基于蓝牙通讯的自行车驴友装备

淮南一中创客空间作品

【创意起源】

       作为一名喜欢骑自行车“驴友”来说，除了给自己的“爱车”添加各种炫酷的装备外，最大的需求莫过于在骑行过程中的安全问题。例如，骑行中如何让身后的车辆及行人提前得知自己的转向；夜间行驶如何照明；当前环境温湿度；在野外环境下如何准确得知自己的地理等。基于蓝牙通信的自行车驴友装备应运而生了。

【功能介绍】

       本作品以旅行包为载体，利用蓝牙技术实现车头控制端与背包转向指示器之间的通信。同时车头控制端是可拆卸的，当驴友下车后，可将车头控制端缚在手臂上继续使用。系统同时内置GPS定位。具体功能如下：自行车的转向指示、车头照明灯、环境温湿度检测、GPS定位。

【项目器材】

序号	名称	数量
1	DFRduino  Mega2560 V3.0（DFRduino UNO R3）	3
2	DF-BluetoothV3	2
3	IO 传感器扩展板 V7.1	2
4	I2C  LCD1602液晶模块(兼容Arduino  Gadgeteer)	1
5	输入扩展板V2.0 (集成摇杆/按键)	1
6	DFRduino  GPS Shield-LEA-6H	1
7	炫彩 WS2812 LED灯带	1
8	10W 高亮LED灯珠 暖白 120度角	1
9	数字继电器模块(Arduino兼容)	1
10	DHT11温湿度传感器	1
11	LCD Keypad Shield 按键扩展板	1
12	电池组	3
13	USB  to Serial 转串口	1

【项目制作】

第一部分机械结构打印

       这次作品中我们使用到了3部分机械结构。他们分别是转向器灯槽，车头手柄控制端卡槽，车头照明灯灯罩。我们使用3D打印机打印出其机械结构，具体如下所示。

转向器灯槽(填充率30%+Brim)

前灯模块(填充率30%+Brim)

手柄控制端（填充率50%+BRIM）

第二部分电路结构安装

A蓝牙通讯模块设置

（1）切换蓝牙模块到AT模式：如下图所示，模块有一个2位拨码开关，1号开关LED Off是LINK灯的开关，可以关闭LINK省电，拨到ON为开，拨到另一端为关；2号开关AT Mode是AT命令模式开关，拨到ON进入AT命令模式，拨到另一端退出AT命令模式。

（2）连接到USB to Serial模块：将DF-BluetoothV3蓝牙串口模块按接口顺序插在USB to Serial 转串口上，如下图所示。

（3）USB to Serial模块需要安装驱动程序。安装成功后，在设备管理器中显示为一个串口，下图设备管理器中Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge(COM15)。这个COM口用来配置蓝牙模块的。

（4）通过串口指令来配置蓝牙模块。在这里，我们需要用串口监视器来完成配置。有很多串口调试软件都可以完成，当然也可以用Arduino IDE的自带的串口监视器。在这里，我们就选用Arduino IDE自带的串口监视器来完成配置。首先，打开IDE,查看是否显示串口，我们这里选择COM4，打开串口监视器界面，设置波特率38400,选择“换行和回车模式”（Both NL&CR）。

【注意】：在AT模式中波特率默认为38400，和通讯时设置的波特率无关。

设置完成后，在串口中输入“AT”（不区分大小写），测试蓝牙模块与USB串口是否建立连接，如果连接成功，会显示“[OK]”。按同样的方法在串口输入相关的AT指令就能就行配置了。

【注意】当AT指令设置完毕后，将开关另一端退出AT命令模式，重新上电后设置才生效。

（5）设置主从模块。两块蓝牙模块进行配对的话，需要将其中一个设置为主，而另一个设置为从。在IDE窗口中分别输入：AT+ROLE=1 和AT+ROLE=0，设置其分别为主、从模块。

B转向器部分电路安装

从炫彩 WS2812LED灯带中，截取两段适当长度的灯带，将其安放在打印出来的转向器灯槽中。并将接头处用三根杜邦线引出。注意在焊接时由于焊点相聚较近，请勿将其相互搭线。

然后将其左右LED的杜邦线分别插在从控端模块数字口8.12上。并将蓝牙从模块插在蓝牙接口上。如下图所示，将蓝牙从控端置于背包的夹层内。

而对于转向指示灯，我们将其置于背包外部，通过两套尼龙螺丝固定在背包表面。如下图所示，此时蓝牙从控端的电路连线安装完毕。

C.车头照明灯电路安装

    将10W 高亮LED灯珠，安装在车头灯罩打印件上，如下图所示。注意LED引脚如下（带凹口的一端为负极）。这款高亮的功率LED灯珠内部包含9个LED的阵列，发光强度为500LM,可以当做普通的照明电源使用，也可以用来作为机器人的强力光源。

