Arduino汽车柜台

描述

在谈论工作中的电子产品时，我的同事提到了一个他花了一大笔钱买的汽车柜台，但从未真正奏效。我有一个想法，我可以自己从 Arduino 构建一个，并认为我会尝试一下。

互联网搜索发现了以下项目，我以此为灵感：

Arudino 人数统计，使用 PIR （被动红外）

使用橡胶管进行汽车计数——makercave 上的匿名项目。这还包括来自 Tomorrowlab 的一个非常有用的 PDF

使用橡胶管计数汽车 – Tomorrowlab 

Kris Temmermen 在 Hackaday 上的汽车柜台

所有这些网站都非常有用，无论是对于想法、灵感，当然还有代码帮助。

该计划是使用压力传感器记录密封橡胶管内的压力何时发生变化，例如汽车驶过它时。简单的！我想让它尽可能低功耗，这样它就可以在需要更换电池之前运行一段时间。它将部署在农村地区，计算进出停车场的汽车。

然后进行了数周和数周的试验、测试和试验，但这就是我最终得到的结果。这假设您有一些使用 Arduino、焊接和编码的经验。

连接起来：

Arduino Pro Mini 具有偏移 A4 (SDA) 和 A5 (SCL) 引脚。使用面包板时这很痛苦，因为它们没有与任何孔对齐。诀窍是将它们分别焊接到 A2 和 A3，将这些引脚变成 SDA 和 SCL。这有点繁琐！这是我平庸的焊接技能的样子：

首先是面包板，所以你可以看到事情是如何联系起来的。稍后，当您对一切正常时感到满意时，您可以将它们安排在原型板上进行焊接。

Arduino Pro Mini 有两个电源引脚：VCC 和 RAW。RAW 是电源输入，由 Arduino 转换为 5V。您的电源越接近 5V，Arduino 的运行效率就越高。从 Arduino VCC 引脚获取其他电源。

以下是 RV3028 RTC 连接到 arduino 的方式：

Arduino - RV3028 RTC

A5 (SCL) - SCL

A4 (SDA) - SDA

接地 - 接地

VCC - 2-5V

我有一行新代码允许 arduino 在停车场关闭时进入睡眠状态，因此我们需要将 RTC 中断连接到 arduino。

2 - INT

 

让我们连接 Sparkmatch Shifting microSD cardbreakout：

Arduino - MicroSD 突破

地 - 地

9 - 光盘

13 - 做

12 - SCK

11 - DI

8 - 计算机科学

VCC - VCC

最后是压力传感器。它有 6 个引脚和两个空气端口。但我们只会使用三个销钉，并将软管连接到其中一个端口。哪个？

查看MPX5100DP的数据表：

这很容易。被咬掉的引脚是引脚 1。这是将其连接到 arduino 的方法：。

Arduino - MPX5100DP 引脚

A0 - 1（输出电压）

地线 - 2 (地线)

VCC - 3 (Vs)

压力传感器的工作原理是测量一个端口中的压力，并将其与另一个端口中的压力进行比较。差值作为 0 到 5 之间的电压返回。然后可以将其转换为 Kpa 或 mb，但我们并不需要知道这一点，因此我们只需使用压力传感器返回给我们的原始值。

（当我第一次设置时，我使用了 MPX5500。它的测量值高达 500kPa，这意味着它的灵敏度不足以识别很多汽车。我切换到 MPX5100，它的测量值高达 100kPa，灵敏度是大大改善了。恩智浦公司在他们的网站上有一个论坛，这对解决这个问题很有帮助）。

这是它在面包板上的样子。红色和黑色电线连接到电池，然后我使用绿色和黄色作为 arduino 的 +ve 和 -ve。

没有隐藏电线的组件：

编码

为了编写代码，我首先学习了如何将 Arduino Uno 与 RTC 一起使用。然后我学会了如何使用 microSD 读卡器，并尝试了一个基本的记录程序——将温度记录到 SD。接下来，我研究了如何从压力记录仪中获取读数。然后我了解了 Arduino Pro Mini，最后把它们放在一起——所以这对于一个相对初学者来说并非不可能。

