Diy-hastighetsmätare med arduino och bearbetning av Android-appen

I det här projektet skapar vi en cool hastighetsmätare för cyklar eller andra bilar med hjälp av Arduino som sänder hastigheten med Bluetooth till en Android-applikation som vi skapade med Processing. Hela projektet drivs av en 18650 litiumcell och därmed mycket bärbar tillsammans med ditt fordon. För att krydda det lite mer har jag lagt till möjligheten att ladda din mobiltelefon eftersom den visar din hastighet. Ja, du kan också använda detta som en kraftbank för dina mobiler när du är på språng eftersom 18650 har hög laddningstäthet och lätt kan laddas och laddas ur.

Jag kommer att guida dig helt från grunden till slutförandet, hastighetsmätaren kan han ansluta till vårt fordon och testas. Den coola funktionen här är att du kan anpassa din Android-app för din personalisering och lägga till fler funktioner enligt din kreativitet. Men om du inte vill bygga appen själv och bara bygga Arduino-delen så är det inga problem, bara ladda ner APK-filen (läs vidare) och installera i din Android-mobiltelefon. Kolla också hela videon i slutet.

Så låt oss se vilka material vi skulle behöva för att bygga detta projekt och planera vår budget. Alla dessa komponenter är lätt tillgängliga; om du har problem med att köpa någon av dessa, låt mig veta det i kommentarsektionen.

Hårdvarukrav:

• Arduino Pro Mini (5V 16MHz)
• FTDI-kort (för programmering av mini kan du också använda UNO)
• 3V till 5V DC-DC Boost-omvandlare med USB-utgångsladdare
• TP4056 litiumbatterimodul
• Bluetooth-modul (HC-05 / HC-06)
• Hall-effektgivare (US1881 / 04E)
• 18650 Litiumcell
• Liten bit magneter
• Perf Board
• Berg sticks kontaktdon (man och kvinna)
• Lödkit
• Små lådor för att montera satsen.

Programmeringskrav:

• Arduino IDE
• Bearbetar IDE med Android ADK (endast om du vill koda din egen app.)
• Windows / Mac-dator
• Android mobiltelefon.

Det kan se ut som en handfull komponenter och material, men lita på mig när du har slutfört det här projektet skulle du känna att de är värda tiden.

Mäta hastighet med Hall Sensor och Arduino:

Innan vi tar hand om hårdvaran, låt oss veta hur vi faktiskt ska mäta hastigheten med Arduino. Det finns många sätt att mäta hastigheten på ett fordon med Arduino, men att använda en hallsensor är det mest ekonomiska och enklaste sättet att göra det. En hallsensor är en komponent som detekterar polariteten hos en magnet. Till exempel när en viss pol av magneten föres nära sensorn kommer sensorn att ändra sitt tillstånd. Det finns många typer av hallsensorer tillgängliga. Du kan använda någon av dem i detta projekt men se till att det är en digital hallsensor.

För att mäta hastigheten måste vi sätta en liten bit magnet på fordonets hjul, varje gång magneten passerar hallsensorn kommer den att upptäcka den och skickar informationen till Arduino.

Ett avbrott kommer att tas emot av Arduino varje gång magneten detekteras. Vi kör en kontinuerlig timer med millis () -funktionen och beräknar den tid det tar för hjulet att slutföra två varv (för att minimera felet) med hjälp av formlerna nedan:

Tidtagning = millis () - pevtime;

När vi väl har känt till vilken tid det tar kan vi beräkna varvtalet med formlerna nedan:

rpm = (1000 / tidtabell) * 60;

Där (1000 / tidtabell) ger varvtalet (Varv per sekund) och det multipliceras med 60 för att omvandla varvtal till varvtal (Varv per minut).

Efter beräkning av varvtalet kan vi beräkna fordonets hastighet med formlerna nedan förutsatt att vi känner till hjulets radie.

v = radie_av_hjul * varv / min * 0.37699;

Efter beräkning av hastigheten kommer Arduino att sända den med hjälp av Bluetooth-modulen. Den fullständiga koden ges nedan i kodavsnittet. Kolla även våra andra projekt som involverar Bluetooth-modul HC-05 här.

Del av scheman och hårdvara:

Det fullständiga kretsschemat för projektet ges nedan:

Här är maskinvarudelen uppdelad i två delar, en är huvudkortet som innehåller alla huvudfiler. Det andra kortet består bara av en hallsensor och ett motstånd som kommer att monteras nära hjulet. Låt oss börja bygga huvudkortet.

