Tablou de bord și monitor al bateriei pentru biciclete electrice (EBike): 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Acest proiect este un circuit Arduino care monitorizează tensiunea și curentul bateriei cu un modul ACS 712. Măsurătorile sunt comunicate prin Bluetooth cu un modul HC-05 către un dispozitiv Android. Practic, reconectați conexiunea negativă dintre controler și baterie pentru a trece prin modulul ACS712.

Aplicația Android afișează starea bateriei, precum și viteza curentă și distanța parcursă de la GPS-ul Android

Android-ul poate fi montat pe bicicletă într-o geantă rezistentă la intemperii. Circuitul Arduino este montat permanent într-o cutie rezistentă la intemperii pe bicicletă lângă baterie.

Codul Android și Arduino este disponibil pe github. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino și

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. De asemenea, veți avea nevoie de bibliotecile https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar… și

Există versiuni comerciale de produse similare disponibile, dacă este mai mult decât s-ar putea să vă descurcați. Le puteți găsi cu ușurință googlând „bluetooth 36v watt meter”. Dacă vă uitați la unele dintre imagini, veți vedea un Arduino Pro Mini, o sursă de alimentare DC-DC și un modul HC-05 (sau -06) în spate.

Dacă vă întrebați vreodată cât de multă baterie vă mai rămâne sau cât de mult mai puteți merge pe baterie sau dacă trebuie să pedalați sau să reduceți accelerația pentru a ajunge unde mergeți, de asta aveți nevoie.

Un alt avantaj potențial este că puteți decide să scoateți computerul bicicletei de pe ghidon, eliberând spațiu, deși acum telefonul dvs. va fi montat pe bicicletă.

Ca întotdeauna, aceste informații sunt furnizate ca atare, fără nicio garanție de niciun fel, expresă sau implicită. Sunteți responsabil pentru orice faceți cu aceste informații. Nu voi fi responsabil sau răspunzător în niciun fel pentru orice daune. Consultați secțiunea de declinare a responsabilității din Termenii și condițiile.

Pasul 1: Actualizări instructabile

PeterB476 mi-a arătat că am neglijat să includ un pas pentru a inițializa Arduino EPROM, așa că am adăugat acest lucru la instructabil.

De asemenea, am adăugat 2 versiuni noi ale aplicației la un pas ulterior. Nu au fost testate temeinic, dar le puteți încerca.

Pasul 2: Instalați aplicația Android

Nu are rost să procedați cu restul acestui proiect dacă aplicația Android nu funcționează pe dispozitivul dvs. Versiunile de la github au atașat apk-ul pentru Android. Fișierul apk este, de asemenea, atașat aici. Asigurați-vă că cel puțin porțiunea GPS a aplicației funcționează și puteți încerca să vă conectați la un dispozitiv bluetooth.

Dacă doriți să creați aplicația dvs., vă sugerez să începeți cu un punct de „lansare”, deoarece probabil că a funcționat la un moment dat, în timp ce cea mai recentă ramură „master” poate avea actualizări care nu au fost testate.

Copiați fișierul apk pe dispozitiv. Va trebui să permiteți „Surse necunoscute” în setările de securitate de pe dispozitivul dvs., deoarece APK-ul nu provine de pe Google Play. Apoi pur și simplu atingeți fișierul apk de pe dispozitiv pentru a-l instala.

Evident, aplicația necesită permisiuni Bluetooth pentru a comunica cu Arduino și permisiuni GPS pentru a determina viteza și distanța parcursă.

Apăsați butonul „la distanță” pentru a încerca să vă conectați la un dispozitiv Bluetooth. Apăsați „reset” pentru a reseta distanța parcursă la 0. Țineți câmpul bateriei Ah folosit pentru a-l reseta după ce încărcați bateria. Valoarea utilizată Ah va fi salvată dacă opriți și porniți bateria fără a o încărca.

Pasul 3: Colectează piese

Rețineți că aceste piese sunt pentru o baterie de 36V. Dacă aveți o baterie de 48V, va trebui să schimbați rezistența de 10K la 11K sau 12 K și veți avea nevoie de un convertor DC-DC diferit.

1 Carcasă rezistentă la intemperii. Am folosit o cutie electrică din PVC de 4x4x2 inch.

1 bucată din Stripboard sau Protoboard preferat

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHZ. De asemenea, puteți construi cu ușurință un arduino cu bareboard, deoarece nu aveți nevoie de un regulator de tensiune sau de o interfață USB. Tot ce aveți nevoie este ATMEGA328P, un cristal de 16 MHz și câțiva condensatori. De asemenea, puteți utiliza un Arduino Nano dacă aveți loc în incintă. Nano este mai mare decât primele două opțiuni, dar are interfața USB încorporată dacă nu aveți un convertor serial.

