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Arduinoでサイクルコンピュータを作る (1) 最初の計画

Arduinoでサイクルコンピュータを作る(1)最初の計画
Arduinoでサイクルコンピュータを作る(2)ハードウェア組立
Arduinoでサイクルコンピュータを作る(3)Androidでデータ表示
120203_185453_01.jpgArduinoという簡単にプログラミングできるマイコンボードでサイクルコンピュータを作ってみました。
まだ、完成はしていませんがやろうとしていることを紹介します。
何がしたいかというと、サイクルコンピュータの機能で気になったものを増設していこうと思いマイコンボードを使ってサイクルコンピュータを作ろうと考えたわけです。
サイクルコンピュータには速度計や走行距離計を基本として、そのほかにペダルの回転数(ケイデンス)をとれるものや、更に高級なものだとGPSとか勾配計などの機能が付いていますよね。これらの機能を気が向いたときに増設していこうと思っています。



120203_185511.jpg【部品構成】
今回使用したパーツ以下の通り
・Arduino MEGA本体
・microSDカードシールドとmicroSD
・Bluetooth通信用モジュール(Bluetooth mate)
・回転センサ(ホール素子×2、速度とケイデンス)
・ブレッドボード
・データ通信・電源ケーブル
・バッテリ(QE-PL101)

Arduino MEGAがマイコンボード本体です。
16Mhzのマイコンが入っているそうです。外部割り込みも6個までできるようになっているのでこれからまたセンサが増やせますね。
microSDはデータのログ用に使用しています。
データはCSV形式で書き出しているのでデータリーダも比較的簡単に作成できました。この辺の仕様は少し変えるかもしれないです。
Bluetooth通信モジュールはパソコンやスマホと通信するのに使っています。
走行中きちんと初期化やデータが取得できているかを確認するのに使用します。
ディスプレイがないので、外ではスマホがディスプレイ代わりになります。
回転センサはホール素子を使ってペダルの回転数と車輪の回転数をセンシングしています。
移動距離や速度はサイクルコンピュータなら最低限必要ですからね。
ブレッドボードはただの配線用ボードです。
データ通信・電源ケーブルはどこにでもあるUSBケーブルです。
バッテリはQE-PL101を使っています。
1A出力でき、容量も2500mA/hなのでスマホのバッテリの約1.5~2倍程度の容量があり、今の仕様であれば全く問題なく使えるものだと思います。


120203_192522.jpg【センサ】
今はセンサがホール素子しかないので、車輪の回転数とペダルの回転数から計算できることしかやっていないですが、やっていることは簡単で、外部割り込みでホール素子から車輪1回転ごとに生成されるパルスをカウントすることで距離、時間間隔で速度を計算しています。このへんサイクルコンピュータなら当たり前のなのかな。



120203_190825.jpg【自転車への取り付け】
Arduino本体やバッテリは自転車用のツールボトルに入れてボトルゲージに固定する予定です。これは簡単なんですが、センサの取り付けは一番難しいですね。
今どういう風に取り付けるか考えている途中ですが、とりあえず動作確認の為仮止めしました。
この仮止めでは模型用のマスキングテープで自転車のチェーンステー取り付けてあるサイクルコンピュータのセンサの近くに張り付けました。
実際外で走る時はもう少し考える必要がありそうですね。



WS000841-2.jpg【計測データ】
これがArduinoが記録したCSVファイルです。
かなり簡単なフォーマットにしました。
難しいフォーマットにする意味がなかったからですけどね。
一番左側の行にタグでデータの種類、真ん中の今日に時間、一番右側にデータの値が入っています。
2分間動かしたデータで容量が12.5KBでした。ということは12時間データを計測した場合4500KB(4.5MB)なので大したデータ量ではないですね。
今後GPSや加速度センサなども取り付けたいのでデータがどう増えていくかわかりませんが、とりあえずしばらくこれで行けそうです。



20120203-190537.jpg【通信】
通信はUSBかBluetoothかどちらかで出来るようにしました。
自転車に取り付けるのにUSBで有線っていうのもちょっと・・・、と思ったので。
パソコンと通信する意味はそのうち家にローラー台を買おうと思っているので、その時にリアルタイムでパソコンに走行データを表示できたら面白かなと思ったからです。
上がAndroidと通信画面で下がPCとの通信画面です。


WS000843.jpg



WS000842.jpg【データリーダ】
パソコンでデータリーダを作りました。
まだ読み込むだけで、何ができるというわけではありませんが、今後使用できそうです。



【今後】
データ収集システムの基盤ができつつあるので、まずセンサを自転車に取り付ける方法を考えます。
その後、センサを増やしたり、パソコン側ソフトウェアを充実させたいですね。

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arduinoを使った速度計自作について

はじめまして
arduinoを使って自転車の速度計の自作に挑戦している初心者です。偶然このページを見つけ読ませて頂いたのですが、どのような速度表示プログラムか分からず、この場で質問させていただきました。
現在、arduinoでホールセンサにネオジウム磁石を近づけると5V出力されLEDが点灯する、というプログラムを行ってます。これを応用して速度を表示させることは可能でしょうか?外部割込みやパルスカウントをどのようにプログラムすれば良いかよく分かっておりません。(お恥ずかしい...)
プログラムの書き方など具体的な方法を教えて頂けると幸いです。
よろしくお願いいたします。


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