- 하드웨어 요구 사항 :
- 프로그래밍 요구 사항 :
- 홀 센서 및 Arduino를 사용하여 속도 측정 :
- 회로도 및 하드웨어 부품 :
- Arduino 프로그래밍 :
- 속도계 용 Android 모바일 애플리케이션 :
- 차량에 속도계 키트 장착 :
- 작동 설명 :
이 프로젝트에서 우리는 처리를 사용하여 만든 Android 응용 프로그램에 Bluetooth를 사용하여 속도를 브로드 캐스트하는 Arduino를 사용하여 자전거 또는 자동차 용 Cool Speedometer를 만듭니다. 전체 프로젝트는 18650 리튬 전지로 구동되므로 차량과 함께 휴대 성이 뛰어납니다. 좀 더 멋지게 꾸미기 위해 속도를 표시하는 휴대 전화 충전 옵션을 추가 했습니다. 예, 18650은 충전 밀도가 높고 쉽게 충전 및 방전 할 수 있으므로 이동 중에도 모바일 용 보조 배터리로 사용할 수 있습니다.
나는 처음부터 완료까지 당신을 완전히 안내 할 것입니다. 그는 속도계를 우리 차량에 연결 하고 테스트 할 수 있습니다. 여기에서 멋진 기능은 개인화를 위해 Android 앱을 사용자 정의하고 창의성에 따라 더 많은 기능을 추가 할 수 있다는 것입니다. 그러나 혼자서 앱을 빌드하지 않고 Arduino 부분 만 빌드하고 싶다면 APK 파일을 다운로드 (더 읽기)하고 Android 휴대폰에 설치하기 만하면됩니다. 또한 마지막에 전체 비디오를 확인하십시오.
이제이 프로젝트를 구축하는 데 필요한 자료를 확인하고 예산을 계획 해 보겠습니다. 이러한 모든 구성 요소를 쉽게 사용할 수 있습니다. 구매에 문제가 있으면 댓글 섹션에 알려주세요.
하드웨어 요구 사항:
- Arduino Pro Mini (5V 16MHz)
- FTDI 보드 (미니 프로그래밍의 경우 UNO를 사용할 수도 있음)
- USB 출력 충전기가있는 3V ~ 5V DC-DC 부스트 컨버터
- TP4056 리튬 배터리 모듈
- 블루투스 모듈 (HC-05 / HC-06)
- 홀 효과 센서 (US1881 / 04E)
- 18650 리튬 전지
- 작은 자석 조각
- 성능 보드
- Berg sticks 커넥터 (남성 및 여성)
- 납땜 키트
- 키트를 장착하기위한 작은 인클로저 상자.
프로그래밍 요구 사항:
- Arduino IDE
- Android ADK로 IDE 처리 (자신의 앱을 코딩하려는 경우에만 해당)
- Windows / Mac PC
- 안드로이드 휴대폰.
몇 가지 구성 요소와 재료처럼 보일 수 있지만이 프로젝트를 완료하면 노력할만한 가치가 있다고 느낄 것입니다.
홀 센서 및 Arduino를 사용하여 속도 측정:
하드웨어에 손을 넣기 전에 Arduino를 사용하여 실제로 속도를 측정하는 방법을 알려주십시오. Arduino를 사용하여 차량의 속도를 측정하는 방법은 많지만 홀 센서를 사용하는 것이 가장 경제적이고 쉬운 방법입니다. 홀 센서는 자석의 극성을 검출하는 구성이다. 예를 들어 자석의 특정 극 하나가 센서 근처에 오면 센서가 상태를 변경합니다. 이 프로젝트에서 사용할 수있는 다양한 유형의 홀 센서가 있지만 디지털 홀 센서인지 확인하십시오.
속도를 측정하기 위해 우리는 작은 자석 조각을 차량 바퀴에 붙여야합니다. 자석이 홀 센서를 통과 할 때마다 자석이이를 감지하여 Arduino에 정보를 보냅니다.
자석이 감지 될 때마다 Arduino가 인터럽트를 수신합니다. millis () 함수를 사용하여 연속 타이머를 실행하고 아래 공식을 사용하여 휠이 두 회전을 완료하는 데 걸리는 시간 (오류 최소화)을 계산합니다.
