Compteur de vitesse bricolage utilisant Arduino et traitement de l'application Android

Dans ce projet, nous créons un compteur de vitesse cool pour les vélos ou tout autre véhicule automobile en utilisant Arduino qui diffuse la vitesse en utilisant Bluetooth vers une application Android que nous avons créée à l'aide de Processing. Le projet complet est alimenté par une cellule au lithium 18650 et donc hautement portable avec votre véhicule. Pour pimenter un peu plus, j'ai ajouté la possibilité de charger votre téléphone mobile car il affiche votre vitesse. Oui, vous pouvez également l'utiliser comme banque d'alimentation pour vos mobiles, car le 18650 a une densité de charge élevée et peut facilement être chargé et déchargé.

Je vais vous guider complètement de zéro jusqu'à la fin, le compteur de vitesse peut-il être connecté à notre véhicule et testé. La fonctionnalité intéressante ici est que vous pouvez personnaliser votre application Android pour votre personnalisation et ajouter plus de fonctionnalités en fonction de votre créativité. Mais, si vous ne voulez pas créer l'application par vous-même et simplement créer la partie Arduino, ne vous inquiétez pas, téléchargez simplement le fichier APK (lire plus loin) et installez-le sur votre téléphone mobile Android. Vérifiez également la vidéo complète à la fin.

Voyons donc de quels matériaux nous aurions besoin pour construire ce projet et planifions notre budget. Tous ces composants sont facilement disponibles; si vous avez du mal à acheter l'un de ces produits, faites-le moi savoir dans la section des commentaires.

Exigences matérielles:

Arduino Pro Mini (5 V 16 MHz)
Carte FTDI (pour la programmation mini, vous pouvez également utiliser UNO)
Convertisseur Boost DC-DC 3V à 5V avec chargeur de sortie USB
Module de batterie au lithium TP4056
Module Bluetooth (HC-05 / HC-06)
Capteur à effet Hall (US1881 / 04E)
Cellule au lithium 18650
Petit morceau d'aimants
Conseil Perf
Connecteurs de bâtons de Berg (mâle et femelle)
Kit de soudure
Petites boîtiers pour monter le kit.

Exigences de programmation:

IDE Arduino
Traitement de l'IDE avec Android ADK (uniquement si vous souhaitez coder votre propre application.)
PC Windows / Mac
Téléphone mobile Android.

Cela peut ressembler à une poignée de composants et de matériaux, mais croyez-moi, une fois que vous aurez terminé ce projet, vous sentirez qu'ils en valent la peine.

Mesure de la vitesse à l'aide du capteur Hall et de l'Arduino:

Avant de mettre la main sur le matériel, dites-nous comment nous allons réellement mesurer la vitesse en utilisant Arduino. Il existe de nombreuses façons de mesurer la vitesse d'un véhicule à l'aide d'Arduino, mais l'utilisation d'un capteur à effet Hall est le moyen le plus économique et le plus simple de le faire. Un capteur à effet Hall est un composant qui détecte la polarité d'un aimant. Par exemple, chaque fois qu'un pôle particulier de l'aimant est amené près du capteur, le capteur change d'état. Il existe de nombreux types de capteurs à effet hall disponibles, vous pouvez utiliser l'un de ceux-ci dans ce projet, mais assurez-vous qu'il s'agit d'un capteur numérique à effet hall.

Pour mesurer la vitesse, nous devons coller un petit morceau d'aimant sur la roue du véhicule, chaque fois que l'aimant traverse le capteur à effet Hall, il le détecte et envoie les informations à l'Arduino.

Une interruption sera reçue par l'Arduino chaque fois que l'aimant est détecté. Nous exécutons une minuterie continue en utilisant la fonction millis () et calculons le temps nécessaire à la roue pour effectuer deux rotations (pour minimiser l'erreur) en utilisant les formules ci-dessous:

Timetaken = millis () - pevtime;

Une fois que nous connaissons le temps nécessaire, nous pouvons calculer le régime en utilisant les formules ci-dessous:

rpm = (1000 / prise dans le temps) * 60;

Où (1000 / prise de temps) donne les rps (révolutions par seconde) et il est multiplié par 60 pour convertir les rps en rpm (révolutions par minute).

