Cykellampor: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Syftet med projektet

Design och konstruktion av en främre och bakre belysningsanordning för en cykel som omfattar:

• Framljuslampa.
• Närvarolampa och riktningsindikator (blinkar) bak.

Projektbegränsningar

• Enkel strömförsörjning.
• Avtagbar strömförsörjning.
• Kraftfull belysning fram och bak.
• Synligt i fullt ljus.
• Batteriskydd mot urladdning.
• Vibrationsdämpning.
• Enkel integration i cykeln.
• Expanderbart projekt för ytterligare funktioner.

Funktionsprincip

Strömmen slås på genom att koppla in batterikabeln.

Systemet startar. Ett växlande blinkande av två LED -matriser visas.

Två tryckknappar för att visa en blinkande pil som anger riktningen på LED -matrisen i några sekunder. Samtidigt avges ett tvåtonigt ljud från en aktiv summer.

Cykelns främre lampa har en oberoende omkopplare för att tända den.

Steg 1: Lista över elektroniska komponenter

• Keramisk kondensator 10n (2)
• Elektrolytkondensator 3, 3µF
• Elektrolytkondensator 1000µF (2)
• Motstånd 1K
• Motstånd 10K (2)
• Motstånd 33K
• Motstånd 1M
• Motstånd 33M
• Förstärkarkrets LM10
• Arduino mini Pro eller Elegoo nano V3
• Skruvar och distanser i plast
• Zenerdiod 2, 5V
• Mosfet transistor BUZ21
• Fyrdubbel led matris max7219
• Tryckt kartong 30x70mm
• Pin -rubrik

Steg 2: Lista över tillbehör för cykelintegrering

• Förseglat plasthus för kontroller
• Tryckknapp för tillfällig aktivering (2)
• 5-polig kabel LED-lampa
• Batteri 18650 1500mAh (eller mer kapacitet) (2)
• Vattentäta kontakter
• Plastfodral
• