

(-) Jalgratta aku asendisse (-) IN muunduril ja üks ACS712 toiteterminal.

Siinkohal veenduge, et aku sisselülitamisel oleks teie alalisvoolu muundurist 5 V pinge, kui te pole seda juba teinud.

Lülitage aku uuesti välja ja ühendage:

(+) OUT muundurist Arduino 5V, HC05 VCC, ACS712 VCC.

(-) OUT konverterist Arduino GND, HC05 GND, ACS712 GND, Arduino pin A2.

HC05 TXD kuni Arduino tihvti 7

HC05 RXD bluetooth takisti jagajast.

Arduino tihvt 8 Bluetoothi takisti jagajani.

ACS712 OUT Arduino tihvti A3 külge

Aku pingejagur Arduino tihvtile A1

(-) jalgrattakontrollerist ACS712 teise toiteterminalini.

Täiendavat lähtestamisnuppu pole tegelikult vaja, see võib olla lihtsalt mugav, kui soovite pärast jalgrattale installimist arduino alla laadida. Võimalik, et pääsete arduino lähtestamisnupule või saate selle jadaliidesest lähtestada, kui teie pro mini seda toetab.

Kontrollige oma ühendusi veel kord.

8. etapp: eelkontroll

Sel hetkel saate vooluringi sisse lülitada ja kontrollida, kas androidrakenduses kuvatakse näiteid.

Peaksite saama jalgrattaga Bluetoothi ühendada ja näha aku pinget ning loodetavasti aku voolu lähedal. Kui saate ratta kokku keerata ja näha praegust näidu muutust, siis kõik töötab.

Rakendus eeldab, et aku tühjeneb positiivse vooluga, nii et kui näit näitab jalgratta keerutamisel negatiivset voolu, vahetage lihtsalt ACS712 mooduli kaks voolujuhet.

Kui te ei näe rakenduses ühtegi näitu, võite vaadata bluetooth -mooduli tulesid, veendumaks, et see on ühendatud ja edastab andmeid. Vooluahelast saadetavate andmete vaatamiseks saate oma seadmesse installida Bluetoothi terminalirakenduse. Te peaksite nägema umbes 10 rida sekundis praeguseid näitu ja üks rida sekundis aku pinget ja kasutatud aku kogust. Kui te midagi ei näe, kontrollige uuesti HC05 mooduli konfiguratsiooni ja ühendusi arduino, takisti jaguri ja HC05 TXD terminali vahel.

Lõpuks sõitke jalgrattaga piisavalt kaua, et aku kasutuses oleval ekraanil kuvataks nullist erinev väärtus. Seejärel vajutage seda numbrit kaua, kuni röstsai näitab, et kasutamine on lähtestatud. Number peaks naasma nulli. Kui see pärast mõne korra proovimist ei õnnestu, kontrollige uuesti ühendusi HC05 RXD terminali ja Arduino vahel.

9. samm: lõplik kokkupanek

Paigaldage kogu kinnitusdetail ja paigaldage arduino ahel oma jalgrattale. Pange oma Android -seade kotti või muusse hoidikusse ja oletegi valmis!

Piltidel on minu jalgratta aku torked ja minu Android -seadme kott.

Näete aku pingejaoturi ühenduste väikest plaati ja ACS712 -d, mis on paigaldatud nii, et pärast kõike paigaldamist jõuaksin klemmiploki kruvideni. Bluetooth-moodul HC-05 on tagasi paremas nurgas.

Valge klemmliistul on kõik aku ja jalgrattakontrolleri ühendused vooluringiga.

Kui peaksin seda uuesti tegema, kombineeriksin kindlasti sama pingelaua tüki aku pingejaguri ja ACS712. Võin proovida ka Bluetooth -moodulit arduino alla tütrelauale paigaldada.

10. samm: tulevased sammud

Androidi rakendus võib kasutada palju tööd. Tahaksin lisada värvimuutusi mõõtmiste vahemike põhjal. Lisaks sooviksin lisada märke, et mõõtmist rakenduses ei värskendata. Võite lisada ka mõned graafilised mõõturid. Isegi kena ikoon oleks suur edasiminek.

