資料介紹
描述
介紹
使用 Raspberry Pi 和 Arduino,我為我的自行車制作了一個(gè)速度計(jì)和跟蹤器,稱為“Bike Dashboard”,它在 OLED 顯示屏上顯示速度、日期和時(shí)間,還可以跟蹤自行車的路線。以下是有關(guān)如何制作自己的“自行車儀表板”的教程。本教程并不意味著完全遵循,我們鼓勵(lì)您進(jìn)行自己的更改,以便它最適合您?。?!
通過報(bào)告錯(cuò)誤和建議升級來幫助改進(jìn)項(xiàng)目。瀏覽源代碼并在此處做出貢獻(xiàn)。
背景
在 2021 年 4 月的春假期間,我使用 Arduino Nano、LCD 屏幕和 GPS制作了一個(gè)“自行車儀表板”(項(xiàng)目描述,Github Repo) 。我這樣做是為了在騎車時(shí)更安全地查看時(shí)間,而且我還想跟蹤我在沒有手機(jī)的情況下騎車的路線。我認(rèn)為把我的自行車停下來檢查我的手機(jī)時(shí)間是不方便和危險(xiǎn)的。除此之外,我還對騎自行車時(shí)查看速度感興趣。
然而,這種設(shè)計(jì)有很多問題:
- 因?yàn)?Arduino Nano 沒有太多內(nèi)存,所以我無法在上面添加那么多功能。
- LCD 上的速度更新非常緩慢。
- 液晶屏幕非常大,引起了人們的注意。
- 即使它可以跟蹤,我也無法在地圖上查看它。由于這些問題,我想要一個(gè)新的設(shè)計(jì)。
這種設(shè)計(jì)
此自行車儀表板具有連接到 Arduino 的 Raspberry Pi Zero W。速度、日期和時(shí)間顯示在 OLED 和 LED 面板上。Raspberry Pi 可以更快地獲取數(shù)據(jù),它還可以托管一個(gè)本地網(wǎng)站,在地圖上顯示您跟蹤的路線。
我之前的設(shè)計(jì)沒有用于 Bike Dashboard 的外殼,但這個(gè)設(shè)計(jì)包括一個(gè)基本的木箱。但是,您不必用木頭制作,我鼓勵(lì)您自己設(shè)計(jì)一個(gè)案例。
自行車儀表板分為 2 部分:中央部分和把手部分。中心部分是 Raspberry Pi 和 GPS 所在的位置,它處理大部分操作。這件和電池安裝在自行車的中心。手柄是顯示器和開始跟蹤的按鈕所在的位置。這塊安裝在自行車的右把手上,在那里我可以很容易地看到屏幕并按下按鈕。
我為 Bike Dashboard 添加了一個(gè) LED 面板,以另一種方式顯示速度,我計(jì)劃用它實(shí)現(xiàn)其他功能。
?
如何制作自行車儀表板
所需零件
這些是您制作此項(xiàng)目可能需要購買的零件。根據(jù)您制作此項(xiàng)目的方式,您可以省略一些部分或獲取其他部分。
電子產(chǎn)品
- Raspberry Pi Zero W (此鏈接到套件)
- 面包板(如果您不想焊接,建議在焊接前進(jìn)行測試)
硬件
這些是我使用的:
原理圖
如果您不想焊接,可以使用面包板。
我沒有設(shè)計(jì)定制 PCB,而是將所有這些組件焊接到原型 PCB 上。我以后可能會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)定制的PCB。焊接 LED 面板是可選的,因?yàn)槟抢镲@示的所有信息都將顯示在 OLED 上。
外殼和安裝
本節(jié)僅顯示我為案例和安裝所做的工作。由于我們的自行車不同,您可能必須自己設(shè)計(jì)。
對于中心件和底座,我切割了 6 塊木頭,這樣它就可以包圍中心件電子設(shè)備和 PCB,我在木頭上切了一些孔,以便暴露端口和電線(USB 到 Arduino,USB 到移動(dòng)電源,和 I2C 到 OLED)可能來自電子產(chǎn)品。
“盒子”被設(shè)計(jì)成兩部分,所以我可以把它們拆開:平底部分將連接到自行車上,頂部部分(其他 5 個(gè)部分粘在一起)將充當(dāng)封閉電子設(shè)備的蓋子. 他們被擰在一起了。
