Tachimetro ciclo fai da te: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Questo progetto mi è venuto in mente durante il mio progetto MEM (Meccanica Ingegneria Misura), un argomento nel mio B.tech. L'idea è misurare la velocità angolare della ruota della mia bicicletta. Conoscendo così il diametro e la legenda matematica di tutti i tempi il pi(3.14) può essere calcolata la velocità. Conoscendo anche il numero di giri della ruota, si può facilmente conoscere la distanza percorsa. Come bonus aggiuntivo, ho deciso di aggiungere un faro al mio ciclo. Ora la sfida era quando accendere la luce del freno. La risposta è sotto.

Fase 1: le strutture

È molto importante per questo progetto avere un supporto forte e stabile. Il pensiero è che la bicicletta possa subire un forte impulso quando si trova di fronte a una buca o quando decidi di divertirti e portare la bicicletta su un percorso accidentato. Inoltre, il nostro input viene catturato quando un magnete sulla ruota attraversa il sensore ad effetto hall sul supporto. Se tutte le cose vanno male contemporaneamente, l'arduino mostrerà le velocità di un binario ad alta velocità. Inoltre non vuoi che il tuo migliore amico arduino cada per strada solo perché hai deciso di essere pigro e usare del materiale scadente

Quindi, per essere sicuro, ho deciso di utilizzare le strisce di alluminio in quanto possono essere facilmente tagliate e forate, resistenti alla corrosione ed economiche, il che è sempre un bene per il fai-da-te.

Ho anche utilizzato dei dadi (con rondelle) e dei bulloni per fissarli al telaio in quanto devono essere posizionati saldamente sul telaio. Anche questo aiuterebbe se metti le cose in modo sbagliato e devi spostarle.

Un'altra parte importante è che l'elettronica deve essere adeguatamente isolata dai supporti se sono fatti di qualsiasi metallo come ho fatto io. La colla a caldo che ho usato ha funzionato bene in quanto assorbe anche gli urti e attutisce il display.

Passaggio 2: sensore e magnete

La parte di misurazione e input del progetto si basa su questa parte. L'idea è di posizionare un magnete sulla ruota della bicicletta e aggiungere un sensore ad effetto hall sul telaio in modo che ogni volta che il magnete attraversa il sensore, l'arduino sa che un giro è stato completato e può calcolare la velocità e la distanza.

Il sensore utilizzato qui è il classico sensore ad effetto hall A3144. Questo sensore riduce la sua uscita quando un particolare polo è rivolto verso l'orientamento corretto. L'orientamento è molto importante in quanto il polo esterno non influenzerà l'uscita.

Ecco alcune immagini che mostrano il corretto orientamento. Anche il sensore ad effetto hall richiede una resistenza di pullup da 10k. Questo nel mio progetto viene sostituito con i resistori di pull-up da 20k nell'arduino.

È importante posizionare il magnete con attenzione. Posizionarlo un po' troppo lontano può comportare una lettura incoerente o giri mancanti e posizionarlo molto vicino può far sì che il magnete tocchi il sensore, il che non è molto desiderabile.

Se osservi attentamente, la ruota avrà una certa inclinazione con l'asse e questo si tradurrà in croste e depressioni. Prova a posizionare il magnete nel trogolo. Personalmente non mi sono impegnato così tanto.

Passaggio 3: visualizzazione

Questo display è teoricamente opzionale ma hai bisogno di qualcosa per visualizzare la velocità e la distanza e la velocità in tempo reale. Pensare di usare un laptop è totalmente assurdo. Il display che ho usato è un display OLED da 0,96 pollici con I2C come protocollo di comunicazione tra lo slave e il master.

Le immagini pubblicate mostrano le tre modalità tra cui arduino passa automaticamente.

1) Quello con un piccolo inizio nell'angolo in basso a sinistra è quando l'arduino è appena stato avviato e si è avviato con successo.

2) Quella con km/h è la velocità. Questa modalità viene visualizzata solo quando il ciclo è in movimento e si spegne automaticamente una volta terminato il ciclo.

3) L'ultimo con i metri (Viva il sistema metrico) come unità è ovviamente la distanza percorsa dalla bicicletta. Una volta terminato il ciclo, arudino passa a visualizzare la distanza entro 3 secondi

Questo sistema non è perfetto. Visualizza momentaneamente la distanza percorsa anche quando il ciclo è in movimento. Anche se questo mostra un'imperfezione, lo trovo carino.

Passaggio 4: fonte di alimentazione

Il progetto essendo un po' ingombrante, non può sempre avere a disposizione una presa a muro nelle vicinanze per la ricarica. Quindi ho deciso di essere pigro e utilizzare semplicemente un power bank come fonte di alimentazione e utilizzare un cavo mini usb per collegare l'alimentazione usb del power bank all'arduino nano.

Ma devi selezionare attentamente il powerbank. È importante avere una geometria adeguata in modo che possa essere facilmente montata. Sono semplicemente innamorato del power bank che ho usato per una geometria così regolare e squadrata.

Anche il power bank deve essere un po' stupido. Il fatto è che per risparmiare energia, i power bank sono progettati per disattivare l'uscita se l'assorbimento di corrente non supera un determinato valore di soglia. Sospetto che questa soglia sia almeno di 200-300 mA. Il nostro circuito avrà un assorbimento di corrente massimo non superiore a 20 mA. Quindi, un normale power bank interromperà l'uscita. Questo potrebbe portarti a credere che ci sia qualche guasto nel tuo circuito. Questo particolare power bank funziona con un assorbimento di corrente così ridotto e questo mi ha dato un altro motivo per amare questo power bank.

Passaggio 5: luce di stop (completamente opzionale)

Proprio come caratteristica aggiuntiva, ho deciso di aggiungere una luce di stop. La domanda era come avrei trovato se stavo rompendo. Ebbene si scopre che se freno il ciclo decelera. Questo significa che se calcolo l'accelerazione e se risulta negativa, posso accendere le luci dei freni. Questo però significa che le luci si accendono anche se smetto di pedalare.

Inoltre non ho aggiunto un transistor alla mia luce che è assolutamente consigliato. Se qualcuno fa questo progetto e integra correttamente questa parte, sarei più che felice di vederlo e aggiungere immagini per questo.

Ho preso direttamente la corrente dal pin digitale 2 dell'arduino nano

Passaggio 6: il programma

Come sempre ho scritto il programma su Arduino IDE. Inizialmente miravo a registrare i parametri su una scheda SD. Ma sfortunatamente in quel caso dovrei usare tre librerie, SD.h, Wire.he SPI.h. Questi, combinati con il core, occupavano l'84% della memoria disponibile e l'IDE mi ha avvertito dei problemi di stabilità. Tuttavia non è passato molto tempo che il povero nano si è schiantato ogni volta e tutto si è bloccato dopo un po'. Il riavvio ha comportato la ripetizione della cronologia.

Quindi ho scartato la parte SD e ho commentato le righe relative alla scheda SD. Se qualcuno è stato in grado di superare questo problema, mi piacerebbe vedere i cambiamenti.

Inoltre, ho allegato un altro documento pdf in questo passaggio in cui ho spiegato il codice in dettaglio.

Sentiti libero di fare domande se ce ne sono.

Buon bricolage;-)