Parim omadus oleks "hinnanguline tühjenemine", mis ütleks teile, kui kaugele saaksite aku järele sõita, ja kas see on rohkem kui sihtkohta. Kuna ma tavaliselt sõidan kas tööle või koju, siis arvan, et rakendusse on salvestatud GPS -i "teekonnapunktid", milleni on jäänud vahemaa kodust ja kui palju akut sellel teekonnal keskmiselt kasutatakse. Andmeühendusega võiksite ilmselt ka midagi ette võtta, aga mul seda tavaliselt pole.

Tahaksin selle rakenduse bluetooth -raamatukogust eemalduda arenenumale, näiteks automaatse ühenduse loomisele.

Selle ehitamisel võite kaaluda mõõdetud voolule riistvara madalpääsfiltri lisamist ja selle eraldi mõõtmist, et kasutada kogu laengu arvutamiseks. Madalate koormuste korral, alla 4A, on mõõtmised väga erinevad, +/- 1A. Ma pole kindel, kas see on lihtsalt mõõtmisprobleem või vool muutub ratta pöörlemisel nii palju. Igal juhul võib täpsust aidata keskmise või keskmise voolu mõõtmine sekundi või kahe jooksul. Võiksite lihtsalt voolu kiiremini proovida ja teha seda tarkvaras, kuid ma ei tea, kui kiiresti peaksite proovi võtma. Ma arvan, et ostsilloskoobi panemine signaalile võib aidata välja selgitada, kui kiiresti proovi võtta.

Tuule kiiruse mõõtmiseks võite lisada selliseid asju nagu pitotoru (selleks on juba juhend).

Võiksite lisada arduino suletud ahelaga gaasihoovastiku.

Kui olete alati soovinud jalgrattale USB -toiteallikat, saate arduino jaoks mõeldud 5V alalisvoolu muunduri kaabli hõlpsalt juhtida kõikjale, kus vajate USB -toiteühendust.

11. samm: küsimused ja kommentaarid

Kui teil on mõne siinse üksuse kohta üldisi küsimusi, siis otsige googeldades selle asemel, et siin küsimusi esitada. Ükski üksus pole kriitiline, saate peaaegu kindlasti midagi muud asendada ja töö ära teha.

Ärge paluge mul teile koodi saata, kõik on githubis. Hankige see sealt. Teil pole isegi githubi kontot vaja.

Palun ärge minult küsige, kuidas Android Stuudios või Arduinos midagi teha. Ma ilmselt ei tea. Jällegi googeldage.

Ära tõesti küsi minult Apple'i toodete kohta, mul pole õrna aimugi.

Kui rakendus teie seadmes ei tööta, siis vabandust. Aga ma ilmselt ei tea, kuidas seda parandada nii, et see paraneb. See töötab minu telefonis, see on kõik, mida vajan.

Kuigi parandusettepanekud on teretulnud, ei hakka ma neid ilmselt kunagi ellu viima, mul on muid asju, millega edasi minna. Tõenäoliselt ei rakenda ma kunagi isegi oma ettepanekuid. Teie parim valik on kood githubis harutada ja asju ise lisada. Kui te seda teete, andke inimestele sellest siin teada, et nad saaksid minu koodi asemel teie koodi kasutada.

Kui olete juba ise parema versiooni loonud, postitage siia viide, et teised sellest teaksid. Ma ei solvu. Võtan hea meelega teie versiooni ja hakkan seda kasutama.

12. samm. Rakenduse värskendamine testimiseks

Need on rakenduse värskendatud versioonid.

Numbrid on palju suuremad. Seal on uus ikoon. Enam pole nuppu "Ühenda". Kasutage paremas ülanurgas menüüs valikut "Ühenda - turvaline".

See versioon peaks töötama ka tagasi Androidi versiooni 2.3 piparkookide juurde. See töötab minu lg P500 Optimus Onega.

Versioonil "app-settings-debug.apk" on seadete menüü, mis võimaldab määrata aku mahtuvust nii, et järelejäänud protsendi arvutamine oleks õige. Seda pole täielikult testitud.