對于支架,我切割了 3 塊木頭,它們會(huì)繞在自行車的上管上,然后將它們粘在一起。然后,我拿了兩個(gè)螺絲和兩個(gè)螺母,將“盒子”的底部連接到支架上。
手柄的過程大致相同。我剪了 5 塊來封裝手柄的電子設(shè)備,但我沒有制作第 6 塊放在上面,而是剪了一張透明的活頁紙并將其粘在上面,這樣我就可以看到顯示器了。
為了安裝它,我將它粘在前自行車反射器的安裝座上。我無法為中央部分執(zhí)行此操作,因?yàn)樯瞎鼙仁直蟮枚嗖⑶倚螤畈煌?/font>
軟件安裝
安裝過程中有兩個(gè)步驟:配置您的 Raspberry Pi 以使該軟件能夠正常工作,以及安裝該軟件。但是,在此之前:
如果您尚未安裝 Raspberry Pi 操作系統(tǒng),請按照以下說明進(jìn)行操作。確保安裝“Raspberry Pi OS(32 位)”而不是任何其他操作系統(tǒng),因?yàn)樗鼈兛赡懿桓綆?Python、cURL 或 git。
如果沒有安裝 Python 安裝:
sudo apt update
sudo apt install python3 idle3
如果您沒有安裝 cURL 安裝:
sudo apt update
sudo apt install curl
如果沒有安裝 Git 安裝:
sudo apt update
sudo apt install git
配置
吉特:
git config --global user.name "Your name"
git config --global user.email "your@email.com"
將“Your name”和“your@email.com”替換為您的實(shí)際姓名和電子郵件。
配置引腳:
1. 輸入sudo raspi-config
2. 進(jìn)入“接口選項(xiàng)”并選擇I2C
,然后選擇是。
3. 返回“界面選項(xiàng)”并選擇Serial Port
。當(dāng)它詢問時(shí)Would you like a login shell to be accessible over serial?
,選擇否。然后它會(huì)詢問,Would you like the serial port hardware to be enabled?
然后選擇是。
4. 單擊完成。
5. 重啟樹莓派:sudo reboot
安裝
在安裝之前,確保所有東西都連接到 Raspberry Pi 上。查看原理圖部分以了解如何連接 Raspberry Pi。
運(yùn)行此命令,最好在您的主(~
或/home/pi
)文件夾中。
curl -sO https://raw.githubusercontent.com/jonyboi396825/BikeDashboardPlus/master/install.bash
運(yùn)行此程序后,您將必須弄清楚您的 Arduino 的串行端口。鍵入ls -l /dev
以查看所有串行端口。Arduino 的端口應(yīng)該是ttyUSB*
或ttyACM*
。檢查 Arduino 位于哪個(gè)端口的最佳方法是插入 Arduino,記下是ttyUSB*
或的端口ttyACM*
,然后拔下 Arduino,看看哪些端口消失了。那個(gè)端口就是Arduino。
獲取到串口的路徑(例如/dev/ttyUSB0
或/dev/ttyACM0
)后,輸入以下命令:
bash install.bash /dev/port
替換/dev/port
為串口的實(shí)際路徑。安裝過程在 Raspberry Pi 4 上大約需要 1-2 分鐘,在 Raspberry Pi Zero 上大約需要 8-10 分鐘。
2. 備份/etc/rc.local
:
sudo cp /etc/rc.local /etc/rc_backup.local
3.編輯/etc/rc.local
:
-
類型
sudo nano /etc/rc.local
-
向下滾動(dòng)。在.
