Одонометр

Одонометр для велосипеда

Цена 2500 грн

Одо́метр, в просторечии счётчик — прибор для измерения количества оборотов колеса. При помощи него может быть измерен пройденный транспортным средством путь. Первый одометр был изобретён Героном Александрийским. Одометр преобразует пройденный путь в показания на индикаторе.

Википедия.

История создания.

В пожилом возрасте многие начинают задумываться о собственном здоровье. Например, мой отец в 50 лет начал усиленно не только думать о выше сказанном, но делать зарядку по утрам по 40-50 минут, да ещё с гантелями, да ещё с закаливанием и купанием в проруби. К 60 годам заработал инфаркт. Учитывая его печальный опыт, я не торопился следовать его методике, делал зарядку не регулярно и без гантелей, купаться в проруби не торопился.

Зато решил заняться велосипедом. Велосипеды в то время стоили относительно недорого и были доступны. Приобретя велосипед украинского производства СЛАВУТИЧ, я очень скоро пожалел об этом.

Он постоянно ломался. То педальный рычаг скрипит, и никакие клинья не устраняли противный скрип, пока я не заварил их намертво. То цепь спадает, пока я не обнаружил что большая звёздочка кривая, взял молоток и на глазок исправил. Педали разваливались, покупал новые, пока резьба не сносилась, педаль выпала, пришлось намертво заварить. Затем лопнула гайка в руле, Пришлось вытащить руль, рихтовать его молотком и тем же молотком забить его обратно. Лопнуло седло, купил новое, тоже украинское, но через месяц оно развалилось. Пришлось старое ремонтировать путём приклеивания кожаного куска заплаты. Сносились зубья у малой звёздочки цепи, педали прокручивались, в 25 километров от дома, пришлось железного коня вести за руль домой. Китайские камеры спускали через несколько дней, пришлось освоить их непрерывный ремонт.

Несмотря на выше сказанное, старался между ремонтами ездить по разным маршрутам и дорогам. Здоровья заметно прибавилось, ноги окрепли, сердце начало работать более ритмично, чувствовать начал себя лучше.

Возник вопрос, сколько я проезжаю километров, сколько могу проехать, как измерить путь. Так я пришёл к мысли, нужен одонометр.Начал прикидывать, как это можно сделать. Во первых, необходимо автономное питание не ниже 4-х вольт, иначе индикатор будет плохо светиться. Во вторых прибор не должен бояться дождя и тряски и быть достаточно экономичным. Остановил выбор на микроконтроллере (МК) ATTiny2313. Когда написал программу, замерил ток потребления без индикатора. Он оказался равным 3мА, с индикатором 25мА. При эпизодическом присоединении индикатора (при снятии замера) 3-х батареек хватит на несколько лет.

Схема

На Рис.1 представлена принципиальная схема.

Рисунок 1

При движении колесо поворачивается и магнит закреплённый на спицах переднего колеса проходит в нескольких миллиметрах от герконового реле закреплённого на передней вилке велосипеда. Контакты реле замыкаются и на входе D(PD2) появляется на короткое время логический ноль. Программа обрабатывает этот сигнал добавляя в счётчик один импульс. Так как длина окружности моего колеса 2м 20см, то отработав 5 оборотов, в пройденный путь добавляется 11 метров с последующим выводом накопленной суммы на светодиодный индикатор IND. На индикатор выводится информация при условии логического нуля на входе МК ЗИ(PB7). Это сделано с целью экономии батареи.

Датчик.

На переднее колесо велосипеда крепится любой магнит от которого может сработать герконовое реле, закреплённое на вилке велосипеда. Я использовал пару магнит-реле от

охранной сигнализации. При наезде магнита на реле, последнее замыкается и выдаёт логический 0 на ножку МК PD2. Далее магнит съезжает с геркона, контакты размыкаются и выдаётся логическая 1 на ножку МК PD2.

Индикатор.

Индикатор динамического типа 5 разрядов на 7-и сегментах, без разделительной точки. Попытка определить его тип не увенчалась успехом. Вооружившись светодиодным пробником вызвонил весь индикатор. В результате нарисовал картинку, см.Рис.2.

