Diy Tacho mit Arduino und Verarbeitung Android App

In diesem Projekt stellen wir mithilfe von Arduino einen Cool-Tachometer für Fahrräder oder andere Automobile her, der die Geschwindigkeit mithilfe von Bluetooth an eine Android-Anwendung überträgt, die wir mithilfe von Processing erstellt haben. Das gesamte Projekt wird von einer 18650-Lithiumzelle angetrieben und ist daher zusammen mit Ihrem Fahrzeug sehr tragbar. Um es ein bisschen aufzupeppen, habe ich die Option hinzugefügt , Ihr Mobiltelefon aufzuladen, da es Ihre Geschwindigkeit anzeigt. Ja, Sie können dies auch als Powerbank für Ihre Handys unterwegs verwenden, da der 18650 eine hohe Ladungsdichte aufweist und problemlos geladen und entladen werden kann.

Ich werde Sie von Grund auf bis zur Fertigstellung führen. Der Tacho kann an unser Fahrzeug angeschlossen und getestet werden. Die coole Funktion hier ist, dass Sie Ihre Android-App für Ihre Personalisierung anpassen und je nach Kreativität weitere Funktionen hinzufügen können. Wenn Sie die App jedoch nicht selbst erstellen und nur den Arduino-Teil erstellen möchten, müssen Sie die APK-Datei herunterladen (lesen Sie weiter) und auf Ihrem Android-Handy installieren. Überprüfen Sie auch das vollständige Video am Ende.

Schauen wir uns also an, welche Materialien wir für dieses Projekt benötigen würden, und planen wir unser Budget. Alle diese Komponenten sind leicht verfügbar; Wenn Sie Probleme beim Kauf haben, lassen Sie es mich im Kommentarbereich wissen.

Hardware-Anforderungen:

• Arduino Pro Mini (5 V 16 MHz)
• FTDI-Karte (zum Programmieren von Mini können Sie auch UNO verwenden)
• 3V bis 5V DC-DC-Aufwärtswandler mit USB-Ausgangsladegerät
• TP4056 Lithiumbatteriemodul
• Bluetooth-Modul (HC-05 / HC-06)
• Hall-Effekt-Sensor (US1881 / 04E)
• 18650 Lithiumzelle
• Kleines Stück Magnete
• Perf Board
• Berg-Steckverbinder (männlich und weiblich)
• Lötsatz
• Kleine Gehäuseboxen zur Montage des Kits.

Programmieranforderungen:

• Arduino IDE
• IDE mit Android ADK verarbeiten (Nur wenn Sie Ihre eigene App codieren möchten.)
• Windows / Mac PC
• Android-Handy.

Es mag wie eine Handvoll Komponenten und Materialien aussehen, aber vertrauen Sie mir, wenn Sie dieses Projekt abgeschlossen haben, werden Sie das Gefühl haben, dass sie die Zeit wert sind.

Geschwindigkeitsmessung mit Hallsensor und Arduino:

Bevor wir die Hardware in die Hände bekommen, lassen Sie uns wissen, wie wir die Geschwindigkeit tatsächlich mit Arduino messen werden. Es gibt viele Möglichkeiten, die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs mit Arduino zu messen, aber die Verwendung eines Hallsensors ist die wirtschaftlichste und einfachste Möglichkeit, dies zu tun. Ein Hallsensor ist eine Komponente, die die Polarität eines Magneten erfasst. Wenn beispielsweise ein bestimmter Pol des Magneten in die Nähe des Sensors gebracht wird, ändert der Sensor seinen Zustand. Es gibt viele Arten von Hallsensoren, die Sie in diesem Projekt verwenden können. Stellen Sie jedoch sicher, dass es sich um einen digitalen Hallsensor handelt.

Um die Geschwindigkeit zu messen, müssen wir ein kleines Stück Magnet auf das Rad des Fahrzeugs kleben. Jedes Mal, wenn der Magnet den Hallsensor überquert, erkennt er ihn und sendet die Informationen an den Arduino.

Jedes Mal, wenn der Magnet erkannt wird, empfängt der Arduino einen Interrupt. Wir führen einen kontinuierlichen Timer mit der Funktion millis () aus und berechnen die Zeit, die das Rad benötigt, um zwei Umdrehungen durchzuführen (um Fehler zu minimieren), indem wir die folgenden Formeln verwenden:

Timetaken = millis () - pevtime;

Sobald wir die benötigte Zeit kennen, können wir die Drehzahl mithilfe der folgenden Formeln berechnen:

U / min = (1000 / Zeitplan) * 60;

Wobei (1000 / Zeitplan) die U / min (Umdrehungen pro Sekunde) angibt und mit 60 multipliziert wird, um die U / min in U / min (Umdrehungen pro Minute) umzuwandeln.

