Модулатор на фаровете Arduino за безопасност на мотоциклети: 20 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Мотоциклетите се виждат трудно по пътя преди всичко, защото те са само около една четвърт от ширината на лек автомобил или камион. От 1978 г. в САЩ от производителите на мотоциклети се изисква да направят мотоциклетите по -видими чрез непрекъснато включване на фаровете, но понякога това не е достатъчно, за да ги различи от автомобилите и да ги направи „по -забележими“. Федералните и канадските разпоредби на САЩ позволяват модулиране на фаровете на мотоциклети. Модулацията мига фаровете с определена скорост, за да ги направи по -видими. Тази връзка показва изискванията за модулатори на фарове както за САЩ, така и за Канада.

www.kriss.com/pdf/modulator-headlamp.pdf

Тъй като съм любител на електрониката, имам известен опит с микроконтролерите и карам мотоциклет, реших да направя свой собствен модулатор на фарове и да добавя някои други функции за безопасност само за мен. Две функции бяха добавени, за да подобрят моето удобство и безопасност. Те са индикатор за скоростта, това, което аз наричам „круиз контрол на бедния човек“с LED дисплей нагоре и кехлибарена лампа за безопасност отзад. Всяка от тези функции може да бъде добавена към дизайна на модулатора по всяко време.

Скоростомерът на моя мотоциклет е труден за четене поради местоположението и дизайна си. Да чета скоростомера означава да откъсна очи от пътя. Индикаторът за скорост се състои от превключвател за моментна настройка, монтиран на кормилото близо до десния палец, устройство за ефект на Хол с магнит, прикрепен към предното колело, и трицветен светодиод, монтиран на предното стъкло близо до нивото на очите. Когато се достигне желаната скорост, превключвателят се натиска и веднага светодиодът става син, което показва, че се движите с или близо до зададената скорост. Ако намалите скоростта, светодиодът става зелен, което показва, че за да поддържате зададената скорост, трябва да ускорите. Ако вървите твърде бързо, светодиодът става червен, което показва, че трябва да забавите темпото. Целта е светодиодът да остане син.

Този проект беше проект за обучение за мен и направих много грешки по пътя (най -вече в софтуера, където промените са лесни за извършване). Предлагам ви като еднократен проект да използвате конструкцията, предложена в раздела „Как е построена“.

ЗАБЕЛЕЖКА: Този дизайн не е предназначен за комерсиална употреба и не отговаря на "буквата" на закона в две области

г) Превключвателят на модулатора трябва да бъде свързан в захранващия проводник на модулираната нишка на лъча, а не в заземителната страна на веригата.

д) Трябва да се предвидят средства, така че и долният лъч, и горният лъч да останат работещи в случай на повреда на модулатора [ЗАБЕЛЕЖКА: Превключвател може да бъде инсталиран в MOSFET устройството, за да отговори на това изискване]

Необходим набор от умения:

• Тази инструкция не е "Как да", това е "Как". Ще трябва да направите някакъв дизайн и адаптация към вашия собствен мотоциклет.
• Възможност за четене и следване на схематична диаграма, локализиране на компоненти на прототипна платка и свързването им с свързващ проводник.
• Възможност за запояване
• Механична възможност за инсталиране на модулатора на мотоциклет

Стъпка 1: Цел на проекта

Преди да започна всеки дизайнерски проект, обичам да напиша списък с всичко, което бих искал да направи дизайнът. Ето моя списък:

• Трябва да е „plug-n-play“. Монтира се между сноповете на фаровете и фаровете. Без изрязване или модификация на окабеляването на автомобила.
• Модулирайте фаровете при 240 прехода в минута между 100% и 20% яркост при дълги или къси светлини.
• Модулирайте задна лампа за предупреждение при 60 прехода в минута, 240 прехода в минута при натискане на спирачките.
• Фоторезистор, монтиран на предната вилка, разпознаващ дневна светлина. Привечер модулацията на фаровете спира и хедс-ъп дисплеят се затъмнява.
• Насочва трицветен светодиоден индикатор за скорост. Дисплеят показва „твърде бързо“(червено), „твърде бавно“(зелено), „при скорост“(синьо) с програмируема хистерезис.
• Превключвател за настройка на кормилото за индикатор за скорост на главата.
• Устройство с ефект на Хол, монтирано на предната вилка с магнит, залепен към предното колело, за да се усети скоростта на автомобила.