1 modul ACS712 pentru a se potrivi cu gama curentă a bateriei. Am folosit un modul de 20A pentru bateria mea de 8A.

1 modul bluetooth HC-05. Îmi place soiul ZS-040, genul cu 6 pini cu buton. Acesta va fi etichetat ZS-040 pe spate.

1 sursă de alimentare de la 50V la 5V DC-DC dacă bicicleta dvs. are o baterie de 36V, care va fi încărcată aproximativ 42V. Dacă aveți o baterie de 48V, aceasta va fi complet încărcată de 56 sau 57V, deci este posibil să aveți nevoie de o altă sursă de alimentare. Vă rugăm să ne anunțați ce folosiți dacă găsiți ceva pentru 60V. Unii oameni spun că majoritatea negilor USB pe perete funcționează pe 48VDC (și mai mare), dar nu am încercat-o.

Rezistențe 1 / 4W: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (creșteți 10K dacă bateria dvs. depășește 36V).

Suport siguranțe în linie și siguranță 2A.

benzi antet drept și unghi drept

Blocuri terminale de 5,08 mm, 2 x 2

Sârmă torsadată 16AWG pentru interconectarea modulelor.

Sârmă solidă 22AWG pentru circuitul arduino

Benzi de blocuri de conexiuni pentru conexiunile bateriei și bicicletei

Ciocan de lipit

lipit

O modalitate de a vă monta dispozitivul Android pe bicicletă.

Pentru a programa modulul Arduino și HC-05, veți avea nevoie, de asemenea, de un convertor serial usb to tl de 3,3V (sau cel puțin un programator isp) și de ideul Arduino de pe https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Acest proiect a fost realizat cu versiunea 1.6.13, diferite versiuni pot funcționa sau nu fără modificări.

Pasul 4: Inițializați Arduino EPROM

Am neglijat să includ acest pas în instructivul original. Zona EPROM utilizată de schiță trebuie inițiată pentru ca schița să funcționeze corect. Schița ar putea fi scrisă pentru ao face automat, dar în acest moment nu.

Dacă nu lucrați cu codul sursă arduino, puteți descărca fișierul hexagonal atașat la acest pas pe arduino pentru a inițializa EPROM.

Dacă lucrați cu codul sursă arduino, există două linii în secțiunea setup () care arată astfel:

// inițializați EEPROM prima dată când rulează programul.

// updateEPROM ();

Dacă decomentați a doua linie astfel încât să arate astfel:

// inițializați EEPROM prima dată când rulează programul.

updateEPROM ();

Descărcați schița pe arduino și lăsați-o să ruleze. EPROM va fi inițializată. Apoi recomandați linia pentru pasul următor.

EPROM este folosit pentru a vă aminti cât de mult a fost folosit bateria, astfel încât să puteți merge cu bicicleta, să opriți și să opriți bateria, iar când o reporniți, va începe de unde ați oprit.

Pasul 5: Configurați Arduino

Descărcați codul Arduino (fișier hexagonal atașat) la Pro Mini folosind fie Arduino IDE, fie avrdude de la sine. În mod normal, veți folosi convertorul USB în serie pentru acest lucru, dar puteți utiliza și un programator isp.

Din nou, dacă doriți să îl compilați singur, începeți cu o „lansare”. Cea mai recentă ramură „master” poate avea modificări netestate.

Dacă ați schimbat rezistența de 10K la ceva mai mare, va trebui, de asemenea, să modificați constanta divizorului de tensiune a bateriei din schiță. Schimbați 11.0 în linia „multiplicator dublu VB = 11.0;” pentru a se potrivi cu orice ai instalat.

Pasul 6: Configurați modulul HC-05

Trebuie să configurați rata de transmisie pe modulul HC-05. De asemenea, este plăcut să îi dai un nume pe care îl poți recunoaște cu ușurință ulterior (cum ar fi „BIKE”).

Folosiți și modulul convertor serial USB to tl. Dacă nu aveți un convertor serial, ați putea scrie o schiță pentru un arduino pentru a-l configura sau cred că dacă aveți 2 module HC-05, le-ați putea conecta și utilizați unul pentru a programa celălalt (poate).