su pi -c "bash /path/to/BikeDashboardPlus/run.bash" &
之前輸入exit 0
。您可以通過鍵入來查看路徑是什么cat ~/BikeDashboardPlus.txt
。確保添加 & 符號(hào),否則 Pi 將無法啟動(dòng)。此行將使 Raspberry Pi 在啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行程序。以用戶su pi -c
身份運(yùn)行程序,pi
以便您稍后可以訪問程序中的文件。
- 保存并退出:按 ^X (Control-X),然后按 Y,然后輸入。
不要鍵入“ vvvv Add here vvvvv"
. 那只是為了顯示在哪里添加行。
4. 重啟 pi:sudo reboot
從現(xiàn)在開始,該程序應(yīng)該在您啟動(dòng) Raspberry Pi 后運(yùn)行。
禁用
這可以防止程序在您啟動(dòng) Raspberry Pi 時(shí)運(yùn)行。
-
類型
sudo nano /etc/rc.local
- 刪除安裝時(shí)添加的行(如上圖所示)。
- 保存并退出:按 ^X (Control-X),然后按 Y,然后輸入。
-
重啟樹莓派:
sudo reboot
。
要重新啟用它,只需/etc/rc.local
在同一位置鍵入該行。
卸載
- 禁用程序(參見“禁用”)
-
cd
進(jìn)入您安裝 BikeDashboardPlus 的目錄。
-
您可以通過鍵入檢查
cat ~/BikeDashboardPlus.txt
3. 鍵入rm -rf BikeDashboardPlus
以刪除文件夾及其所有內(nèi)容。
4.類型rm ~/BikeDashboardPlus.txt
5.重啟樹莓派:sudo reboot
用法
自行車儀表板有 2 種模式:自行車模式和服務(wù)器模式。自行車模式是您在騎自行車時(shí)設(shè)置的模式。OLED顯示屏將顯示時(shí)間、速度等,您可以跟蹤您的路線。服務(wù)器模式設(shè)置服務(wù)器,您可以在其中配置自行車儀表板并查看跟蹤路線的地圖。
要打開 Bike Dashboard,請打開 Raspberry Pi 電源并等待 30 秒到 1 分鐘以使其啟動(dòng)。
要關(guān)閉它,請按下中央單元上的按鈕 2(連接到 RPi 上 BCM 引腳 18 的按鈕)。
自行車模式
自行車儀表板在啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入自行車模式。
顯示一些設(shè)置文本后,OLED 將顯示您將在自行車模式下看到的內(nèi)容。此圖將顯示 OLED 上顯示的每個(gè)組件所代表的內(nèi)容:
這是 LED 面板上 LED 的編號(hào)方式:
工作原理:如果配置“LED”為 0,則 LED n (在面板上)會(huì)在您行駛n mph、km/h 或 m/s 時(shí)亮起。如果“LED”設(shè)置為 1,則當(dāng)您以n mph、km/h 或 m/s 行駛時(shí), LED n/2將亮起。
要開始跟蹤,請按下連接到 Arduino Nano 上引腳 D4 的按鈕。Arduino 上的綠色 LED 會(huì)亮起,并且 OLED 顯示屏的右下角會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“T”,表示您當(dāng)前正在跟蹤。請注意,如果您斷開連接,即紅色 LED 亮起或 OLED 上顯示“M:D”,則無法進(jìn)行跟蹤。
一旦您開始跟蹤,它將立即寫入一個(gè)新的跟蹤文件。如果您不小心開始了此操作,請不要擔(dān)心,您可以稍后將其刪除。
要暫停跟蹤,請按下連接到 Arduino 上引腳 D5 的按鈕。您已暫停的指示燈是綠色 LED 閃爍而不是一直亮著,并且 OLED 在右下角顯示“P”。要恢復(fù),請按相同的按鈕。
要結(jié)束跟蹤,請按與開始跟蹤時(shí)按下的按鈕相同的按鈕。綠色 LED 將關(guān)閉,并且 OLED 的右下角應(yīng)該沒有任何顯示。
服務(wù)器模式
要從自行車模式進(jìn)入服務(wù)器模式,您需要將其關(guān)閉并重新打開。為此,請按下中央單元上的按鈕 2(連接到 RPi 上 BCM 引腳 18 的按鈕)。
當(dāng)“設(shè)置”屏幕出現(xiàn)在 OLED 上時(shí),按住中央單元上的按鈕 1(連接到 RPi 上 BCM 引腳 17 的那個(gè))。當(dāng)“服務(wù)器模式”屏幕出現(xiàn)時(shí),您處于服務(wù)器模式,并且 Raspberry Pi 正在您的網(wǎng)絡(luò)上托管一個(gè)網(wǎng)站。請注意,如果沒有互聯(lián)網(wǎng)連接,服務(wù)器模式將失敗并進(jìn)入自行車模式。
