Elektriese fiets (EBike) dashboard en batterymonitor: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hierdie projek is 'n Arduino -stroombaan wat die batteryspanning en -stroom monitor met 'n ACS 712 -module. Die metings word via Bluetooth met 'n HC-05-module na 'n Android-toestel gekommunikeer. Basies herkoppel u die negatiewe verbinding tussen u beheerder en die battery om deur die ACS712 -module te gaan.

Die Android -app vertoon die batterystatus, sowel as die huidige spoed en afstand afgelê vanaf die Android GPS

Die Android kan in 'n weerbestande sak op die fiets gemonteer word. Die Arduino -kring is permanent gemonteer in 'n weerbestande boks op die fiets naby die battery.

Die Android- en Arduino -kode is beskikbaar op github. (https://github.com/edj2001/BikeDashArduino en

github.com/edj2001/BikeDashAndroid. U benodig ook die biblioteke https://github.com/edj2001/AndroidBluetoothLibrar … en

Daar is kommersiële weergawes van soortgelyke produkte beskikbaar as dit meer is as wat u moontlik kan hanteer. U kan dit maklik vind deur 'Bluetooth 36v wattmeter' te gaan google. As u na sommige van die foto's kyk, sien u 'n Arduino Pro Mini, 'n DC-DC-kragtoevoer en 'n HC-05 (of -06) -module aan die agterkant.

As u ooit wonder hoeveel battery u oor het, of hoeveel verder u op die battery kan gaan, of as u moet trap of die gas moet verminder om te kom waarheen u gaan, is dit wat u nodig het.

'N Ander moontlike voordeel is dat u besluit om die fietsrekenaar van u stuur af te haal, sodat u ruimte kan spaar, alhoewel u telefoon nou op u fiets gemonteer sal word.

Soos altyd word hierdie inligting verskaf soos dit is, sonder enige waarborg, uitdruklik of stilswyend. U is verantwoordelik vir alles wat u met hierdie inligting doen. Ek is op geen manier verantwoordelik of aanspreeklik vir enige skade nie. Sien die afdeling vir vrywaring in die diensbepalings.

Stap 1: Instrueerbare opdaterings

PeterB476 het my gewys dat ek nagelaat het om 'n stap in te sluit om die Arduino EPROM te initialiseer, so ek het dit by die instruksies gevoeg.

Ek het ook 2 nuwe weergawes van die app by 'n latere stap gevoeg. Hulle is nie deeglik getoets nie, maar u kan dit probeer.

Stap 2: Installeer die Android -app

Daar is geen sin om met die res van hierdie projek voort te gaan as die Android -app nie op u toestel werk nie. Die weergawes van github het die Android -APK aangeheg. Die apk -lêer is ook hier aangeheg. Maak seker dat ten minste die GPS -gedeelte van die app werk, en u kan probeer om aan te sluit op 'n Bluetooth -toestel.

As u die app self wil bou, stel ek voor dat u begin met 'n 'vrystelling' -punt, want dit werk waarskynlik op 'n stadium, terwyl die nuutste' meester' -tak opdaterings kan hê wat nie getoets is nie.

Kopieer die apk -lêer na u toestel. U sal 'Onbekende bronne' in die sekuriteitsinstellings op u toestel moet toelaat, aangesien die APK nie van Google Play af kom nie. Tik dan eenvoudig op die apk -lêer op u toestel om dit te installeer.

Dit is duidelik dat die app bluetooth -toestemmings benodig om met die Arduino te kommunikeer, en die GPS -toestemmings om u spoed en afstand te bepaal.

Druk op die "afstandsbediening" -knoppie om aan te sluit op 'n bluetooth -toestel. Druk "reset" om die afgelegde afstand terug te stel na 0. Hou die battery Ah gebruik veld om dit te herstel nadat jy jou battery gelaai het. Die Ah -gebruikswaarde word gestoor as u die battery aan en aan skakel sonder om dit te laai.

Stap 3: Versamel onderdele

Let daarop dat hierdie onderdele vir 'n 36V -battery is. As u 'n 48V-battery het, moet u die 10K-weerstand na 11K of 12K verander, en u benodig 'n ander DC-DC-omskakelaar.

