Sähköpyörän (EBike) kojelauta ja akun näyttö: 12 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tämä projekti on Arduino -piiri, joka valvoo akun jännitettä ja virtaa ACS 712 -moduulilla. Mittaukset lähetetään Bluetooth-yhteyden kautta HC-05-moduulin avulla Android-laitteeseen. Periaatteessa johdot ohjaimen ja akun välisen negatiivisen yhteyden uudelleen ACS712 -moduulin läpi.

Android -sovellus näyttää akun tilan sekä nykyisen nopeuden ja Android GPS: stä ajetun matkan

Android voidaan asentaa pyörään säänkestävässä pussissa. Arduino -piiri on asennettu pysyvästi säänkestävään laatikkoon pyörän lähellä akkua.

Android- ja Arduino -koodi ovat saatavilla githubissa. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino ja

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. Tarvitset myös kirjastot https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… ja

Samankaltaisista tuotteista on saatavana kaupallisia versioita, jos tämä on enemmän kuin pystyt käsittelemään. Löydät ne helposti googlaamalla "bluetooth 36v watt meter". Jos katsot joitain kuvia, näet Arduino Pro Minin, DC-DC-virtalähteen ja takana olevan HC-05 (tai -06) -moduulin.

Jos mietit, kuinka paljon akkua on jäljellä tai kuinka paljon voit jatkaa akun käyttöä, tai jos sinun on poljettava tai vähennettävä kaasua päästäksesi minne olet menossa, tarvitset tätä.

Toinen mahdollinen etu on, että saatat päättää irrottaa polkupyörätietokoneen ohjaustangostasi, mikä vapauttaa tilaa, vaikka nyt puhelimesi asennetaan polkupyörääsi.

Kuten aina, nämä tiedot toimitetaan sellaisinaan ilman minkäänlaista nimenomaista tai epäsuoraa takuuta. Olet vastuussa kaikesta, mitä teet näillä tiedoilla. En ole millään tavalla vastuussa mistään vahingoista. Katso Vastuuvapauslausekkeet käyttöehdoista.

Vaihe 1: Ohjattavat päivitykset

PeterB476 osoitti minulle, että olin laiminlyönyt sisällyttää vaiheen Arduino EPROMin alustamiseen, joten olen lisännyt tämän ohjeeseen.

Olen myös lisännyt 2 uutta versiota sovelluksesta myöhempään vaiheeseen. Niitä ei ole testattu perusteellisesti, mutta voit kokeilla niitä.

Vaihe 2: Asenna Android -sovellus

Ei ole mitään järkeä jatkaa tämän projektin loppua, jos Android -sovellus ei toimi laitteellasi. Githubin julkaisuihin on liitetty Android -apk. APK -tiedosto on myös liitetty tähän. Varmista, että ainakin sovelluksen GPS -osa toimii, ja voit yrittää muodostaa yhteyden Bluetooth -laitteeseen.

Jos haluat rakentaa sovelluksen itse, ehdotan, että aloitat "julkaisupisteellä", koska se todennäköisesti toimi jossain vaiheessa, kun taas uusimmassa "pää" -haarassa saattaa olla päivityksiä, joita ei ole testattu.

Kopioi apk -tiedosto laitteellesi. Sinun on sallittava "Tuntemattomat lähteet" laitteen suojausasetuksissa, koska apk ei tullut Google Playsta. Napauta sitten laitteen APK -tiedostoa asentaaksesi sen.

On selvää, että sovellus vaatii Bluetooth -käyttöoikeudet kommunikoidakseen Arduinon kanssa ja GPS -oikeudet nopeutesi ja matkasi määrittämiseksi.

Paina "kaukosäädin" -painiketta yrittääksesi muodostaa yhteyden Bluetooth -laitteeseen. Paina "reset" nollataksesi ajettu matka nollaan. Nollaa akku Ah käytetty -kenttä sen jälkeen, kun olet ladannut akun. Käytetty Ah -arvo tallennetaan, jos sammutat akun ja kytket sen päälle lataamatta sitä.

Vaihe 3: Kerää osia

Huomaa, että nämä osat on tarkoitettu 36 V: n akulle. Jos sinulla on 48 V: n akku, sinun on vaihdettava 10 K: n vastus arvoon 11 K tai 12 K, ja tarvitset toisen DC-DC-muuntimen.

1 Säänkestävä kotelo. Käytin 4x4x2 tuuman PVC -sähkölaatikkoa.

1 pala suosikkisi Stripboardia tai Protoboardia

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHz. Voit myös rakentaa helposti paljaan laudan arduinon, koska et tarvitse jännitesäädintä tai usb -liitäntää. Tarvitset vain ATMEGA328P: n, 16 MHz: n kristallin ja muutaman kondensaattorin. Voit myös käyttää Arduino Nanoa, jos kotelossasi on tilaa. Nano on suurempi kuin kaksi ensimmäistä vaihtoehtoa, mutta siinä on sisäänrakennettu USB -liitäntä, jos sinulla ei ole sarjamuunninta.

