Arduino frontlysmodulator for motorsykkelsikkerhet: 20 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Motorsykler er vanskelig å se på veien først og fremst fordi de bare er omtrent en fjerdedel av bredden på en bil eller lastebil. Siden 1978 i USA har motorsykkelprodusenter blitt pålagt å gjøre motorsykler mer synlige ved å koble frontlysene kontinuerlig, men noen ganger er det ikke nok til å skille dem fra biler og gjøre dem "mer iøynefallende". USAs føderale og kanadiske forskrifter tillater modulering av frontlyktene på motorsykler. Modulasjonen blinker med frontlysene i en viss hastighet for å gjøre dem mer synlige. Denne lenken viser kravene til frontlysmodulatorer for både USA og Canada.

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

Siden jeg er en elektronikkhobbyist, har litt erfaring med mikrokontroller og sykler, bestemte jeg meg for å lage min egen frontlysmodulator og kaste inn noen andre sikkerhetsfunksjoner bare for meg. To funksjoner ble lagt til for å forbedre min bekvemmelighet og sikkerhet. De er en hastighetsindikator, det jeg kaller en "stakkars cruisekontroll" med head -up LED -display og et gult sikkerhetslys bak. Begge disse funksjonene kan til enhver tid legges til i modulatorens design.

Hastighetsmåleren på motorsykkelen min er vanskelig å lese på grunn av beliggenheten og utformingen. Å lese speedometeret betyr å ta øynene av veien. Hastighetsindikatoren består av en øyeblikkelig settbryter montert på styret nær høyre tommel, en hall-effektenhet med magnet festet til forhjulet og en trefarget LED montert på frontruten nær øyehøyde. Når ønsket hastighet er nådd, trykkes bryteren og LED -en blir umiddelbart blå for å indikere at du går med eller nær den innstilte hastigheten. Hvis du mister hastigheten, blir LED -en grønn for å indikere at for å opprettholde den innstilte hastigheten må du øke hastigheten. Hvis du går for fort, blir lysdioden rød for å indikere at du må senke farten. Målet er å holde LED -en blå.

Dette prosjektet var et læringsprosjekt for meg, og jeg gjorde mange feil underveis (for det meste i programvaren der det er enkelt å gjøre endringer). Jeg foreslår at du som et engangsprosjekt bruker konstruksjonen som er foreslått i delen "Hvordan den ble bygget".

MERK: Denne designen er ikke beregnet på kommersiell bruk og oppfyller ikke lovens "bokstav" på to områder

(d) Modulatorbryteren skal være koblet til strømledningen til bjelkefilamentet som moduleres og ikke på baksiden av kretsen.

(e) Midler skal være utstyrt slik at både den nedre og den øvre strålen forblir i bruk i tilfelle en modulatorfeil [MERK: En bryter kan installeres over MOSFET -enheten for å oppfylle dette kravet]

Nødvendig ferdighetssett:

• Denne instruksen er ikke en "hvordan", den er en "hvordan". Du må gjøre noen design for og tilpasning til din egen motorsykkel.
• Evne til å lese og følge et skjematisk diagram, finne komponenter på et prototypebrett og koble dem til tilkoblingstråd.
• Evne til lodding
• Mekanisk evne til å installere modulatoren på en motorsykkel

Trinn 1: Prosjektmål

Før jeg starter et designprosjekt, liker jeg å skrive ned en liste over alt jeg vil at designet skal gjøre. Her er listen min:

• Må være "plug-n-play". Monteres mellom frontlys og frontlys. Ingen kutt eller modifisering av kjøretøyets ledninger i det hele tatt.
• Moduler frontlysene med 240 overganger i minuttet mellom 100% og 20% lysstyrke på enten fjern- eller nærlys.
• Moduler et baklys med 60 overganger i minuttet, 240 overganger i minuttet når bremsene aktiveres.
• Fotomotstand montert på forgaffelen som kjenner dagslys. I skumringen opphører frontlysmoduleringen og head-up-skjermen dempes.
• Hoder opp trefarget LED-hastighetsindikator. Displayet viser "for fort" (rødt), "for sakte" (grønt), "på hastighet" (blått) med programmerbar hysterese.
• Håndtakmontert settbryter for hastighetsindikator for hodet opp.
• Hall -effekt -enhet montert på forgaffelen med magnet limt på forhjulet for å kjenne kjøretøyets hastighet.