소요 시간 = millis () – pevtime;
소요 시간을 알고 나면 아래 공식을 사용하여 rpm을 계산할 수 있습니다.
rpm = (1000 / 소요 시간) * 60;
여기서 (1000 / timetaken)은 rps (초당 회전 수)를 제공하고 60을 곱하여 rps를 rpm (분당 회전 수)으로 변환합니다.
rpm을 계산 한 후 바퀴의 반경을 알고 있다면 아래 공식을 사용하여 차량의 속도를 계산할 수 있습니다.
v = 바퀴의 반경 * rpm * 0.37699;
속도를 계산 한 후 Arduino는 Bluetooth 모듈을 사용하여이를 브로드 캐스트합니다. 전체 코드는 코드 섹션에 아래되었습니다. 또한 여기에서 Bluetooth 모듈 HC-05와 관련된 다른 프로젝트를 확인하십시오.
회로도 및 하드웨어 부품:
프로젝트의 전체 회로도는 다음과 같습니다.
여기에서 하드웨어 부분은 두 부분으로 나뉩니다. 하나는 모든 메인 파일을 포함하는 메인 보드입니다. 다른 보드는 홀 센서와 휠 근처에 장착되는 저항으로 구성됩니다. 메인 보드 구축을 시작 하겠습니다.
연결이 완료되면 18650 리튬 배터리를 사용하여 설정을 테스트 해 보겠습니다. 리튬 배터리는 본질적으로 폭발성이 높으므로 매우주의해서 취급해야합니다. 이것이 우리가 TP4056 리튬 배터리 충전 모듈을 사용하는 이유 입니다. 이 모듈은 과충전 / 방전 보호 및 역 극성 보호 기능이 있습니다. 따라서 일반 마이크로 USB 충전기를 사용하여 배터리를 쉽게 충전 할 수 있으며 저전압 차단 한계에 도달 할 때까지 안전하게 방전 할 수 있습니다. TP4056 충전 모듈의 몇 가지 중요한 세부 사항은 아래 표에 나와 있습니다.
매개 변수: |
셀당 값: |
저전압 차단 |
2.4V |
과전압 차단 |
4.2V |
충전 전류 |
1A |
보호 |
과전압 및 역 극성 보호 |
IC의 존재 |
TP4056 (충전기 IC) 및 DW01 보호 IC |
표시 LED |
빨간색-충전 중 녹색 – 충전 완료 |
이제 홀 센서 보드 부터 시작하겠습니다. 이 보드에는 두 개의 구성 요소가 포함되어 있는데 하나는 10K 저항이고 다른 하나는 홀 센서입니다. 위의 회로도에 표시된대로 연결할 수 있습니다. 보드가 준비되면 회로도에 따라 점퍼 와이어를 사용하여 연결합니다. 완료되면 다음과 같이 보일 것입니다.
프로젝트의 또 다른 중요한 단계 는 와이어를 사용하여 18650 배터리를 TP4056 모듈의 B + 및 B- 단자에 연결하는 것입니다. Li + 셀은 폭발성이 있으므로 이러한 셀 위에 납땜 인두를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 사람들이 그렇게했지만 매우 위험하고 쉽게 큰 혼란에 빠질 수 있습니다. 따라서 쉬운 방법은 아래와 같이 자석을 사용하는 것입니다.
와이어를 작은 자석 조각에 납땜 한 다음 위 그림과 같이 자석을 배터리 단자 에 붙이기 만하면 됩니다 (단자에 아주 잘 끌립니다). 자석의 위치를 더 확보하기 위해 오리 탭을 사용할 수 있습니다.
Arduino 프로그래밍:
이 프로젝트의 프로그램은 매우 간단합니다. 홀 센서 인터럽트 입력을 사용하여 바퀴 회전 속도를 계산하고 계산 된 속도를 Bluetooth 모듈을 사용하여 공중으로 방송하면됩니다. 전체 프로그램은 아래의 코드 구역에 와 주석 행을 사용하여 설명했다.
홀 센서가 자석을 감지 할 때마다 인터럽트를 트리거합니다. 이 인터럽트 함수는 magnet_detect () 함수에 의해 호출됩니다 . 차량의 rpm이 계산되는 곳입니다.
rpm이 계산되면 루프 () 기능 에서 휠의 속도가 계산됩니다. 코드가 준비되면 Arduino pro mini에 덤프하고 마지막에 제공된 비디오에 표시된대로 작동을 테스트합니다.