Nach der Berechnung der Drehzahl können wir die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anhand der folgenden Formeln berechnen, sofern wir den Radius des Rades kennen.

v = Radius des Rades * U / min * 0,37699;

Das Arduino sendet es nach Berechnung der Geschwindigkeit über das Bluetooth-Modul. Der vollständige Code wurde unten im Abschnitt Code angegeben. Überprüfen Sie auch unsere anderen Projekte mit dem Bluetooth-Modul HC-05 hier.

Schaltplan und Hardware Teil:

Das vollständige Schaltbild des Projekts ist unten angegeben:

Hier ist der Hardwareteil in zwei Teile aufgeteilt. Einer ist die Hauptplatine, die alle Hauptdateien enthält. Die andere Platine besteht lediglich aus einem Hallsensor und einem Widerstand, der in der Nähe des Rads montiert wird. Beginnen wir mit dem Bau der Hauptplatine.

Sobald die Verbindung hergestellt ist, testen wir das Setup mit unserer 18650 Lithium-Batterie. Lithiumbatterien sind von Natur aus hochexplosiv und müssen daher mit äußerster Vorsicht behandelt werden. Aus diesem Grund verwenden wir ein Lithium-Batterielademodul TP4056. Dieses Modul verfügt über einen Überlade- / Entladeschutz und einen Verpolungsschutz. Daher kann der Akku einfach mit einem normalen Micro-USB-Ladegerät aufgeladen und sicher entladen werden, bis die Grenzwerte für die Unterspannungsabschaltung erreicht sind. Einige wichtige Details des Lademoduls TP4056 sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Parameter:	Wert pro Zelle:
Unterspannungsabschaltung	2,4V
Überspannungsabschaltung	4,2 V.
Ladestrom	1A
Schutz	Überspannungs- und Verpolungsschutz
IC ist anwesend	TP4056 (Ladegerät-IC) und DW01-Schutz-IC
Anzeige-LEDs	Red-Charging in Bearbeitung Grün - Aufladung abgeschlossen

Beginnen wir nun mit der Hallsensorplatine. Diese Karte enthält nur zwei Komponenten: den 10K-Widerstand und den Hallsensor. Die Verbindungen können wie in den obigen Schaltplänen gezeigt hergestellt werden. Sobald die Karte fertig ist, verbinden Sie sie mit Überbrückungskabeln gemäß den Schaltplänen. Sobald es fertig ist, sollte es ungefähr so ​​aussehen.

Ein weiterer wichtiger Schritt im Projekt ist die Verbindung der 18650-Batterie mit den B + - und B- -Anschlüssen des TP4056-Moduls über ein Kabel. Da Li + -Zellen explosiv sind, wird dringend empfohlen, über diesen Zellen einen Lötkolben zu verwenden. Obwohl die Leute es getan haben, ist es sehr riskant und kann leicht in ein großes Chaos geraten. Daher ist die einfache Möglichkeit, Magnete wie unten gezeigt zu verwenden

Löten Sie den Draht einfach an ein kleines Stück Magnet und kleben Sie die Magnete dann wie oben gezeigt an die Anschlüsse der Batterie (sie werden sehr gut von den Anschlüssen angezogen). Sie können einen Entenhahn verwenden, um die Position des Magneten weiter zu sichern.

Programmieren des Arduino:

Das Programm für dieses Projekt ist sehr einfach. Wir müssen nur die Geschwindigkeit des rotierenden Rads mithilfe der Hall-Sensor-Interrupt-Eingänge berechnen und die berechnete Geschwindigkeit mithilfe des Bluetooth-Moduls über Funk übertragen. Das vollständige Programm finden Sie im Abschnitt Code unten und werden anhand der Kommentarzeilen erläutert.

Jedes Mal, wenn der Hallsensor den Magneten erkennt, löst er eine Unterbrechung aus. Diese Interrupt-Funktion wird von der Funktion magnet_detect () aufgerufen . Dies ist der Ort, an dem die Drehzahl des Fahrzeugs berechnet wird.

Sobald die Drehzahl berechnet ist, wird die Geschwindigkeit des Rades in der Funktion loop () berechnet. Sobald der Code fertig ist, können Sie ihn auf unserem Arduino Pro Mini ablegen und seine Funktionsweise testen, wie im Video am Ende gezeigt.