要上传的第一个代码（我假设您已经在 RTC 上设置了时间，并检查了 RTC 和 microSD 读卡器都正常工作）是一个简单的代码。它将返回压力传感器每 10 毫秒读取的任何内容，将其显示在串行监视器上并将其写入 microSD 卡上的 csv 文件。那里还有一些代码可以跟踪前 10 个读数的运行平均值。

【汽车反压测试代码】

设置好它，如果它运行，吹入压力传感器上的管子，确保你看到哪个在测量压力，以及它的变化量。也看一下 csv 文件，然后将其删除，我们将尝试汽车计数代码。

下一个代码一直等待，直到压力传感器的读数高于过去 20 个读数的平均值。这意味着它测量数据峰值。它还在读数之间等待 400 毫秒，因此，例如，一辆需要一段时间才能通过管道的汽车不会记录那么多。（我认为这可以通过去抖动或类似的方法来改善）。

[全车柜台代码]

试试这段代码并运行它。吹入管子，看看它是否记录为命中。

如果您对一切都感到满意并且一切似乎都有效，那么您现在可能想要将所有东西焊接到原型板上。我使用母头插座，而不是将 RTC、microSD 和 Arduino 直接焊接到板上，以便在出现问题时轻松更换它们。

住房

在隔板连接器的塑料外壳上钻一个孔，并将其密封到位。为了修理我的面包板，我在箱子里粘了一点木头，非常高科技。我剪断了黑色管子的一小部分，并将它们用作原型板下方的垫片！使用一小段透明小管将正确的压力喷嘴连接到隔板连接器。连接开关和电池，黑色橡胶管连接到外面，就可以展开了！

将您的橡胶管固定在道路上（我只使用 rawl 插头和马鞍夹），并密封另一端。您可以通过在末端使用 T 形连接器来做到这一点，然后将一小段管子从 T 形的一个臂安装到另一个 D 形。或者只是在里面放一些密封剂和一个螺丝，或者你喜欢什么。

测试和校准

上传第一段代码后，把它带到外面，打开它，然后在管子上行驶几次。将其关闭，然后查看 microSD 卡上的 .csv 文件以了解发生了什么。每 10 毫秒记录一行，显示过去 20 次读数的日期、压力记录和平均压力。通过添加一列，简单地计算行数，然后将其除以 100，我可以制作这个图表，显示我的汽车和我的卡车（和我）越过管道时的峰值，X 轴上的秒数：

看看这个，最简单的肯定是在读数等于或大于 60 时记录汽车。但是，我们正处于寒冷的冬天，我不确定压力读数在炎热时会如何变化，晴天——管内压力会大大增加吗？因此，每当压力比最后十个读数的平均值高出 7 倍以上时，我都会进行读数。

您还可以看到每个轮轴的峰值。我查看了数据，每个轴之间的平均时间为 0.345 秒（最小 0.22 秒，最大 0.56 秒），所以我认为 400 毫秒（0.40 秒）的延迟应该可以阻止一个轴被多次记录。不过，这只是来自 7 个车辆触发器的样本，所以我可能会更改它。

至于每辆车造成两个尖峰（每个车轴一个） - 处理这个问题的最简单方法是在您从 SD 卡中获取数据时将最终数字除以 2。

一旦您决定了要测量汽车的位置，就可以用马鞍夹将黑色管固定在适当的位置，并用螺丝和 rawlplugs 将马鞍夹固定在道路上。尝试放置它们，这样它们就不会造成刺穿。对于缓慢的交通（我正在使用，在狭窄的轨道上进出停车场）这应该足够了，但更快的交通可能会拉伸并移动管道。

设置好一切，尝试一下，看看你得到了什么数据。我可以使用运动激活相机并将其放置几天，然后将拍摄的汽车数量与记录的数量进行比较，但请注意这一点（尤其是在欧洲），因为您需要考虑数据保护如果您不能将相机放在未记录注册板的地方，请遵守法律。

相反，您可能需要坐几个小时数车！继续调整触发器，包括移动平均值和触发器值，直到它准确地计算汽车数量。

能量消耗

我没有测量低功耗的方法，但我计算了组件的功耗，触发时使用 193mA，静止时使用 11.3mA。我让它在 1900mAh 电池（平均 12mA）下运行了 147 小时，但触发它的汽车并不多。有很多方法可以进一步降低 Arduino pro mini 的功耗（参见https://www.gammon.com.au/power），但这对我来说已经足够低了。