دوچرخه برقی (EBike) داشبورد و مانیتور باتری: 12 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این پروژه یک مدار آردوینو است که ولتاژ و جریان باتری را با ماژول ACS 712 کنترل می کند. اندازه گیری ها از طریق بلوتوث با ماژول HC-05 به دستگاه Android ارسال می شود. اساساً شما اتصال منفی بین کنترلر و باتری خود را دوباره برقرار می کنید تا از طریق ماژول ACS712 عبور کنید.

برنامه Android وضعیت باتری و همچنین سرعت و مسافت طی شده از GPS Android را نشان می دهد

اندروید را می توان بر روی دوچرخه در یک کیف ضد آب نصب کرد. مدار آردوینو به طور دائم در جعبه ای مقاوم در برابر آب و هوا روی دوچرخه نزدیک باتری نصب شده است.

کد Android و Arduino در github در دسترس است. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino و

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. شما همچنین به کتابخانه های https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… و https://github.com/edj2001/libraries) نیاز دارید.

نسخه های تجاری محصولات مشابه موجود است اگر این مقدار بیشتر از آن چیزی است که شما می توانید از عهده آن برآیید. با جستجوی گوگل "bluetooth 36v watt meter" می توانید آنها را به راحتی پیدا کنید. اگر به برخی از تصاویر نگاه کنید ، یک Arduino Pro Mini ، منبع تغذیه DC-DC و یک ماژول HC-05 (یا -06) را در پشت خواهید دید.

اگر تا به حال به این فکر کرده اید که چقدر باتری برای شما باقی مانده است ، یا چقدر دیگر می توانید باتری را ادامه دهید ، یا اگر برای رسیدن به جایی که می خواهید نیاز به پدال زدن یا کاهش گاز دارید ، این همان چیزی است که شما نیاز دارید.

یکی دیگر از مزایای احتمالی این است که ممکن است تصمیم بگیرید کامپیوتر دوچرخه را از دسته خود بردارید و کمی فضا آزاد کنید ، اگرچه اکنون تلفن شما به جای آن روی دوچرخه شما نصب می شود.

مثل همیشه ، این اطلاعات بدون هیچ گونه ضمانت ، به صورت ضمنی یا ضمنی ارائه می شود. شما مسئول هر کاری هستید که با این اطلاعات انجام می دهید. من هیچ گونه مسئولیتی در قبال هرگونه خسارت وارده ندارم. به بخش سلب مسئولیت در شرایط خدمات مراجعه کنید.

مرحله 1: به روز رسانی های آموزشی

PeterB476 به من نشان داد که من از گام برای راه اندازی اولیه Arduino EPROM غافل شده ام ، بنابراین آن را به دستورالعمل اضافه کردم.

من همچنین 2 نسخه جدید برنامه را به مرحله بعدی اضافه کرده ام. آنها کاملاً آزمایش نشده اند ، اما می توانید آنها را امتحان کنید.

مرحله 2: برنامه Android را نصب کنید

اگر برنامه اندروید بر روی دستگاه شما کار نکند ، دیگر کاری برای ادامه این پروژه وجود ندارد. نسخه های منتشر شده از github دارای apk اندروید هستند. فایل apk نیز در اینجا ضمیمه شده است. مطمئن شوید که حداقل قسمت GPS برنامه کار می کند و می توانید سعی کنید به یک دستگاه بلوتوث متصل شوید.

اگر می خواهید برنامه را خودتان بسازید ، پیشنهاد می کنم با یک نقطه "انتشار" شروع کنید زیرا احتمالاً در مقطعی کار می کرد ، در حالی که آخرین شاخه "اصلی" ممکن است دارای به روزرسانی هایی باشد که آزمایش نشده اند.

فایل apk را در دستگاه خود کپی کنید. از آنجا که apk از Google Play نیامده است ، باید "منابع ناشناخته" را در تنظیمات امنیتی دستگاه خود مجاز کنید. سپس به سادگی فایل apk را روی دستگاه خود ضربه بزنید تا نصب شود.

بدیهی است که برنامه برای برقراری ارتباط با آردوینو به مجوزهای بلوتوث و برای تعیین سرعت و مسافت طی شده به مجوزهای GPS نیاز دارد.

