Arduino汽車柜臺

描述

在談?wù)摴ぷ髦械?a target='_blank' class='arckwlink_none'>電子產(chǎn)品時，我的同事提到了一個他花了一大筆錢買的汽車柜臺，但從未真正奏效。我有一個想法，我可以自己從 Arduino 構(gòu)建一個，并認為我會嘗試一下。

互聯(lián)網(wǎng)搜索發(fā)現(xiàn)了以下項目，我以此為靈感：

Arudino 人數(shù)統(tǒng)計，使用 PIR （被動紅外）

使用橡膠管進行汽車計數(shù)——makercave 上的匿名項目。這還包括來自 Tomorrowlab 的一個非常有用的 PDF

使用橡膠管計數(shù)汽車 – Tomorrowlab?

Kris Temmermen 在 Hackaday 上的汽車柜臺

所有這些網(wǎng)站都非常有用，無論是對于想法、靈感，當然還有代碼幫助。

該計劃是使用壓力傳感器記錄密封橡膠管內(nèi)的壓力何時發(fā)生變化，例如汽車駛過它時。簡單的！我想讓它盡可能低功耗，這樣它就可以在需要更換電池之前運行一段時間。它將部署在農(nóng)村地區(qū)，計算進出停車場的汽車。

然后進行了數(shù)周和數(shù)周的試驗、測試和試驗，但這就是我最終得到的結(jié)果。這假設(shè)您有一些使用 Arduino、焊接和編碼的經(jīng)驗。

連接起來：

Arduino Pro Mini 具有偏移 A4 (SDA) 和 A5 (SCL) 引腳。使用面包板時這很痛苦，因為它們沒有與任何孔對齊。訣竅是將它們分別焊接到 A2 和 A3，將這些引腳變成 SDA 和 SCL。這有點繁瑣！這是我平庸的焊接技能的樣子：

首先是面包板，所以你可以看到事情是如何聯(lián)系起來的。稍后，當您對一切正常時感到滿意時，您可以將它們安排在原型板上進行焊接。

Arduino Pro Mini 有兩個電源引腳：VCC 和 RAW。RAW 是電源輸入，由 Arduino 轉(zhuǎn)換為 5V。您的電源越接近 5V，Arduino 的運行效率就越高。從 Arduino VCC 引腳獲取其他電源。

以下是 RV3028 RTC 連接到 arduino 的方式：

Arduino - RV3028 RTC

A5 (SCL) - SCL

A4 (SDA) - SDA

接地 - 接地

VCC - 2-5V

我有一行新代碼允許 arduino 在停車場關(guān)閉時進入睡眠狀態(tài)，因此我們需要將 RTC 中斷連接到 arduino。

2 - INT

?

讓我們連接 Sparkmatch Shifting microSD cardbreakout：

Arduino - MicroSD 突破

地 - 地

9 - 光盤

13 - 做

12 - SCK

11 - DI

8 - 計算機科學(xué)

VCC - VCC

最后是壓力傳感器。它有 6 個引腳和兩個空氣端口。但我們只會使用三個銷釘，并將軟管連接到其中一個端口。哪個？

查看MPX5100DP的數(shù)據(jù)表：

這很容易。被咬掉的引腳是引腳 1。這是將其連接到 arduino 的方法：。

Arduino - MPX5100DP 引腳

A0 - 1（輸出電壓）

地線 - 2 (地線)

VCC - 3 (Vs)

壓力傳感器的工作原理是測量一個端口中的壓力，并將其與另一個端口中的壓力進行比較。差值作為 0 到 5 之間的電壓返回。然后可以將其轉(zhuǎn)換為 Kpa 或 mb，但我們并不需要知道這一點，因此我們只需使用壓力傳感器返回給我們的原始值。

（當我第一次設(shè)置時，我使用了 MPX5500。它的測量值高達 500kPa，這意味著它的靈敏度不足以識別很多汽車。我切換到 MPX5100，它的測量值高達 100kPa，靈敏度是大大改善了。恩智浦公司在他們的網(wǎng)站上有一個論壇，這對解決這個問題很有幫助）。

這是它在面包板上的樣子。紅色和黑色電線連接到電池，然后我使用綠色和黃色作為 arduino 的 +ve 和 -ve。

沒有隱藏電線的組件：

編碼

為了編寫代碼，我首先學(xué)習(xí)了如何將 Arduino Uno 與 RTC 一起使用。然后我學(xué)會了如何使用 microSD 讀卡器，并嘗試了一個基本的記錄程序——將溫度記錄到 SD。接下來，我研究了如何從壓力記錄儀中獲取讀數(shù)。然后我了解了 Arduino Pro Mini，最后把它們放在一起——所以這對于一個相對初學(xué)者來說并非不可能。

要上傳的第一個代碼（我假設(shè)您已經(jīng)在 RTC 上設(shè)置了時間，并檢查了 RTC 和 microSD 讀卡器都正常工作）是一個簡單的代碼。它將返回壓力傳感器每 10 毫秒讀取的任何內(nèi)容，將其顯示在串行監(jiān)視器上并將其寫入 microSD 卡上的 csv 文件。那里還有一些代碼可以跟蹤前 10 個讀數(shù)的運行平均值。

