عداد السرعة DIY باستخدام اردوينو ومعالجة تطبيق android

في هذا المشروع ، نصنع عداد سرعة بارد للدراجات أو أي سيارات باستخدام Arduino الذي يبث السرعة باستخدام Bluetooth إلى تطبيق Android الذي أنشأناه باستخدام المعالجة. يتم تشغيل المشروع بالكامل بواسطة خلية ليثيوم 18650 وبالتالي فهي محمولة للغاية مع سيارتك. لتوابلها أكثر قليلاً ، أضفت خيار شحن هاتفك المحمول لأنه يعرض سرعتك. نعم ، يمكنك أيضًا استخدام هذا كبنك طاقة للهواتف المحمولة الخاصة بك أثناء التنقل لأن 18650 يتمتع بكثافة شحن عالية ويمكن شحنه وتفريغه بسهولة

سأوجهك تمامًا من نقطة الصفر حتى الانتهاء ، هل يمكن لعداد السرعة توصيل سيارتنا واختبارها. الميزة الرائعة هنا هي أنه يمكنك تخصيص تطبيق Android الخاص بك لتخصيصك وإضافة المزيد من الميزات وفقًا لإبداعك. ولكن ، إذا كنت لا ترغب في إنشاء التطبيق بنفسك وقم فقط ببناء جزء Arduino ، فلا داعي للقلق ، ما عليك سوى تنزيل ملف APK (اقرأ المزيد) وتثبيته على هاتفك المحمول الذي يعمل بنظام Android. تحقق أيضًا من الفيديو الكامل في النهاية.

لذلك دعونا نرى ما هي المواد التي نحتاجها لبناء هذا المشروع ، ونخطط لميزانيتنا. كل هذه المكونات متوفرة بسهولة. إذا كنت تواجه مشكلة في شراء أي من هذه ، فأعلمني بذلك في قسم التعليقات.

متطلبات الأجهزة:

• Arduino Pro Mini (5 فولت 16 ميجا هرتز)
• لوحة FTDI (للبرمجة المصغرة ، يمكنك أيضًا استخدام UNO)
• 3V إلى 5V DC-DC Boost محول مع شاحن إخراج USB
• وحدة بطارية الليثيوم TP4056
• وحدة بلوتوث (HC-05 / HC-06)
• مستشعر تأثير القاعة (US1881 / 04E)
• 18650 خلية ليثيوم
• قطعة صغيرة من المغناطيس
• مجلس بيرف
• موصلات عصي بيرج (ذكر وأنثى)
• طقم لحام
• صناديق حاوية صغيرة لتركيب الطقم.

متطلبات البرمجة:

• اردوينو IDE
• معالجة IDE مع android ADK (فقط إذا كنت تريد ترميز تطبيقك الخاص.)
• جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Windows / Mac
• هاتف أندرويد.

قد يبدو الأمر وكأنه حفنة من المكونات والمواد ، لكن ثق بي بمجرد إكمال هذا المشروع ، ستشعر أنها تستحق وقت هذا الجهد.

قياس السرعة باستخدام مستشعر القاعة والاردوينو:

قبل أن نضع أيدينا على الأجهزة ، أخبرنا كيف سنقوم بالفعل بقياس السرعة باستخدام Arduino. هناك الكثير من الطرق لقياس سرعة السيارة باستخدام Arduino ، ولكن استخدام مستشعر القاعة هو الطريقة الأسهل والأكثر اقتصادية للقيام بذلك. A قاعة الاستشعار هو المكون الذي يكشف قطبية المغناطيس. على سبيل المثال ، عندما يتم وضع قطب معين من المغناطيس بالقرب من المستشعر ، يقوم المستشعر بتغيير حالته. هناك العديد من أنواع مستشعرات القاعة المتاحة ، يمكنك استخدام أي منها في هذا المشروع ولكن تأكد من أنه مستشعر قاعة رقمي.

لقياس السرعة ، يتعين علينا لصق قطعة صغيرة من المغناطيس على عجلة السيارة ، وفي كل مرة يعبر فيها المغناطيس مستشعر القاعة ، يكتشفها ويرسل المعلومات إلى Arduino.

سيستقبل Arduino مقاطعة في كل مرة يتم فيها اكتشاف المغناطيس. نقوم بتشغيل مؤقت مستمر باستخدام وظيفة millis () ونحسب الوقت المستغرق للعجلة لإكمال دورانين (لتقليل الخطأ) باستخدام الصيغ أدناه:

Timetaken = مللي () - pevtime ؛

بمجرد معرفة الوقت المستغرق ، يمكننا حساب rpm باستخدام الصيغ التالية:

rpm = (1000 / timetaken) * 60 ؛

حيث يعطي (1000 / timetaken) rps (دورة في الثانية) ويتم ضربه في 60 لتحويل rps إلى rpm (دورات في الدقيقة).