Android Mobile Anwendung für Tachometer:

Die Android-Anwendung für dieses Projekt wird mit der Software Processing erstellt. Wenn Sie nicht daran interessiert sind, eine eigene Android-Anwendung zu erstellen, und nur die hier verwendete installieren möchten, können Sie die APK-Datei herunterladen und direkt auf Ihrem Smartphone installieren, indem Sie die folgenden Schritte ausführen.

1. Sie können die APK-Datei direkt über den folgenden Link herunterladen. Diese APK-Datei wurde für Android Version 4.4.2 und höher (Kitkat an oben) erstellt. Extrahieren Sie die APK-Datei aus der Zip-Datei.

Android-Anwendung für Tachometer

2. Übertragen Sie die.Apk-Datei von Ihrem Computer auf Ihr Mobiltelefon.

3. Aktivieren Sie die Installation von Anwendungen aus unbekannten Quellen in Ihren Android-Einstellungen.

4. Installieren Sie die Anwendung.

Bei erfolgreicher Installation wird die Anwendung mit dem Namen " Processing_code " wie unten gezeigt auf Ihrem Telefon installiert:

Entwickeln Sie Ihre eigene Anwendung mit Processing:

Entweder können Sie die oben angegebene.APK-Datei verwenden oder mithilfe der hier beschriebenen Verarbeitung Ihre eigene App erstellen. Sie können den gesamten Verarbeitungscode für Android von hier herunterladen. Das Programm wird anhand der Kommentarzeilen selbst erklärt. Aber wenn Sie ein Problem haben oder Ihre Anwendung ein wenig modifizieren möchten, verwenden Sie bitte den Kommentarbereich und ich werde Ihnen helfen.

Das Android-Programm stellt beim Start der Anwendung eine Verbindung mit unserem Bluetooth-Modul her und empfängt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die vom Arduino Pro mini berechnet und gesendet wurde. Ich habe eine kleine Grafik erstellt, um die Geschwindigkeit auch mit einem analogen Tachometer anzuzeigen, damit sie ein bisschen attraktiv aussieht. Sie können Ihre eigenen Ideen einbringen und den Code anpassen, um ihn an Ihre Bedürfnisse anzupassen. Überprüfen Sie auch unsere anderen Verarbeitungsprojekte, um mehr darüber zu erfahren:

• Ping-Pong-Spiel mit Arduino
• Smartphonegesteuertes FM-Radio mit Verarbeitung.
• Arduino-Radarsystem mit Verarbeitungs- und Ultraschallsensor

Sobald Sie die Anwendung auf Ihrem Mobiltelefon installiert haben, können Sie unser Projekt testen. Wir haben unser Kit jedoch noch nicht an einem Fahrzeug montiert. Machen wir das.

Montage des Tachometer-Kits an einem Fahrzeug:

Ich habe dieses Kit über meinem Fahrrad montiert und getestet, und es funktioniert wie ein Zauber. Die Montage des Kits bleibt Ihrer Kreativität überlassen. Sie können Ihre eigene kleine Box in einem Geschäft kaufen und Löcher für die Drähte und Anschlüsse bohren und an Ihrem Fahrzeug montieren. Eine häufig zu beachtende wichtige Sache ist, dass der Magnet an der Felge des Rads haften und der Hallsensor so nah wie möglich am Magneten montiert werden sollte, damit er jedes Mal, wenn der Magnet den Hallsensor überquert, ihn erkennen kann ist die Anordnung unten gezeigt.

Da ich einen 3D-Drucker bei mir habe, habe ich meine eigenen Gehäuse so entworfen, dass sie gut aussehen und so zum Aufladen des Akkus einfach montiert und von unserem Fahrrad getrennt werden können. Wenn Sie also einen 3D-Drucker haben oder Zugriff auf einen haben, um einige Materialien zu drucken, lesen Sie weiter. Andernfalls überspringen Sie diesen Teil und verwenden Sie Ihre eigene Kreativität, um diese Dinge zu montieren. Erfahren Sie hier, wie Sie 3D-Drucker verwenden.

Wenn Sie sich entschieden haben, meine Designdateien zu verwenden und Ihre Gehäuse zu drucken, stellen Sie sicher, dass sich Ihre Haupt-Perf-Platine in der Nähe der folgenden Abmessungen befindet

Die vollständigen Design- und STL-Dateien für den 3D-Druck können hier heruntergeladen werden. Wenn die Karte der hier erstellten ähnlich ist, können Sie Ihre Gehäuse mit den angegebenen STL-Dateien direkt in 3D drucken oder die Designdateien verwenden und entsprechend Ihrer Karte ändern.

