Armaturna plošča električnega kolesa (EBike) in monitor baterije: 12 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Ta projekt je vezje Arduino, ki spremlja napetost in tok akumulatorja z modulom ACS 712. Meritve se prek Bluetooth prek modula HC-05 sporočijo napravi Android. V bistvu negativno povezavo med krmilnikom in baterijo ponovno povežete skozi modul ACS712.

Aplikacija za Android prikazuje stanje baterije, pa tudi trenutno hitrost in razdaljo od GPS -a Android

Android lahko namestite na kolo v vrečko, odporno proti vremenskim vplivom. Arduino vezje je trajno nameščeno v vremensko odporni škatli na kolesu v bližini baterije.

Koda za Android in Arduino je na voljo na githubu. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino in

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. Potrebovali boste tudi knjižnici https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… in

Na voljo so komercialne različice podobnih izdelkov, če je to več, kot bi zmogli. Z lahkoto jih najdete z googlom "bluetooth 36v watt meter". Če pogledate nekatere slike, boste na zadnji strani videli Arduino Pro Mini, DC-DC napajalnik in modul HC-05 (ali -06).

Če se kdaj vprašate, koliko baterije vam je še ostalo, ali koliko časa lahko še porabite, ali če morate stopalko pedala ali zmanjšati, da pridete do cilja, to potrebujete.

Druga možna prednost je, da se lahko odločite, da boste kolesarski računalnik odstranili s krmila in tako sprostili nekaj prostora, čeprav bo zdaj vaš telefon namesto tega nameščen na kolo.

Kot vedno so ti podatki posredovani takšni, kakršni so, brez kakršnih koli garancij, izrecnih ali implicitnih. Odgovorni ste za vse, kar počnete s temi informacijami. Za kakršno koli škodo ne bom odgovoren ali kakorkoli odgovoren. Glejte razdelek o zavrnitvi odgovornosti v pogojih storitve.

1. korak: posodobitve, ki jih je mogoče naročiti

PeterB476 mi je pokazal, da sem zanemaril vključitve koraka za inicializacijo Arduino EPROM, zato sem to dodal navodilom.

V poznejši korak sem dodal tudi 2 novi različici aplikacije. Niso bili temeljito preizkušeni, vendar jih lahko poskusite.

2. korak: Namestite aplikacijo Android

S preostalim delom tega projekta ni smiselno nadaljevati, če aplikacija za Android ne deluje v vaši napravi. Izdaje iz githuba imajo priložen android apk. Tu je priložena tudi datoteka apk. Prepričajte se, da deluje vsaj del aplikacije GPS in se lahko poskusite povezati z napravo Bluetooth.

Če želite aplikacijo zgraditi sami, predlagam, da začnete z "release" točko, ker je verjetno nekoč delovala, medtem ko imajo najnovejša "master" podružnica posodobitve, ki niso bile preizkušene.

Kopirajte datoteko apk v svojo napravo. V nastavitvah varnosti v svoji napravi boste morali dovoliti »Neznani viri«, saj apk ni prišel iz Googla Play. Nato preprosto tapnite datoteko apk v napravi, da jo namestite.

Očitno aplikacija zahteva dovoljenja bluetooth za komunikacijo z Arduinom in dovoljenja GPS za določanje vaše hitrosti in prevožene razdalje.

Pritisnite gumb "daljinsko", da se poskusite povezati z napravo Bluetooth. Pritisnite "reset", da ponastavite prevoženo razdaljo na 0. Pridržite polje Ah rabljeno, da jo ponastavite, potem ko napolnite baterijo. Uporabljena vrednost Ah se shrani, če baterijo izklopite in vklopite, ne da bi jo napolnili.

3. korak: Zberite dele

Upoštevajte, da so ti deli namenjeni bateriji 36V. Če imate 48V baterijo, boste morali 10K upor spremeniti v 11K ali 12 K, potrebovali pa boste tudi drug DC-DC pretvornik.

1 Ohišje, odporno na vremenske vplive. Uporabil sem električno omarico PVC dimenzij 4 x 4 x 2 palca.

1 kos vaše najljubše Stripboard ali Protoboard plošče

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHZ. Z lahkoto lahko zgradite tudi arduino z bareboardom, saj ne potrebujete regulatorja napetosti ali USB vmesnika. Vse, kar potrebujete, je ATMEGA328P, 16MHZ kristal in nekaj kondenzatorjev. Arduino Nano lahko uporabite tudi, če imate v ohišju prostor. Nano je večji od prvih dveh možnosti, vendar ima vgrajen vmesnik USB, če nimate serijskega pretvornika.

