После покупки нового велосипеда решил я его оснастить велокомпьютером, но китайские поделки покупать не стал по трём причинам:
1. Высокая цена
2. Отвратительное качество сборки
3. Ну, я же радиолюбитель!
И поэтому я поступил как настоящий радиолюбитель – собрал желаемый прибор самостоятельно.
В данной статье я расскажу вам, как самому собрать велокомпьютер на микроконтроллере. Данный велокомпьютер выполнен на микроконтроллере Attiny2313, в качестве дисплея использован однострочный ЖК индикатор на контроллере HD44780. Прибор умеет отображать текущую скорость, общее и промежуточное расстояния (отображаются в метрах). Общее расстояние, в отличии от промежуточного сохраняется в энергонезависимой памяти EEPROM. Схема велокомпьютера очень проста и не содержит дорогостоящих компонентов:
Дисплей подключён к микроконтроллеру по распространенному 4-х битному интерфейсу. Кнопки S1,S2,S3 (подтянуты десяти килоомными резисторами к плюсу питания) управляют прибором. Подстроечный резистор R6 регулирует контрастность дисплея. Светодиод HL1 индицирует подачу питания. В качестве динамика Ls1 можно использовать пьезоизлучатель. Транзистор VT1 – можно ставить любой биполярный n-p-n структуры, например КТ315 (я применил BC546B). Микроконтроллер Attiny2313 можно использовать с любыми буквенными индексами.
Зачем нужен внешний кварц микроконтроллеру, у которого есть свой тактовый генератор?
Наверное, у каждого из вас появился такой вопрос, и я на него постараюсь ответить. Без кварца работа устройства будет крайне не стабильна (неточность измерения, крякозяблики на дисплее и т.п.) потому, что встроенный тактовый генератор в микроконтроллере имеет большую “плавающую точку” и его частота постоянно колеблется. Если у вас нет такого кварца, не расстраивайтесь! Просто измените программу под тот кварц, который у вас есть. Впишите, в строчку $crystal= частоту своего кварца и всё будет ОК. Но на “худой конец”, если у вас нет никакого кварца, используйте встроенный тактовый генератор (пример установки фьюз-битов внизу), конечно работать будет не совсем точно и стабильно.
После того как я нарисовал схему и подумал каким будет велокомпьютер, сел на свой любимый велик и поехал по городу – покупать радио детали по следующему списку:
- Микроконтроллер Attiny2313 1шт.
- Кнопки тактовые (без фиксации) 3шт.
- Резисторы номиналом 10 кОм 5шт.
- Резисторы номиналом 1 кОм 2шт.
- Резистор номиналом 100 Ом 1шт.
- Панелька под микроконтроллер DIP-20 1шт.
- Транзистор биполярный BC546B 1шт.
- Пьезоизлучатель 1шт.
- Кварц 4 МГц 1шт.
- Светодиод (синего свечения) 1щт.
- Построечный резистор номиналом 10 кОм 1шт.
- ЖК индикатор (дисплей) на контроллере HD44780 1*16 1шт.
- Керамические конденсаторы 18 пФ 2шт.
- Керамический конденсатор 0.1 мкФ 1шт.
- Электролитический конденсатор 100 мкФ 1шт.
- Штекер 2.5 1шт.
- Гнездо для штекера 2.5 1шт.
- Гнездо MiniUSB 1шт.
- Пластмассовый корпус 85x60x35мм 1шт.
- Крепёж на руль велосипеда 1шт.
- Кнопка с фиксацией 1шт.
- Геркон 1шт.
Корпус, который я купил для велокомпьютера:
Макетная плата, термоусадка, АКБ и метр провода у меня были.
Приехавши домой сразу взялся за сборку велокомпьютера. Первым делом взялся за корпус. В корпусе надо сделать прямоугольную дыру размером 15x60мм.
Возможно, вы спросите, а как ты делал такую дыру? Да очень просто! Сначала размечаем карандашом, где будем делать дырку, потом сверлилкой сверлим по контуру отверстия когда весь контур высверлили выламываем кусок пластмассы и обрабатываем всё напильником. Вот что получилось у меня:
Кстати, все остальные отверстия я делал по ходу сборки. Изнутри корпуса на дыру приклеил кусочек органического стекла, чтобы пыль и влага не попадали на дисплей.
Далее спаял плату поставил кнопки, дисплей и всё остальное. Монтаж делал на макетной плате.
Вид сзади (без крышки):
Плата:
Зарядка через MiniUSB:
У меня прибор питается от аккумулятора телефона Nokia на 3.7v. Зарядка осуществляется через MiniUSB порт, подключённый прямо к аккумулятору. Возможно, вы скажете, это же не правильно! И будете правы, для этого дела есть специальные микросхемы но я таковой микрухи не нашёл и пришлось довольствоваться тем что было. Но как-никак зарядка идёт, и за два часа заряда мой аккумулятор заряжается полностью. В рабочем режиме с включенной подсветкой дисплея велокомпьютер потребляет ~30мА.
Установка велокомпьютера на велосипед
Чтобы считать, расстояние и скорость велоспидометру нужен, так сказать “орган восприятия”. Геркон - это и есть этот “орган”, устанавливается он на раме велосипеда рядом с колесом, на спицах колеса устанавливается магнит. Чтобы когда колесо делало полный оборот, магнит “проходил” напротив геркона и “замыкал” его, тем самым формируя импульс который нужен велокомпьютеру для расчёта расстояния и скорости. На схеме указано, где подключать геркон к прибору. Я геркон припаял на небольшой кусочек макетной платы, припаял к нему провода и усадил на него термоусадку. И закрепил это всё на раме велосипеда с помощью пластмассовых стяжек.
Пример установки магнита на спицы колеса:
Велокомпьютер я закрепил посредине руля велосипеда:
Описание устройства
При включении устройства на дисплее появляется приветствие и информация о версии и авторе, потом в левой части дисплея отображается промежуточное расстояние, а в правой скорость (главный экран).
Загрузка велокомпьютера (приветствие):
Информация о версии:
Информация об авторе:
Главный экран:
Кнопка S1 – при нажатии сохраняется общее расстояние в энергонезависимой памяти EEPROM, в течение секунды на дисплее отображается надпись “All:” а после её общее расстояние и надпись “Save”, звучит звуковой сигнал, после чего велокомпьютер возвращается к подсчёту расстояния и скорости (главный экран).
Да, да! Вы не ошиблись (смотря на фотографию выше), за несколько дней я проехал 191км! Потому что сегодня (21.08.2012), до школы осталось 11 и дабы проводить лето решил сделать “небольшую” покатушку за город.
Кнопка S2 - при нажатии обнуляется промежуточное расстояние, на дисплее отображается сообщение “Total clear!”, звучит звуковой сигнал, после чего велокомпьютер возвращается к подсчёту расстояния и скорости (главный экран).
Кнопка S3 - при нажатии в течение секунды на дисплее отображается надпись “All:” а после её общее расстояние и звучит звуковой сигнал, после чего велокомпьютер возвращается к подсчёту расстояния и скорости (главный экран).
Настройка велокомпьютера
Чтобы велокомпьютер отображал правильное расстояние, и скорость он должен знать, какое расстояние проезжает велосипед за один оборот колеса (иначе прибор будет просто неправильно считать расстояние и скорость), это расстояние хранится в константе Coleso (у меня по умолчанию 2.08 метра). Для настройки велокомпьютера, измерьте длину колеса своего велосипеда в сантиметрах полученное значение переведите в метры и впишите его в константу Coleso, перекомпилируйте программу с новыми значениями и прошейте ею велокомпьютер.
Если кто это сделать не в состоянии, присылайте мне на e-mail длину своего колеса, сделаю прошивку под ваш велосипед.
Прошивка МК велокомпьютера
Прошивка для велокомпьютера находится в файлах к статье и называется t2313veloC.HEX, прошивку писал в среде BASCOM-AVR (исходник прилагается).
Пример установки фьюз-битов на внешний кварц 4МГц:
Пример установки фьюз-битов на внутренний тактовый генератор 4 МГц:
В файлах к статье есть проект данного девайса в симуляторе Proteus. Но предупреждаю, что в симуляторе прибор работает очень медленно! В протеусе разве что светодиодами мигать можно (без глюков).
Видео работы велоспидометра:
Заключение
В заключении хотелось бы сказать, что велокомпьютер вышел отличный и не дорогой, затраты составили 113400 бел/руб. Для примера: самый дешёвый китайский велокомпьютер стоит не менее 200000 бел/руб, который я видел. Да и вообще своё – это сделанное для себя, качественно и с любовью, а не китайское г…но, которое на следующий день после покупки сломается. Сборка своего велокомпьютера мне доставила удовольствие, а его эксплуатация доставляет мне ещё большее удовольствие.
И смотрите больше на дорогу чем на велокомпьютер, всяко бывает… И удачи вам на дороге и в электронике!
Ниже вы можете скачать исходники, прошивку, проект в Proteus
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
МК AVR 8-бит | ATtiny2313 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VT1 | Биполярный транзистор | BC546B | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
С1 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
С2, С3 | Конденсатор | 18 пФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
С4 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R1-R5 | Резистор | 10 кОм | 5 | Поиск в магазине Отрон | ||
R6 | Переменный резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R7, R8 | Резистор | 1 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
R9 | Резистор | 100 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
HL1 | Светодиод | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
LCD-дисплей | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Cr1 | Кварц | 4 МГц | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
Ls1 | Пьезоизлучатель | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
S1-S3 | Кнопка | 3 | Поиск в магазине Отрон | |||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- velocomputer.rar (18 Кб)
Комментарии (34) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
Можно конечно, датчик холла приспособить, например из компьютерного вентилятора вытащить. Но герконы (из разряда хороших) такие надежные, что нет смысла усложнять!
подкупает своей простотой, повторяемостью ну и конечно относительной дешевизной.
Но если честно, проект сыроват. После недельки другой, просто начнешь забывать включать или выключать велокомп. Вообще я назвал бы это игрушкой. Без обид конечно, но так оно и есть: захотел включил, а забыл так ну его.
Итак идеи для доработки, которые превратят эту игрушку в настоящий велокомпьютер:
1. Засыпание компьютера через, к примеру, 5 минут простоя (нет сигнала с датчика);
2. Автопросыпание велокомпьютера по сигналу датчика;
3. Автосохранение общего пробега при выключении;
4. Добавить некоторую универсальность - значение колесо также записывать в энергонезависимую память и иметь возможность ее программного изменения;
Также можно добавить датчик температуры DS18B20.
Если реализовать идею №2, то желательно убрать всякие там экраны приветствия...
Если я не ошибаюсь, выбранный ЖК экранчик имеет кириллицу. Почему бы не русифицировать его?
PS: Автор конечно молодец, хотя бы потому что, вместо убивания времени скажем за компьютером у него есть свои хобби - электроника, велик...
Необходимо:
1 автоматическое включение/выключение
2 часы
Желательно: максимальная и средняя скорость
На мой взгляд лучше всего в качестве дисплея использовать светодиодные индикаторы (бывают такие совсем мелкие примерно 4*6 мм толщиной 2мм), но видно их хорошо.
P.S. Сам в начале велосезона искал схему велокомпа. Но ничего приемлемого не нашлось..
Автор молодец. Надеюсь ты доведёшь до ума данное изделие и мы с удовольствием его повторим
Да и счётчик педалирования не помешает!
Расскажу почему 12В, фара просто чудо (то же самодельная, три мощных светодиода последовательно отсюда и 12 В), на багажник установил красные светодиоды 1W с оптикой два габарит и трим стоп сигнал, на руле кнопка FLASH сигнал (пока нажата кнопка фара светит полным накалом, сильно вредных водителей с дальним светом иногда приходится воспитывать) если стал в темное время суток рядом с проезжей частью да и так можно если просто ночью остановился включить стояночный сигнал (моргает габарит и слегка засвеченная фара на 10%), короче напихал туда и еще есть идеи что можно дополнить.
и в Proteus и в железе. Странный алгоритм считывания скорости... Короче, прошивка сырая и ее еще надо допиливать. По поводу датчика... геркон это в дешевых китайских вело спидометрах и у кулибиных не читающих даташиты. Геркон не переносит вибрации, имеет достаточно сильный дребезг контакта, У геркона есть такое понятие как частота коммутации и время срабатывания /отпуска. Датчик Холла, это то что нужно в данном случае, если надо получать точную скорость и пробег.
[Автор]
Из минусов:
1) цена (порядка 800 рублей)
2) 12В питание
3) масса порядка 400гр.
Автору удачи в новых проектах.
Все остальные функции работают как надо.
Помогите справиться с такой проблемой.