【汽車反壓測試代碼】

設(shè)置好它，如果它運行，吹入壓力傳感器上的管子，確保你看到哪個在測量壓力，以及它的變化量。也看一下 csv 文件，然后將其刪除，我們將嘗試汽車計數(shù)代碼。

下一個代碼一直等待，直到壓力傳感器的讀數(shù)高于過去 20 個讀數(shù)的平均值。這意味著它測量數(shù)據(jù)峰值。它還在讀數(shù)之間等待 400 毫秒，因此，例如，一輛需要一段時間才能通過管道的汽車不會記錄那么多。（我認為這可以通過去抖動或類似的方法來改善）。

[全車柜臺代碼]

試試這段代碼并運行它。吹入管子，看看它是否記錄為命中。

如果您對一切都感到滿意并且一切似乎都有效，那么您現(xiàn)在可能想要將所有東西焊接到原型板上。我使用母頭插座，而不是將 RTC、microSD 和 Arduino 直接焊接到板上，以便在出現(xiàn)問題時輕松更換它們。

住房

在隔板連接器的塑料外殼上鉆一個孔，并將其密封到位。為了修理我的面包板，我在箱子里粘了一點木頭，非常高科技。我剪斷了黑色管子的一小部分，并將它們用作原型板下方的墊片！使用一小段透明小管將正確的壓力噴嘴連接到隔板連接器。連接開關(guān)和電池，黑色橡膠管連接到外面，就可以展開了！

將您的橡膠管固定在道路上（我只使用 rawl 插頭和馬鞍夾），并密封另一端。您可以通過在末端使用 T 形連接器來做到這一點，然后將一小段管子從 T 形的一個臂安裝到另一個 D 形。或者只是在里面放一些密封劑和一個螺絲，或者你喜歡什么。

測試和校準

上傳第一段代碼后，把它帶到外面，打開它，然后在管子上行駛幾次。將其關(guān)閉，然后查看 microSD 卡上的 .csv 文件以了解發(fā)生了什么。每 10 毫秒記錄一行，顯示過去 20 次讀數(shù)的日期、壓力記錄和平均壓力。通過添加一列，簡單地計算行數(shù)，然后將其除以 100，我可以制作這個圖表，顯示我的汽車和我的卡車（和我）越過管道時的峰值，X 軸上的秒數(shù)：

看看這個，最簡單的肯定是在讀數(shù)等于或大于 60 時記錄汽車。但是，我們正處于寒冷的冬天，我不確定壓力讀數(shù)在炎熱時會如何變化，晴天——管內(nèi)壓力會大大增加嗎？因此，每當壓力比最后十個讀數(shù)的平均值高出 7 倍以上時，我都會進行讀數(shù)。

您還可以看到每個輪軸的峰值。我查看了數(shù)據(jù)，每個軸之間的平均時間為 0.345 秒（最小 0.22 秒，最大 0.56 秒），所以我認為 400 毫秒（0.40 秒）的延遲應(yīng)該可以阻止一個軸被多次記錄。不過，這只是來自 7 個車輛觸發(fā)器的樣本，所以我可能會更改它。

至于每輛車造成兩個尖峰（每個車軸一個） - 處理這個問題的最簡單方法是在您從 SD 卡中獲取數(shù)據(jù)時將最終數(shù)字除以 2。

一旦您決定了要測量汽車的位置，就可以用馬鞍夾將黑色管固定在適當?shù)奈恢?，并用螺絲和 rawlplugs 將馬鞍夾固定在道路上。嘗試放置它們，這樣它們就不會造成刺穿。對于緩慢的交通（我正在使用，在狹窄的軌道上進出停車場）這應(yīng)該足夠了，但更快的交通可能會拉伸并移動管道。

設(shè)置好一切，嘗試一下，看看你得到了什么數(shù)據(jù)。我可以使用運動激活相機并將其放置幾天，然后將拍攝的汽車數(shù)量與記錄的數(shù)量進行比較，但請注意這一點（尤其是在歐洲），因為您需要考慮數(shù)據(jù)保護如果您不能將相機放在未記錄注冊板的地方，請遵守法律。

相反，您可能需要坐幾個小時數(shù)車！繼續(xù)調(diào)整觸發(fā)器，包括移動平均值和觸發(fā)器值，直到它準確地計算汽車數(shù)量。

能量消耗

我沒有測量低功耗的方法，但我計算了組件的功耗，觸發(fā)時使用 193mA，靜止時使用 11.3mA。我讓它在 1900mAh 電池（平均 12mA）下運行了 147 小時，但觸發(fā)它的汽車并不多。有很多方法可以進一步降低 Arduino pro mini 的功耗（參見https://www.gammon.com.au/power），但這對我來說已經(jīng)足夠低了。