بعد حساب rpm يمكننا حساب سرعة السيارة باستخدام الصيغ أدناه بشرط أن نعرف نصف قطر العجلة.

v = radius_of_wheel * rpm * 0.37699 ؛

سيقوم Arduino ، بعد حساب السرعة ، ببثه باستخدام وحدة Bluetooth. و أعطيت التعليمات البرمجية الكاملة أدناه في قسم القانون. تحقق أيضًا من مشاريعنا الأخرى التي تتضمن وحدة Bluetooth HC-05 هنا.

جزء المخططات والأجهزة:

مخطط الدائرة الكاملة للمشروع موضح أدناه:

هنا ، يتم تقسيم جزء الجهاز إلى جزأين أحدهما هو اللوحة الرئيسية التي تحتوي على جميع الملفات الرئيسية. تتكون اللوحة الأخرى فقط من مستشعر القاعة ومقاوم يتم تثبيته بالقرب من العجلة. دعونا نبدأ في بناء اللوحة الرئيسية.

بمجرد إجراء الاتصال ، دعنا نختبر الإعداد باستخدام بطارية ليثيوم 18650 الخاصة بنا. بطارية الليثيوم شديدة الانفجار بطبيعتها ، لذا يجب التعامل معها بحذر شديد. ولهذا السبب نستخدم وحدة شحن بطارية الليثيوم TP4056. تحتوي هذه الوحدة على حماية من الشحن / التفريغ وحماية قطبية عكسية. ومن ثم يمكن شحن البطارية بسهولة باستخدام شاحن USB صغير عادي ويمكن تفريغها بأمان حتى تصل إلى حدود قطع الجهد المنخفض. ترد بعض التفاصيل المهمة لوحدة الشحن TP4056 في الجدول أدناه.

المعلمات:	القيمة لكل خلية:
تحت قطع التيار الكهربائي	2.4 فولت
أكثر من قطع التيار الكهربائي	4.2 فولت
التيار الشاحن	1 أ
الحماية	أكثر من الجهد وعكس حماية القطبية
هدية IC	TP4056 (شاحن IC) و DW01 Protection IC
مؤشر LED	أحمر- جاري الشحن أخضر - اكتمال الشحن

الآن ، دعونا نبدأ مع Hall Sensor Board. تحتوي هذه اللوحة فقط على مكونين أحدهما هو المقاوم 10K والآخر هو مستشعر القاعة. يمكن إجراء الاتصالات كما هو موضح في المخططات أعلاه. بمجرد أن تصبح اللوحة جاهزة ، قم بتوصيلها باستخدام أسلاك توصيل حسب المخططات. بمجرد الانتهاء من ذلك ، يجب أن يبدو مثل هذا.

خطوة مهمة أخرى في المشروع هي توصيل بطارية 18650 بطرفين B + و B للوحدة TP4056 باستخدام سلك. نظرًا لأن خلايا Li + قابلة للانفجار ، فلا يوصى بشدة باستخدام مكواة لحام فوق هذه الخلايا. على الرغم من أن الناس قد فعلوا ذلك ، إلا أنه يمثل مخاطرة كبيرة ويمكن أن ينتهي بهم الأمر بسهولة في فوضى كبيرة ومن ثم فإن الطريقة السهلة للقيام بذلك هي استخدام المغناطيس كما هو موضح أدناه

ما عليك سوى لحام السلك بقطعة صغيرة من المغناطيس ثم لصق المغناطيسات بأطراف البطارية (تنجذب إلى الأطراف جيدًا) كما هو موضح أعلاه. يمكنك استخدام بعض صنبور البط لتأمين موضع المغناطيس بشكل أكبر.

برمجة اردوينو:

برنامج هذا المشروع بسيط للغاية. علينا فقط حساب سرعة العجلة الدوارة باستخدام مدخلات مقاطعة مستشعر القاعة وبث السرعة المحسوبة عبر الهواء باستخدام وحدة Bluetooth. يتم تقديم البرنامج الكامل في قسم التعليمات البرمجية أدناه ويتم شرحه باستخدام أسطر التعليق.

في كل مرة يكتشف فيها مستشعر القاعة المغناطيس ، فإنه يطلق مقاطعة. يتم استدعاء وظيفة المقاطعة هذه بواسطة وظيفة magnet_detect () . هذا هو المكان الذي يتم فيه حساب عدد دورات السيارة في الدقيقة.

بمجرد حساب عدد الدورات في الدقيقة ، يتم حساب سرعة العجلة في وظيفة الحلقة () . بمجرد أن يصبح الرمز جاهزًا ، يتيح تفريغه إلى Arduino pro mini واختبار عمله كما هو موضح في الفيديو المقدم في النهاية.