Există o scriere excelentă pe acest modul la

Trebuie să configurați rata de transmisie la 4800 pentru a se potrivi cu schița Arduino și să schimbați numele în „BIKE” sau ceva ce veți recunoaște.

Odată ce modulul este configurat, îl puteți asocia cu dispozitivul dvs. Android în setările Bluetooth.

Pasul 7: Asamblați circuitul

Am atașat o scanare a schemei de cablare desenate manual pentru referință, dacă cineva este suficient de ambițios pentru a-l redesena frumos, vă rog să-mi spuneți:)

Faceți următoarele conexiuni:

(+) Baterie pentru bicicletă pe o parte a siguranței și controlerului pentru bicicletă.

Cealaltă parte a siguranței la convertorul de curent continuu (+) terminal IN și rezistență de 10K pentru intrarea de tensiune a bateriei pe Arduino.

(-) Baterie bicicletă la (-) IN pe convertor și un terminal de alimentare ACS712.

În acest moment, asigurați-vă că aveți 5V de la convertorul DC când porniți bateria, dacă nu ați făcut-o deja.

Opriți bateria din nou și finalizați conexiunile:

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

(-) OUT de la convertor la Arduino GND, HC05 GND, ACS712 GND, pin Arduino A2.

HC05 TXD la pinul 7 Arduino

HC05 RXD de la separatorul de rezistențe bluetooth.

Pinul Arduino 8 la separatorul de rezistență Bluetooth.

ACS712 OUT la pinul Arduino A3

Divizorul de tensiune al bateriei la pinul Arduino A1

(-) de la Bike Controller la al doilea terminal de alimentare de pe ACS712.

Butonul de resetare suplimentar nu este cu adevărat necesar, ar putea fi convenabil atunci când doriți să descărcați pe arduino după ce este instalat pe bicicletă. S-ar putea să puteți accesa butonul de resetare de pe arduino sau îl puteți reseta din interfața serială dacă pro mini-ul îl acceptă.

Verifică-ți conexiunile.

Pasul 8: verificare preliminară

În acest moment, puteți porni circuitul și puteți verifica dacă primiți citiri în aplicația Android.

Ar trebui să puteți conecta bluetooth la bicicletă și să vedeți tensiunea bateriei și, sperăm, aproape de curentul bateriei zero. Dacă puteți învârti bicicleta și puteți vedea modificarea curentă a citirii, atunci totul funcționează.

Aplicația presupune că curentul pozitiv descarcă bateria, deci dacă citirea arată un curent negativ atunci când rotiți bicicleta, schimbați doar cele două fire de curent de pe modulul ACS712.

Dacă nu vedeți nicio citire în aplicație, puteți privi luminile de pe modulul Bluetooth pentru a vă asigura că este conectat și transmite date. Puteți instala o aplicație de terminal Bluetooth pe dispozitivul dvs. pentru a vedea datele care sunt trimise din circuit. Ar trebui să vedeți aproximativ 10 linii pe secundă din citirile curente și o linie pe secundă din tensiunea bateriei și cantitatea de baterie utilizată. Dacă nu vedeți nimic, verificați din nou configurația modulului HC05 și conexiunile dintre arduino, divizorul de rezistențe și terminalul TXC HC05.

În cele din urmă, rulați bicicleta suficient de mult timp pentru a afișa o valoare diferită de zero pe afișajul bateriei utilizate. Apoi, apăsați lung pe acel număr până când apare toastul că utilizarea a fost resetată. Numărul ar trebui să revină la zero. Dacă nu se întâmplă după câteva încercări, verificați din nou conexiunile de la terminalul HC05 RXD la Arduino.

Pasul 9: Adunarea finală

Instalați toate componentele hardware de montare și montați circuitul arduino pe bicicletă. Montați dispozitivul Android într-o geantă sau alt suport și sunteți gata să plecați!

Imaginile arată buzunarele bateriei de pe bicicleta mea și geanta pentru dispozitivul meu Android.

Puteți vedea placa mică pentru conexiunile divizorului de tensiune a bateriei și ACS712 montate, astfel încât să ajung la șuruburile blocului de terminale după ce am montat totul. Modulul bluetooth HC-05 este din nou în colțul din dreapta.

Banda terminală albă are toate conexiunile bateriei și ale controlerului de bicicletă la circuit.

Dacă ar fi să o fac din nou, aș combina cu siguranță divizorul de tensiune al bateriei și ACS712 pe aceeași bucată de placă. Aș putea încerca, de asemenea, să montez modulul bluetooth pe o placă fiică sub arduino.