Рисунок 2

Для удобства кодирования после разводки печатной платы каждый сегмент привязал к ножкам индикатора. Например, цифра 12 означает анод «a» всех 5-и разрядов, цифра 1 означает анод «g» всех 5-и разрядов и т.д. А цифра 13 означает катоды старшего разряда индикатора. Кодировка сегмента «a+12;-13;» означает что анод данного сегмента припаян к 12 ножке индикатора, а катод припаян к 13 ножке индикатора, обозначенной на схеме как 0Р – нулевой младший разряд См.Рис.1.

Для управления сегментом индикатора необходимо подать через сопротивление 620 Ом лог.1 на анод и лог.0 на катод. Например, необходимо высветить цифру 1 в младшем, 0-ом разряде индикатора. Выставляется логическая единица на PB1и PA0, и логический 0 на PB6. При этом ток протекает по цепи PB1, сопротивление R5 = 620 Ом, 8-я ножка индикатора, анод b и по катоду b стекает в землю. Аналогично + PA0, R4 = 620 Ом, 3-я ножка индикатора, анод с и по катоду с стекает в землю.

Программирование.

Формирование числа накопленных метров идёт по процедуре:

void main(void)

{

unsigned char cikl=0;

while (1)

{

while(PIND.2){if (!PINB.7)v2(metr);if(PINB.7)cl}

cikl++;

if(cikl==5){ cikl=0; metr+=11;}

while(!PIND.2){if (!PINB.7)v2(metr);if(PINB.7)cl}

}

Последняя исследует следующие состояния прибора:

Когда геркон и магнит не совмещены, PIND.2=1.
Когда геркон и магнит совмещены, PIND.2=0.
Когда магнит наезжает на геркон, переход PIND.2 из 1 в 0.
Когда магнит съезжает с геркона, переход PIND.2 из 0 в 1.

Когда геркон и магнит не совмещены идёт анализ PINB.7, данный канал завязан на велосипедиста. Если он хочет экономить энергию батареек, он отключает данный канал от 0 и индикации не происходит, экономится 22 мА и порты формирующие индикацию находятся в нулевом состоянии. Если велосипедист хочет посмотреть результат, он приводит PINB.7 в 0 и индикатор поджигается функцией V2(metr) с выводом результата.

Когда магнит наезжает на геркон, происходит переход PIND.2 из 1 в 0, идёт небольшая задержка в 200 мкС для ухода от дребезга контактов реле и увеличивается на 1 числа оборотов колеса – переменная cikl. Длина окружности колеса моего велосипеда 2м 20см. Поэтому программа накапливает 5 оборотов, что равно 11 метров. Далее переменная metr увеличается 11 и указанная сумма высвечивается на индикаторе.

Так как замкнутое состояние геркона продолжается некоторое время то здесь также идёт вывод на индикацию, обнуление портов и т.д.

Так как процесс работы прибора имеет циклический характер, то применяется оператор бесконечного цикла while(1).

Печатная плата

Рисунок 3

Печатная плата состоит из 2-х частей (этажей) скрепляемых по периметру между собой медными проводниками диаметром 0.7мм (См.Рис.4) В начале 2 половинки вырезались на одной плате с помощью ЧПУ СНС3, затем по белым контурным линиям вырезались сами половинки. Все резисторы SMD-типа. На плате указаны кнопка S1 для кратковременного вывода информации на индикатор и выключатель W1 для подключения батареи к прибору. Эти элементы располагались внутри корпуса и для доступа к ним, в скотче предохраняющем от попадания влаги были проплавлены отверстия. Но оказалось, что пользоваться данной технологией не совсем удобно да и влага всё равно попадала, пришлось их удалить и заменить «папой с мамой» (разъём Ш1), предварительно защитив его капелькой эпоксидной смолы (См.Рис.5).

йй

Рис.4

Рис.5

При соединении «папы с мамой» разъёма Ш1 подаётся питание на МК, идёт разрешение на индикацию.