تطبيق Android Mobile لـ Speedometer:

تم إنشاء تطبيق Android لهذا المشروع باستخدام برنامج يسمى المعالجة. إذا لم تكن مهتمًا بإنشاء تطبيق Android خاص بك وترغب فقط في تثبيت التطبيق المستخدم هنا ، فيمكنك تنزيل ملف APK وتثبيته مباشرة في هاتفك الذكي باتباع الخطوات التالية.

1. يمكنك تنزيل ملف APK مباشرة من الرابط أدناه. تم إنشاء ملف APK هذا لنظام Android الإصدار 4.4.2 وما فوق (Kitkat أعلاه). قم باستخراج ملف APK من ملف zip.

تطبيق Android لعداد السرعة

2. انقل ملف.Apk من جهاز الكمبيوتر الخاص بك إلى هاتفك المحمول.

3. قم بتمكين تثبيت التطبيق من مصادر غير معروفة في إعدادات Android.

4. تثبيت التطبيق.

إذا تم التثبيت بنجاح ، فستجد التطبيق المسمى " Processing_code " مثبتًا على هاتفك كما هو موضح أدناه:

طور تطبيقك الخاص باستخدام المعالجة:

يمكنك إما استخدام ملف.APK المذكور أعلاه أو يمكنك إنشاء التطبيق الخاص بك باستخدام المعالجة كما هو موضح هنا. يمكنك تنزيل كل كود معالجة تطبيق Android من هنا. يتم شرح البرنامج ذاتيًا باستخدام سطور التعليقات. ولكن إذا كانت لديك أي مشكلة أو إذا كنت ترغب في تعديل تطبيقك قليلاً ، فيرجى استخدام قسم التعليقات وسأساعدك.

ينشئ برنامج android اتصالاً بوحدة Bluetooth الخاصة بنا أثناء بدء تشغيل التطبيق ويتلقى سرعة السيارة التي تم حسابها وبثها بواسطة Arduino Pro mini. لقد قمت بإنشاء رسومات صغيرة أيضًا لعرض السرعة باستخدام عداد السرعة التناظري لجعلها تبدو جذابة بعض الشيء. يمكنك الخروج بأفكارك الخاصة وتعديل الكود لتخصيصه لاحتياجاتك. تحقق أيضًا من مشاريع المعالجة الأخرى لدينا لمعرفة المزيد عنها:

• لعبة بينج بونج باستخدام اردوينو
• راديو FM يتم التحكم فيه بواسطة الهاتف الذكي باستخدام المعالجة.
• نظام رادار اردوينو باستخدام معالجة ومستشعر فوق صوتي

بمجرد تثبيت التطبيق على هاتفك المحمول ، حان الوقت لاختبار مشروعنا. لكننا لم نقم بتركيب مجموعة أدواتنا على مركبة بعد. لنفعلها.

تركيب طقم عداد السرعة على مركبة:

لقد قمت بتركيب هذه المجموعة على الدورة الثنائية الخاصة بي واختبرتها ، وهي تعمل مثل السحر. يُترك تركيب المجموعة لإبداعك ، يمكنك الحصول على صندوقك الصغير من متجر وحفر ثقوب للأسلاك والتوصيلات وتركيبها في سيارتك. أحد الأشياء المهمة الشائعة التي يجب ملاحظتها هو أن المغناطيس يجب أن يكون عالقًا على حافة العجلة ويجب تركيب مستشعر القاعة في أقرب مكان ممكن من المغناطيس بحيث في كل مرة يعبر المغناطيس مستشعر القاعة يجب أن يكون قادرًا على اكتشافه الترتيب مبين أدناه.

نظرًا لوجود طابعة ثلاثية الأبعاد معي ، فقد صممت حاوياتي الخاصة لجعلها تبدو جيدة وبطريقة يمكن تركيبها وفصلها بسهولة عن دراجتنا لشحن البطارية. لذلك إذا كان لديك طابعة ثلاثية الأبعاد أو إذا كان بإمكانك الوصول إلى واحدة لطباعة بعض المواد ، فاستمر في القراءة ، وإلا فتخط هذا الجزء واستخدم إبداعك لتركيب هذه الأشياء. تعلم كيفية استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد هنا.

إذا كنت قد قررت استخدام ملفات التصميم الخاصة بي وطباعة المرفقات الخاصة بك ، فتأكد من أن لوحة الأداء الرئيسية لديك قريبة من الأبعاد أدناه

يمكن تنزيل ملفات Design و STL الكاملة للطباعة ثلاثية الأبعاد من هنا. إذا كانت اللوحة مشابهة لما تم إنشاؤه هنا ، فيمكنك طباعة مرفقاتك ثلاثية الأبعاد مباشرة باستخدام ملفات STL المحددة أو يمكنك استخدام ملفات التصميم وتعديلها وفقًا للوحة الخاصة بك.

