לוח המחוונים וצג הסוללה של אופניים חשמליים (EBike): 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

פרויקט זה הוא מעגל Arduino המפקח על מתח הסוללה והזרם באמצעות מודול ACS 712. המדידות מועברות באמצעות Bluetooth עם מודול HC-05 למכשיר אנדרואיד. בעצם אתה מחבר מחדש את החיבור השלילי בין הבקר והסוללה שלך כדי לעבור דרך מודול ACS712.

אפליקציית האנדרואיד מציגה את מצב הסוללה, כמו גם את המהירות והמרחק הנוכחי מ- GPS ה- Android

האנדרואיד יכול להיות מותקן על האופניים בתיק עמיד בפני מזג אוויר. מעגל ה- Arduino מותקן באופן קבוע בקופסה עמידה בפני מזג אוויר על האופניים ליד הסוללה.

קוד אנדרואיד וארדואינו זמין ב- github. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino ו-

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. תזדקק גם לספריות https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… ו-

קיימות גרסאות מסחריות של מוצרים דומים אם זה יותר ממה שאולי תוכל להתמודד. אתה יכול למצוא אותם בקלות על ידי חיפוש בגוגל "bluetooth 36v watt meter". אם תסתכל על כמה מהתמונות, תראה Arduino Pro Mini, ספק כוח DC-DC ומודול HC-05 (או -06) מאחור.

אם אי פעם תוהה כמה סוללה נשאר לך, או כמה רחוק אתה יכול להמשיך על הסוללה, או אם אתה צריך לדווש או להפחית את המצערת כדי להגיע לאן שאתה הולך, זה מה שאתה צריך.

יתרון פוטנציאלי נוסף הוא שאתה עשוי להחליט להסיר את מחשב האופניים מהכידון שלך, ולפנות קצת מקום, אם כי כעת הטלפון שלך יותקן על האופניים שלך במקום זאת.

כמו תמיד, מידע זה מסופק כפי שהוא ללא אחריות מכל סוג שהוא, מפורשת או משתמעת. אתה אחראי לכל מה שאתה עושה עם מידע זה. לא אהיה אחראי או אחראי בשום צורה לנזקים כלשהם. עיין בסעיף ההצהרות בתנאי השימוש.

שלב 1: עדכונים ניתנים להדרכה

PeterB476 הראה לי שהזנחתי לכלול שלב לאתחול ה- EPROM של Arduino, אז הוספתי את זה למדריך.

הוספתי גם 2 גרסאות חדשות של האפליקציה לשלב מאוחר יותר. הם לא נבדקו ביסודיות אבל אתה יכול לנסות אותם.

שלב 2: התקן את אפליקציית Android

אין טעם להמשיך עם שאר הפרויקט הזה אם אפליקציית האנדרואיד לא עובדת במכשיר שלך. הגרסאות מ- github מצורפות ל- apk של אנדרואיד. קובץ ה- apk מצורף גם כאן. ודא שלפחות חלק ה- GPS של האפליקציה פועל, ותוכל להתחבר להתקן Bluetooth.

אם ברצונך לבנות את האפליקציה בעצמך, אני מציע שתתחיל עם נקודת "שחרור" מכיוון שכנראה היא עבדה בשלב כלשהו, בעוד שענף ה"מאסטר "האחרון עשוי לכלול עדכונים שלא נבדקו.

העתק את קובץ ה- apk למכשיר שלך. יהיה עליך לאפשר "מקורות לא ידועים" בהגדרות האבטחה במכשיר שלך מכיוון שה- apk לא הגיע מ- Google Play. לאחר מכן הקש על קובץ ה- apk במכשיר שלך כדי להתקין אותו.

ברור שהאפליקציה דורשת הרשאות Bluetooth כדי לתקשר עם ה- Arduino, והרשאות ה- GPS כדי לקבוע את המהירות והמרחק הנסיעה שלך.