Планове за бъдещо изпълнение:

• Истински круиз контрол със стъпков двигател, монтиран на кормилото, за задействане на газта.
• Кехлибарени странични предупредителни светлини.

Стъпка 2: Как е построен

Микроконтролерите са много мощни по отношение на всичко, което могат да направят. Доста лесно е да свържете устройства към щифтовете на микроконтролер и след това да ги контролирате със софтуер. Използвах Arduino (или клонинг на Arduino) за този проект и няколко прототипиращи дъски (по един за всяка функция). По -късно проектирах собствена платка. Тези прототипиращи платки се свързват една в друга в купчина с пиновете Arduino, копирани на всяка прототипираща платка. Снимката по -горе показва как този проект може да бъде изграден поетапно, по една функция на всяка прототипна дъска. Препоръчва се първо да изградите модулатор на фарове, да го инсталирате на мотоциклета и да се уверите, че работи правилно, преди да преминете към следващия модул. Този тип конструкция също така ви дава възможност да измисляте, проектирате и изграждате свои собствени специални функции.

Стъпка 3: Схема на модулатора на фаровете

Предполага се, че ще използвате Arduino UNO R3 или съвместим микроконтролер. Използвайте горната схема, за да свържете компонентите на модулатора. Ако имате само един фар, можете да пропуснете втората верига за управление (показана в синьото поле.) Дори и да имате два фара, помислете само за мигане на един. Може да изглежда (и е) прекалено много да използвате микроконтролер за намигане на фара. Причината за използването на микроконтролера е простотата на електрониката и възможността за изпълнение на другите функции на модула. За да изградите платка за модулатор на фарове, ще ви трябват частите, показани в следния списък с части.

Стъпка 4: Списък на частите на модулатора на фаровете

Стъпка 5: Кабелни модули на модулатора на фаровете

Тези кабели са необходими за модулатора на фаровете. Винаги използвайте тел габарит, отколкото е подходящо за веригата, която обслужва. Препоръчително е всеки хлабав проводник и неполяризиран конектор да бъдат етикетирани. Това трябва да се направи от всеки кабел и от двете страни на платката с прото щит. Тъй като вашият мотоциклет може да не използва крушка за фар H4 като моята, ще е необходимо да:

• Определете типа крушка за вашия мотоциклет
• Поръчайте съответния удължител на кабела на фаровете
• Определете кои от трите проводника са „заземяване“, „дълги светлини“и „къси светлини“и ги свържете съответно

Стъпка 6: Инсталиране на модулатор на фарове

Оформлението и връзките между компонентите на тази платка са за определяне на строителя. Използвайте една 2-пинова заглавка под прав ъгъл като съединител за монтажния кабел на фоторезистора и друга за захранването, използвано за захранване на 12VDC към задната лампа за предупреждение. Включете модулатора на фаровете към платката Arduino. Снимката по -горе показва как модулаторът се монтира между фара на мотоциклета и снопа му. Цялата мощност идва от сноповете на фаровете за мотоциклети.

Стъпка 7: Инсталиране на фоторезистор

Монтирайте кабелния монтаж на фоторезистора, като използвате една или повече кабелни връзки, за да го закрепите към предната вилка на мотоциклета, насочена надолу към земята.

Стъпка 8: Софтуерът

Този код на Arduino ще управлява модулатора на фаровете, задната предупредителна светлина и индикатора за скоростта "нагоре". Въпреки че по никакъв начин не е професионален код, той показва примери за таймери и прекъсвания.

Софтуер за модулатор

Основните характеристики на софтуера за модулатор на фарове са:

• 8 Hz таймер.
• Масив от 16 елемента, които съхраняват състоянието на фара за всяка отметка на таймера. (например на 100%, на 20%, на 100%, на 20%и т.н.)
• Прекъсване на таймера, което чете масива на състоянието и прехвърля това състояние към щифта на фаровете на Arduino.

Всеки път през цикъла се отчита стойността на фоторезистора. Ако отчетената стойност е по -голяма от запаметената стойност, която представлява здрач, фаровете продължават да се модулират.