再将继电器、电池与其连成一个回路，具体连线如下所示

3芯杜邦插头一端从灯罩侧面的孔中引出，灯罩底板盖上，上紧固螺丝固定

最后将车灯部分固定在车把头前方，用下半部分把头固定件，固定车头照明灯。

D车头主控端电路安装

将DFRduinoMega2560 V3.0控制器安置于车头主控卡槽内，并用螺丝固定主控板。由于在设计时没有考虑预留到串口和电源供电口的位置，所以请自行修模留出上述两口位置。

上述步骤安装好后，在主控板上分别增加输入扩展板V2.0 ，这样我们就为主控端添加了控制按钮。在输入拓展版上增加IO 传感器扩展板 V7.1，这样为照明灯和DH11、LCD显示屏以及蓝牙主模块提供了模块化插接平台，避免了繁琐的插线。如下图所示

完成上述模块连接后，我们可将其固定在自行车头，由于模型设计对于不同的车型可能不同，所以在对具体的车型，请适当调整，保证主控端的稳定性。如下图所示

D．DH11和LCD1602字符液晶显示器连接

DH11实时侦测当前环境下的温湿度值，并将值显示在LCD1602字符液晶显示器上，提供给驴友参考。DH11与IO传感器拓展板数字口4连接，车前灯与IO传感器拓展板数字口7连接。

LCD1602字符液晶显示器在本作品中起到了一个显示信息的作用，既可以显示DH11侦测到是温湿度值，又可以显示按钮按下的状态变化。LCD1602与IO传感器拓展板数字口I2C口连接，请注意杜邦线序，不要插反。

E．GPS模块安装

      此次作品中的GPS功能模块是相对独立的单元，因此他的的安装相对较为简单。我们这里使用DFRduino UNO R3、DFRduino GPS Shield-LEA-6H、LCD Keypad Shield 按键扩展板逐层叠加实现GPS的定位。这里需要注意的是GPS增益天线需要外置，否则无法进行定位。定位的经纬度值在LCD1602字符液晶显示器上，提供给驴友参考。

截止目前为止，我们已经完成所有的机械结构安装和电路连接，下面输入代码就可以实现功能。

可以把路程的GPS保存下来，然后导入到Google Map里，参考这个gTracking（http://wells.osall.com/blog/index.php?uid=1&m=content&p=1639#article_content.php%3Fid%3D1639%26uid%3D1%26dt%3DY:pane:N;）
此链接已失效

问下这个GPS是3.3V的，ARD板子是5V的，需要转换吗？
在一个是问下，GPS shield的那个天线必须装么？前几天孩子差点丢了，想弄个GPS模块加上电池给孩子配上，有什么推荐的么？

丄帝De咗臂 发表于 2015-9-6 10:03
一个疑问，后面的人看到转向灯的时候，他会理解为转向灯吗

正常应该会的，标志应该来说还是很明显的。

必须是精华

大连林海 发表于 2015-9-3 22:01
必须是精华

你真快，我还米有发完，你就上来了

hnyzcj 发表于 2015-9-3 22:03
你真快，我还米有发完，你就上来了

就要这么快

超详细！支持一下

Ash 发表于 2015-9-3 22:32
超详细！支持一下

我只想说一句，贴图好累人。

吹口琴的钢铁侠 发表于 2015-9-4 08:24
可以把路程的GPS保存下来，然后导入到Google Map里，参考这个gTracking

好的好的，谢谢

很不错的，支持支持！！！向你学习。

钢铁碎天兽 发表于 2015-9-4 19:40
很不错的，支持支持！！！向你学习。

相互学习

楼主吊炸天 必须推荐

这个真是 不错。最详细的骑行装备。

Ricky 发表于 2015-9-5 14:22
这个真是 不错。最详细的骑行装备。

哈哈，多谢老板。开源让更多的人参与创作，从而实现大众创业，万众创新！

Ricky 发表于 2015-9-5 14:22
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一个疑问，后面的人看到转向灯的时候，他会理解为转向灯吗

楼主，这篇精品被微信牛人教程收了！！作者应该写你对吗？

luna 发表于 2015-9-24 14:53
楼主，这篇精品被微信牛人教程收了！！作者应该写你对吗？

OK没有问题的。

这个想法不错，学习了！

这个蛮有意思的