Стрелочный велоспидометр
Чтобы замерять скорость во время езды на велосипеде, я раньше пользовался обычным телефоном с GPS, который кроме формирования точек маршрута, по которому я двигался, показывал и текущую скорость. У этого решения было несколько проблем. Во-первых, телефон нужно было каждый раз снимать после поездки. Во-вторых, GPS очень сильно разряжал аккумулятор телефона, из-за чего последний работал около часа-полтора и выключался наглухо. В связи с этим, я начал разработку своего велоспидометра.
Но не простого велоспидометра, с цифровой шкалой, а с аналоговой стрелочной шкалой. Я начал искать подходящую стрелочную головку, и первым претендентом была головка от советского мультиметра Ц4352, но эта головка оказалась слишком большой и нежной. Да и, в конце концов, это слишком тупое применения для столь точной головки.
И вот, однажды мне попались остатки какого-то приборчика, который измерял процентное содержание чего-то. Прибор антикварный — 1959 года выпуска, имеет шкалу с зеркальцем, а корпус выполнен из карболита. Внутри прибора ничего не было, кроме резистора. Места под электронную начинку внутри было достаточно, чтобы разместить небольшую платку с микроконтроллером и аккумулятор.
Печатная плата разработана в программе Sprint Layout и изготовлена классическим утюгом 1970 года. Схемотехника примитивна. Для зарядки аккумулятора применена микросхема TP4056, питание схемы не стабилизировано, хотя, если добавить стабилизатор в виде DC-DC, то можно было бы отказаться от ручки установки конца шкалы, что неизбежно при отсутствии стабилизатора, так как аккумулятор имеет свойство разряжаться.
Микроконтроллер применен Atmega8, вся его задача сводится к подсчету импульсов, которые генерирует геркон на раме и изменению скважности ШИМ, с помощью которого управляется отклонение стрелки. Чем больше заполнение, тем больше стрелка отклоняется.
В спидометре есть три режима работы. Первый режим устанавливает максимальное заполнение на выходе. Это нужно для начальной установки стрелки на конец шкалы. Таким образом осуществляется компенсация разряда аккумулятора. Во втором режиме спидометр просто отображает текущую скорость, которая обновляется раз в 5 секунд. В третьем режиме можно работает одометр, который считает пройденное расстояние в любом режиме работы. Последний режим включает отображение заряда, этот режим особенно полезен во время зарядки.
Конструкция датчика примитивна по своей сути. Мелкий геркон неподвижно крепится к раме передней вилки, а два неодимовых магнитика из головки DVD-привода примагничиваются или каким-либо другим способом устанавливаются на спицы. Угол между магнитами должен быть 180 градусов, чтобы исключить нелинейность. Я использовал лишь два магнита, хотя можно сделать и больше. Чем больше магнитов - тем выше точность и меньше время сэмплирования для получения конечных показаний.
Кроме магнитного датчика можно использовать и фотодатчик, сделав некоторое подобие энкодера. Энкодер размерами чуть больше втулки передней вилки, и он должен быть в закрытом исполнении, чтобы датчик не срабатывал от внешнего света. Таким способом можно получить измерение скорости в реальном времени с высокой точностью.
В итоге получился интересный прибор для велосипеда из старинного измерительного прибора. Я сделал стрелочный велоспидометр, который является уникальным. Задача выполнена.
Домой - Статьи