轉(zhuǎn)到 OLED 上顯示的網(wǎng)站。
在主頁上,您應(yīng)該會(huì)看到這個(gè)(版本號(hào)會(huì)有所不同):
有3個(gè)選項(xiàng):配置頁面、地圖頁面和組合頁面。我將介紹每個(gè)人所做的事情。
配置
配置頁面應(yīng)如下所示:
它是一個(gè)表格,顯示了所有配置、它們的含義以及您必須輸入的值。您必須將該值輸入到表格右列的文本框中。
對于時(shí)區(qū),您應(yīng)該從鏈接中的列表中復(fù)制和粘貼,而不是輸入它,因?yàn)槟仨毾裨诒砀裰幸粯虞斎胨?/font>
最后點(diǎn)擊提交。
地圖
如果您沒有任何軌跡文件,您應(yīng)該無法在地圖頁面上看到任何內(nèi)容。如果這樣做,鏈接名稱將類似于:
Started tracking at:
當(dāng)你點(diǎn)擊它時(shí),它應(yīng)該是這樣的:
(別擔(dān)心,我不住在這里。)
如果您看到一條建議您刪除文件的消息,則說明在寫入/讀取跟蹤文件時(shí)出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤,您應(yīng)該將其刪除。
數(shù)據(jù)不應(yīng)該像從谷歌地圖復(fù)制的那樣精確。
在地圖上,您應(yīng)該能夠看到您的路線。有一個(gè)開始標(biāo)記、一個(gè)結(jié)束標(biāo)記和多個(gè)暫停/恢復(fù)標(biāo)記,具體取決于您暫停的位置。
在地圖的底部,您應(yīng)該會(huì)看到您已經(jīng)走了多遠(yuǎn),具體取決于您的“UNT”配置。
- 如果“UNT”為 0 (mph),則以英里和英尺顯示
- 如果“UNT”為 1 (km/h) 或 2 (m/s),則以公里和米為單位顯示
如果您不小心開始跟蹤并且想要?jiǎng)h除文件,請按頁面底部的“刪除此文件”。
故障排除
如果我的程序總是退出怎么辦?
如果程序在進(jìn)入自行車模式之前退出,并且您的 OLED 和 Arduino 都已連接,則可能是port
文件中 Arduino 的端口錯(cuò)誤。
如果發(fā)生這種情況,ssh
請進(jìn)入您的 Pi,然后轉(zhuǎn)到此處并在“安裝”下查看您的 Arduino 連接到哪個(gè)串行端口。之后,輸入
nano raspberrypi/port
然后將文件中的端口更改為Arduino的新端口。然后保存并關(guān)閉文件(按 ^X,然后按 Y,然后輸入)。
如果我的 Arduino 或 OLED 斷開連接怎么辦?
如果您的 Arduino 斷開連接,OLED 應(yīng)顯示以“哦,不!”開頭的內(nèi)容。
重新連接您的 Arduino,等待約 5 秒,然后按下按鈕 1(連接到 RPi 上 BCM 引腳 17 的按鈕)。如果仍然顯示“Oh no!”,則嘗試斷開 Arduino 并重新連接,等待約 15 秒,然后按下按鈕 1。如果問題仍然存在,請嘗試將其關(guān)閉并重新啟動(dòng),確保Arduino 已連接。如果它仍然發(fā)生,請轉(zhuǎn)到“如果我的程序總是退出怎么辦?”。
如果您的 OLED 斷開連接,它應(yīng)該是一個(gè)空白屏幕,或者 OLED 上的時(shí)間與實(shí)際時(shí)間不匹配,并且 Arduino 上的 TX 和 RX LED 沒有快速閃爍。
嘗試按下按鈕 1 重新啟動(dòng)您的 OLED。如果它再次快速斷開連接,請嘗試拔下 OLED 并重新插入。如果問題仍然存在,請重新啟動(dòng)您的 Pi 并確保 OLED 已連接。
結(jié)合
如果您的 GPS 在跟蹤時(shí)斷開連接,而您不得不重新開始跟蹤,導(dǎo)致 2 個(gè)或更多單獨(dú)的跟蹤文件,您可以在“合并”頁面中將它們合并。但是,在地圖上,它將指示您在一個(gè)跟蹤文件的末尾暫停并在下一個(gè)跟蹤文件的開頭恢復(fù),而不是在兩者之間繪制一條連續(xù)的線。
請注意,您不能在合并文件后將它們分開。
按要合并文件的順序單擊復(fù)選框。您將在下面看到文件編號(hào)的順序,以便您確認(rèn)您的選擇。
單擊提交以合并文件。
關(guān)機(jī)
按下連接到 BCM 引腳 18 的按鈕以關(guān)閉 Pi。
結(jié)論
您不必完全按照本教程進(jìn)行操作,因?yàn)檫@只涵蓋了對我有用的內(nèi)容。我鼓勵(lì)您修改代碼并找到自己的方式來制作和安裝外殼,以便它適合您。
如果您發(fā)現(xiàn)任何問題,請在此處報(bào)告。在提交問題之前,請務(wù)必閱讀貢獻(xiàn)頁面。
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