När anslutningen är klar, låt oss testa installationen med vårt 18650 litiumbatteri. Litiumbatteriet är mycket explosivt och måste därför hanteras med yttersta försiktighet. Det är därför vi använder en TP4056 litiumbatteriladdningsmodul. Denna modul har överladdnings- / urladdningsskydd och omvänd polaritetsskydd. Därför kan batteriet enkelt laddas med en vanlig mikro-USB-laddare och kan laddas ur säkert tills det når gränserna för underskott. Några viktiga detaljer för TP4056-laddningsmodulen finns i tabellen nedan.

Parametrar:	Värde per cell:
Under spänningsavbrott	2.4V
Överspänning Cut-off	4.2V
Laddningsström	1A
Skydd	Överspänning och omvänd polaritetsskydd
IC är närvarande	TP4056 (laddare IC) och DW01 skydd IC
Indikations-lysdioder	Röd laddning pågår Grön - Laddning klar

Låt oss börja med Hall Sensor Board. Detta kort innehåller bara två komponenter, det är 10K-motståndet och det andra är hallsensorn. Anslutningarna kan göras som visas i schemat ovan. När kortet är klart, anslut dem med hjälp av bygeln enligt schemat. När det är klart ska det se ut så här.

Ett annat viktigt steg i projektet är att ansluta 18650-batteriet till B + och B-terminalerna på TP4056-modulen med en kabel. Eftersom Li + -celler är explosiva rekommenderas det starkt att inte använda ett lödkolv över dessa celler. Även om människor har gjort det är det mycket riskabelt och kan lätt hamna i en stor röra. Därför är det enkla sättet att göra det att använda magneter som visas nedan

Löd helt enkelt ledningen till en liten magnetbit och fäst sedan magneterna på batteriets poler (de lockas mycket bra till terminalerna) som visas ovan. Du kan använda någon anka för att ytterligare säkra magnetens position.

Programmering av Arduino:

Programmet för detta projekt är mycket enkelt. Vi måste bara beräkna hastigheten på det roterande hjulet genom att använda hallsensoravbrytningsingångarna och sända den beräknade hastigheten över luften med hjälp av Bluetooth-modulen. Det fullständiga programmet ges i kodavsnittet nedan och förklaras med hjälp av kommentarraderna.

Varje gång hallsensorn upptäcker magneten utlöses ett avbrott. Denna avbrotts funktion anropas av magnet_detect () funktion . Det här är platsen där fordonets varvtal beräknas.

När varvtalet har beräknats beräknas hjulets hastighet i loop () -funktionen. När koden är klar kan vi dumpa den till vår Arduino pro mini och testa hur den fungerar som visas i videon i slutet.

Android-mobilapplikation för hastighetsmätare:

Android-applikationen för detta projekt är gjord med programvara som kallas Processing. Om du inte är intresserad av att skapa din egen Android-applikation och bara vill installera den som används här kan du ladda ner APK-filen och installera den direkt i din Smart Phone genom att följa stegen nedan.

1. Du kan ladda ner APK-filen direkt från länken nedan. Denna APK-fil är gjord för Android version 4.4.2 och senare (Kitkat och ovan). Extrahera APK-filen från zip-filen.

Android-applikation för hastighetsmätare

2. Överför. Apk-filen från din dator till din mobiltelefon.

3. Aktivera installation av applikation från okända källor i dina Android-inställningar.

4. Installera programmet.

Om du har installerat det, hittar du applikationen " Processing_code " installerad på din telefon enligt nedan:

Utveckla din egen applikation med Processing:

Antingen kan du använda.APK-filen som ges ovan eller så kan du skapa din egen app med bearbetning som förklaras här. Du kan ladda ner all Processing Android-applikationskoden härifrån. Programmet förklaras själv med hjälp av kommentarraderna. Men om du har några problem eller om du vill få din ansökan ändrad lite, använd kommentarsektionen så hjälper jag dig.

Android-programmet skapar en anslutning till vår Bluetooth-modul under start av applikationen och tar emot hastigheten på fordonet som beräknades och sändes av Arduino Pro mini. Jag har skapat en liten grafik också för att visa hastigheten med en analog hastighetsmätare så att den ser lite attraktiv ut. Du kan komma med dina egna idéer och justera koden för att anpassa den efter dina behov. Läs också våra andra bearbetningsprojekt för att lära dig mer om det:

• Ping Pong Game med Arduino
• Smart telefonstyrd FM-radio med bearbetning.
• Arduino Radar System med Processing and Ultrasonic Sensor

När du har installerat applikationen på din mobiltelefon är det dags att testa vårt projekt. Men vi har ännu inte monterat vårt kit på ett fordon. Vi gör det.

