Velocímetro de ciclo DIY: 6 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Este projeto veio à minha mente ao fazer meu projeto MEM (Mechanical Engineering Measurement), um assunto em meu B.tech. A ideia é medir a velocidade angular da roda da minha bicicleta. Assim, conhecendo o diâmetro e a legenda matemática de todos os tempos o pi (3.14) a velocidade pode ser calculada. Também sabendo o número de vezes que a roda girou, a distância percorrida pode ser facilmente conhecida. Como um bônus adicional, decidi adicionar uma beaklight ao meu ciclo. Agora o desafio era quando girar a luz de freio. A resposta está abaixo.

Etapa 1: as estruturas

É muito importante para este projeto ter apoios fortes e estáveis. O pensamento é que a bicicleta pode sofrer um forte impulso quando se depara com um buraco de panela ou quando você decide se divertir e dar uma volta violenta na bicicleta. Além disso, nossa entrada é capturada quando um ímã na roda cruza o sensor de efeito Hall no suporte. Se todas as coisas derem errado simultaneamente, o arduino mostrará a velocidade de um trilho de alta velocidade. Além disso, você não quer que seu melhor amigo Arduino caia na estrada só porque você decidiu ser preguiçoso e usar algum material barato

Por isso, por segurança, decidi ir com tiras de alumínio, uma vez que podem ser facilmente cortadas e furadas, à prova de corrosão e baratas, o que é sempre bom para fazer bricolage.

Também usei algumas porcas (com arruelas) e parafusos para fixá-los na estrutura, pois eles devem ser colocados com segurança no chassi. Isso também ajudaria se você colocasse as coisas de maneira errada e precisasse realocá-las.

Outra parte importante é que a parte eletrônica deve ser devidamente isolada dos suportes, caso sejam feitos de algum metal como o que eu fiz. A cola quente que usei funcionou muito bem, pois também absorve um pouco de choque e amortece a tela.

Etapa 2: Sensor e o ímã

A medição e a parte de entrada do projeto dependem desta parte. A ideia é colocar um ímã na roda da bicicleta e adicionar um sensor de efeito Hall ao quadro de modo que toda vez que o ímã cruzar o sensor, o arduino saiba que uma revolução foi concluída e pode calcular a velocidade e a distância.

O sensor usado aqui é o clássico sensor de efeito Hall A3144. Este sensor reduz sua saída quando um determinado pólo está voltado para a orientação correta. A orientação é muito importante porque o pólo externo não afetará a saída.

Aqui estão algumas fotos mostrando a orientação adequada. Além disso, o sensor de efeito Hall requer um resistor pullup de 10k. Isso no meu projeto é substituído pelos resistores pull-up de 20k no arduino.

Colocar o ímã com cuidado é importante. Colocá-lo um pouco longe demais pode resultar em leituras inconsistentes ou rotações ausentes e colocá-lo muito próximo pode fazer com que o ímã toque o sensor, o que não é muito desejável.

Se você observar com atenção, a roda estará tendo alguma inclinação com o eixo e isso resultará em crostas e depressões. Experimente colocar o ímã na calha. Eu, pessoalmente, não me esforcei tanto.

Etapa 3: exibição

Esta exibição é teoricamente opcional, mas você precisa de algo para exibir a velocidade e a distância e a velocidade em tempo real. Pensar em usar um laptop é totalmente absurdo. O display que usei é um display OLED de 0,96 polegadas com I2C como protocolo de comunicação entre o escravo e o mestre.

As imagens postadas mostram os três modos entre os quais o Arduino alterna automaticamente.

1) Aquele com um pequeno início no canto esquerdo inferior é quando o arduino acabou de iniciar e inicializou com sucesso.

2) Aquele com km / h é a velocidade. Este modo só é exibido quando o ciclo está em movimento e desliga-se automaticamente quando o ciclo pára.

3) O último com metros (Viva o sistema métrico) como unidades é obviamente a distância que o ciclo percorreu. Assim que o ciclo pára o arudino muda para mostrar a distância dentro de 3 segundos

Este sistema não é perfeito. Ele exibe momentaneamente a distância percorrida mesmo quando o ciclo está em movimento. Embora isso mostre uma imperfeição, acho este aqui fofo.

Etapa 4: Fonte de alimentação

O projeto sendo um pouco volumoso, nem sempre pode ter uma tomada de parede próxima disponível para carregar. Então, decidi ser preguiçoso e simplesmente usar um banco de energia como fonte de energia e usar um cabo mini usb para conectar a energia USB do banco de energia ao arduino nano.

Mas você precisa selecionar o powerbank com cuidado. É importante ter uma geometria adequada para que possa ser facilmente encaixada. Estou simplesmente apaixonado pelo banco de energia que usei para uma geometria quadrada e regular.

Além disso, o banco de energia deve ser um pouco burro. O importante é economizar energia, os bancos de energia são projetados para desligar a saída se o consumo de corrente não estiver acima de um certo valor limite. Eu suspeito que esse limite seja de 200-300 mA, pelo menos. Nosso circuito terá um consumo máximo de corrente não superior a 20mA. Portanto, um banco de energia normal desligará a saída. Isso pode levar você a acreditar que há alguma falha em seu circuito. Este banco de potência em particular funciona com um consumo de corrente muito pequeno e isso me deu outro motivo para adorar esse banco de potência.

Etapa 5: Brakelight (completamente opcional)

Como um recurso adicional, decidi adicionar uma luz de freio. A questão era como eu descobriria se estivesse quebrando. Bem, acontece que, se eu frear, o ciclo desacelera. Isso significa que, se eu calcular a aceleração e se ela for negativa, posso acender as luzes de freio. No entanto, isso significa que as luzes se acenderão mesmo se eu simplesmente parar de pedalar.

Eu também não adicionei um transistor à minha luz, o que é totalmente recomendado. Se alguém fizer este projeto e integrar esta parte corretamente, eu ficaria mais do que feliz em ver isso e adicionar fotos para isso.

Eu obtive a corrente diretamente do pino digital 2 do arduino nano

Etapa 6: o programa

Como sempre, escrevi o programa no Arduino IDE. Inicialmente, tive como objetivo registrar os parâmetros em um cartão SD. Mas, infelizmente, nesse caso, eu teria que usar três bibliotecas, SD.h, Wire.h e SPI.h. Isso combinado com o núcleo ocupava 84% da memória disponível e o IDE me alertou sobre os problemas de estabilidade. No entanto, não demorou muito para que o pobre nano travasse todas as vezes e tudo congelasse depois de um tempo. A reinicialização resultou na repetição da história.

Então eu descartei a parte SD e comentei as linhas que estavam relacionadas ao cartão SD. Se alguém conseguiu superar esse problema, gostaria de ver as mudanças.

Além disso, anexei outro documento PDF nesta etapa, no qual expliquei o código em detalhes.

Sinta-se à vontade para fazer perguntas, se houver.

Feliz DIYing;-)