לחץ על כפתור "מרחוק" כדי לנסות להתחבר להתקן Bluetooth. הקש על "איפוס" כדי לאפס את המרחק שנסע ל -0. החזק את הסוללה Ah בשימוש בשדה המשמש לאיפוס אותה לאחר טעינת הסוללה. הערך המשומש Ah יישמר אם תכבה והדלק את הסוללה מבלי לטעון אותה.

שלב 3: אסוף חלקים

שים לב שחלקים אלה מיועדים לסוללה של 36V. אם יש לך סוללה של 48V תצטרך לשנות את הנגד 10K ל -11K או 12K, ותצטרך ממיר DC-DC אחר.

1 מארז עמיד בפני מזג אוויר. השתמשתי בקופסת חשמל PVC בגודל 4x4x2 אינץ '.

חתיכה אחת מהסטריפבורד או הפרוטובורד האהובים עליך

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHZ. אתה יכול גם לבנות arduino bareboard בקלות מכיוון שאתה לא צריך ווסת מתח או ממשק USB. כל מה שאתה צריך הוא ATMEGA328P, קריסטל 16MHZ וכמה קבלים. אתה יכול גם להשתמש ב- Arduino Nano אם יש לך מקום במארז שלך. ה- Nano גדול משתי האפשרויות הראשונות, אך יש לו ממשק USB מובנה אם אין לך ממיר סדרתי.

מודול ACS712 אחד שיתאים לטווח הנוכחי של הסוללה שלך. השתמשתי במודול 20A לסוללת 8A שלי.

מודול Bluetooth אחד HC-05. אני אוהב את זן ZS-040, מסוג 6 פינים עם כפתור הלחיצה. זה יהיה מסומן ZS-040 על הגב.

אספקת חשמל אחת של 50V עד 5V DC-DC אם לאופניים שלך יש סוללה של 36V, אשר תהיה טעונה כ- 42V. אם יש לך סוללה של 48V, היא תהיה טעונה במלואה של 56 או 57V, כך שתצטרך ספק כוח אחר. אנא יידע אותנו במה אתה משתמש אם אתה מוצא משהו עבור 60V. יש אנשים שאומרים שרוב יבלות הקיר USB עובדות על 48VDC (ומעלה), אבל לא ניסיתי את זה.

נגדים של 1/4W: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (הגדל את 10K אם הסוללה שלך עולה על 36V).

מחזיק נתיכים בשורה ונתיך 2A.

רצועות כותרת ישרות וימניות

בלוקים מסוף 5.08 מ מ, 2 x 2

חוט תקוע 16AWG לחיבור המודולים.

חוט מוצק 22AWG למעגל הארדואינו

רצועת בלוק מסוף לחיבורי הסוללה והאופניים

מלחם

לְרַתֵך

דרך להרכיב את מכשיר האנדרואיד שלך לאופניים שלך.

כדי לתכנת את מודול ה- Arduino ו- HC-05 תזדקק גם לממיר סידורי מסוג usb to ttl (או לפחות מתכנת isp) וה- Arduino ide מ- https://www.arduino.cc/en/Main/Software. פרויקט זה בוצע עם גירסה 1.6.13, גרסאות שונות עשויות לפעול ללא שינוי ללא שינוי.

שלב 4: אתחל את EPROM של Arduino

הזנחתי לכלול שלב זה במדריך המקורי. יש לאתחל את שטח ה- EPROM המשמש את הסקיצה כדי שהסקיצה תפעל כראוי. ניתן לכתוב את הסקיצה בכדי לעשות זאת באופן אוטומטי, אך בשלב זה לא.

אם אינך עובד עם קוד המקור של arduino, תוכל להוריד את קובץ ה- hex המצורף לשלב זה ל- arduino שלך לאתחול ה- EPROM.

אם אתה עובד עם קוד המקור של הארדואינו, ישנן שתי שורות בסעיף ההתקנה () שנראות כך:

// אתחל את ה- EEPROM בפעם הראשונה שהתוכנית מופעלת.

