Velocímetro de ciclo de bricolaje: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este proyecto me vino a la mente al hacer mi proyecto MEM (Mechanical Engineering Measurement), una asignatura en mi B.tech. La idea es medir la velocidad angular de la rueda de mi bicicleta. Por lo tanto, conociendo el diámetro y la leyenda matemática de todos los tiempos, el pi (3.14) se puede calcular la velocidad. Además, sabiendo el número de veces que ha girado la rueda, se puede conocer fácilmente la distancia recorrida. Como beneficio adicional, decidí agregar una luz de pico a mi ciclo. Ahora el desafío era saber cuándo encender la luz de freno. La respuesta está debajo.

Paso 1: las estructuras

Es muy importante para este proyecto contar con soportes fuertes y estables. La idea es que la bicicleta puede sufrir un fuerte impulso cuando se enfrenta a un bache o cuando decides divertirte y llevar la bicicleta por un camino difícil. Además, nuestra entrada se captura cuando un imán en la rueda cruza el sensor de efecto Hall en el soporte. Si todo sale mal simultáneamente, el arduino mostrará las velocidades de un tren de alta velocidad. Además, no quieres que tu mejor amigo arduino se caiga en la carretera solo porque decidiste ser perezoso y usar material barato.

Entonces, para estar seguro, decidí ir con tiras de aluminio, ya que se pueden cortar y perforar fácilmente, a prueba de corrosión y baratas, lo que siempre es bueno para el bricolaje.

También utilicé algunas tuercas (con arandelas) y pernos para sujetarlos al marco, ya que deben colocarse de forma segura en el chasis. También esto ayudaría si coloca las cosas mal y tiene que reubicarlas.

Otra parte importante es que la electrónica debe estar debidamente aislada de los soportes si están hechos de algún metal como yo los he fabricado. El pegamento caliente que utilicé funcionó bien, ya que también absorbe algunos golpes y amortigua la pantalla.

Paso 2: sensor y el imán

La parte de medición y entrada del proyecto se basa en esta parte, la idea es colocar un imán en la rueda del ciclo y agregar un sensor de efecto hall en el marco para que cada vez que el imán cruce el sensor, el arduino sepa que se completa una revolución. y puede calcular la velocidad y la distancia.

El sensor utilizado aquí es el clásico sensor de efecto Hall A3144. Este sensor baja su salida cuando un polo en particular se enfrenta a la orientación correcta. La orientación es muy importante ya que el polo exterior no afectará la salida.

Aquí hay algunas imágenes que muestran la orientación adecuada. Además, el sensor de efecto Hall requiere una resistencia pullup de 10k. Esto en mi proyecto se sustituye con las resistencias pull-up de 20k en el arduino.

Es importante colocar el imán con cuidado. Colocarlo un poco demasiado lejos puede resultar en una lectura inconsistente o perder revoluciones y colocarlo muy cerca puede resultar en que el imán toque el sensor, lo cual no es muy deseable.

Si observa con atención, la rueda se inclinará un poco con el eje y esto dará como resultado costras y depresiones. Intente colocar el imán en el canal. Yo personalmente no hice tantos esfuerzos.

Paso 3: Visualización

Esta pantalla es teóricamente opcional, pero necesita algo para mostrar la velocidad y la distancia y la velocidad en tiempo real. Pensar en usar una computadora portátil es totalmente absurdo. La pantalla que utilicé es una pantalla OLED de 0,96 pulgadas con I2C como protocolo de comunicación entre el esclavo y el maestro.

Las imágenes publicadas muestran los tres modos entre los que el arduino cambia automáticamente.

1) El que tiene un pequeño comienzo en la esquina inferior izquierda es cuando el arduino acaba de iniciarse y se ha iniciado correctamente.

2) El que tiene km / h es la velocidad. Este modo solo se muestra cuando el ciclo está en movimiento y se apaga automáticamente una vez que el ciclo se detiene.

3) El último con metros (Viva el sistema métrico) como unidades es obviamente la distancia que ha recorrido el ciclo. Una vez que el ciclo se detiene, el arudino cambia para mostrar la distancia en 3 segundos.

Este sistema no es perfecto. Muestra momentáneamente la distancia recorrida incluso cuando el ciclo está en movimiento. Aunque esto muestra una imperfección, encuentro este lindo.

Paso 4: Fuente de energía

El proyecto, al ser un poco voluminoso, no siempre puede tener una toma de corriente cercana disponible para cargar. Así que decidí ser perezoso y simplemente usar un banco de energía como fuente de energía y usar un cable mini USB para conectar la alimentación USB del banco de energía al arduino nano.

Pero debe seleccionar el banco de energía con cuidado. Es importante tener una geometría adecuada para que se pueda ajustar fácilmente. Simplemente estoy enamorado del banco de energía que usé para una geometría tan regular y cuadrada.

Además, el banco de energía debe ser un poco tonto. La cosa es que para ahorrar energía, los bancos de energía están diseñados para apagar la salida si el consumo de corriente no está por encima de un cierto valor umbral. Sospecho que este umbral es de 200-300 mA al menos. Nuestro circuito tendrá un consumo máximo de corriente de no más de 20 mA. Entonces, un banco de energía normal apagará la salida. Esto puede llevarlo a creer que hay alguna falla en su circuito. Este banco de energía en particular funciona con un consumo de corriente tan pequeño y esto me dio otra razón para amar este banco de energía.

Paso 5: Luz de freno (completamente opcional)

Como característica adicional, decidí agregar una luz de freno. La pregunta era cómo lo encontraría si me estuviera rompiendo. Pues resulta que si freno el ciclo se desacelera. Esto quiere decir que si calculo la aceleración y resulta negativa, puedo encender las luces de freno. Sin embargo, esto significa que las luces se encenderán incluso si dejo de pedalear.

Tampoco agregué un transistor a mi luz, lo cual es totalmente recomendable. Si alguien hace este proyecto e integra adecuadamente esta parte, estaría más que feliz de ver eso y agregar imágenes para eso.

Obtuve directamente la corriente del pin digital 2 del arduino nano

Paso 6: el programa

Como siempre, escribí el programa en Arduino IDE. Inicialmente apunté a registrar los parámetros en una tarjeta SD. Pero desafortunadamente en ese caso tendría que usar tres bibliotecas, SD.h, Wire.hy SPI.h. Estos combinados con el núcleo ocuparon el 84% de la memoria disponible y el IDE me advirtió de los problemas de estabilidad. Sin embargo, no pasó mucho tiempo que el pobre nano se estrellaba cada vez y todo se congeló después de un tiempo. El reinicio resultó en la repetición de la historia.

Así que descarté la parte SD y comenté las líneas que estaban relacionadas con la tarjeta SD. Si alguien pudo superar este problema, me gustaría ver los cambios.

Además, he adjuntado otro documento pdf en este paso en el que he explicado el código en detalle.

No dude en hacer preguntas, si las hay.

Feliz bricolaje;-)