برای اتصال به دستگاه بلوتوث ، دکمه "از راه دور" را فشار دهید. برای بازنشانی مسافت پیموده شده "بازنشانی" را فشار دهید. 0 باتری را برای استفاده مجدد پس از شارژ باتری نگه دارید. اگر باتری را بدون شارژ خاموش و روشن کنید ، مقدار مورد استفاده Ah ذخیره می شود.

مرحله 3: قطعات را جمع آوری کنید

توجه داشته باشید که این قطعات برای باتری 36 ولت است. اگر باتری 48 ولت دارید ، باید مقاومت 10K را به 11K یا 12 K تغییر دهید و به یک مبدل DC-DC متفاوت نیاز دارید.

1 محفظه ضد آب من از جعبه برقی PVC 4x4x2 اینچ استفاده کردم.

1 قطعه Stripboard یا Protoboard مورد علاقه شما

1 آردوینو پرو مینی ، 5 ولت 16 مگاهرتز. شما همچنین می توانید به راحتی آردوینو بدون تخته بسازید زیرا نیازی به تنظیم کننده ولتاژ یا رابط usb ندارید. تنها چیزی که نیاز دارید ATMEGA328P ، کریستال 16MHZ و چند خازن است. اگر در محوطه خود فضایی دارید می توانید از آردوینو نانو استفاده کنید. Nano بزرگتر از دو انتخاب اول است ، اما در صورت نداشتن مبدل سریال ، دارای رابط USB داخلی است.

1 ماژول ACS712 برای مطابقت با محدوده فعلی باتری شما. من از یک ماژول 20A برای باتری 8A خود استفاده کردم.

1 ماژول بلوتوث HC-05. من نوع ZS-040 را دوست دارم ، نوع 6 پین با دکمه فشاری. برچسب پشت آن ZS-040 خواهد بود.

اگر دوچرخه شما دارای باتری 36 ولت است که حدود 42 ولت به طور کامل شارژ می شود 1 منبع تغذیه 50 ولت تا 5 ولت DC-DC. اگر باتری 48V دارید ، 56 یا 57V کامل شارژ می شود ، بنابراین ممکن است به منبع تغذیه دیگری نیاز داشته باشید. اگر چیزی برای 60 ولت پیدا کردید ، لطفاً از آنچه استفاده می کنید به ما اطلاع دهید. برخی می گویند اکثر زگیل های دیواری usb روی 48VDC (و بالاتر) کار می کنند ، اما من آن را امتحان نکرده ام.

مقاومتهای 1/4 وات: 1 x 2K ، 1 x 10K ، 2 x 1K (اگر باتری شما بیش از 36V ولت است ، 10K را افزایش دهید).

نگهدارنده فیوز خطی و فیوز 2A.

نوارهای سربرگ با زاویه مستقیم و راست

بلوک ترمینال 5.08 میلی متر ، 2 2 2

سیم رشته 16AWG برای اتصال ماژول ها.

سیم جامد 22AWG برای مدار آردوینو

نوار بلوک ترمینال برای اتصالات باتری و دوچرخه

آهن لحیم کاری

لحیم کاری

راهی برای اتصال دستگاه اندرویدی به دوچرخه

برای برنامه ریزی ماژول Arduino و HC-05 شما همچنین به یک مبدل سریال 3.3 ولت USB به ttl (یا حداقل یک برنامه نویس isp) و Arduino ide از https://www.arduino.cc/fa/Main/Software نیاز دارید. این پروژه با نسخه 1.6.13 انجام شد ، ممکن است نسخه های مختلف بدون تغییر کار کنند یا ندهند.

مرحله 4: راه اندازی اولیه Arduino EPROM

از ذکر این مرحله در دستورالعمل اصلی غافل شدم. ناحیه EPROM که توسط طرح مورد استفاده قرار می گیرد ، نیاز به مقداردهی اولیه دارد تا طرح به درستی کار کند. این طرح را می توان برای انجام خودکار نوشت ، اما در این مرحله اینطور نیست.

اگر با کد منبع arduino کار نمی کنید ، می توانید فایل hex متصل به این مرحله را در arduino خود بارگیری کنید تا EPROM اولیه شود.

اگر با سورس کد arduino کار می کنید ، در قسمت setup () دو خط وجود دارد که به شکل زیر است:

// EEPROM را برای اولین بار که برنامه اجرا می شود تنظیم کنید.

// updateEPROM ()؛

اگر خط دوم را کامنت گذاری می کنید تا به این شکل باشد:

// برای اولین بار که برنامه اجرا می شود EEPROM را راه اندازی کنید.

updateEPROM ()؛

آن طرح را در آردوینو بارگیری کرده و بگذارید اجرا شود. EPROM راه اندازی می شود. سپس خط را برای مرحله بعدی توصیه کنید.