Pasul 10: Pași viitori

Aplicația Android ar putea folosi multă muncă. Aș dori să adaug câteva modificări de culoare pe baza intervalelor pentru măsurători. Aș dori, de asemenea, să adaug indicii că o măsurătoare nu se actualizează în aplicație. Puteți adăuga, de asemenea, câteva indicatoare grafice. Chiar și o pictogramă drăguță ar fi o mare îmbunătățire.

Cea mai bună caracteristică ar fi o „estimare la gol” care vă va arăta distanța pe care ați putea să o parcurgeți cu bateria rămasă și dacă aceasta depășește distanța până la destinație. Întrucât călătoresc în mod normal fie la serviciu, fie acasă, gândul meu este să am „puncte de parcurs” GPS stocate în aplicație, care au distanța rămasă de casă și cât de multă baterie este utilizată în medie la acel punct de parcurs. Probabil ați putea face ceva și cu o conexiune de date, dar în mod normal nu am una.

Aș dori să mă îndepărtez de biblioteca Bluetooth din această aplicație la una mai dezvoltată, care are reconectare automată, de exemplu.

Dacă construiți acest lucru, puteți lua în considerare adăugarea unui filtru hardware de trecere joasă pe curentul măsurat și măsurarea acestuia separat pentru a fi utilizată pentru calculul încărcării totale utilizate. La sarcini mici, mai puțin de 4A sau cam așa, măsurarea variază foarte mult, +/- 1A. Nu sunt sigur dacă este doar o problemă de măsurare sau dacă curentul se schimbă atât de mult cât roata se rotește. În orice caz, o măsurare separată a curentului mediu pe o secundă sau două ar putea ajuta la precizie. Puteți pur și simplu să testați curentul mai repede și să o faceți în software, dar nu știu cât de repede ar trebui să prelevați. Bănuiesc că punerea unui osciloscop pe semnal ar putea ajuta să vă dați seama cât de repede să îl testați.

Puteți adăuga lucruri precum un tub pitot pentru a măsura viteza vântului (există deja un instructiv pentru asta).

Puteți adăuga controlul clapetei în buclă închisă din arduino.

Dacă ați dorit întotdeauna o sursă de alimentare USB pe bicicletă, puteți rula cu ușurință un cablu de la convertorul de 5V DC pentru arduino până oriunde aveți nevoie de conexiunea de alimentare USB.

Pasul 11: Întrebări și comentarii

Dacă aveți întrebări generale despre oricare dintre articolele de aici, cel mai bine este să le adresați Google în loc să puneți întrebări aici. Niciunul dintre elemente nu este critic, aproape sigur puteți înlocui altceva și puteți face treaba.

Nu-mi cereți să vă trimit codul, totul este pe github. Ia de acolo. Nici nu aveți nevoie de un cont github.

Vă rog să nu mă întrebați cum să fac ceva în Android Studio sau pe Arduino. Probabil că nu știu. Din nou, doar google-l.

Într-adevăr nu mă întrebați despre niciun produs Apple, nu am niciun indiciu.

Dacă aplicația nu funcționează pe dispozitivul dvs., îmi pare rău. Dar probabil că nu știu cum să o rezolv astfel încât să se întâmple. Funcționează pe telefonul meu, de asta am nevoie doar.

Deși sugestiile de îmbunătățiri sunt binevenite, probabil că nu le voi implementa niciodată, am alte lucruri la care să trec. Probabil că niciodată nu îmi voi implementa propriile sugestii. Cel mai bun pariu este să introduceți codul pe github și să adăugați lucruri singur. Dacă faceți acest lucru, vă rugăm să informați oamenii aici, astfel încât să poată utiliza codul dvs. în locul meu.

Dacă ați construit deja o versiune mai bună, vă rugăm să postați o referință la aceasta pentru ca alții să știe despre aceasta. Nu voi fi jignit. Voi fi bucuros să vă iau versiunea și să încep să o folosesc.

Pasul 12: Actualizare aplicație pentru testare

Acestea sunt versiuni actualizate ale aplicației.

Numerele sunt mult mai mari. Există o nouă pictogramă. Nu mai există niciun buton „conectare”. Utilizați opțiunea „conectare - securizare” din meniul din colțul din dreapta sus.

Această versiune ar trebui să revină și la versiunea Android 2.3 turta dulce. Funcționează pe LG P500 Optimus One.

Versiunea „app-settings-debug.apk” are un meniu de setări pentru a vă permite să setați capacitatea bateriei, astfel încât procentul rămas de calcul să fie corect. Nu a fost testat complet.