Велосипедна лампа със завъртане: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

Нека си го кажем. Задните светлини са скучни.

В най -добрия случай те мигат - минете! Мигам - woohoo 'през цялото време. И винаги са червени. Много креативен. Можем да направим по -добре от това, може би не много, но все пак по -добре от просто „мигане мигане“. Карах колелото си по време на новогодишните тържества и хората го харесаха и не всички бяха пияни;-) Останалото е доста право: 2x AA клетки, усилвател за 5V, някои RGB светодиоди, задължителният микроконтролер, персонализиран печатни платки от BatchPCB, перфорирана плоскост и обичайната спойка.

Стъпка 1: Основна схема

Наистина нищо особено. Ако знаете как да свържете AVR чип на макет или Arduino на макет, ако това ви харесва по -добре, няма да имате никакви проблеми с този. Използвах KICAD за проектиране на схеми и печатни платки. KICAD е с отворен код и за разлика от eagle, който има и безплатна (както и безплатна) версия, няма абсолютно никакви ограничения в размера на дъските, които можете да направите. Вие също получавате гербер файлове, които работят с всяка къща, която искате. Напр. BatchPCB нямаше проблеми с тях.

В схемата просто ще намерите процесора, светодиодите, няколко резистора и кондензатори. Това е всичко. Има и няколко заглавки. Платките имат ICSP заглавка за мигане на буутлоудъра и 6pin заглавка за удобно серийно качване. Последните 2 заглавки са огледални и съдържат захранване, I2C и още два GPIO/ADC пина. 3 GPIO щифта с 3 резистора за ограничаване на тока се използват за подаване на ток към всички 8 анода с един цвят. Отделните светодиоди се включват или изключват с помощта на 8 GPIO пина за задвижване на катодите. В зависимост от вида на работа светодиодите са или мултиплексирани (ШИМ за повече цветове), или напълно включени (по -висока яркост). Някои данни за пакетите, които използвах за тази платка: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - Резистори: 0805 SMD - Кондензатори: 0805 SMD, 1206 SMD

Стъпка 2: Справяне със светодиодите

Няма да навлизам в подробности тук, тъй като това е било разгледано другаде многократно. Просто трябва да се уверите, че не надвишавате максималния изходен ток на микроконтролера на пин (около 35mA или повече за AVR). Същото важи и за тока на светодиодите. Както можете да се досетите от снимката, използвах един от SMD светодиодите, за да разбера съотношението на резисторите, за да получа добре балансирана бяла светлина. От другата страна има три потенциометра 2k нещо. Това е всичко. В този случай завърших с резистори от 90 до 110 Ω, но това зависи от вида на светодиода, който получавате. Просто използвайте стандартен мултицет, за да определите напреженията на светодиода V_led напред и сте в бизнес.

Използвайки закона на Ом, можете да изчислите стойностите за ограничаващи тока резистори за малки светодиоди по следния начин: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led не трябва да надвишава граница на ток на частите, които използвате. Също така този подход е добър само за приложения с нисък ток (може би до 100mA) и не трябва да се използва за Luxeon или CREE светодиоди! Токът през светодиодите зависи от температурата и трябва да се използва драйвер за постоянен ток. Ако имате нужда от повече информация по тази тема, wikipedia ще има известна информация. Търсенето на електрическа проводимост на полупроводници (ниско/високо легиране и т.н.) или отрицателен температурен коефициент може да бъде полезно. Използвал съм 6 -пинов SMD RGB светодиод, без да има нищо общо. Ако потърсите в Google за тях, ще получите много резултати. Вълшебните думи са „SMD, RGB, LED, PLCC6 5050“. 5050 са метрични размери за x и y в единици от 0,1 мм. В ebay ще ги намерите и за най -ниски цени от 50 ¢ за брой за поръчки с голям обем. Пакети от 10 в момента се продават за около 10 долара. Ще взема поне 50;-)

Стъпка 3: Задна платка и източник на захранване

Задната платка осигурява захранване и обща I2C шина и на двете платки. Всяка платка има 8 RGB светодиода и ATmega168 mcu с вътрешен осцилатор на 8MHz. Последното изисква синхронизация между платките и/или повторно калибриране на осцилаторите. Този проблем отново ще се появи в секцията с кодове.

Схемата за 5V усилвателния конвертор е взета от листа с данни на Maxim MAX756 без никакви промени. Можете да използвате всеки друг чип, който намерите за подходящ, който може да осигури около 200mA при 5V. Просто се уверете, че броят на външните части е нисък. Обикновено ще ви трябват поне 2 електролитни кондензатора, диод на Шотки и индуктор. Референтният дизайн в листа с данни съдържа всички номера. Използвах висококачествени дъски FR4 (стъклено влакно) за тази работа. По -евтините дъски на основата на колофон също могат да работят, но се чупят твърде лесно. Не искам дъските да се разпаднат при неравномерно каране. Ако вече притежавате „MintyBoost“, можете да го използвате и ако можете да го поставите на мотора си.