1 ACS712 -moduuli, joka vastaa akun nykyistä kantamaa. Käytin 20A -moduulia 8A -paristolleni.

1 HC-05 bluetooth-moduuli. Pidän ZS-040-lajikkeesta, 6-nastaisesta painikkeella. Sen takana on merkintä ZS-040.

1 50 V-5 V DC-DC-virtalähde, jos pyörässäsi on 36 V: n akku, joka on noin 42 V täyteen ladattu. Jos sinulla on 48 V: n akku, se on täyteen ladattu 56 tai 57 V, joten saatat tarvita toisen virtalähteen. Kerro meille, mitä käytät, jos löydät jotain 60V: lle. Jotkut sanovat, että useimmat usb -seinäsyylät toimivat 48VDC (ja korkeammalla), mutta en ole kokeillut sitä.

1/4 W vastukset: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (lisää 10K, jos akku on yli 36V).

Sulakkeen pidike ja 2A sulake.

suorat ja suorakulmaiset otsanauhat

5,08 mm riviliittimet, 2 x 2

16AWG -kierrejohto moduulien liittämiseen.

22AWG kiinteä lanka arduino -piirille

Akun ja pyörän liitännät

Juotin

juottaa

Tapa kiinnittää Android -laite pyöräsi.

Arduino- ja HC-05-moduulin ohjelmointiin tarvitset myös 3,3 V: n usb-ttl-sarjamuuntimen (tai ainakin isp-ohjelmoijan) ja Arduino-idean osoitteesta https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Tämä projekti tehtiin versiolla 1.6.13, eri versiot voivat toimia tai eivät toimi ilman muutoksia.

Vaihe 4: Alusta Arduino EPROM

Olen laiminlyönyt sisällyttää tämän vaiheen alkuperäiseen ohjeeseen. Luonnoksen käyttämä EPROM -alue on alustettava, jotta luonnos toimisi oikein. Luonnos voitaisiin kirjoittaa tekemään se automaattisesti, mutta tässä vaiheessa ei.

Jos et käytä arduino -lähdekoodia, voit ladata tähän vaiheeseen liitetyn hex -tiedoston arduinoosi EPROMin alustamiseksi.

Jos käytät arduino -lähdekoodia, setup () -osiossa on kaksi riviä, jotka näyttävät tältä:

// alustaa EEPROM -ohjelman ensimmäisen kerran, kun ohjelma suoritetaan.

// päivitysEPROM ();

Jos poistat toisen rivin kommentin niin, että se näyttää tältä:

// alustaa EEPROM -ohjelman ensimmäisen kerran, kun ohjelma suoritetaan.

päivitysEPROM ();

Lataa luonnos arduinoon ja anna sen toimia. EPROM alustetaan. Suosittele sitten riviä seuraavaan vaiheeseen.

EPROM -muistia käytetään muistamaan, kuinka paljon akkua on käytetty, jotta voit ajaa pyörällä, pysäyttää ja sammuttaa akun, ja kun kytket sen takaisin päälle, se alkaa siitä, mihin lopetit.

Vaihe 5: Määritä Arduino

Lataa Arduino -koodi (heksatiedosto liitteenä) Pro Miniin käyttämällä joko Arduino IDE: tä tai avrdudea itse. Normaalisti käytät tähän usb -sarjamuunninta, mutta voit käyttää myös ISP -ohjelmoijaa.

Jos haluat kääntää sen itse, aloita "julkaisulla". Viimeisimmässä "päähaarassa" voi olla testaamattomia muutoksia.

Jos vaihdoit 10K -vastuksen johonkin korkeampaan, sinun on myös muutettava luonnoksen akun jännitteenjakajan vakio. Muuta 11.0 rivillä "double VBmultiplier = 11.0;" vastaamaan mitä olet asentanut.

Vaihe 6: Määritä HC-05-moduuli

Sinun on määritettävä siirtonopeus HC-05-moduulissa. On myös mukavaa antaa sille nimi, jonka voit helposti tunnistaa myöhemmin (kuten "BIKE").

Käytät myös usb -ttl -sarjamuotoilumoduulia tähän. Jos sinulla ei ole sarjamuunninta, voit kirjoittaa luonnoksen arduinoa varten sen konfiguroimiseksi tai jos sinulla on 2 HC-05-moduulia, voit kytkeä ne yhteen ja käyttää toista ohjelmoidaksesi toisen (ehkä).

