Велосипедни светлини: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Цел на проекта

Проектиране и изграждане на предно и задно осветително устройство за велосипед, включващо:

• Лампа за предно осветление.
• Лампа за присъствие и пътепоказател (мига) отзад.

Ограничения на проекта

• Единично захранване.
• Подвижно захранване.
• Мощно предно и задно осветление.
• Вижда се при пълна светлина.
• Защита на батерията срещу разреждане.
• Потискане на вибрациите.
• Лесна интеграция в мотора.
• Разширяем проект за допълнителни функции.

Принцип на действие

Захранването се включва чрез включване на кабела на батерията.

Системата стартира. Появява се последователно мигане на два светодиодни масива.

Два бутона за показване на мигаща стрелка, показваща посоката на LED матрицата за няколко секунди. В същото време от активен зумер се издава двутонен звук.

Предната светлина на мотора има независим превключвател за включване.

Стъпка 1: Списък на електронните компоненти

• Керамичен кондензатор 10n (2)
• Електролитичен кондензатор 3, 3µF
• Електролитичен кондензатор 1000 μF (2)
• Съпротивление 1K
• Съпротивление 10K (2)
• Съпротивление 33K
• Съпротивление 1M
• Съпротивление 33M
• Усилвател верига LM10
• Arduino mini Pro или Elegoo nano V3
• Винтове и пластмасови дистанционни елементи
• Стабилитрон 2, 5V
• Мосфетов транзистор BUZ21
• Четворна LED матрица max7219
• Печатна дъска 30x70 мм
• ПИН заглавка

Стъпка 2: Списък на аксесоарите за интегриране на велосипеди

• Запечатан пластмасов корпус за управление
• Бутон за моментно активиране (2)
• 5-пинов кабел LED лампа
• Батерия 18650 1500mAh (или повече капацитет) (2)
• Водоустойчиви съединители
• Пластмасов калъф
• Активен зумер
• Светлоотражател
• Плоча от плексиглас за капак
• Винтове, шайби, гайки (4)
• Изолационни ленти (с различна дебелина)

Стъпка 3: Техническо описание на електронната част

Електронната част се състои от 3 модула:

• Токов регулатор 5V
• Защитна верига за разреждане на батерията
• Управлението на дисплея на LED матричния дисплей

Токов регулатор 5V

Захранването на системата използва две 18650 батерии последователно. Контролерът Arduino Pro Mini осигурява регулирано напрежение от 5V, което няма да се използва за захранване на LED решетката. По време на тестовете, токът от LED масива, свързан директно към контролера, го дестабилизира.

Регулаторът е MCP1700 с нисък спад на напрежението. Тъй като нямам регулатор, захранващ 5V, използвам 3.3V регулатор, чието изходно напрежение се увеличава до 5V с помощта на ценеров диод (вместо стабилизиращия може да се използват последователно диоди).

Защитна верига за разреждане на батерията

За да удължите живота на батериите, препоръчително е да не ги разреждате напълно. Използваният монтаж прекъсва захранването, когато напрежението на батерията е под 6V.

Веригата LM10CN е диференциален усилвател с вътрешно референтно напрежение 200mV, което може да се сравни с напрежението на батерията. За тази цел се използва разделител 1M-33K, който дава напрежение от 200mV, когато напрежението на батерията е 6V. При това напрежение Mosfet BUZ21 се деактивира, което прекъсва захранването на монтажа.

Управлението на LED матричния дисплей

Схемата е проста и изисква няколко компонента. Могат да се използват и други контролери от Arduino или Elegoo (Uno R3, нано диапазон, Mega 2560 R3 и др …).

Контролерът се наблюдава с два бутона. 10K резистор и 10nF кондензатор предпазват от скачащи напрежения.

При стартиране на системата LED матрицата мига. Това е състояние по подразбиране. Чрез натискане на един от бутоните, контролерът ще премине в режим „посока на посоката“за няколко секунди и мини високоговорителят ще издава звук, докато LED матрицата показва посоката.

Забележки:

Led лампата е директно свързана към защитения източник на захранване. Не се управлява от модула Mini Pro. 1000µ кондензатори предпазват контролера и светодиодната решетка от пренапрежения при ток, когато LED лампата е включена или от изменения на тока, свързани с работата на LED решетката.

Използването на 1500mAh захранване позволява работа в продължение на 3 часа (при 530mA).

През деня без Led лампата консумацията е 210mA с автономност 7h (захранване 1500mAh).

Използването на 5000mAh захранване удължава експлоатацията до 10 часа (включена LED лампа).

Стъпка 4: Описание на програмата

Програмата е доста проста и се основава на библиотеката LedControl.h. Всичко може да се зареди тук.

Няколко съвета:

Интензитетът на дисплеите на светодиодите се извършва чрез променливата "интензивност". Можете да изберете стойност между 0 (ниска) и 8 (висока).

Променливата "long" показва продължителността на показване на стрелките за посока. Чрез натискане на един от бутоните стрелките за посоката ще се показват за времето, посочено от променливата (в този случай 5 секунди).

Променливата "blink1" позволява мигащ ефект, когато не се натисне бутон. Той поддържа превъртане отляво надясно или отдясно наляво в зависимост от натиснатия бутон.

Функциите "setRow" и "setColumn" се използват за придаване на ефект на дисплея. Функцията "setColumn" се използва за подчертаване на страничното движение на стрелките.

Активен зумер се активира от тоналната функция на порт 6. Излъченият звук е различен в зависимост от посоката. Звукът, издаван в продължение на 5 секунди, ви позволява да знаете състоянието на дисплея.

Програмата работи в цикъл. Поради голямото натоварване на процесора, скоростта на дисплея се показва, докато програмата работи. По този начин се получава определена визуална течливост. Закъснението на края на цикъла (100 и 300 ms) позволява скоростта на превъртане да се ускори или забави.

Видеоклипът, направен по време на макета, дава визуализация на визуализацията. За да изтеглите тук.

Стъпка 5: Монтаж и монтаж

Сглобяването не създава никакви проблеми.

Печатната платка, поддържаща компонентите, е прикрепена към задната част на LED модула с дистанционни елементи.

Всички проводници са запоени, за да се избегнат лоши контакти.

Корпусът е подплатен със самозалепващи ленти от пяна. Това избягва използването на винтове и позволява на монтажа да издържа на вибрациите на мотора.

Така проектирана (с многожилна жична връзка) системата може лесно да се сглобява и разглобява.

Батерията се побира в джоба на якето ми, че не излиза. Вечерта той ще бъде презареден, за да заработи отново на следващия ден.

Имам няколко версии на захранване, включително една с 4 батерии от 2000mAh (2x2). След това автономността преминава до 8 часа. В този случай пълното зареждане може да продължи цяла нощ. Поради това е разумно да имате няколко комплекта батерии.

Трябва да се отбележи, че интензитетът на светлината на матрицата влияе върху консумацията на енергия. Променливата "интензивност" на програмата може да бъде намалена, за да се удължи работата.

Заключение

Проектът е лесен за изпълнение, при условие че имате търпение да получите подходящия материал (многожилен кабел, бутони …).

Сега ще завърша този монтаж с жироскопски модул, за да адаптирам дисплея според ускорението на мотора.