// updateEPROM ();

אם תבטל את התגובה של השורה השנייה כך שהיא תיראה כך:

// אתחל את ה- EEPROM בפעם הראשונה שהתוכנית מופעלת.

updateEPROM ();

הורד את המערכון הזה לארדואינו ותן לו לרוץ. ה- EPROM יאתחל. לאחר מכן, המלץ מחדש על השורה לשלב הבא.

ה- EPROM משמש לזכור כמה מהסוללה נוצלה כדי שתוכל לרכוב על האופניים שלך, לעצור ולכבות את הסוללה, וכאשר אתה מפעיל אותה מחדש היא תתחיל מהמקום שבו הפסקת.

שלב 5: הגדר את Arduino

הורד את קוד ה- Arduino (קובץ hex מצורף) ל- Pro Mini באמצעות ה- Arduino IDE או avrdude בפני עצמו. בדרך כלל היית משתמש בממיר usb ל סדרתי לשם כך, אך תוכל להשתמש גם במתכנת ISP.

שוב, אם אתה רוצה לאסוף אותו בעצמך, התחל עם "שחרור". בענף ה"מאסטר "האחרון עשויים להיות שינויים שלא נבדקו.

אם שינית את הנגד 10K למשהו גבוה יותר, יהיה עליך גם לשנות את קבוע מחלק מתח הסוללה בסקיצה. שנה את 11.0 בשורה "VBmultiplier כפול = 11.0;" שיתאים למה שהתקנת.

שלב 6: הגדר את מודול HC-05

עליך להגדיר את קצב השידור במודול HC-05. זה גם נחמד לתת לו שם שתוכל לזהות בקלות אחר כך (כמו "BIKE").

אתה משתמש גם במודול ממיר סדרתי מסוג usb to ttl בשביל זה. אם אין לך ממיר סדרתי אתה יכול לכתוב סקיצה עבור arduino כדי להגדיר אותו, או שאני מניח שאם יש לך 2 מודולים HC-05 אתה יכול לחבר אותם יחד ולהתכנת אחד לתכנות את השני (אולי).

יש כתיבה מצוינת על מודול זה בכתובת

עליך להגדיר את קצב השידור ל- 4800 כך שיתאים לסקיצה של Arduino, ולשנות את השם ל- "BIKE" או משהו שתזהה.

לאחר הגדרת המודול, תוכל לשייך אותו למכשיר האנדרואיד שלך בהגדרות ה- Bluetooth שלך.

שלב 7: הרכבת מעגל

צירפתי סריקה של תרשים החיווט המצויר ביד לעיון, אם מישהו שאפתני מספיק כדי לצייר אותו יפה, אנא יידע אותי:)

בצע את החיבורים הבאים:

(+) סוללת אופניים לצד אחד של הנתיך ובקר האופניים.

צד אחר של הנתיך לממיר DC (+) מסוף IN ונגד 10K עבור כניסת מתח הסוללה ב- Arduino.

(-) סוללת אופניים ל- (-) IN בממיר ומסוף חשמל אחד ACS712.

בשלב זה וודא שיש לך 5V מממיר ה- DC שלך כאשר אתה מפעיל את הסוללה אם עדיין לא עשית זאת.

כבה את הסוללה בחזרה והשלים את החיבורים:

(OUT) מממיר Arduino 5V, HC05 VCC, ACS712 VCC.

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

HC05 TXD לסיכת Arduino 7

HC05 RXD ממחלק הנגדים Bluetooth.

פין Arduino 8 למחלק נגדים לבלוטות '.

ACS712 OUT לסיכת Arduino A3

מחלק מתח סוללה לסיכה Arduino A1

(-) מבקר האופניים למסוף החשמל השני ב- ACS712.

כפתור האיפוס הנוסף אינו ממש נדרש, זה יכול להיות פשוט נוח כשרוצים להוריד ל- arduino לאחר התקנתו על האופניים. ייתכן שתוכל להגיע ללחצן האיפוס בארדואינו, או שתאפס אותו מהממשק הטורי אם הפרו מיני תומך בו.