Tästä moduulista on erinomainen kirjoitus osoitteessa

Sinun on määritettävä siirtonopeudeksi 4800 vastaamaan Arduino -luonnosta, ja vaihda nimeksi "BIKE" tai jotain, jonka tunnistat.

Kun moduuli on määritetty, voit yhdistää sen Android -laitteen kanssa Bluetooth -asetuksissa.

Vaihe 7: Kokoa piiri

Olen liittänyt käsin piirretyn kytkentäkaavion skannauksen viitteeksi, jos joku on tarpeeksi kunnianhimoinen piirtämään sen kauniisti, ilmoita siitä minulle:)

Tee seuraavat liitännät:

(+) Pyöräakku sulakkeen ja pyöräohjaimen toiselle puolelle.

Sulakkeen toinen puoli DC -muuntimeen (+) IN -liitäntään ja 10K -vastus akkujännitteen tuloon Arduinossa.

(-) Pyörän akku (-) IN-asemaan muuntimessa ja yksi ACS712-virtaliitin.

Varmista tässä vaiheessa, että DC -muuntimesta on 5 V jännite, kun kytket akun päälle, jos et ole jo tehnyt niin.

Sammuta akku ja kytke liitännät loppuun:

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

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

HC05 TXD - Arduino -nasta 7

HC05 RXD bluetooth -vastusjakajasta.

Arduino nasta 8 bluetooth -vastusjakajaan.

ACS712 OUT Arduino -nastaan A3

Akun jännitteenjakaja Arduino -nastaan A1

(-) pyörän ohjaimesta ACS712: n toiseen virtaliitäntään.

Ylimääräistä nollauspainiketta ei todellakaan tarvita, se voi olla kätevää, kun haluat ladata arduinoon sen jälkeen, kun se on asennettu pyörääsi. Voit ehkä päästä arduinon nollauspainikkeeseen tai palauttaa sen sarjaliitännästä, jos pro mini tukee sitä.

Tarkista liitännät uudelleen.

Vaihe 8: Alustava vahvistus

Tässä vaiheessa voit kytkeä piirin päälle ja varmistaa, että saat lukemia Android -sovelluksessa.

Sinun pitäisi pystyä liittämään bluetooth Bluetoothiin ja nähdä akun jännite ja toivottavasti lähellä nollaa. Jos voit pyörittää pyörän ja nähdä nykyisen lukemuutoksen, kaikki toimii.

Sovellus olettaa, että positiivinen virta kuluttaa akkua, joten jos lukema näyttää negatiivisen virran pyörää pyörittäessäsi, vaihda vain ACS712 -moduulin kaksi virtajohtoa.

Jos sovelluksessa ei näy lukemia, voit katsoa Bluetooth -moduulin valoista varmistaaksesi, että se on kytketty ja lähettää tietoja. Voit asentaa laitteellesi bluetooth -päätelaitesovelluksen nähdäksesi piiristä lähetettävät tiedot. Sinun pitäisi nähdä noin 10 riviä sekunnissa nykyisiä lukemia ja yksi rivi sekunnissa akun jännite ja käytetyn akun määrä. Jos et näe mitään, tarkista uudelleen HC05 -moduulin kokoonpano ja liitännät arduinon, vastuksenjakajan ja HC05 TXD -liittimen välillä.

Käytä lopuksi pyörää niin kauan, että akun näytössä näkyy nollasta poikkeava arvo. Paina sitten tätä numeroa pitkään, kunnes paahtoleipä näyttää, että käyttö on palautettu. Luvun pitäisi palata nollaan. Jos näin ei tapahdu muutaman kerran, tarkista uudelleen liitännät HC05 RXD -liittimestä Arduinoon.

Vaihe 9: Lopullinen kokoonpano

Asenna kaikki kiinnitystarvikkeet ja asenna arduino -piiri pyörääsi. Asenna Android -laite pussiin tai muuhun pidikkeeseen ja olet valmis lähtemään!

Kuvissa näkyy pyöräni akunpurkaukset ja Android -laitteen pussi.

Näet pienen levyn akun jännitteenjakajaliitännöille ja ACS712: n asennettuna, jotta pääsen käsiksi riviliittimen ruuveihin kaiken asentamisen jälkeen. HC-05-bluetooth-moduuli on jälleen oikeassa kulmassa.

Valkoisessa riviliittimessä on kaikki akun ja pyörän ohjaimen liitännät piiriin.

Jos minun pitäisi tehdä se uudelleen, yhdistäisin ehdottomasti akun jännitteenjakajan ja ACS712: n samaan tytärlevyyn. Voisin myös yrittää asentaa bluetooth -moduulin tytärlevylle arduinon alle.