Montering av hastighetsmätarsatsen på ett fordon:

Jag har monterat detta kit över min cykel och testat det, och det fungerar som en charm. Att montera satsen lämnas åt din kreativitet, du kan hämta din egen lilla låda från en butik och borra hål för ledningarna och anslutningarna och montera den på ditt fordon. En vanlig viktig sak att notera är att magneten ska fästas vid fälgen på hjulet och hallsensorn ska monteras så nära magneten som möjligt så att varje gång magneten passerar hallsensorn ska den kunna upptäcka den visas arrangemanget nedan.

Eftersom jag har en 3D-skrivare med mig designade jag mina egna höljen för att få dem att se bra ut och på så sätt att den enkelt kan monteras och kopplas bort från vår cykel för att ladda batteriet. Så om du har en 3D-skrivare eller om du kan få tillgång till en för att skriva ut några material, fortsätt läsa, annars hoppa över den här delen och använd din egen kreativitet för att montera dessa saker. Lär dig att använda 3D-skrivare här.

Om du har bestämt dig för att använda mina designfiler och skriva ut dina höljen, se till att ditt huvudperfektkort ligger nära dimensionerna nedan

De fullständiga design- och STL-filerna för 3D-utskrift kan laddas ner härifrån. Om brädet liknar det som har gjorts här kan du direkt 3D-skriva ut dina höljen med de angivna STL-filerna eller så kan du använda designfilerna och ändra det enligt ditt bräde.

Låt oss börja med det 3D-tryckta lilla höljet som kommer att användas för hallsensormodulen. Skriv ut höljet, placera kretsen i det och använd dina ledningar genom det medföljande hålet och montera det sedan i ditt fordon så att hallsensorn är nära magneten enligt nedan.

Det rekommenderas att modellera huvudkortet innan du utformar höljet för det så att vi kan se till att det passar in ordentligt, för lita på mig att det skulle vara mardröm när du skriver ut ditt hölje i 6 långa timmar och till slut kommer det inte att passa in i din perf-styrelse. Modellkortet för mitt huvudsakliga perf-kort visas nedan.

Nu blir det enkelt att designa huvudlådan. Jag har utformat huvudboxen i två filer så att en del av boxen håller elektroniken och den andra kommer att fästas permanent i cykeln med hjälp av klämmor och bultar. Dessa två delar kan enkelt fixeras för att samlas för att göra ett komplett hölje och sedan separeras när vi behöver ladda vårt litiumbatteri eller arbeta med vår elektronik.

När den första delen av höljet är designad och tryckt kan alla våra komponenter placeras inuti som visas nedan och det ska se ut så här…

Som du ser finns det två öppningar framför lådan, en används för USB genom vilken vi kan ladda vår mobiltelefon. Den andra är för mikro-USB med vilken vi kan ladda vårt litiumbatteri.

Låt oss nu skriva ut den andra delen av huvudhöljet och kontrollera om den passar den första delen som förväntat.

När vi väl är nöjda med delarna kan vi montera den andra delen av höljet med en C-klämma och några muttrar och bultar som visas nedan:

Låt oss nu ansluta batteriet till vår huvudkrets med hjälp av magneter och tejp enligt ovan och hålla det permanent säkert inuti vårt hölje.

Det är det som vår hårdvara är redo för den slutliga monteringen. Anslut helt enkelt hallsensormodulen med huvudkortet och skjut det rörliga höljet i det fasta höljet så är det klart för handling.

Arbetsförklaring:

När du har försäkrat dig om att ditt litiumbatteri är laddat startar du helt enkelt satsen genom att använda vippomkopplaren och öppna din Android-applikation. Om allt går bra bör du få nedanstående skärm och det ska visa att din app har anslutit till din Bluetooth-modul HC-05 som visas nedan. Kom ihåg att para ihop din Bluetooth-modul med telefonen innan du öppnar programmet.

Nu är det bara att köra i ditt fordon och du bör märka att hastighetsmätaren visar din bils aktuella hastighet. Du kan också ladda din mobiltelefon medan du kör med en vanlig laddarkabel. När du är klar med din åktur kan du glida ur lådan från cykeln och ladda den från elnätet med vilken mobilladdare som helst.

Så här kan du inte bara mäta hastigheten på ditt fordon utan också ladda mobilen samtidigt. Hoppas, du gillade projektet. Du kan lägga till app mycket mer funktion i det här projektet, bara genom att justera koderna. Du kan beräkna avståndet som åkt, din topp och genomsnittliga hastighet för din resa osv. Låt mig veta om du har några frågor genom kommentarerna så hjälper jag dig gärna.

Som vanligt kommer hela projektets arbete att visas i videon nedan.