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发光的单车安全衫
骑行在黑夜昏暗的马路上十分危险。有时汽车司机的车灯随照亮了前方的路,却让旁边没有被灯光照亮的骑行人更不易被观察。黑夜中转弯等更是危险。 我们将试着做出一件像汽车尾灯系统一样酷的骑行安全衫,有夜间行车灯、刹车指示灯、转向灯,而且还能显示骑行时速,来保证骑车人的安全。这堂课将从时速功能开始动手开发。


小天
安全衫有好多的功能要实现哦~
这确实是一个比较复杂的大项目了。不如我们先从如何实现车速显示入手,开始设计吧。
张博士
思维元素
发光灯显示实时车速
小天
整理出来就清楚需要开发哪些功能模块了。
那下面我们再来思考一下这些元素彼此间应如何协调工作。
张博士
方案设计
小天
这么多的可能因变量,那到底是什么原因导致的电阻值变化呢?
别着急,我们不妨先来观测一下,不同的形变情况,对导电墨水的电阻值的影响规律。但用手肯定不是很好的选择,让我们先来设计一下实验方案吧~
张博士
1
功能模块设想
通过传感器获得自行车的车速信息,发送给安置在安全衫上的发光数显模块,实现实时显示车速信息。
2
那么如何获得车速信息呢?
若要获得车速信息,我们可以有两种方案!第一种方案:利用GPS定位,获得车的位移信息,再计算车速;第二种方案:直接知道车轮的转动信息,再计算出车速。到底哪一种方法更好呢?我们了解到,GPS定位在精确度上并不高,而且在桥梁下、隧道中存在信号弱的问题。所以第二种方法测得车速,更直接、简单、准确!
小天
太棒了!整理之后思路清晰~开始动手做咯!
动手制作
1
实验器材

骑行安全衫 X1 

霍尔传感器套件 X1 

电工胶布 X1 

针线盒 X1 

剪刀 X1 

小刀 X1 

电池合 X1 

EL电线套件 X1 

焊烙铁套件 X1 

第一部分:安全衫加工
首先我们在安全衫上确定好我们要显示数字的位置
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数字定位
用胶带贴出两个你喜欢的8字形状
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数字命名
为便于说明,我们将组成两个数字8的14跟线进行命名
第二部分:EL电线数字展示
我们将EL电线套件中的电线部分安装在放光安全衫上
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将A与B焊接
剥开EL灯带和接插件的橡胶保护套,将两者正负极对应焊接
5
确定EL电线长度
将焊接好的EL电线一端对齐收纳口袋的底部,一端对齐该电线欲现实的数字末端
6
用剪刀剪断EL灯带
此时EL灯带一端是接插件,一端是断开的
7
将收纳口袋划出一个洞
将打开收纳口袋的袋盖,使用刻刀在如图位置划出5厘米的裂缝
8
无效部分遮光
用不透光的胶带(如电工胶布)将不用于发光的EL电线缠住,只保留需要现实数字的部分
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入线口切割
使用刻刀将安全衫的对应EL电线的入线口处切割出一个小洞
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穿线
将EL电线分别从收纳口袋洞与刚切割的入线口穿出,接插件端对应收纳口袋洞
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EL电线固顶
使用针线将EL电线固定
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EL电线命名标记
参考03步骤说明,将EL电线的接口端用贴纸贴上标签
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EL电线数字摆放环节完成
重复04~12步骤直指完成如上完整效果(注意末端电线按照数字分组摆放)
第三部分 - EL数字控制板的链接
将已安装好的EL电线与EL数字控制板相连接
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EL电线接口对接
将EL灯带接口与EL控制板按如图方式进行对接
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逆流器接口对接
将逆流器接口与EL控制板按如图方式进行对接
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控制板链接
链接控制板
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EL数字模块测试
根据《EL发光数字》课程内容测试EL数字显示模块
第四部分:单车车轮周长测量
自行车的周长计算有很多种方式~这里我们采用测量单圈均速的方式,计算平均速度。
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单车固定
首先我们用单车固定器来将单车后轮固定起来
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测量半径
用尺测量单车后轮的半径
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周长计算
公式
第五部分:单车行进圈数计量
结合霍尔传感器,监测车轮的转动圈数与对应的时间
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磁条吸附
将磁条吸附在后轮内圈骨架上
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霍尔传感器固定
将霍尔传感器固定在后轮铁架上
第六部分:车速计算
根据已知数据:车轮周长、车辆转动的圈数与对应时间,计算车速信息
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车速计算公式
该课程中搭配霍尔传感器的程序,会实时计算每转一圈花费的时间,用车轮周长除以转动一圈花费的时间即可得到时速信息啦。
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车速测量模块测试
下面我们来测试一下车速信息情况,请先下载源代码并烧录至Arduino板中。转动自行车后轮,查看数据变化情况。
第七部分:模块组合
万事俱备!下面将EL数字显示模块与车速监测模块进行组合。
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将霍尔传感器套件的IO扩展板与UNO底板分离
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将霍尔传感器的单排线与IO扩展板数字引脚2相连
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将IO扩展板与个位EL控制板相连
用于扩展IO资源
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将IO扩展板与数字控制板相连
使用一跟公母杜邦线,将杜邦线的母头接在IO扩展版的第二个数字口(TX)上,将杜邦线的公头接在十位EL控制板的第一个数字口的(RX)上
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电源连接1
使用两跟双公杜邦线,分别接入个位EL控制板的两个5V接口,另外一头分别接入十位EL控制板的第三个与第五个接口
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电源连接2
将电池组链接到个位EL控制板的电源接口上
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包装
将整体电路收至收纳口袋内,并霍尔传感器连接线固定
第八部分:整体测试
踏上你的单车!狂奔吧!
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单车骑行的时速现实效果
记得关灯享受炫酷的效果哦
小天
太棒了!!!成功了!!!
点赞!
张博士



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