Beginnen wir mit dem 3D-gedruckten kleinen Gehäuse, das für das Hallsensormodul verwendet wird. Drucken Sie das Gehäuse aus, legen Sie den Stromkreis hinein und kabeln Sie Ihre Kabel durch das vorgesehene Loch. Montieren Sie es dann an Ihrem Fahrzeug, sodass sich der Hallsensor in der Nähe des Magneten befindet (siehe Abbildung unten).

Es wird empfohlen, die Hauptplatine vor dem Entwurf des Gehäuses zu modellieren, damit wir sicherstellen können, dass sie richtig passt. Vertrauen Sie mir, es wäre ein Albtraum, wenn Sie Ihr Gehäuse 6 Stunden lang drucken und es am Ende nicht passt in dein Perf Board. Das Modellboard für mein Haupt-Perf-Board ist unten abgebildet.

Jetzt ist es einfach, die Hauptgehäusekiste zu entwerfen. Ich habe die Hauptbox in zwei Dateien entworfen, so dass ein Teil der Box die Elektronik hält und der andere mit Klemmen und Schrauben dauerhaft am Fahrrad befestigt wird. Diese beiden Teile können leicht zu einem vollständigen Gehäuse zusammengefügt und dann getrennt werden, wenn wir unsere Lithiumbatterie aufladen oder an unserer Elektronik arbeiten müssen.

Sobald der erste Teil des Gehäuses entworfen und gedruckt ist, können Sie alle unsere Komponenten wie unten gezeigt darin platzieren und es sollte ungefähr so ​​aussehen.

Wie Sie sehen, befinden sich zwei Öffnungen vor der Box, eine wird für den USB-Anschluss verwendet, über den wir unser Mobiltelefon aufladen können. Der andere ist für den Micro-USB, mit dem wir unseren Lithium-Akku aufladen können.

Lassen Sie uns nun den zweiten Teil des Hauptgehäuses drucken und prüfen, ob er wie erwartet zum ersten Teil passt.

Sobald wir mit den Teilen zufrieden sind, können wir den zweiten Teil des Gehäuses mit einer C-Klemme und einigen Schrauben und Muttern wie unten gezeigt montieren:

Lassen Sie uns nun die Batterie wie oben beschrieben mit Magneten und Klebeband an unseren Hauptstromkreis anschließen und sie dauerhaft sicher in unserem Gehäuse aufbewahren.

Das heißt, unsere Hardware ist bereit für die endgültige Montage. Verbinden Sie einfach das Hallsensormodul mit der Hauptplatine und schieben Sie das bewegliche Gehäuse in das feste Gehäuse, und es ist einsatzbereit.

Arbeitserklärung:

Nachdem Sie sichergestellt haben, dass Ihr Lithium-Akku aufgeladen ist, schalten Sie das Kit einfach mit dem Kippschalter ein und öffnen Sie Ihre Android-Anwendung. Wenn alles gut geht, sollte der folgende Bildschirm angezeigt werden und angezeigt werden, dass Ihre App wie unten gezeigt mit Ihrem Bluetooth-Modul HC-05 verbunden ist. Denken Sie daran, Ihr Bluetooth-Modul mit dem Telefon zu koppeln, bevor Sie die Anwendung öffnen.

Fahren Sie jetzt einfach mit Ihrem Fahrzeug und Sie sollten den Tacho bemerken, der die aktuelle Geschwindigkeit Ihres Fahrzeugs anzeigt. Sie können Ihr Mobiltelefon auch während der Fahrt mit einem normalen Ladekabel aufladen. Sobald Sie mit Ihrer Fahrt fertig sind, können Sie die Box aus dem Fahrrad schieben und mit einem beliebigen mobilen Ladegerät des Smartphones über das Stromnetz aufladen.

Auf diese Weise können Sie nicht nur die Geschwindigkeit Ihres Fahrzeugs messen, sondern gleichzeitig auch das Mobiltelefon aufladen. Ich hoffe, Ihnen hat das Projekt gefallen. Sie können diesem Projekt eine App mit viel mehr Funktionen hinzufügen, indem Sie einfach die Codes anpassen. Sie können die von Ihrer Fahrt zurückgelegte Strecke, die Spitze und die Durchschnittsgeschwindigkeit Ihrer Fahrt usw. berechnen. Lassen Sie mich wissen, wenn Sie Fragen haben, und ich werde Ihnen gerne weiterhelfen.

Wie üblich wird die gesamte Arbeitsweise des Projekts im folgenden Video gezeigt.