Après avoir calculé le régime, nous pouvons calculer la vitesse du véhicule en utilisant les formules ci-dessous à condition de connaître le rayon de la roue.

v = rayon de la roue * tr / min * 0,37699;

L'Arduino, après avoir calculé la vitesse, la diffusera à l'aide du module Bluetooth. Le code complet a été donné ci-dessous dans la section Code. Consultez également nos autres projets impliquant le module Bluetooth HC-05 ici.

Schémas et partie matérielle:

Le schéma de circuit complet du projet est donné ci-dessous:

Ici, la partie matérielle est divisée en deux parties l'une est la carte principale qui contient tous les fichiers principaux. L'autre carte se compose simplement d'un capteur à effet Hall et d'une résistance qui sera montée près de la roue. Commençons à construire le tableau principal.

Une fois la connexion établie, testons la configuration en utilisant notre batterie au lithium 18650. La batterie au lithium est de nature très explosive, elle doit donc être manipulée avec une extrême prudence. C'est pour cette raison que nous utilisons un module de charge de batterie au lithium TP4056. Ce module a une protection contre les surcharges / décharges et une protection contre l'inversion de polarité. Par conséquent, la batterie peut être facilement chargée à l'aide d'un chargeur micro USB normal et peut être déchargée en toute sécurité jusqu'à ce qu'elle atteigne les limites de coupure de sous-tension. Certains détails importants du module de charge TP4056 sont donnés dans le tableau ci-dessous.

Paramètres:	Valeur par cellule:
Coupure de sous-tension	2,4 V
Coupure de surtension	4.2V
Courant de charge	1A
protection	Protection contre les surtensions et l'inversion de polarité
IC présente	TP4056 (IC de chargeur) et IC de protection DW01
LED d'indication	Rouge - Chargement en cours Vert - Charge terminée

Maintenant, commençons par le panneau de capteur à effet Hall. Cette carte ne contient que deux composants, l'un c'est la résistance 10K et l'autre est le capteur Hall. Les connexions peuvent être effectuées comme indiqué dans les schémas ci-dessus. Une fois que la carte est prête, connectez-les à l'aide de câbles volants selon les schémas. Une fois que c'est fait, cela devrait ressembler à quelque chose comme ça.

Une autre étape cruciale du projet consiste à connecter la batterie 18650 aux bornes B + et B- du module TP4056 à l' aide d'un fil. Les cellules Li + étant explosives, il est fortement déconseillé d'utiliser un fer à souder sur ces cellules. Bien que les gens l'aient fait, c'est très risqué et peut facilement se retrouver dans un grand désordre. Par conséquent, le moyen le plus simple de le faire est d'utiliser des aimants comme indiqué ci-dessous

Soudez simplement le fil à un petit morceau d'aimant, puis collez les aimants aux bornes de la batterie (ils sont très bien attirés par les bornes) comme indiqué ci-dessus. Vous pouvez utiliser un robinet de canard pour sécuriser davantage la position de l'aimant.

Programmation de l'Arduino:

Le programme de ce projet est très simple. Il suffit de calculer la vitesse de rotation de la roue en utilisant les entrées d'interruption du capteur à effet Hall et de diffuser la vitesse calculée sur les airs à l'aide du module Bluetooth. Le programme complet est donné dans la section Code ci-dessous et expliqué à l'aide des lignes de commentaires.

Chaque fois que le capteur à effet Hall détecte l'aimant, il déclenche une interruption. Cette fonction d' interruption est appelée par le magnet_detect () fonction . C'est l'endroit où le régime du véhicule est calculé.

Une fois le régime calculé, la vitesse de la roue est calculée dans la fonction loop () . Une fois que le code est prêt, vidons-le sur notre Arduino pro mini et testons son fonctionnement comme indiqué dans la vidéo donnée à la fin.