EPROM برای به خاطر سپردن میزان مصرف باتری استفاده می شود تا بتوانید دوچرخه سواری کنید ، باتری را متوقف کرده و خاموش کنید ، و با روشن کردن مجدد آن از همان جایی که خاموش کرده اید شروع می شود.

مرحله 5: Arduino را پیکربندی کنید

کد Arduino (فایل شش ضلعی ضمیمه شده) را با استفاده از Arduino IDE یا avrdude به تنهایی به Pro Mini بارگیری کنید. معمولاً برای این کار از مبدل usb به سریال استفاده می کنید ، اما می توانید از برنامه نویس isp نیز استفاده کنید.

مجدداً ، اگر می خواهید خودتان آن را کامپایل کنید ، با یک "انتشار" شروع کنید. آخرین شاخه "اصلی" ممکن است تغییرات آزمایش نشده ای داشته باشد.

اگر مقاومت 10K را به چیزی بالاتر تغییر دهید ، باید ثابت تقسیم ولتاژ باتری را در طرح تغییر دهید. 11.0 را در خط "double VBmultiplier = 11.0؛" تغییر دهید. برای مطابقت با هر چیزی که نصب کرده اید

مرحله 6: ماژول HC-05 را پیکربندی کنید

شما باید نرخ baud را روی ماژول HC-05 پیکربندی کنید. همچنین خوب است که نامی را برای آن بگذارید که بعداً به راحتی بتوانید تشخیص دهید (مانند "BIKE").

برای این کار نیز از ماژول مبدل سریال usb to ttl استفاده می کنید. اگر مبدل سریال ندارید ، می توانید یک طرح برای arduino بنویسید تا پیکربندی شود ، یا من حدس می زنم اگر 2 ماژول HC-05 دارید ، می توانید آنها را به هم وصل کرده و از یکی برای برنامه نویسی دیگری استفاده کنید (شاید).

یک نوشته عالی در این ماژول در https://www.martyncurrey.com/arduino-with-hc-05-bluetooth-module-at-mode/ وجود دارد

برای مطابقت با طرح آردوینو ، باید نرخ باود را روی 4800 پیکربندی کنید و نام را به "BIKE" یا چیزی که می شناسید تغییر دهید.

پس از پیکربندی ماژول ، می توانید آن را با دستگاه اندرویدی خود در تنظیمات بلوتوث خود جفت کنید.

مرحله 7: مدار را مونتاژ کنید

من یک اسکن از نمودار سیم کشی دستی خود را برای مرجع ضمیمه کرده ام ، اگر کسی به اندازه کافی بلندپرواز است که آن را به زیبایی ترسیم کند ، لطفاً به من اطلاع دهید:)

اتصالات زیر را ایجاد کنید:

(+) باتری دوچرخه به یک طرف فیوز و کنترلر دوچرخه.

طرف دیگر فیوز مبدل DC (ترمینال+) IN و مقاومت 10K برای ورودی ولتاژ باتری در آردوینو.

(-) دوچرخه باتری به (-) IN در مبدل و یک پایانه برق ACS712.

در این مرحله مطمئن شوید که وقتی باتری خود را روشن کرده اید ، اگر قبلاً این کار را نکرده اید ، 5 ولت داشته باشید.

باتری را خاموش کرده و اتصالات را کامل کنید:

(+) خارج از مبدل Arduino 5V ، HC05 VCC ، ACS712 VCC.

(-) خارج از مبدل به Arduino GND ، HC05 GND ، ACS712 GND ، پین آردوینو A2.

HC05 TXD به پین 7 آردوینو

HC05 RXD از تقسیم کننده مقاومت بلوتوث.

آردوینو پین 8 به تقسیم کننده مقاومت بلوتوث.

ACS712 OUT به Arduino pin A3

تقسیم کننده ولتاژ باتری به پین آردوینو A1

(-) از کنترلر دوچرخه تا پایانه قدرت دوم در ACS712.

دکمه تنظیم مجدد اضافی واقعاً مورد نیاز نیست ، ممکن است زمانی مناسب باشد که بخواهید آردوینو را پس از نصب روی دوچرخه خود بارگیری کنید. ممکن است بتوانید به دکمه تنظیم مجدد در آردوینو برسید ، یا اگر پرو مینی شما از آن پشتیبانی می کند ، می توانید آن را از رابط سریال بازنشانی کنید.

