DIY-Zyklus-Tachometer - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Dieses Projekt kam mir in den Sinn, als ich mein MEM-Projekt (Mechanical Engineering Measurement) durchführte, ein Thema in meinem B.tech. Die Idee ist, die Winkelgeschwindigkeit des Rades meines Fahrrads zu messen. Somit kann mit Kenntnis des Durchmessers und der ewigen mathematischen Legende das pi(3.14) die Geschwindigkeit berechnet werden. Wenn man auch weiß, wie oft sich das Rad gedreht hat, kann die zurückgelegte Strecke leicht ermittelt werden. Als zusätzlichen Bonus habe ich beschlossen, meinem Zyklus ein Schnabellicht hinzuzufügen. Jetzt bestand die Herausforderung darin, wann das Bremslicht eingeschaltet werden sollte. Antwort ist unten.

Schritt 1: Die Strukturen

Es ist sehr wichtig für dieses Projekt, eine starke und stabile Unterstützung zu haben. Der Gedanke ist, dass das Fahrrad einen starken Impuls erleiden kann, wenn es auf ein Schlagloch trifft oder wenn Sie sich entscheiden, Spaß zu haben und das Fahrrad auf eine harte Fahrt zu bringen. Außerdem wird unsere Eingabe erfasst, wenn ein Magnet am Rad den Hall-Effekt-Sensor am Träger kreuzt. Wenn alle Dinge gleichzeitig schief gehen, zeigt das Arduino die Geschwindigkeiten einer Hochgeschwindigkeitsschiene an. Sie möchten auch nicht, dass Ihr bester Freund Arduino auf die Straße fällt, nur weil Sie sich entschieden haben, faul zu sein und billiges Material zu verwenden

Um sicher zu gehen, habe ich mich für Aluminiumstreifen entschieden, da sie leicht geschnitten und gebohrt werden können, korrosionsbeständig und billig sind, was immer gut für Heimwerker ist.

Ich habe auch einige Muttern (mit Unterlegscheiben) und Schrauben verwendet, um sie am Rahmen zu befestigen, da sie sicher auf dem Chassis platziert werden müssen. Dies würde auch helfen, wenn Sie die Dinge falsch platzieren und verschieben müssen.

Ein weiterer wichtiger Teil ist, dass die Elektronik ordnungsgemäß von den Trägern isoliert werden muss, wenn sie aus Metall bestehen, wie ich es gemacht habe. Der Heißkleber, den ich verwendet habe, hat gut funktioniert, da er auch einige Stöße absorbiert und das Display abfedert.

Schritt 2: Sensor und der Magnet

Der Mess- und Eingabeteil des Projekts basiert auf diesem Teil. Die Idee ist, einen Magneten auf dem Fahrradrad zu platzieren und einen Hall-Effekt-Sensor auf den Rahmen hinzuzufügen, damit das Arduino jedes Mal, wenn der Magnet den Sensor überquert, weiß, dass eine Revolution abgeschlossen ist und es kann die Geschwindigkeit und die Entfernung berechnen.

Der hier verwendete Sensor ist der klassische A3144 Hall-Effekt-Sensor. Dieser Sensor zieht seinen Ausgang auf Low, wenn ein bestimmter Pol in die richtige Richtung weist. Die Ausrichtung ist sehr wichtig, da der äußere Pol den Ausgang nicht beeinflusst.

Hier sind einige Bilder, die die richtige Ausrichtung zeigen. Auch der Hall-Effekt-Sensor benötigt einen 10k-Pullup-Widerstand. Dies wird in meinem Projekt durch die 20k-Pull-up-Widerstände im Arduino ersetzt.

Es ist wichtig, den Magneten sorgfältig zu platzieren. Eine zu weit entfernte Platzierung kann zu inkonsistenten Messwerten oder fehlenden Umdrehungen führen, und eine sehr nahe Platzierung kann dazu führen, dass der Magnet den Sensor berührt, was nicht sehr wünschenswert ist.

Wenn Sie genau beobachten, neigt sich das Rad etwas mit der Achse und dies führt zu Krusten und Mulden. Versuchen Sie, den Magneten in die Mulde zu legen. Ich persönlich habe mir nicht so viel Mühe gegeben.

Schritt 3: Anzeige

Diese Anzeige ist theoretisch optional, aber Sie benötigen etwas, um die Geschwindigkeit und die Entfernung und Geschwindigkeit in Echtzeit anzuzeigen. An einen Laptop zu denken ist völlig absurd. Das von mir verwendete Display ist ein 0,96 Zoll OLED Display mit I2C als Kommunikationsprotokoll zwischen Slave und Master.

