Sykkellys: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Målet med prosjektet

Design og konstruksjon av en belysning foran og bak for en sykkel som består av:

• Lampe foran.
• Tilstedeværelseslys og retningsindikator (blinker) bak.

Prosjektbegrensninger

• Enkelt strømforsyning.
• Flyttbar strømforsyning.
• Kraftig belysning foran og bak.
• Synlig i fullt lys.
• Batteribeskyttelse mot utladning.
• Vibrasjonsdemping.
• Enkel integrering i sykkelen.
• Utvidbart prosjekt for flere funksjoner.

Driftsprinsipp

Strømmen slås på ved å koble til batterikabelen.

Systemet starter. Et vekselvis blinkende to LED -matriser vises.

To trykknapper for å vise en blinkende pil som angir retningen på LED -matrisen i noen sekunder. Samtidig sendes en to-tonet lyd fra en aktiv summer.

Frontlyset på sykkelen har en uavhengig bryter for å slå den på.

Trinn 1: Liste over elektroniske komponenter

• Keramisk kondensator 10n (2)
• Elektrolytisk kondensator 3, 3µF
• Elektrolytisk kondensator 1000µF (2)
• Motstand 1K
• Motstand 10K (2)
• Motstand 33K
• Motstand 1M
• Motstand 33M
• Forsterkerkrets LM10
• Arduino mini Pro eller Elegoo nano V3
• Skruer og avstandsstykker i plast
• Zenerdiode 2, 5V
• Mosfet transistor BUZ21
• Firemanns LED matrise max7219
• Trykt bord 30x70mm
• Pin header

Trinn 2: Liste over tilbehør for sykkelintegrasjon

• Forseglet plasthus for kontroller
• Trykknapp for øyeblikkelig aktivering (2)
• 5-pinners kabel LED-lampe
• Batteri 18650 1500mAh (eller mer kapasitet) (2)
• Vanntette kontakter
• Plastikk eske
• Aktiv summer
• Retro-reflektor
• Plexiglassplate for trekk
• Skruer, skiver, muttere (4)
• Isolerende bånd (forskjellig tykkelse)

Trinn 3: Teknisk beskrivelse av den elektroniske delen

Den elektroniske delen består av 3 moduler:

• Strømregulator 5V
• Beskyttelseskrets for batteriladning
• Kontrollen av displayet til LED -matriseskjermen

Strømregulator 5V

Systemets strømforsyning bruker to 18650 batterier i serie. Arduino Pro Mini -kontrolleren leverer en regulert spenning på 5V som ikke vil bli brukt til å drive LED -matrisen. Under testene destabiliserte strømmen fra LED -matrisen som er koblet direkte til kontrolleren.

Regulatoren er en MCP1700 med lavt spenningsfall. Jeg har ikke en regulator som leverer 5V, jeg bruker en 3.3V regulator hvis utgangsspenning økes til 5V ved å bruke en Zenerdiode (i stedet for Zener kan man bruke dioder i serie).

Beskyttelseskrets for batteriladning

For å forlenge batteriets levetid anbefales det å ikke lade dem helt ut. Monteringen som brukes, kutter strømforsyningen når batterispenningen er under 6V.

LM10CN -kretsen er en differensialforsterker som har en intern referansespenning på 200mV som kan sammenlignes med batterispenningen. Til dette formålet brukes en 1M-33K skillebro som gir en spenning på 200mV når batterispenningen er 6V. Ved denne spenningen deaktiveres Mosfet BUZ21 som kutter strømforsyningen til enheten.

Kontrollen av LED -matriseskjermen

Skjematikken er enkel og krever få komponenter. Andre kontrollere fra Arduino eller Elegoo (Uno R3, nano -område, Mega 2560 R3, etc …) kan brukes.

Kontrolleren overvåkes med to trykknapper. En 10K motstand og en 10nF kondensator beskytter mot sprett.

Ved systemstart blinker LED -matrisen. Det er standardtilstanden. Ved å trykke på en av knappene vil kontrolleren bytte til "retningsvisermodus" i noen sekunder, og minihøyttaleren vil avgi en lyd mens LED -matrisen angir retningen.

Merknader:

LED -lampen er direkte koblet til den beskyttede strømkilden. Den kontrolleres ikke av Mini Pro -enheten. 1000µ kondensatorer beskytter kontrolleren og LED -arrayet mot strømspenninger når LED -lampen slås på eller fra strømvariasjoner knyttet til driften av LED -arrayet.

Bruken av en 1500mAh strømforsyning tillater en drift på 3 timer (ved 530mA).

I løpet av dagen uten LED -lampen er forbruket 210mA med en autonomi på 7t (strømforsyning 1500mAh).

Bruken av en 5000mAh strømforsyning forlenger driften til 10 timer (LED -lampe på).

Trinn 4: Programbeskrivelse

Programmet er ganske enkelt og er basert på LedControl.h -biblioteket. Alt kan lastes her.

Noen hint:

Intensiteten til LED -displayet gjøres gjennom variabelen "intens". Du kan velge en verdi mellom 0 (lav) og 8 (høy).

Den "lange" variabelen indikerer varigheten av visningen av retningspilene. Ved å trykke på en av knappene, vil retningspilene vises for tiden angitt med variabelen (i dette tilfellet 5 sekunder).

Variabelen "blink1" tillater blinkeffekten når du ikke trykker på noen knapp. Den støtter rulling fra venstre til høyre eller høyre til venstre, avhengig av hvilken knapp du trykker på.

Funksjonene "setRow" og "setColumn" brukes for å gi displayet effekt. "SetColumn" -funksjonen brukes til å fremheve pilens sidebevegelse.

En aktiv summer aktiveres av tonefunksjonen på port 6. Lyden som sendes ut er forskjellig avhengig av retningen. Lyden som sendes ut i løpet av de 5 sekundene lar deg vite statusen på displayet.

Programmet kjører i en loop. På grunn av den høye CPU -belastningen, vises visningshastigheten mens programmet kjører. På denne måten oppnås en viss visuell flyt. Sløyfeendenes forsinkelse (100 og 300 ms) gjør at rullehastigheten kan akselereres eller reduseres.

Videoen som ble laget under mock-up gir en forhåndsvisning av gjengivelsen. For å laste ned her.

Trinn 5: Montering og montering

Monteringen utgjør ikke noe problem.

Kretskortet som støtter komponentene er festet på baksiden av LED -modulen med avstandsstykker.

Alle ledninger er loddet for å unngå dårlige kontakter.

Huset er polstret med selvklebende skumstrimler. Dette unngår bruk av skruer og gjør at enheten kan motstå vibrasjonene på sykkelen.

Dermed designet (med den flerstrengede ledningstilkoblingen) kan systemet enkelt settes sammen og demonteres.

Batteriet passer i lommen på jakken min som den ikke forlater. Om kvelden vil den bli ladet opp for å være i drift igjen dagen etter.

Jeg har flere versjoner av strømforsyning, inkludert en med 4 batterier på 2000mAh (2x2). Autonomien går deretter opptil 8 timer. I dette tilfellet kan hele ladingen vare hele natten. Det er derfor fornuftig å ha flere sett med batterier.

Det skal bemerkes at lysintensiteten til matrisen påvirker strømforbruket. "Intens" -variabelen i programmet kan reduseres til å forlenge driften.

Konklusjon

Det er et enkelt prosjekt å gjennomføre forutsatt at du har tålmodighet til å skaffe riktig materiale (flerstrenget kabel, trykknapper …).

Jeg vil nå fullføre denne monteringen med en gyroskopmodul for å tilpasse displayet i henhold til sykkelens akselerasjon.