Planer for fremtidig implementering:

• En ekte cruisekontroll med trinnmontert styremotor for å aktivere gassen.
• Gul advarselslamper på siden.

Trinn 2: Hvordan den er bygget

Mikrokontrollere er veldig kraftige når det gjelder alt de kan gjøre. Det er ganske enkelt å koble enheter til pinnene på en mikrokontroller og deretter kontrollere dem med programvare. Jeg brukte en Arduino (eller Arduino -klon) til dette prosjektet og flere prototyper (ett for hver funksjon). Senere designet jeg mitt eget kretskort. Disse prototypebordene kobles til hverandre i en stabel med Arduino -pinnene replikert på hvert prototypebrett. Bildet ovenfor viser hvordan dette prosjektet kan bygges i etapper, en funksjon på hvert prototypebrett. Det foreslås at du bygger frontlysmodulatoren først, installerer den på motorsykkelen og sørger for at den fungerer som den skal før du går videre til neste modul. Denne konstruksjonen gir deg også muligheten til å oppfinne, designe og bygge dine egne spesialfunksjoner.

Trinn 3: Frontlysmodulatoren skjematisk

Det antas at du vil bruke en Arduino UNO R3 eller kompatibel mikrokontroller. Bruk skjemaet ovenfor for å koble komponentene til modulatoren. Hvis du bare har en frontlys, kan du utelate den andre kontrollkretsen (vist i den blå boksen.) Selv om du har to frontlykter, bør du bare vurdere å blinke én. Det kan virke (og er) overkill å bruke en mikrokontroller for å blinke med en frontlys. Grunnen til å bruke mikrokontrolleren er for enkelheten i elektronikken og muligheten til å utføre de andre modulfunksjonene. For å bygge lyktemodulatorkortet trenger du delene som vises i følgende deleliste.

Trinn 4: Frontlysmodulatorens deleliste

Trinn 5: Kabelforbindelser for frontlysmodulator

Disse kablene er nødvendige for frontlysmodulatoren. Bruk alltid en måler enn det som er passende for kretsen den betjener. Det anbefales at hver løs ledning og upolarisert kontakt blir merket. Dette bør gjøres på hver kabel og på begge sider av protoshield -kretskortet. Siden motorsykkelen din kanskje ikke bruker en H4 frontlyspære som min, vil det være nødvendig for deg å:

• Bestem typen pære for motorsykkelen din
• Bestill den riktige frontlyskabelforlengeren
• Identifiser hvilke av de tre ledningene som er "bakken", "fjernlys" og "nærlys" og koble deretter til

Trinn 6: Montering av frontlysmodulator

Oppsettet og tilkoblingene mellom komponentene på dette brettet må byggmesteren bestemme. Bruk en 2-pinners rettvinklet overskrift som en kontakt for fotomotstandskabelen og en annen for strømmen som brukes til å forsyne 12VDC til det bakre varsellyset. Koble frontlysmodulatoren til Arduino -kortet. Bildet ovenfor viser hvordan modulatoren installeres mellom motorsykkelens frontlys og frontlysselen. All kraft kommer fra motorsykkelens frontlys.

Trinn 7: Fotomotstandsinstallasjon

Monter fotomotstandskabelen ved hjelp av ett eller flere kabelbindere for å feste den til forgaflen på motorsykkelen som peker nedover mot bakken.

Trinn 8: Programvaren

Denne Arduino -koden vil betjene frontlysmodulatoren, baklyset og "head up" hastighetsindikatoren. Selv om det ikke er profesjonell kode på noen måte, viser det eksempler på tidtakere og avbrudd.

Modulator programvare

De sentrale egenskapene til frontlysmodulatorprogramvaren er:

• En 8 Hz timer.
• En matrise med 16 elementer som lagrer statusen til frontlyset for hvert kryss i timeren. (f.eks. på 100%, på 20%, på 100%, på 20%, etc.)
• Et tidsavbrudd som leser statusarrayet og overfører denne statusen til frontlyspinnen på Arduino.

Hver gang gjennom sløyfen leses verdien av fotomotstanden. Hvis verdien som er lest er større enn verdien som er lagret som representerer skumring, fortsetter frontlysene å modulere.