בדוק שוב את החיבורים שלך.

שלב 8: אימות ראשוני

בשלב זה תוכל להפעיל את המעגל ולוודא שאתה מקבל קריאות באפליקציית אנדרואיד.

אתה אמור להיות מסוגל לחבר את הבלוטות 'לאופניים ולראות מתח סוללה ובתקווה קרוב לאפס זרם הסוללה. אם אתה יכול לסובב את האופניים ולראות את שינוי הקריאה הנוכחי, אז הכל עובד.

האפליקציה מניחה שזרם חיובי מנקז את הסוללה, כך שאם הקריאה מראה זרם שלילי כאשר אתה מסובב את האופניים פשוט החלף את שני חוטי הזרם במודול ACS712.

אם אינך רואה קריאות באפליקציה, תוכל להסתכל על הנורות במודול ה- Bluetooth כדי לוודא שהוא מחובר ומשדר נתונים. אתה יכול להתקין אפליקציית מסוף Bluetooth במכשיר שלך כדי לראות את הנתונים שנשלחים מהמעגל. אתה אמור לראות בערך 10 שניות בשנייה מהקריאות הנוכחיות, ושורה אחת של מתח הסוללה וכמות הסוללה בשימוש. אם אינך רואה דבר, בדוק שוב את התצורה של מודול HC05 והחיבורים בין הארדואינו, מחלק הנגדים ומסוף HC05 TXD.

לבסוף, הרץ את האופניים מספיק זמן כדי להציג ערך שאינו אפס בתצוגה המשמשת את הסוללה. לאחר מכן לחץ לחיצה ארוכה על מספר זה עד להופעת הטוסט שהשימוש אופס. המספר אמור לחזור לאפס. אם לא לאחר ניסיונות מספר פעמים, בדוק שוב את החיבורים ממסוף HC05 RXD אל הארדואינו.

שלב 9: הרכבה אחרונה

התקן את כל חומרת ההרכבה והרכב את מעגל הארדואינו לאופניים שלך. הרכיב את מכשיר האנדרואיד שלך בתיק או במחזיק אחר והכל מוכן לצאת לדרך!

התמונות מראות את דקירות הסוללה באופניים שלי, ואת התיק למכשיר האנדרואיד שלי.

אתה יכול לראות את הלוח הקטן לחיבורי מחלק מתח הסוללה ואת ה- ACS712 המותקן כך שאוכל להגיע לברגי בלוק הטרמינל לאחר הרכבה של הכל. מודול בלוטות 'HC-05 חוזר לפינה הימנית.

פס המסוף הלבן כולל את כל חיבורי בקר הסוללה ובקר האופניים למעגל.

אם הייתי צריך לעשות את זה שוב בהחלט הייתי משלב את מחלק מתח הסוללה ואת ACS712 על אותה לוח לוח. אולי אנסה להרכיב את מודול ה- Bluetooth על לוח בת מתחת לארדואינו.

שלב 10: צעדים עתידיים

אפליקציית אנדרואיד יכולה להשקיע הרבה עבודה. ברצוני להוסיף כמה שינויי צבע המבוססים על טווחים למדידות. אני גם רוצה להוסיף אינדיקציה לכך שמדידה לא מתעדכנת באפליקציה. תוכל גם להוסיף כמה מדידים גרפיים. אפילו אייקון נחמד יהיה שיפור גדול.

התכונה הטובה ביותר תהיה "אומדן לרוקן" שיגיד לך את המרחק שאתה יכול לנסוע על הסוללה הנותרת שלך, והאם זה יותר מהמרחק ליעד שלך. מכיוון שאני בדרך כלל נוסע לעבודה או לבית, המחשבה שלי היא לאחסן באפליקציה "נקודות ציון" שיש להן את המרחק שנותר לבית, וכמה סוללה בשימוש בממוצע בנקודת ציון זו. כנראה שאתה יכול גם לעשות משהו עם חיבור נתונים, אבל בדרך כלל אין לי כזה.