1 modul ACS712, ki ustreza trenutnemu dosegu vaše baterije. Za baterijo 8A sem uporabil modul 20A.

1 modul HC-05 bluetooth. Všeč mi je sorta ZS-040, 6-polna z gumbom. Na hrbtni strani bo označen z ZS-040.

1 50V do 5V DC-DC napajanje, če ima vaše kolo 36V baterijo, ki bo približno 42V popolnoma napolnjena. Če imate 48V baterijo, bo ta napolnjena 56 ali 57V, zato boste morda potrebovali drug napajalnik. Sporočite nam, kaj uporabljate, če najdete kaj za 60V. Nekateri pravijo, da večina stenskih bradavic USB deluje na 48VDC (in višje), vendar tega nisem poskusil.

1/4W upori: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (povečajte 10K, če je vaša baterija večja od 36 V).

Vmesni nosilec varovalk in varovalka 2A.

ravni in desni kotni trakovi glave

5,08 mm priključni bloki, 2 x 2

16AWG žica za medsebojno povezavo modulov.

Polna žica 22AWG za arduino vezje

Terminalni blok za priključitev akumulatorja in kolesa

Spajkalnik

spajkanje

Način pritrditve naprave Android na kolo.

Za programiranje modulov Arduino in HC-05 boste potrebovali tudi 3,3 V serijski pretvornik usb to ttl (ali vsaj programer isp) in Arduino ide s https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Ta projekt je bil narejen z različico 1.6.13, različne različice lahko delujejo brez sprememb.

4. korak: Inicializirajte Arduino EPROM

Tega koraka sem zanemaril v izvirno navodilo. Območje EPROM -a, ki ga uporablja skica, je treba inicializirati, da skica deluje pravilno. Skico bi lahko napisali tako, da to naredi samodejno, vendar na tem mestu ne.

Če ne delate z izvorno kodo arduino, lahko na svoj arduino naložite šestnajstiško datoteko, priloženo temu koraku, da inicializirate EPROM.

Če delate z izvorno kodo arduino, sta v razdelku setup () dve vrstici, ki izgledata takole:

// inicializiramo EEPROM ob prvem zagonu programa.

// updateEPROM ();

Če razkomentirate drugo vrstico, tako da izgleda tako:

// inicializiramo EEPROM ob prvem zagonu programa.

updateEPROM ();

Prenesite to skico v arduino in jo zaženite. EPROM bo inicializiran. Nato vrstico priporočite za naslednji korak.

EPROM se uporablja za zapomnitev, koliko baterije je bilo porabljenega, tako da se lahko vozite s kolesom, ustavite in izklopite baterijo, in ko jo znova vklopite, se bo začela od tam, kjer ste končali.

5. korak: Konfigurirajte Arduino

Prenesite kodo Arduino (priložena šestnajsta datoteka) v Pro Mini z uporabo Arduino IDE ali avrdude. Običajno bi za to uporabili pretvornik usb v serijski, lahko pa uporabite tudi programer isp.

Še enkrat, če ga želite sestaviti sami, začnite z "izdajo". Najnovejša "glavna" veja ima lahko nepreverjene spremembe.

Če ste upor 10K spremenili na nekaj višjega, boste morali na skici spremeniti tudi konstanto delilnika napetosti baterije. Spremenite 11.0 v vrstici "dvojni VBmultiplier = 11.0;" da ustreza vsem, kar ste namestili.

6. korak: Konfigurirajte modul HC-05

Hitrost prenosa morate konfigurirati na modulu HC-05. Lepo je tudi, če mu daste ime, ki ga boste pozneje zlahka prepoznali (na primer "KOLO").

Za to uporabljate tudi modul serijskega pretvornika usb to ttl. Če nimate serijskega pretvornika, bi lahko napisali skico za arduino, da ga konfigurirate, ali pa mislim, da če imate 2 modula HC-05, jih lahko povežete in uporabite enega za programiranje drugega (morda).