لنبدأ بالحاوية الصغيرة المطبوعة ثلاثية الأبعاد والتي سيتم استخدامها لوحدة مستشعر القاعة. اطبع العلبة ، ضع الدائرة بداخلها وقم بتسخير الأسلاك الخاصة بك من خلال الفتحة المتوفرة ثم قم بتثبيتها على سيارتك بحيث يكون مستشعر القاعة بالقرب من المغناطيس كما هو موضح أدناه.

يوصى بنمذجة اللوحة الرئيسية قبل تصميم العلبة الخاصة بها حتى نتمكن من التأكد من ملاءمتها بشكل صحيح ، لأن ثق بي سيكون كابوسًا عند طباعة العلبة الخاصة بك لمدة 6 ساعات طويلة وفي النهاية لن تكون مناسبة في لوحة الأداء الخاصة بك. يتم عرض لوحة النموذج الخاصة بلوحة الأداء الرئيسية الخاصة بي أدناه.

الآن سيكون من السهل تصميم صندوق الضميمة الرئيسي. لقد صممت الصندوق الرئيسي في ملفين ، بحيث يحتفظ أحد أجزاء الصندوق بالإلكترونيات والآخر سيتم تثبيته بشكل دائم على الدورة باستخدام المشابك والمسامير. يمكن بسهولة إصلاح هذين الجزأين لتجميعهما لإنشاء غلاف كامل ثم فصلهما عندما نحتاج إلى إعادة شحن بطارية الليثيوم لدينا أو العمل على إلكترونياتنا.

بمجرد تصميم الجزء الأول من العلبة وطباعته ، يتيح لك وضع جميع مكوناتنا بالداخل كما هو موضح أدناه ويجب أن يبدو مثل هذا..

كما ترى ، هناك فتحتان أمام الصندوق ، إحداهما تستخدم لـ USB والتي من خلالها يمكننا شحن هاتفنا المحمول. والآخر من أجل micro USB باستخدامه يمكننا شحن بطارية الليثيوم الخاصة بنا.

الآن دعنا نطبع الجزء الثاني من العلبة الرئيسية ونتحقق مما إذا كان يناسب الجزء الأول كما هو متوقع.

بمجرد أن نكون راضين عن الأجزاء ، يمكننا تركيب الجزء الثاني من العلبة باستخدام مشبك C وبعض الصواميل والمسامير كما هو موضح أدناه:

الآن ، دعونا نقوم بتوصيل البطارية بدائرتنا الرئيسية باستخدام المغناطيس والشريط كما تمت مناقشته أعلاه والحفاظ عليها آمنة بشكل دائم داخل العلبة الخاصة بنا.

هذا هو أجهزتنا جاهزة للتركيب النهائي. ما عليك سوى توصيل وحدة مستشعر القاعة باللوحة الرئيسية وحرك الغلاف المتحرك في الحاوية الثابتة وهو جاهز للعمل.

شرح العمل:

بعد التأكد من شحن بطارية الليثيوم الخاصة بك ، ما عليك سوى تشغيل المجموعة باستخدام مفتاح التبديل وفتح تطبيق Android. إذا سارت الأمور على ما يرام ، يجب أن تحصل على الشاشة أدناه ويجب أن تعرض أن تطبيقك متصل بوحدة Bluetooth HC-05 كما هو موضح أدناه. تذكر إقران وحدة Bluetooth بالهاتف قبل فتح التطبيق.

الآن ما عليك سوى ركوب مركبتك وستلاحظ أن عداد السرعة يوضح السرعة الحالية لسيارتك. يمكنك أيضًا شحن هاتفك المحمول أثناء الركوب باستخدام كابل شاحن عادي. بمجرد الانتهاء من رحلتك ، يمكنك الانزلاق من الصندوق من الدورة وشحنها من أنابيب التيار المتردد باستخدام أي شاحن محمول للهواتف الذكية.

هكذا ، لا يمكنك قياس سرعة سيارتك فحسب ، بل يمكنك أيضًا شحن الهاتف المحمول في نفس الوقت. أتمنى أن تكون قد استمتعت بالمشروع. يمكنك إضافة التطبيق الكثير من الميزات إلى هذا المشروع ، فقط عن طريق تعديل الرموز. يمكنك حساب المسافة التي قطعتها رحلتك والجزء العلوي ومتوسط ​​سرعة رحلتك وما إلى ذلك. أخبرني إذا كان لديك أي استفسارات من خلال التعليقات وسأكون سعيدًا بمساعدتك.

كالعادة ، سيتم عرض عمل المشروع بالكامل في الفيديو أدناه.