Среда, 17 апреля 2013 20:45

Велоспидометр Featured

Written by Алексашка
Rate this item
(0 votes)

 

altНе для кого не секрет, что велосипедист передвигающийся по населенной местности особенно если он спешит от пункта А в пункт Б, не имеет перед глазами: часов, спидометра, одометра, и термометра. Для сельской местности это врятли создало бы кому-нибудь неудобство, но Вам  я представляю несложное устройство: цифровой велоспидометр, одометр, термометр, и часы реального времени в одном флаконе.

 

 

 

 

Эта статья ориентирована на тех людей у кого руки растут из нужного места, и такие мелочи как повторить готовое у них не вызовет трудностей. Порывшись в интернете я нашел целую кучу подобных прибамбасов для велосипеда, вот только смущало то, что произведено всё в Китае, а цены на эти апгрейды от 300 до 30000 руб., не хило правда ли? Изучив навороченные экземпляры пришел к выводу, что в них очень много функций которые реально лишние, что собственно и вдохновило на создание простого для повторения, компактного и недорогого устройства, в котором на LCD –модуле показывается всё необходимое для комфортного передвижения на вело транспорте. 

 

Принципиальная схема велоспидометра изображена ниже.

 

 

alt

 

Велоспидометр состоит из LCD- модуля 16х2, контроллера управления pic16f628a, датчика температуры DS18_20, для универсальности и более легкой повторяемости, программно было реализовано автоматическое определение типа подключаемого  термодатчика, кусок программы которого был взят из обмена статей Сергея Рослика, поэтому прибор будет работать с  любым датчиком типа: DS18B20, DS1820, DS18S20. Опрос термодатчика ведется каждые 2 секунды. Чтобы не тащить большую батарею для питания прибора, а также чтоб скомпенсировать работу при снижении напряжения батареи питания, было решено применить повышающий преобразователь напряжения 1,2-5В / 5В ток 1,5А, по размерам 14.1 x 18.8 x 5.5 mm, ток потребления велоспидометра при максимальной подсветке LCD не превышает 100мА, поэтому этого преобразователя с головой хватит (можно даже вывести USB розетку и подзаряжать к примеру телефон слушая при этом музыку). В дневное время аккумулятор подзаряжает солнечная батарея. Яркость подсветки фиксированная работает на частоте 1кГц, заполнение периода изменяется нажатием на кнопку «Подсветка», с помощью ШИМ с вывода RB3 яркость устанавливается соответственно 0%, 33%, 66%, 99%. Значения часов и минут при нажатии на соответствующие кнопки инкрементируется по кругу, при нажатии кнопки «Минуты» происходит один инкремент минут и сброс регистра секунд и миллисекунд. Ход часов и работа ШИМ организована от TRM2, прерывание которого происходит каждую 1мс. Нажатие любой кнопки сопровождается коротким сигналом пьезоизлучателя. Точность хода часов достаточно высока, и зависит в основном от заводского гуляния частоты резонатора, за 24 часа непрерывной работы часы у меня спешили на 7 секунд, очень даже приемлемо учитывая, что велоспидометр рассчитывался на эксплуатацию в течении дня и вечера, а в остальное время должен был находится на подзарядке аккумулятора. Контроллер тактируется внешним кварцевым резонатором 4,000 МГц. Вход сброса MCLR программно отключен, настроен на выход и заземлен, для снижения вероятности сброса контроллера. Работа схемы фиксации пролета спицы работает следующим образом, в нормально открытом состоянии ИК-диод освещает ИК-фототранзистор, и на выводе RB0 присутствует лог.0, как только щель фототранзистора будет перекрыта на выводе RB0 появится лог. 1, и программа уйдет на обработку прерывания. Для того чтобы адаптировать программу под ваш велосипед необходимо взять рулетку, вытянуть 1метр, наложить этот метр по периметру колеса прямо на протектор, и посчитать сколько спиц входит в этот метр. Затем отключить питание прибора, нажать на кнопку «Часы», и удерживая кнопку включить питание, на индикации появится надпись «Число спиц=_ _ шт.» 

 

alt

Рис.2.

 

нажимая на кнопку «Часы» установите то число спиц которое вы измерили и нажмите на кнопку «Подсветка», на индикации появится надпись «Записано!!!».

 

alt

Рис.3

 

это значит, что установленное Вами число записано в EEPROM память контроллера, после чего выключите питание прибора, и снова включите, всё прибор готов к работе. Память EEPROM контроллера многоразовая поэтому вы ошиблись с записью числа спиц, повторите вышеуказанные действия снова. Число спиц можно устанавливать от 0 до 25шт., далее регистр обнуляется и инкрементирует по кругу.  Подсчет пролетевших спиц ведется 1 секунду, затем это число спиц переводится в м/c, путем деления количества спиц на число которое Вы установили при настройке (т.е. на число спиц на метр пути), далее полученное значение переводится в км/ч, с точностью до десятых. После включения прибора установите кнопками «Часы» и «Минуты» нужное время, и откорректируйте яркость подсветки кнопкой «Подсветка». Рабочие надписи на LCD показаны на рис.4.

 

alt

Рис.4.

 

Немного о устройстве фотоприемника, на большинстве старых лазерных принтерах, ксероксах внутри установлены щелевые оптопары в роли концевых выключателей как на рис. 5.

 

alt

Рис.5.