속도계 용 Android 모바일 애플리케이션:
이 프로젝트의 Android 애플리케이션은 Processing이라는 소프트웨어를 사용하여 만들어졌습니다. 나만의 Android 애플리케이션을 만드는 데 관심이없고 여기에 사용 된 애플리케이션 만 설치하려는 경우 아래 단계에 따라 APK 파일을 다운로드하여 스마트 폰에 직접 설치할 수 있습니다.
1. 아래 링크에서 APK 파일을 직접 다운로드 할 수 있습니다 . 이 APK 파일은 Android 버전 4.4.2 이상 (Kitkat 이상) 용으로 제작되었습니다. zip 파일에서 APK 파일을 추출합니다.
속도계 용 Android 애플리케이션
2. 컴퓨터에서 휴대폰으로.Apk 파일을 전송합니다.
3. 안드로이드 설정에서 알 수없는 소스에서 애플리케이션 설치를 활성화합니다.
4. 응용 프로그램을 설치합니다.
성공적으로 설치되면 아래와 같이 " Processing_code " 라는 이름의 응용 프로그램이 전화기에 설치되어 있습니다.
프로세싱을 사용하여 자신의 애플리케이션 개발:
위에 제공된.APK 파일을 사용하거나 여기에 설명 된대로 처리를 사용하여 고유 한 앱을 빌드 할 수 있습니다. 여기에서 모든 Processing Android 애플리케이션 코드를 다운로드 할 수 있습니다. 프로그램은 주석 라인을 사용하여 자체 설명됩니다. 그러나 문제가 있거나 응용 프로그램을 약간 수정하려면 의견 섹션을 사용하십시오. 도와 드리겠습니다.
안드로이드 프로그램은 애플리케이션을 시작하는 동안 블루투스 모듈과 연결을 설정하고 Arduino Pro mini에서 계산 및 방송 한 차량의 속도를 수신합니다. 아날로그 속도계를 사용하여 속도를 표시하여 조금 매력적으로 보이도록 작은 그래픽을 만들었습니다. 자신의 아이디어를 생각해 내고 필요에 맞게 코드를 조정하여 개인화 할 수 있습니다. 이에 대해 자세히 알아 보려면 다른 처리 프로젝트를 확인하십시오.
- Arduino를 사용한 탁구 게임
- 프로세싱을 사용하는 스마트 폰 제어 FM 라디오.
- 프로세싱 및 초음파 센서를 사용한 Arduino 레이더 시스템
응용 프로그램을 휴대폰에 설치했으면 프로젝트를 테스트 할 차례입니다. 하지만 아직 차량에 키트를 장착하지 않았습니다. 해보자.
차량에 속도계 키트 장착:
이 키트를 내 자전거 위에 장착하고 테스트했는데 매력처럼 작동합니다. 키트 장착은 창의성에 맡겨져 있습니다. 상점에서 나만의 작은 상자를 가져와 전선 과 연결을 위한 구멍을 뚫고 차량에 장착 할 수 있습니다. 주의해야 할 공통된 중요한 사항 중 하나는 자석이 휠 가장자리에 붙어 있어야하며 홀 센서는 자석이 홀 센서를 통과 할 때마다 감지 할 수 있도록 가능한 한 자석에 가깝게 장착되어야한다는 것입니다., 배열은 아래와 같습니다.
3D 프린터를 가지고 있었기 때문에 배터리 충전을 위해 자전거에 쉽게 장착하고 분리 할 수있는 방식으로 멋지게 보이도록 자체 인클로저를 설계했습니다. 따라서 3D 프린터가 있거나 몇 가지 자료를 인쇄하기 위해 액세스 할 수있는 경우 계속 읽으십시오. 그렇지 않으면이 부분을 건너 뛰고 자신의 창의력을 사용하여 이러한 것들을 장착하십시오. 여기에서 사용자 3D 프린터에 대해 알아보십시오.