اتصالات خود را دوبار بررسی کنید.

مرحله 8: تأیید اولیه

در این مرحله می توانید مدار را روشن کرده و تأیید کنید که در برنامه اندروید قرائت می کنید.

شما باید بتوانید بلوتوث را به دوچرخه وصل کنید و ولتاژ باتری را ببینید و امیدوارم نزدیک به صفر جریان باتری باشد. اگر می توانید دوچرخه را بچرخانید و تغییرات فعلی خواندن را ببینید ، همه چیز در حال کار است.

این برنامه فرض می کند که جریان مثبت در حال تخلیه باتری است ، بنابراین اگر هنگام چرخاندن دوچرخه ، جریان منفی نشان می دهد ، فقط دو سیم فعلی موجود در ماژول ACS712 را عوض کنید.

اگر هیچ خواندنی در برنامه مشاهده نمی کنید ، می توانید به چراغ های ماژول بلوتوث نگاه کنید تا از اتصال آن و انتقال داده اطمینان حاصل کنید. برای مشاهده داده های ارسال شده از مدار ، می توانید یک برنامه ترمینال بلوتوث روی دستگاه خود نصب کنید. شما باید حدود 10 خط در ثانیه خوانش های جاری و یک خط در ثانیه ولتاژ باتری و میزان مصرف باتری را مشاهده کنید. اگر چیزی نمی بینید ، پیکربندی ماژول HC05 و اتصالات بین آردوینو ، تقسیم کننده مقاومت و پایانه HC05 TXD را دوباره بررسی کنید.

در نهایت ، دوچرخه را آنقدر طولانی اجرا کنید تا مقدار غیر صفر در صفحه نمایش باتری استفاده شده نمایش داده شود. سپس آن عدد را طولانی فشار دهید تا نان تست ظاهر شود که میزان مصرف مجدد تنظیم شده است. عدد باید به صفر برگردد. اگر چند بار تلاش نکردید ، اتصالات را از پایانه HC05 RXD به آردوینو دوباره بررسی کنید.

مرحله 9: مونتاژ نهایی

تمام سخت افزارهای نصب را نصب کرده و مدار آردوینو را روی دوچرخه خود نصب کنید. دستگاه اندرویدی خود را در کیف یا جای دیگر قرار دهید و همه چیز آماده است!

تصاویر نشان می دهد که باتری بر روی دوچرخه من ضربه می زند و کیف دستگاه اندرویدی من است.

می توانید تخته کوچک اتصالات تقسیم ولتاژ باتری و ACS712 را طوری نصب کنید که بتوانم بعد از نصب همه چیز به پیچ های ترمینال برسم. ماژول بلوتوث HC-05 در گوشه سمت راست قرار دارد.

نوار ترمینال سفید دارای تمام اتصالات کنترل کننده باتری و دوچرخه به مدار است.

اگر مجبور باشم دوباره این کار را انجام دهم ، قطعاً تقسیم ولتاژ باتری و ACS712 را روی یک تخته دخترانه ترکیب می کنم. من همچنین ممکن است سعی کنم ماژول بلوتوث را روی یک تختخواب زیر آردوینو نصب کنم.

مرحله دهم: مراحل آینده

برنامه Android می تواند از کارهای زیادی استفاده کند. من می خواهم برخی تغییرات رنگ را بر اساس محدوده اندازه گیری ها اضافه کنم. من همچنین می خواهم نشانه ای را اضافه کنم که اندازه گیری در برنامه به روز نمی شود. همچنین می توانید اندازه گیری های گرافیکی اضافه کنید. حتی یک نماد زیبا نیز پیشرفت بزرگی خواهد بود.

بهترین ویژگی "برآورد تخلیه" است که به شما می گوید مسافتی را که می توانید با باتری باقی مانده خود طی کنید ، و آیا این بیشتر از فاصله تا مقصد است. از آنجا که من معمولاً یا در محل کار یا خانه سوار می شوم ، تصور من این است که "نقاط راه" GPS را در برنامه ذخیره کرده و فاصله باقی مانده تا خانه را داشته باشید و میزان مصرف باتری به طور متوسط در آن نقطه راه. احتمالاً می توانید با اتصال داده نیز کاری انجام دهید ، اما من معمولاً آن را ندارم.