Стъпка 4: Трябва да имате някакъв код

В режим на висока яркост дъската поддържа 6 различни цвята + бяло. Цветът се избира чрез задаване на 3 GPIO пина на висок или нисък. По този начин всичките осем светодиода могат да бъдат напълно включени, но показват само един и същи цвят.

В режим ШИМ цветът се задава чрез прилагане на модулиран по ширина на импулса сигнал към 3 -те пина GPIO и мултиплексиране на 8 -те светодиода. Това намалява общата яркост, но сега е възможен индивидуален контрол на цвета. Това става във фонов режим чрез програма за прекъсване. Налични са основни функции за настройка на светодиодите на определена стойност на цвета, използвайки RGB триплет или HUE стойност. Устройството е програмирано на C, използвайки Arduino IDE за удобство. Прикачих текущия код, който използвам. Актуални версии са налични в моя блог. Можете да разглеждате хранилището на GIT, като използвате интерфейса на gitweb. Ще се появят много глупави програмни грешки, сигурен съм в това;-) Втората цифра илюстрира поколението на ШИМ. Хардуерен брояч се брои от ДОЛНОТО ДО НАГОРЕ. След като броячът е по -голям от определен брой, представляващ желания цвят, изходът се превключва. След като броячът достигне своята ТОП стойност, всичко се нулира. Възприеманата яркост на светодиода е донякъде пропорционална на времето за включване на сигнала. Строго погледнато, това е лъжа, но по -лесно за разбиране.

Стъпка 5: Вижте го в действие

Само някои предварителни тестове. Да, може да прави и пълни RGB цветове;-)

Тестване в реалния свят. Да, имаше малко сняг, но това беше преди Коледа. Сега отново ни вали сняг. Но, както обикновено, по време на коледните празници и новогодишните празници всичко, което имахме, беше дъжд. Моля, не ме обръщайте внимание на стененето около средата на видеото, остарявам, така че клякането става малко трудно. И накрая, някои леко подобрени ефекти. Мисията изпълнена. Странни светлини и незаконни там, където живея;-) Сигурен съм, че вече няма да бъда игнориран от сънливи или невежи шофьори. Като настроите малко тайминга, можете да създадете доста досадни ефекти, които привличат вниманието. Особено през нощта. Тъй като на платките има 4 GPIO/ADC щифта (2 могат да се използват за изграждане на малка I2C мрежа), трябва да е лесно да свържете бутон за задействане на всякакви ефекти. Свързването на CdSe фоторезистор също би работило. Общите разходи за материали са около 50 $. Най -голямото парче отиде в печатните платки. Ниска сума за поръчка, както обикновено. По аналогия с някога широко разпространена телевизионна реклама за компания за мобилни телефони в САЩ, нека ви попитам следното: „Можеш ли да ме видиш сега? - Добре.“

Стъпка 6: Актуализиран дизайн

Промених няколко неща тук и там.

Най -вече е добавянето на регулатор на ниско падащо напрежение. Сега платката може да работи с всичко от 4 до 14V DC. Също така промених цвета на печатната платка на жълт и добавих джъмпери, за да деактивирате автоматичното нулиране и да заобиколите регулатора на напрежението, ако не е необходимо. Демо код за грайфери и инструкции за сглобяване. Там ще намерите и KiCAD файлове, и схема. В случай, че искате такъв, можете да намерите повече информация в моя блог.

Стъпка 7: Прекалено голям

Следващото нещо в списъка: Tic Tac Toe

Стъпка 8: Повече Light Hack

Като добавите 3 проводника и още 3 резистора, яркостта може да се удвои. Сега за получаване на ток се използват два GPIO пина на цвят.

Стъпка 9: Още актуализации

Така че най -накрая преминах от „тъпа“ШИМ с прекъсване към BCM (модулация на двоичен код). Това драстично намалява времето на процесора, прекарано в завъртане на LED щифтовете, и увеличава яркостта доста. Целият подобрен код може да бъде намерен на github. Първите няколко секунди от видеото показват подобрението в лявата дъска. До излизането на следващата хардуерна ревизия на тази платка (изчакване пристигането на дъските), това ще подхрани малко нуждата от „повече светлина“. Гледането на новите дъски, работещи с пълна сила, ще бъде болезнено.