O tem modulu je odličen zapis na

Hitrost prenosa morate konfigurirati na 4800, da se ujema s skico Arduino, in spremeniti ime v "BIKE" ali nekaj, kar boste prepoznali.

Ko je modul konfiguriran, ga lahko v nastavitvah bluetooth povežete z napravo Android.

Korak 7: Sestavite vezje

Za referenco sem priložil skeniranje mojega ročno izdelanega ožičenja, če je kdo dovolj ambiciozen, da ga lepo nariše, naj mi to sporoči:)

Vzpostavite naslednje povezave:

(+) Kolesarska baterija na eni strani varovalke in krmilnika kolesa.

Druga stran varovalke v enosmerni pretvornik (+) IN priključek in 10K upor za vhod napetosti baterije na Arduinu.

(-) Kolesarsko baterijo v (-) IN na pretvorniku in en napajalni priključek ACS712.

Na tej točki se prepričajte, da imate pri vklopu baterije 5 V iz DC pretvornika, če tega še niste storili.

Izklopite baterijo in dokončajte povezave:

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

(-) OUT iz pretvornika v Arduino GND, HC05 GND, ACS712 GND, Arduino pin A2.

HC05 TXD na Arduino pin 7

HC05 RXD iz delilnika bluetooth upora.

Arduino pin 8 do delilnika upora Bluetooth.

ACS712 OUT na Arduino pin A3

Delitelj napetosti akumulatorja na Arduino pin A1

(-) od krmilnika koles do drugega napajalnega terminala na ACS712.

Dodatni gumb za ponastavitev v resnici ni potreben, morda je primeren, če ga želite prenesti na arduino, potem ko je nameščen na vašem kolesu. Morda boste lahko dosegli gumb za ponastavitev na arduinu ali pa ga ponastavite iz serijskega vmesnika, če vaš pro mini to podpira.

Dvakrat preverite svoje povezave.

8. korak: Predhodno preverjanje

Na tej točki lahko vklopite vezje in preverite, ali dobivate odčitke v aplikaciji za Android.

Mogoče bi morali povezati bluetooth s kolesom in videti napetost akumulatorja in upajmo, da bo tok akumulatorja blizu nič. Če lahko zavrtite kolo in vidite trenutno spremembo odčitka, potem vse deluje.

Aplikacija predvideva, da pozitiven tok izprazni baterijo, zato, če odčitek pokaže negativen tok, ko zavrtite kolo, samo zamenjajte dve tokovni žici na modulu ACS712.

Če v aplikaciji ne vidite nobenih odčitkov, si oglejte lučke na modulu bluetooth in se prepričajte, da je povezan in prenaša podatke. V napravo lahko namestite terminalsko aplikacijo Bluetooth, da si ogledate podatke, ki se pošiljajo iz vezja. Videti bi morali približno 10 vrstic na sekundo trenutnih odčitkov in eno vrstico na sekundo napetosti baterije in količine porabljene baterije. Če ne vidite ničesar, znova preverite konfiguracijo modula HC05 in povezave med arduinom, razdelilnikom uporov in priključkom HC05 TXD.

Na koncu zaženite kolo dovolj dolgo, da se na zaslonu porabljene baterije prikaže vrednost, ki ni nič. Nato dolgo pritisnite na to številko, dokler se ne nazdravi, da je bila uporaba ponastavljena. Številka se mora vrniti na nič. Če se po nekajkratnem poskusu ne zgodi, znova preverite povezave od terminala HC05 RXD do Arduina.

9. korak: Končna montaža

Namestite vso montažno opremo in pritrdite arduino vezje na svoje kolo. Napravo Android namestite v torbo ali drugo držalo in vse je pripravljeno!

Slike prikazujejo zabadanje baterije na mojem kolesu in torbo za mojo napravo Android.

Ogledate si lahko majhno tablico za priključke razdelilnika napetosti akumulatorja in ACS712, nameščeno tako, da lahko po namestitvi vsega pridem do vijakov sponke. Modul HC-05 bluetooth je spet v desnem kotu.

Beli priključni trak ima vse povezave akumulatorja in krmilnika kolesa z vezjem.

Če bi to moral ponoviti, bi vsekakor združil delilnik napetosti baterije in ACS712 na istem kosu hčerinske plošče. Morda bom poskusil tudi modul bluetooth namestiti na hčerinsko ploščo pod arduinom.