1 Weerbestande omhulsel. Ek het 'n 4x4x2 duim PVC elektriese boks gebruik.

1 stuk van u gunsteling Stripboard of Protoboard

1 Arduino Pro Mini, 5V 16 MHZ. U kan ook maklik 'n bareboard -arduino bou, aangesien u nie 'n spanningsreguleerder of usb -koppelvlak nodig het nie. Al wat u nodig het, is die ATMEGA328P, 'n 16MHZ kristal en 'n paar kapasitors. U kan ook 'n Arduino Nano gebruik as u ruimte in u omhulsel het. Die Nano is groter as die eerste twee keuses, maar het die ingeboude USB -koppelvlak as u nie 'n reeksomskakelaar het nie.

1 ACS712 -module wat ooreenstem met die huidige omvang van u battery. Ek het 'n 20A -module vir my 8A -battery gebruik.

1 HC-05 bluetooth-module. Ek hou van die ZS-040-variëteit, die 6-pins soort met die drukknop. Dit sal op die agterkant die etiket ZS-040 hê.

1 50V tot 5V DC-DC kragbron as u fiets 'n 36V-battery het, wat ongeveer 42V volgelaai sal wees. As u 'n 48V -battery het, is dit 56 of 57V vol gelaai, dus u benodig moontlik 'n ander kragtoevoer. Laat ons weet wat u gebruik as u iets vir 60V vind. Sommige mense sê dat die meeste usb -muurvratte op 48VDC (en hoër) werk, maar ek het dit nie probeer nie.

Weerstands van 1/4W: 1 x 2K, 1 x 10K, 2 x 1K (verhoog die 10K as u battery meer as 36V is).

In-line lonthouer en 2A lont.

reguit en reghoekige kopstroke

5,08 mm aansluitblokke, 2 x 2

16AWG gestrande draad vir die koppeling van die modules.

22AWG soliede draad vir die arduino -kring

Terminal Block Strip vir die battery- en fietsverbindings

Soldeerbout

soldeer

'N Manier om u Android -toestel op u fiets te monteer.

Om die Arduino- en HC-05-module te programmeer, benodig u ook 'n 3.3V usb to ttl-reeksomskakelaar (of ten minste 'n ISP-programmeerder) en die Arduino-ide van https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Hierdie projek is gedoen met weergawe 1.6.13, verskillende weergawes werk al dan nie sonder wysiging.

Stap 4: Initialiseer Arduino EPROM

Ek het nagelaat om hierdie stap in die oorspronklike instruksies op te neem. Die oppervlakte van die EPROM wat deur die skets gebruik word, moet geïnisialiseer word sodat die skets behoorlik werk. Die skets kan geskryf word om dit outomaties te doen, maar op hierdie stadium doen dit nie.

As u nie met die arduino -bronkode werk nie, kan u die hex -lêer wat by hierdie stap aangeheg is, na u arduino aflaai om die EPROM te initialiseer.

As u met die arduino -bronkode werk, is daar twee reëls in die opset () -afdeling wat so lyk:

// initialiseer die EEPROM die eerste keer dat die program uitgevoer word.

// updateEPROM ();

As u die tweede reël uitlaat, sodat dit so lyk:

// initialiseer die EEPROM die eerste keer dat die program uitgevoer word.

updateEPROM ();

Laai die skets af na die arduino en laat dit loop. Die EPROM sal geïnisialiseer word. Beveel dan die reël aan vir die volgende stap.

Die EPROM word gebruik om te onthou hoeveel van die battery gebruik is, sodat u met u fiets kan ry, die battery kan stop en afskakel, en as u dit weer aanskakel, begin dit van waar u opgehou het.

Stap 5: Stel Arduino op

Laai die Arduino -kode (hex -lêer aangeheg) na die Pro Mini met behulp van óf die Arduino IDE óf avrdude self. Normaalweg sou u die usb na seriële omskakelaar hiervoor gebruik, maar u kan ook 'n ISP -programmeerder gebruik.

Weereens, as u dit self wil saamstel, begin dan met 'n "release". Die nuutste 'meester' -tak het moontlik ongetoetsde veranderinge.

As u die 10K -weerstand na iets hoër verander het, moet u die konstante spanning van die batteryspanning in die skets verander. Verander die 11.0 in die reël "dubbel VBmultiplier = 11.0;" pas by alles wat u geïnstalleer het.

Stap 6: Stel die HC-05-module op

U moet die baud-tempo op die HC-05-module instel. Dit is ook lekker om dit 'n naam te gee wat u later maklik kan herken (soos 'BIKE').

Hiervoor gebruik u ook die usb om die seriële omskakelingsmodule te ttl. As u nie 'n reeksomskakelaar het nie, kan u 'n skets vir 'n arduino skryf om dit te konfigureer, of as u 2 HC-05-modules het, kan u dit aan mekaar koppel en die een (miskien) programmeer.