Baklys -programvare

Den bakre varsellysprogramvaren bruker den samme 8 Hz -timeren, tidsavbruddet og matrisen som frontlysmodulatoren, men mens motorsykkelens brems ikke er på, lyser den bakre varsellyset for 8 flått og av for 8 flått. Hvis bremsene aktiveres, blinker det bakre varsellyset på 1 kryss, av 1 kryss, etc. til bremsen slippes.

Hastighetsindikatorprogramvare

De sentrale egenskapene til hastighetsindikatoren er:

• En timer på 2000 Hz.
• En maskinvareavbrudd generert av hall -effekt -enheten
• Hastighetsinnstillingsbryteren
• Lysdiodene indikerer "for fort", "for sakte" og "på hastighet"

Hver gang forhjulsmagneten passerer hall -effektenheten, lagres en teller, drevet av 2000 Hz -timeren; da nullstilles telleren og tellingen begynner igjen. Når du trykker på “speed set” -knappen, blir den lagrede telleren den innstilte hastigheten. Deretter blir den innstilte hastigheten sammenlignet med den lagrede telleren, og den passende LED -en lyser for å indikere om tellingen er mindre (for rask) mer (for langsom) eller innenfor toleranseområdet for hastigheten beregnet ved å legge til eller trekke fra en prosentandel av den innstilte hastigheten. Hvis toleransen ikke ble introdusert, måtte tellingen være nøyaktig den innstilte hastigheten, ellers ville den blå lysdioden aldri lyse.

Trinn 9: Den bakre forsiktig lysmodulen

Bildet ovenfor viser et LED -gult advarselslys festet til bakseteryggen på motorsykkelen min. Når du kjører, blinker denne lampen jevnt ett sekund på, ett sekund av. Når bremsene er trukket på, blinker dette lyset med samme fire ganger i sekundet som frontlysene.

Trinn 10: Den bakre forsiktighetslampen skjematisk

Bruk skjemaet ovenfor for å koble komponentene til det bakre varsellyset. For å bygge det bakre varsellyskortet, trenger du delene som vises i følgende deleliste.

Trinn 11: Liste over deler for forsiktig lys

Trinn 12: Bakre forsiktig lyskabelenhet

Trinn 13: Forsiktig lysinstallasjon

Oppsettet og tilkoblingene mellom komponentene på dette kortet må byggmesteren bestemme. Bruk en 2-pinners rettvinklet overskrift som en kontakt for forsiktighetslyskabelen og en annen for 12VDC-strømmen fra frontlysmodulatoren.

Monter varsellyset bak på motorsykkelen og fest kabelen med kabelbinder. Koble varsellysmodulen til frontlysmodulatoren, koble varsellysets 12VDC -jumper fra frontlysmodulatormodulen til den bakre varsellysmodulen.

Trinn 14: Hastighetsindikatormodulen skjematisk

Trinn 15: Deleliste for hastighetsindikator

Trinn 16: Hastighetsindikator Hall Effect Cable Assembly

Trinn 17: Hastighetsindikator Speed Set Switch og Brake Switch Cable Assembly

Trinn 18: Hastighetsindikator "Heads-up LED" kabelenhet

LED -monteringen overlates til byggherren.

Trinn 19: Installasjon av hastighetsindikator

Oppsettet og tilkoblingene mellom komponentene på dette brettet må byggmesteren bestemme. Bruk en 2-pinners rettvinklet overskrift som en kontakt for hastighetssettkabelen og en annen for bremsekontaktkabelen. Bruk en 3-pinners rettvinklet overskrift som en kontakt for kabelenheten for hall-effekt-enheten og en 4-pinners for hastighetsindikatorens LED-kabelenhet.

Monter hastighetsinnstillingsbryteren, hallsensoren, hastighetsindikator -LED og kabel til motorsykkelbremsebryter i samsvar med bildene på kabelenheten. Koble hastighetsindikatoren til varsellysmodulen.

Trinn 20: SLUTNOTER

Jeg har brukt frontlysmodulatoren/forsiktig lyset/hastighetsindikatoren i over et år, og det har aldri mislyktes. Forvent et par sekunders forsinkelse (mens Arduino starter opp) til frontlysene tennes og begynner å blinke. Selv om det er umulig å bevise en ikke-hendelse, ser jeg ut til å være synlig for sjåfører rundt meg. Minst 3 personer har nevnt og setter pris på det gule baklyset.