10. korak: Prihodnji koraki

Aplikacija za Android bi lahko porabila veliko dela. Rad bi dodal nekaj sprememb barve glede na razpone za meritve. Rad bi dodal tudi navedbo, da se meritev v aplikaciji ne posodablja. Dodate lahko tudi nekaj grafičnih merilnikov. Tudi lepa ikona bi bila velik napredek.

Najboljša lastnost bi bila ocena praznine, ki bi povedala razdaljo, ki bi jo lahko prevozili s preostalo baterijo, in ali je to več kot razdalja do cilja. Ker se običajno vozim bodisi v službo ali domov, mislim, da imam v aplikaciji shranjene GPS -točke, ki imajo preostalo razdaljo do doma, in koliko povprečno na tej točki porabim baterijo. Verjetno bi lahko naredili tudi kaj s podatkovno povezavo, vendar je običajno nimam.

V tej aplikaciji bi se rad oddaljil od knjižnice bluetooth do bolj razvite, ki ima na primer samodejno ponovno povezavo.

Če to zgradite, lahko na izmerjeni tok dodate strojno nizkoprepustni filter in ga merite ločeno, da ga uporabite za izračun skupne porabe naboja. Pri nizkih obremenitvah, manjših od 4A, se meritve zelo razlikujejo, +/- 1A. Nisem prepričan, ali gre le za problem merjenja ali se tok spreminja toliko, ko se kolo vrti. V vsakem primeru bi lahko z natančnostjo pripomoglo ločeno merjenje povprečnega toka v sekundi ali dveh. Lahko bi samo hitreje vzorčili tok in to naredili v programski opremi, vendar ne vem, kako hitro bi morali vzorčiti. Predvidevam, da bi dajanje osciloskopa na signal lahko pomagalo ugotoviti, kako hitro ga vzorčimo.

Za merjenje hitrosti vetra lahko dodate stvari, kot je pitotova cev (za to že obstaja navodilo).

Iz arduina lahko dodate nadzor lopute z zaprto zanko.

Če ste na svojem kolesu vedno želeli vir napajanja USB, lahko preprosto napeljete kabel iz pretvornika 5V DC za arduino do povsod, kjer potrebujete napajalno povezavo USB.

11. korak: Vprašanja in komentarji

Če imate splošna vprašanja o katerem koli elementu tukaj, je najbolje, da ga preprosto poiščete na Googlu, namesto da tukaj postavljate vprašanja. Noben od elementov ni kritičen, skoraj zagotovo lahko zamenjate kaj drugega in opravite delo.

Ne prosi me, da ti pošljem kodo, vse je na githubu. Pridobite ga od tam. Računa za github sploh ne potrebujete.

Prosim, ne sprašujte me, kako nekaj narediti v Android Studiu ali na Arduinu. Verjetno ne vem. Še enkrat, samo poguglajte.

Resnično me ne sprašujte o izdelkih Apple, nimam pojma.

Če aplikacija ne deluje v vaši napravi, mi je žal. Verjetno pa ne vem, kako to popraviti. Deluje na mojem telefonu, to je vse, kar potrebujem.

Čeprav so predlogi za izboljšave dobrodošli, jih verjetno nikoli ne bom uresničil, moram pa iti na druge stvari. Verjetno nikoli ne bom uresničil svojih predlogov. Najbolje je, da kodo razcepite na github in sami dodate stvari. Če to storite, prosim obvestite ljudi tukaj, da bodo lahko uporabili vašo kodo namesto moje.

Če ste sami že izdelali boljšo različico, objavite sklic nanjo, da bodo drugi vedeli o njej. Ne bom užaljen. Z veseljem bom vzel vašo različico in jo začel uporabljati.

12. korak: Posodobitev aplikacije za preskušanje

To so posodobljene različice aplikacije.

Številke so veliko večje. Obstaja nova ikona. Gumba za povezavo ni več. V zgornjem desnem kotu uporabite možnost »poveži - zaščiteno«.

Ta različica bi morala delovati tudi na Android različico 2.3 medenjaki. Deluje na mojem LG P500 Optimus One.

Različica »app-settings-debug.apk« ima meni z nastavitvami, ki omogoča nastavitev zmogljivosti baterije tako, da je preostali izračun v odstotkih pravilen. Ni bil popolnoma preizkušen.