Daar is 'n uitstekende opskrywing van hierdie module op

U moet die baud -tempo instel op 4800 om by die Arduino -skets te pas, en die naam verander na "BIKE" of iets wat u sal herken.

Sodra die module gekonfigureer is, kan u dit in u Bluetooth -instellings met u Android -toestel koppel.

Stap 7: Monteer die stroombaan

Ek het 'n skandering van my handgetekende bedradingsdiagram aangeheg vir verwysing, as iemand ambisieus genoeg is om dit mooi oor te teken, laat weet my asseblief:)

Maak die volgende verbindings:

(+) Fietsbattery aan die een kant van die lont en fietsbeheerder.

Ander kant van lont na DC -omskakelaar (+) IN -aansluiting en 10K -weerstand vir inset van batteryspanning op Arduino.

(-) Fietsbattery na (-) IN op converter en een ACS712 kragaansluiting.

Maak op hierdie stadium seker dat u 5V van u DC -omskakelaar af het as u u battery aanskakel as u dit nog nie gedoen het nie.

Skakel die battery terug en voltooi die verbindings:

(+) OUT van omskakelaar Arduino 5V, HC05 VCC, ACS712 VCC.

(-) OUT van converter na Arduino GND, HC05 GND, ACS712 GND, Arduino pin A2.

HC05 TXD na Arduino -pen 7

HC05 RXD van die Bluetooth -weerstandsverdeler.

Arduino -pen 8 tot Bluetooth -weerstandsverdeler.

ACS712 UIT na Arduino -pen A3

Batteryspanningsverdeler na Arduino -pen A1

(-) van Bike Controller na die tweede kragterminale op ACS712.

Die ekstra reset -knoppie is nie regtig nodig nie; dit kan net handig wees as u na die arduino wil aflaai nadat dit op u fiets geïnstalleer is. U kan moontlik die reset -knoppie op die arduino bereik, of u kan dit terugstel vanaf die seriële koppelvlak as u pro mini dit ondersteun.

Kontroleer u verbindings dubbel.

Stap 8: Voorlopige verifikasie

Op hierdie stadium kan u die kring aanskakel en verifieer dat u metings in die Android -app kry.

U moet die bluetooth aan die fiets kan koppel en die batteryspanning kan sien en hopelik naby aan 'n nul battery. As u die fiets kan draai en die huidige lees verander, dan werk alles.

Die app veronderstel dat 'n positiewe stroom die battery leegmaak, dus as die lesing 'n negatiewe stroom toon as u die fiets draai, verander die twee stroomdrade op die ACS712 -module.

As u geen lesings in die app sien nie, kan u na die ligte op die Bluetooth -module kyk om seker te maak dat dit verbind is en data oordra. U kan 'n Bluetooth -terminale -app op u toestel installeer om die data te sien wat uit die kring gestuur word. U moet ongeveer 10 reëls per sekonde van die huidige lesings sien, en 'n sekonde van die batteryspanning en die hoeveelheid battery wat gebruik word. As u niks sien nie, kyk weer na die konfigurasie van die HC05 -module en die verbindings tussen die arduino, die weerstandsverdeler en die HC05 TXD -aansluiting.

Laastens, hardloop die fiets lank genoeg om 'n nie-nul-waarde in die battery te sien. Druk dan lank op die nommer totdat die roosterbrood verskyn dat die gebruik herstel is. Die getal moet terugkeer na nul. As dit nie gebeur het nie, kyk dan weer na die verbindings van die HC05 RXD -terminale na die Arduino.

Stap 9: Finale vergadering

Installeer al die bevestigingshardeware en monteer die arduino -stroombaan op u fiets. Plaas u Android -toestel in 'n sak of 'n ander houer, en u is gereed!

Die foto's toon dat die battery op my fiets steek en die sak vir my Android -toestel.

U kan die bordjie sien vir die verbindings tussen die batteryspanningverdeler en die ACS712, sodat ek die skroewe van die aansluitblok kan bereik nadat ek alles aangebring het. Die HC-05 bluetooth-module is terug in die regterhoek.

Die wit aansluitstrook het al die battery- en fietsbeheerderaansluitings aan die stroombaan.

As ek dit weer moes doen, sou ek beslis die batteryspanningsverdeler en die ACS712 op dieselfde stuk dogterbord kombineer. Ek kan ook probeer om die Bluetooth -module op 'n dogterbord onder die arduino te monteer.