Application mobile Android pour compteur de vitesse:

L'application Android pour ce projet est réalisée à l'aide d'un logiciel appelé Processing. Si vous n'êtes pas intéressé par la création de votre propre application Android et que vous souhaitez simplement installer celle utilisée ici, vous pouvez télécharger le fichier APK et l'installer directement dans votre téléphone intelligent en suivant les étapes ci-dessous.

1. Vous pouvez télécharger directement le fichier APK à partir du lien ci-dessous. Ce fichier APK est conçu pour la version Android 4.4.2 et au-dessus (Kitkat et au-dessus). Extrayez le fichier APK du fichier zip.

Application Android pour compteur de vitesse

2. Transférez le fichier.Apk de votre ordinateur vers votre téléphone mobile.

3. Activez l'installation de l'application à partir de sources inconnues dans vos paramètres Android.

4. Installez l'application.

Si l'installation est réussie, vous trouverez l'application nommée « Processing_code » installée sur votre téléphone comme indiqué ci-dessous:

Développez votre propre application en utilisant Processing:

Soit vous pouvez utiliser le fichier.APK donné ci-dessus, soit vous pouvez créer votre propre application en utilisant Traitement comme expliqué ici. Vous pouvez télécharger tout le code de l'application Traitement Android à partir d'ici. Le programme est auto-expliqué en utilisant les lignes de commentaire. Mais si vous avez un problème ou si vous souhaitez modifier un peu votre application, veuillez utiliser la section des commentaires et je vous aiderai.

Le programme android établit une connexion avec notre module Bluetooth lors du démarrage de l'application et reçoit la vitesse du véhicule qui a été calculée et diffusée par l'Arduino Pro mini. J'ai également créé un petit graphique pour afficher la vitesse à l'aide d'un compteur de vitesse analogique pour le rendre un peu attrayant. Vous pouvez proposer vos propres idées et modifier le code pour le personnaliser selon vos besoins. Consultez également nos autres projets de traitement pour en savoir plus:

Jeu de ping-pong utilisant Arduino
Radio FM contrôlée par téléphone intelligent utilisant le traitement.
Système radar Arduino utilisant le traitement et le capteur à ultrasons

Une fois que vous avez installé l'application sur votre téléphone mobile, il est temps de tester notre projet. Mais nous n'avons pas encore monté notre kit sur un véhicule. Faisons le.

Montage du kit de compteur de vitesse sur un véhicule:

J'ai monté ce kit sur mon bi-cycle et l'ai testé, et cela fonctionne comme un charme. Le montage du kit est laissé à votre créativité, vous pouvez obtenir votre propre petite boîte dans un magasin et percer des trous pour les fils et les connexions et le monter sur votre véhicule. Une chose importante et commune à noter est que l'aimant doit être collé à la jante de la roue et que le capteur à effet Hall doit être monté aussi près que possible de l'aimant afin que chaque fois que l'aimant traverse le capteur à effet Hall, il puisse le détecter., la disposition est illustrée ci-dessous.

Comme j'ai une imprimante 3D avec moi, j'ai conçu mes propres boîtiers pour les rendre beaux et de manière à ce qu'ils puissent être facilement montés et déconnectés de notre vélo pour charger la batterie. Donc, si vous avez une imprimante 3D ou si vous pouvez en avoir accès pour imprimer quelques matériaux, continuez à lire, sinon sautez cette partie et utilisez votre propre créativité pour monter ces choses. Apprenez à utiliser l'imprimante 3D ici.

Si vous avez décidé d'utiliser mes fichiers de conception et d'imprimer vos boîtiers, assurez-vous que votre carte de performance principale est proche des dimensions ci-dessous

Les fichiers de conception et STL complets pour l'impression 3D peuvent être téléchargés ici. Si la carte est similaire à ce qui a été fait ici, vous pouvez directement imprimer vos boîtiers en 3D à l'aide des fichiers STL donnés ou bien vous pouvez utiliser les fichiers de conception et les modifier en fonction de votre carte.