 

фототранзистор был взят от туда, по форме квадрат, с выпуклой линзой с одной стороны, и черным корпусом (ИК фильтром) приемная часть со стороны линзы, и двумя ножками эмиттер-коллектор. Внешний вид собранного приемника на рис.6.

 

alt

Рис.6.

 

 Для изготовления фотоприемника нам потребуется:

  1. Латунная, алюминиевая или стальная длинная гайка М5 длина 10мм.
  2. Кусок выдвижной антенны точнее 1 сектор d=2,5мм длиной 10мм.
  3. Суперклей 1 шт.
  4. Сверло d=6мм по металлу.
  5. Сверло d=1мм по металлу.
  6. Герметик любой силиконовый непрозрачный.
  7. Лак для ногтей прозрачный.
  8. Болт длиной 12мм с гайкой М5 стандартной  по 1 шт.
  9. Термоусадочная трубка длиной  2см, d= 2/1мм.

Паяльником припаиваем в фотодатчику два провода, лакеруем открытые части токопроводящих ножек фотодатчика, сушим. Натягиваем два сантиметровых куска термотрубочки и греем пока не усядется полностью, берем болт с гайкой п.8, накручиваем гайку на болт, и затем болт на 3-4 мм вкручиваем в длинную гайку п.1, зажимаем в тиски и с обратной стороны, длинную гайку рассверливаем, аккуратно до упора сверлом п.4, вставляем фототранзистор ориентируем линзу фототранзистора перпендикулярно одной грани длинной гайки, на глазок прикинув высоту отверстия сверлим в гайке отверстие сверлом п.5. Вставляем фототранзистор перпендикулярно отверстию, так чтобы линза просматривалась через отверстие, если промахнулись с высотой отверстия не страшно болтом регулируем глубину установки фототранзистора, затем пассатижами плющим  весь кусок трубочки антенны п.2, так чтобы внутри трубки была щель не шире (с самой узкой стороны) 1мм. Плоскость длинной гайки с отверстием обрабатываем мелкой наждачкой, или плоским натфилем, наносим на обработанную плоскость гайки тонкий слой суперклея, и торец куска антенны приклеиваем к плоской грани гайки, так чтобы отверстие на грани гайки полностью перекрывалось торцом трубки антенны, сушим. Вставляем фототранзистор в рассверленное место длинной гайки, линзой к щели трубки, подпираем фото транзистор с обратной стороны кусочком изоляции, и небольшой капелькой суперклея фиксируем его внутри гайки. С клеем не переусердствуйте чтоб не приклеить по резьбе вкрученный болт с обратной стороны длинной гайки. Замазываем герметиком выводы фототранзистора и место склеивания трубки антенны с гранью длинной гайки, сушим, всё приемник готов. Внешний вид готового приемника с креплением на рис. 7.

 

alt

Рис.7

 

Проверить правильность подключения фототранзистора можно обычным пультом от телевизора, направив свет от ИК диода пульта прямо на фотоприемник через щель трубки, на плате управления должен будет мигать светодиод.

Изготовление ИК-передатчика может быть произвольным. Корпусом может служить как брусок алюминия так и кусок пластика, главное чтоб ИК светодиод крепился к корпусу также жестко как и фотоприемник, и был ориентирован линзой к торцу трубки куска антенны. Внешний вид как получилось у меня на рис.8.

 

alt

Рис.8.

 

Настройка ИК фотодиода на ИК фототранзистор, производится по контролю яркости свечения светодиода, установленного в коллекторной цепи транзистора КТ3102Д. Устанавливаем подстроечный резистор 5кОм «Чувствительность» в среднее положение, затем на раме велосипеда на заранее изготовленные металлические хомуты  крепим фотоприемник и ИК передатчик, друг напротив друга, подключаем к плате управления, и регулируем по высоте и по наклону контролируя яркость свечения светодиода на плате. На рис.9 показаны установленные фото и светоэлементы на передней раме колеса.

 

alt

Рис.9.

 

После настройки прямолинейности ИК диода и фотоприемника резистором регулируем яркость свечения контрольного светодиода. Вращая колесо при перекрытии спицы света от ИК-диода контрольный светодиод должен гаснуть, и вспыхивать как только спица пролетела щель приемника. Настройка закончена. Плата выполнена под форму пластикового бокса, показана на рис.10.

 

alt

Рис.10.

 

Внутренности собранного велоспидометра показаны на рис.11.

 

alt

Рис.11.

 

Печатная плата задумывалась под аккумулятор 7-12Вольт, но в последствии лишние элементы в цепи питания не устанавливались, и контроллер получает напряжение прямо с аккумуляторов.

Принципиальная схема представлена в архиве в формате Splan 4.0.

Печатная плата в формате Sprint-Layout 4.0.

О замене элементов:

Солнечную батарею можно и не ставить, а поставить обычный генератор динамку работающий от колеса, добавив в схему стабилизатор напряжения, и стабилитрон. ИК светодиод можно вынуть из любого пульта ДУ, не принципиально, а фототранзистор желательно брать с ИК фильтром  в старых компьютерных мышках встречаются, со сдвоенным транзистором внутри (черная пластиковая линза), от телевизоров не подойдет, там встроенная шифровальная система с фильтром сигнала 30-33кГц.

 

Скачать проект... 

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

Read 6928 times Last modified on Среда, 03 сентября 2014 11:32

Все права принадлежат ChipMK.ru. При копировании материала ссылка обязательна. 2011-2017 © ChipMK.ru

ChipMk.ru Яндекс.Метрика
PRCY.ru