Vaihe 10: Tulevat vaiheet

Android -sovellus voi käyttää paljon työtä. Haluaisin lisätä värimuutoksia mittausalueiden perusteella. Haluan myös lisätä merkinnän siitä, että mittaus ei päivity sovelluksessa. Voit myös lisätä joitain graafisia mittareita. Jopa hieno kuvake olisi suuri parannus.

Paras ominaisuus olisi "arvio tyhjentymisestä", joka kertoisi matkan, jonka voit matkustaa jäljellä olevalla akulla, ja onko se enemmän kuin matka määränpäähän. Koska ajelen normaalisti joko töihin tai kotiin, ajatukseni on, että sovellukseen on tallennettu GPS -"reittipisteitä", joilla on jäljellä oleva etäisyys kotiin, ja kuinka paljon akkua käytetään keskimäärin kyseisessä reittipisteessä. Voit todennäköisesti tehdä jotain myös datayhteydellä, mutta minulla ei yleensä ole sellaista.

Haluaisin siirtyä pois tämän sovelluksen Bluetooth -kirjastosta kehittyneempään, jossa on esimerkiksi automaattinen uudelleenyhteys.

Jos rakennat tämän, voit harkita laitteistoon asennetun alipäästösuodattimen lisäämistä mitattuun virtaan ja mittaamisen erikseen, jotta voit käyttää kokonaisvarauslaskentaa. Alhaisilla kuormituksilla, alle 4A, mittaus vaihtelee suuresti, +/- 1A. En ole varma, onko kyseessä vain mittausongelma vai muuttuuko virta niin paljon pyörän pyöriessä. Joka tapauksessa erillinen keskivirran mittaus sekunnin tai kahden aikana voi auttaa tarkkuudessa. Voisit vain ottaa näytteen nykyisestä nopeammin ja tehdä sen ohjelmistossa, mutta en tiedä kuinka nopeasti sinun pitäisi ottaa näyte. Luulen, että oskilloskoopin asettaminen signaaliin voi auttaa selvittämään, kuinka nopeasti näytteenotto.

Voit lisätä asioita, kuten pitot -putken, mitataksesi tuulen nopeuden (siihen on jo ohjeistus).

Voit lisätä suljetun silmukan kaasuvivun arduinosta.

Jos olet aina halunnut pyörällesi USB -virtalähteen, voit helposti viedä kaapelin 5 V DC -muuntimesta arduinoon aina, kun tarvitset USB -virtaliitäntää.

Vaihe 11: Kysymyksiä ja kommentteja

Jos sinulla on yleisiä kysymyksiä jostakin täällä olevista kohteista, sinun on parasta vain googlettaa sen sijaan, että kysyisit täällä. Mikään kohteista ei ole kriittinen, voit melkein varmasti korvata jotain muuta ja saada työn tehtyä.

Älä pyydä minua lähettämään sinulle koodi, kaikki on githubissa. Ota se sieltä. Et tarvitse edes github -tiliä.

Älä kysy minulta, miten teen jotain Android Studiossa tai Arduinossa. En varmaan tiedä. Jälleen, googlaa se.

Älä todellakaan kysy minulta mitään Apple -tuotteita, minulla ei ole aavistustakaan.

Jos sovellus ei toimi laitteellasi, olen pahoillani. Mutta luultavasti en tiedä miten korjata se niin, että se korjaantuu. Se toimii puhelimessani, se on kaikki mitä tarvitsen.

Vaikka parannusehdotuksia otetaan mielellään vastaan, en luultavasti koskaan toteuta niitä, mutta minulla on muita asioita, joihin voin siirtyä. Tuskin koskaan toteutan omia ehdotuksiani. Paras vaihtoehto on haarukoida koodi githubissa ja lisätä asioita itse. Jos teet niin, kerro ihmisille täällä, jotta he voivat käyttää koodiasi omani sijaan.

Jos olet jo rakentanut paremman version itse, lähetä viite siihen, jotta muut tietävät siitä. En loukkaannu. Otan mielelläni sinun versiosi käyttöön ja käytän sitä.

Vaihe 12: Sovelluspäivitys testausta varten

Nämä ovat sovelluksen päivitettyjä versioita.

Luvut ovat paljon suurempia. Siellä on uusi kuvake. "Yhdistä" -painiketta ei enää ole. Käytä "Connect - secure" -vaihtoehtoa oikeassa yläkulmassa olevasta valikosta.

Tämän version pitäisi myös palata Android -versioon 2.3 piparkakut. Se toimii LG P500 Optimus Onessa.

"App-settings-debug.apk" -versiossa on asetusvalikko, jonka avulla voit asettaa akun kapasiteetin niin, että jäljellä oleva prosenttiosuus on oikea. Sitä ei ole testattu kokonaan.