من می خواهم از کتابخانه بلوتوث در این برنامه به کتابخانه پیشرفته تری بروم که برای مثال به طور خودکار مجدداً وصل می شود.

اگر این را می سازید ، ممکن است یک فیلتر کم گذر سخت افزاری را بر جریان اندازه گیری شده اضافه کنید و آن را جداگانه اندازه گیری کنید تا از کل محاسبه شارژ استفاده شده استفاده شود. در بارهای کم ، کمتر از 4A یا بیشتر ، اندازه گیری بسیار متفاوت است ، +/- 1A. من مطمئن نیستم که این فقط یک مشکل اندازه گیری است یا جریان به همان اندازه که چرخ می چرخد تغییر می کند. در هر صورت ، اندازه گیری جداگانه جریان متوسط در یک یا دو ثانیه ممکن است به دقت کمک کند. شما فقط می توانید جریان را سریعتر نمونه گیری کرده و این کار را در نرم افزار انجام دهید ، اما نمی دانم چقدر سریع باید نمونه برداری کنید. من حدس می زنم که قرار دادن یک اسیلوسکوپ روی سیگنال ممکن است به سرعت نمونه برداری از آن کمک کند.

برای اندازه گیری سرعت باد می توانید مواردی مانند لوله پیتوت را اضافه کنید (در حال حاضر دستورالعملی برای آن وجود دارد).

می توانید کنترل دریچه گاز بسته را از آردوینو اضافه کنید.

اگر همیشه می خواهید یک منبع تغذیه USB در دوچرخه خود داشته باشید ، می توانید به راحتی کابل را از مبدل 5V DC برای آردوینو تا جایی که به اتصال برق USB نیاز دارید ، اجرا کنید.

مرحله 11: سوالات و نظرات

اگر سوالات کلی در مورد هر یک از موارد اینجا دارید ، بهتر است به جای پرسیدن سوالات اینجا ، آن را در گوگل جستجو کنید. هیچ یک از موارد مهم نیستند ، شما مطمئناً می توانید چیز دیگری را جایگزین کرده و کار را انجام دهید.

از من نخواهید که کد را برای شما ارسال کنم ، همه در github است. از آنجا بگیرید. شما حتی نیازی به یک حساب github ندارید.

لطفاً از من نپرسید که چگونه می توان در Android Studio یا Arduino کاری انجام داد. احتمالاً نمی دانم. باز هم ، فقط آن را در گوگل سرچ کنید.

واقعاً در مورد محصولات اپل از من نپرسید ، من سرنخی ندارم.

اگر برنامه روی دستگاه شما کار نمی کند ، متأسفم. اما احتمالاً نمی دانم چگونه آن را برطرف کنم تا درست شود. روی تلفن من کار می کند ، این تنها چیزی است که من نیاز دارم.

اگرچه پیشنهادات برای بهبود استقبال می شود ، اما من احتمالاً هرگز آنها را اجرا نخواهم کرد ، اما چیزهای دیگری برای پیشرفت دارم. من احتمالاً هرگز حتی پیشنهادات خود را اجرا نمی کنم. بهترین گزینه این است که کد را در github فورک کرده و خودتان چیزهایی را اضافه کنید. اگر چنین کردید ، لطفاً مردم را در اینجا مطلع کنید تا بتوانند از کد شما به جای کد من استفاده کنند.

اگر خودتان قبلاً نسخه بهتری ساخته اید ، لطفاً مرجعی از آن را در اینجا ارسال کنید تا دیگران از آن مطلع شوند. من آزرده نخواهم شد. خوشحال می شوم نسخه شما را بگیرم و شروع به استفاده از آن کنم.

مرحله 12: به روز رسانی برنامه برای آزمایش

اینها نسخه های به روز شده برنامه هستند.

اعداد بسیار بیشتر است. یک نماد جدید وجود دارد دیگر دکمه "اتصال" وجود ندارد. از منوی گوشه سمت راست بالا از گزینه "اتصال - ایمن" استفاده کنید.

این نسخه همچنین باید به نسخه Android 2.3 شیرینی زنجبیلی برگردد. روی LG P500 Optimus One من کار می کند.

نسخه "app-settings-debug.apk" دارای منوی تنظیماتی است که به شما امکان می دهد ظرفیت باتری خود را طوری تنظیم کنید که درصد محاسبه باقی مانده صحیح باشد. به طور کامل آزمایش نشده است.