Stap 10: Toekomstige stappe

Die Android -app kan baie werk verg. Ek wil 'n paar kleurveranderings byvoeg op grond van die omvang van die metings. Ek wil ook 'n aanduiding gee dat 'n meting nie bygewerk word in die app nie. U kan ook 'n paar grafiese meters byvoeg. Selfs 'n mooi ikoon sou 'n groot verbetering wees.

Die beste kenmerk is 'n "skatting om leeg te maak", wat u die afstand wat u op u oorblywende battery kan aflê, sal aandui, en of dit meer is as die afstand na u bestemming. Aangesien ek gewoonlik werk toe of huis toe ry, is dit my gedagte om GPS -"waypoints" in die app te laat stoor wat die oorblywende afstand huis toe het, en hoeveel battery op die waypoint gemiddeld gebruik word. U kan waarskynlik ook iets doen met 'n dataverbinding, maar ek het gewoonlik nie een nie.

Ek wil graag wegbeweeg van die bluetooth -biblioteek in hierdie app na 'n meer ontwikkelde een wat byvoorbeeld outomaties herkoppel.

As u dit bou, kan u dit oorweeg om 'n hardeware laagdoorlaatfilter op die gemete stroom by te voeg en dit afsonderlik te meet om te gebruik vir die berekening van die totale lading. By lae vragte, minder as 4A of so, wissel die meting baie, +/- 1A. Ek is nie seker of dit net 'n meetprobleem is nie, of dat die stroom soveel verander as die wiel draai. In elk geval kan 'n aparte meting van gemiddelde stroom meer as 'n sekonde of twee help met akkuraatheid. U kan die stroom vinniger toets en dit in sagteware doen, maar ek weet nie hoe vinnig u dit moet neem nie. Ek dink 'n ossilloskoop op die sein kan help om uit te vind hoe vinnig u dit kan neem.

U kan dinge soos 'n pitotbuis byvoeg om die windsnelheid te meet (daar is reeds instruksies daarvoor).

U kan die gashendel met geslote lus van die arduino byvoeg.

As u nog altyd 'n USB -kragbron op u fiets wou hê, kan u maklik 'n kabel vanaf die 5V DC -omskakelaar vir die arduino aanbring tot waar u ook al die USB -aansluiting benodig.

Stap 11: Vrae en kommentaar

As u algemene vrae het oor een van die items hier, is dit die beste om dit net te google, in plaas daarvan om vrae hier te stel. Nie een van die items is van kritieke belang nie; u kan byna seker iets anders vervang en die werk verrig.

Moenie vir my vra om die kode vir u te stuur nie, dit is alles op github. Kry dit van daar af. U het nie eers 'n github -rekening nodig nie.

Moet my asseblief nie vra hoe om iets te doen in Android Studio of op Arduino nie. Ek weet waarskynlik nie. Weereens, google dit net.

Vra my regtig nie oor enige Apple -produkte nie, ek het geen idee nie.

As die app nie op u toestel werk nie, is ek jammer. Maar ek weet waarskynlik nie hoe ek dit moet regmaak nie. Dit werk op my selfoon, dit is al wat ek nodig het.

Alhoewel voorstelle vir verbeterings welkom is, sal ek dit waarskynlik nooit implementeer nie; ek het ander dinge om na te gaan. Ek sal waarskynlik nooit eers my eie voorstelle implementeer nie. Die beste opsie is om die kode op github te vurk en dinge self by te voeg. Laat weet asseblief mense hier, sodat hulle u kode in plaas van my kan gebruik.

As u reeds 'n beter weergawe self gebou het, plaas 'n verwysing hierna, sodat ander daarvan sal weet. Ek sal nie aanstoot neem nie. Ek neem u weergawe met graagte en begin dit gebruik.

Stap 12: App -opdatering vir toetsing

Dit is opgedateerde weergawes van die app.

Die getalle is baie groter. Daar is 'n nuwe ikoon. Daar is geen "verbind" -knoppie meer nie. Gebruik die opsie "verbind - beveilig" in die spyskaart in die regter boonste hoek.

Hierdie weergawe behoort ook terug te werk na Android weergawe 2.3 peperkoek. Dit werk op my lg P500 Optimus One.

Die weergawe "app-settings-debug.apk" het 'n instellingsmenu om die kapasiteit van u battery in te stel sodat die persentasie oorblywende berekening korrek is. Dit is nie heeltemal getoets nie.