אני רוצה להתרחק מספריית ה- Bluetooth באפליקציה הזו לאפליקציה מפותחת יותר שיש לה חיבור אוטומטי למשל.

אם אתה בונה את זה, תוכל לשקול להוסיף מסנן חומרה נמוך לחומרה על הזרם הנמדד ולמדוד אותו בנפרד לצורך החישוב הכולל של החיוב המשמש. בעומסים נמוכים, פחות מ -4A בערך, המדידה משתנה מאוד, +/- 1A. אני לא בטוח אם זו רק בעיית מדידה או שהזרם משתנה כל כך כשהגלגל מסתובב. בכל מקרה, מדידה נפרדת של זרם ממוצע מעל שנייה או שתיים עשויה לסייע בדיוק. אתה יכול פשוט לדגום את הזרם מהר יותר ולעשות זאת בתוכנה, אבל אני לא יודע כמה מהר יהיה עליך לדגום. אני מניח שהצבת אוסצילוסקופ על האות עשויה לעזור להבין כמה מהר לדגום אותו.

אתה יכול להוסיף דברים כמו צינור פיטו למדוד את מהירות הרוח (יש כבר הוראה לכך).

אתה יכול להוסיף בקרת מצערת בלולאה סגורה מהארדואינו.

אם תמיד רצית מקור חשמל USB באופניים שלך, תוכל להפעיל בקלות כבל מממיר 5V DC עבור הארדואינו לכל מקום שאתה צריך את חיבור החשמל USB.

שלב 11: שאלות והערות

אם יש לך שאלות כלליות לגבי כל אחד מהפריטים כאן, עדיף פשוט לחפש בגוגל במקום לשאול שאלות כאן. אף אחד מהפריטים אינו קריטי, אתה יכול בוודאות להחליף משהו אחר ולבצע את העבודה.

אל תבקש ממני לשלוח לך את הקוד, הכל ב- github. קבל את זה משם. אתה אפילו לא צריך חשבון github.

אנא אל תשאל אותי כיצד לעשות משהו ב- Android Studio או ב- Arduino. אני כנראה לא יודע. שוב, פשוט חפש בגוגל.

ממש אל תשאל אותי על מוצרי אפל, אין לי שמץ של מושג.

אם האפליקציה לא עובדת במכשיר שלך, אני מצטער. אבל אני כנראה לא יודע איך לתקן את זה כך שזה יקרה. זה עובד על הטלפון שלי, זה כל מה שאני צריך.

למרות שהצעות לשיפור יתקבלו בברכה, כנראה שלעולם לא איישם אותן, יש לי דברים אחרים להמשיך הלאה. כנראה שלעולם לא איישם הצעות משלי. ההימור הטוב ביותר שלך הוא לזלג את הקוד ב- github ולהוסיף דברים בעצמך. אם כן, אנא הודע לאנשים כאן כדי שיוכלו להשתמש בקוד שלך במקום בשלי.

אם כבר בנית גרסה טובה יותר בעצמך, אנא פרסם כאן הפניה כדי שאחרים יידעו על כך. אני לא אעלב. אשמח לקחת את הגרסה שלך ולהתחיל להשתמש בה.

שלב 12: עדכון אפליקציות לבדיקה

אלה גרסאות מעודכנות של האפליקציה.

המספרים הרבה יותר גדולים. יש אייקון חדש. אין עוד כפתור "התחבר". השתמש באפשרות "התחבר - מאובטח" מהתפריט בפינה הימנית העליונה.

גרסה זו אמורה לפעול גם בחזרה לגרסת ג'ינג'ר אנדרואיד 2.3. זה עובד על ה- lg P500 Optimus One שלי.

לגרסת "app-settings-debug.apk" יש תפריט הגדרות המאפשר להגדיר את קיבולת הסוללה שלך כך שהחישוב שנותר באחוזים יהיה נכון. זה לא נבדק לגמרי.