Die geposteten Bilder zeigen die drei Modi, zwischen denen das Arduino automatisch wechselt.

1) Der mit einem kleinen Start in der unteren linken Ecke ist, wenn das Arduino gerade gestartet und erfolgreich gebootet wurde.

2) Das mit km/h ist die Geschwindigkeit. Dieser Modus wird nur angezeigt, wenn der Zyklus in Bewegung ist und erlischt automatisch, sobald der Zyklus stoppt.

3) Die letzte mit Metern (es lebe das metrische System) als Einheit ist offensichtlich die Distanz, die der Zyklus zurückgelegt hat. Sobald der Zyklus stoppt, schaltet das arudino um, um die Entfernung innerhalb von 3 Sekunden anzuzeigen

Dieses System ist nicht perfekt. Es zeigt kurzzeitig die zurückgelegte Strecke an, auch wenn das Fahrrad in Bewegung ist. Obwohl dies eine Unvollkommenheit zeigt, finde ich diese süß.

Schritt 4: Stromquelle

Da das Projekt etwas sperrig ist, kann nicht immer eine Steckdose in der Nähe zum Aufladen zur Verfügung stehen. Also beschloss ich, faul zu sein und einfach eine Powerbank als Stromquelle zu verwenden und ein Mini-USB-Kabel zu verwenden, um die USB-Stromversorgung der Powerbank mit dem Arduino Nano zu verbinden.

Sie müssen die Powerbank jedoch sorgfältig auswählen. Es ist wichtig, eine richtige Geometrie zu haben, damit es leicht montiert werden kann. Ich bin einfach verliebt in die Powerbank, die ich für eine so regelmäßige und quadratische Geometrie verwendet habe.

Auch die Powerbank muss ein bisschen dumm sein. Um Strom zu sparen, sind die Powerbanks so konzipiert, dass sie den Ausgang abschalten, wenn die Stromaufnahme einen bestimmten Schwellenwert nicht überschreitet. Ich vermute, dass diese Schwelle mindestens 200-300 mA beträgt. Unsere Schaltung hat eine maximale Stromaufnahme von nicht mehr als 20 mA. Eine normale Powerbank schaltet also den Ausgang ab. Dies kann dazu führen, dass Sie glauben, dass ein Fehler in Ihrer Schaltung vorliegt. Diese spezielle Powerbank arbeitet mit einer so geringen Stromaufnahme und das gab mir einen weiteren Grund, diese Powerbank zu lieben.

Schritt 5: Bremslicht (komplett optional)

Als zusätzliches Feature habe ich mich für ein Bremslicht entschieden. Die Frage war, wie würde ich finden, wenn ich brach. Nun, es stellt sich heraus, dass sich der Zyklus verlangsamt, wenn ich bremse. Das heißt, wenn ich die Beschleunigung berechne und diese negativ ausfällt, kann ich die Bremslichter einschalten. Dies bedeutet jedoch, dass die Lichter angehen würden, selbst wenn ich einfach aufhöre zu treten.

Ich habe meinem Licht auch keinen Transistor hinzugefügt, was absolut zu empfehlen ist. Wenn jemand dieses Projekt macht und diesen Teil richtig integriert, würde ich mich sehr freuen, das zu sehen und Bilder dazu hinzuzufügen.

Ich habe den Strom direkt vom digitalen Pin 2 des Arduino Nano bezogen

Schritt 6: Das Programm

Wie immer habe ich das Programm auf der Arduino IDE geschrieben. Ich wollte zunächst die Parameter auf eine SD-Karte protokollieren. Aber leider müsste ich in diesem Fall drei Bibliotheken verwenden, SD.h, Wire.h und SPI.h. Diese belegten zusammen mit dem Kern 84% des verfügbaren Speichers und IDE warnte mich vor Stabilitätsproblemen. Es dauerte jedoch nicht lange, bis der arme Nano jedes Mal abstürzte und nach einiger Zeit alles einfror. Beim Neustart wurde der Verlauf wiederholt.

Also habe ich den SD-Teil verschrottet und die Zeilen kommentiert, die sich auf die SD-Karte bezogen. Wenn jemand dieses Problem lösen konnte, würde ich gerne die Änderungen sehen.

Außerdem habe ich in diesem Schritt ein weiteres pdf-Dokument angehängt, in dem ich den Code ausführlich erklärt habe.

Fühlen Sie sich frei, Fragen zu stellen, falls vorhanden.

Viel Spaß beim Selbermachen;-)