Софтуер за осветление отзад

Софтуерът за задното осветление използва същия 8 Hz таймер, прекъсване на таймера и решетка като модулатора на фаровете, но докато спирачката на мотоциклета не е задействана, задната предупредителна лампа свети за 8 кърлежи и изключена за 8 кърлежи. Ако спирачките са задействани, задната лампа за предупреждение мига при 1 отметка, при изключване на 1 отметка и т.н., докато спирачката не се освободи.

Софтуер за индикатор на скоростта

Основните характеристики на индикатора за скорост са:

• Таймер от 2000 Hz.
• Хардуерно прекъсване, генерирано от устройството с ефект на Хол
• Превключвателят за настройка на скоростта
• Светодиодите, показващи „твърде бързо“, „твърде бавно“и „на скорост“

Всеки път, когато магнитът на предното колело мине покрай устройството за ефект на Хол, се съхранява брояч, задвижван от таймера 2000 Hz; след това броячът се нулира и броенето започва отново. Когато се натисне бутонът „зададена скорост“, съхраняваният брояч става зададената скорост. След това зададената скорост се сравнява със запаметения брояч и съответният светодиод свети, показвайки дали броят е по -малък (твърде бърз) по -голям (твърде бавен) или в рамките на допустимия диапазон за скоростта, изчислена чрез добавяне или изваждане на процент от зададената скорост. Ако толерансът не беше въведен, броят трябваше да бъде точно зададената скорост или синият светодиод никога няма да светне.

Стъпка 9: Модул на задната светлина за предупреждение

Снимката по -горе показва LED жълта предупредителна светлина, закачена към облегалката на задната седалка на моя мотоциклет. Докато карате, тази светлина мига с постоянна скорост на включване една секунда, изключване на една секунда. Когато се задействат спирачките, тази светлина ще мига със същите четири пъти в секунда като фаровете.

Стъпка 10: Схема на светлината за задно осветление

Използвайте схемата по -горе, за да свържете компонентите за задната светлина. За да изградите таблото за задно осветление, ще ви трябват частите, показани в следния списък с части.

Стъпка 11: Списък на частите на светлината отзад

Стъпка 12: Монтаж на светлинния кабел отзад

Стъпка 13: Инсталиране на светлината за внимание

Оформлението и връзките между компонентите на тази платка са за определяне на строителя. Използвайте една 2-пинова заглавка под прав ъгъл като съединител за кабелния възел на предпазната лампа и друга за 12VDC захранване от модулатора на фаровете.

Монтирайте предупредителната лампа в задната част на мотоциклета и закрепете кабела му с кабелни връзки. Включете модула на предупредителната светлина в модулатора на фаровете, свържете джъмпера за предупредителна светлина 12VDC от модула на модулатора на фаровете към модула на задната светлина.

Стъпка 14: Схема на модула на индикатора на скоростта

Стъпка 15: Списък на частите на индикатора на скоростта

Стъпка 16: Монтаж на кабел с индикатор за скорост на хола

Стъпка 17: Кабел на превключвателя за настройка на скоростта и индикатора на скоростта и кабела на спирачния превключвател

Стъпка 18: Индикатор на скоростта „Heads-up LED“Кабелен монтаж

LED монтажът е оставен на строителя.

Стъпка 19: Инсталиране на индикатор за скорост

Оформлението и връзките между компонентите на тази платка са за определяне на строителя. Използвайте един 2-пинов правоъгълен хедър като съединител за кабелния комплект за настройка на скоростта и друг за кабела на спирачния превключвател. Използвайте 3-пинов правоъгълен хедър като съединител за кабелния възел на устройството с ефект на Хол и 4-пинов за кабелния възел с индикатор за скорост.

Монтирайте превключвателя за настройка на скоростта, сензора на Хола, светодиода на индикатора на скоростта и кабела към спирачния превключвател на мотоциклет в съответствие със снимките на кабелния монтаж. Включете модула на индикатора на скоростта в модула на предупредителната лампа.

Стъпка 20: ЗАКЛЮЧИТЕЛНИ ЗАБЕЛЕЖКИ

Използвам модулатора на фаровете/предупредителната лампа/индикатора за скорост повече от година и никога не се е провалил. Очаквайте няколко секунди забавяне (докато Arduino се включи), докато фаровете се включат и започнат да мигат. Въпреки че е невъзможно да се докаже несъбитие, изглеждам видим за шофьорите около мен. Най -малко 3 души споменаха и оценяват кехлибарената задна светлина.