내 디자인 파일을 사용하고 인클로저를 인쇄하기로 결정한 경우 기본 성능 보드가 아래 치수에 가까운 지 확인하십시오
3D 프린팅을위한 전체 디자인 및 STL 파일은 여기에서 다운로드 할 수 있습니다. 보드가 여기에서 만든 것과 비슷한 경우 주어진 STL 파일을 사용하여 인클로저를 직접 3D 인쇄하거나 디자인 파일을 사용하고 보드에 따라 수정할 수 있습니다.
홀 센서 모듈에 사용될 3D 프린팅 된 소형 인클로저 부터 시작하겠습니다. 인클로저를 인쇄하고 회로를 그 안에 배치하고 제공된 구멍을 통해 전선을 연결 한 다음 아래 그림과 같이 홀 센서가 자석 근처에 있도록 차량에 장착하십시오.
엔클로저를 디자인하기 전에 메인 보드 를 모델링하는 것이 좋습니다. 엔클로저를 6 시간 동안 인쇄하면 결국에는 맞지 않을 것이기 때문에 제대로 맞도록 확인할 수 있습니다. 성능 보드에. 내 주요 성능 보드의 모델 보드는 아래와 같습니다.
이제 메인 인클로저 박스를 쉽게 설계 할 수 있습니다. 메인 박스를 두 개의 파일로 설계하여 박스의 한 부분은 전자 장치를 고정하고 다른 부분은 클램프와 볼트를 사용하여 사이클에 영구적으로 고정됩니다. 이 두 부분을 쉽게 고정하여 완전한 인클로저를 만든 다음 리튬 배터리를 재충전하거나 전자 제품을 작업해야 할 때 분리 할 수 있습니다.
인클로저의 첫 번째 부분이 디자인되고 인쇄되면 아래와 같이 모든 구성 요소를 내부에 배치하면 다음과 같이 보일 것입니다.
보시다시피 상자 앞에는 두 개의 구멍이 있는데 하나는 휴대 전화를 충전 할 수있는 USB 용으로 사용됩니다. 다른 하나는 리튬 배터리를 충전 할 수있는 마이크로 USB 용입니다.
이제 메인 인클로저의 두 번째 부분을 인쇄하고 예상대로 첫 번째 부분에 맞는지 확인하겠습니다.
부품이 만족 스러우면 아래 그림과 같이 C- 클램프와 일부 너트와 볼트를 사용하여 인클로저의 두 번째 부품을 장착 할 수 있습니다.
이제 위에서 설명한대로 자석과 테이프를 사용하여 배터리를 주 회로에 연결하고 인클로저 내부에서 영구적으로 안전하게 보관하겠습니다.
그것이 우리의 하드웨어가 최종 장착 준비가 된 것입니다. 홀 센서 모듈을 메인 보드에 연결하고 이동식 엔클로저를 고정 엔클로저로 밀어 넣으면 바로 사용할 수 있습니다.
작동 설명:
리튬 배터리가 충전되었는지 확인한 후 토글 스위치를 사용하여 키트를 켜고 Android 애플리케이션을 엽니 다. 모든 것이 잘되면 아래 화면이 나타나고 앱이 아래와 같이 Bluetooth 모듈 HC-05에 연결되었음을 표시해야합니다. 응용 프로그램을 열기 전에 Bluetooth 모듈을 휴대폰과 페어링해야합니다.
이제 차량을 타기 만하면 차량의 현재 속도를 보여주는 속도계가 표시됩니다. 일반 충전기 케이블을 사용하여 라이딩 중에 휴대폰을 충전 할 수도 있습니다. 라이딩이 끝나면 사이클에서 박스를 벗겨 내고 스마트 폰 모바일 충전기를 사용하여 AC 전원에서 충전 할 수 있습니다.
이렇게하면 차량의 속도를 측정 할 수있을 뿐만 아니라 Mobile을 동시에 충전 할 수 있습니다. 희망, 당신은 프로젝트를 즐겼습니다. 코드를 조정하는 것만으로도이 프로젝트에 더 많은 기능을 앱에 추가 할 수 있습니다. 주행 거리, 상단 및 평균 주행 속도 등을 계산할 수 있습니다. 의견을 통해 문의 사항이 있으면 알려 주시면 기꺼이 도와 드리겠습니다.
평소처럼 프로젝트의 전체 작업이 아래 비디오에 표시됩니다.