Commençons par le petit boîtier imprimé en 3D qui sera utilisé pour le module de capteur à effet Hall. Imprimez le boîtier, placez le circuit dedans et attelez vos fils à travers le trou fourni, puis montez-le sur votre véhicule de sorte que le capteur à effet Hall soit près de l'aimant comme indiqué ci-dessous.

Il est recommandé de modéliser la carte principale avant de concevoir le boîtier pour cela afin que nous puissions nous assurer qu'il s'intègre correctement, car croyez-moi, ce serait un cauchemar lorsque vous imprimez votre boîtier pendant 6 longues heures et à la fin, il ne rentre pas dans votre planche de perf. La carte modèle de ma carte principale de perf est présentée ci-dessous.

Il sera désormais facile de concevoir le boîtier principal. J'ai conçu la boîte principale en deux fichiers, de sorte qu'une partie de la boîte contiendra l'électronique et l'autre sera fixée en permanence au cycle à l'aide de pinces et de boulons. Ces deux pièces se fixent facilement pour se rassembler pour constituer un coffret complet puis se séparer lorsque nous avons besoin de recharger notre batterie au lithium ou de travailler sur notre électronique.

Une fois que la première partie du boîtier est conçue et imprimée, placez tous nos composants à l'intérieur comme indiqué ci-dessous et cela devrait ressembler à quelque chose comme ça.

Comme vous pouvez le voir, il y a deux ouvertures devant la boîte, l'une est utilisée pour l'USB à travers lequel nous pouvons charger notre téléphone portable. L'autre concerne le micro USB à l'aide duquel nous pouvons charger notre batterie au lithium.

Maintenant, imprimons la deuxième partie de l'enceinte principale et vérifions si elle correspond à la première partie comme prévu.

Une fois que nous sommes satisfaits des pièces, nous pouvons monter la deuxième partie du boîtier à l'aide d'un collier en C et de quelques écrous et boulons comme indiqué ci-dessous:

Maintenant, connectons la batterie à notre circuit principal à l'aide d'aimants et de ruban adhésif comme indiqué ci-dessus et gardons-la en permanence en sécurité à l'intérieur de notre enceinte.

Voilà, notre matériel est prêt pour le montage final. Connectez simplement le module de capteur à effet Hall avec la carte principale et faites glisser le boîtier mobile dans le boîtier fixe et il est prêt à fonctionner.

Explication de travail:

Après vous être assuré que votre batterie au lithium est chargée, allumez simplement le kit en utilisant l'interrupteur à bascule et ouvrez votre application Android. Si tout se passe bien, vous devriez obtenir l'écran ci-dessous et il devrait afficher que votre application est connectée à votre module Bluetooth HC-05 comme indiqué ci-dessous. N'oubliez pas de coupler votre module Bluetooth avec le téléphone avant d'ouvrir l'application.

Maintenant, conduisez simplement votre véhicule et vous devriez remarquer le compteur de vitesse indiquant la vitesse actuelle de votre véhicule. Vous pouvez également charger votre téléphone portable pendant que vous conduisez en utilisant un câble de chargeur normal. Une fois que vous avez terminé votre trajet, vous pouvez retirer la boîte du vélo et la charger sur le secteur en utilisant n'importe quel chargeur de téléphone intelligent.

Ainsi, vous pouvez non seulement mesurer la vitesse de votre véhicule, mais également charger le mobile en même temps. J'espère que vous avez apprécié le projet. Vous pouvez ajouter beaucoup plus de fonctionnalités à ce projet, simplement en modifiant les codes. Vous pouvez calculer la distance parcourue par votre trajet, la vitesse maximale et moyenne de votre trajet, etc. Faites-moi savoir si vous avez des questions à travers les commentaires et je serai heureux de vous aider.

Comme d'habitude, l'ensemble du fonctionnement du projet sera montré dans la vidéo ci-dessous.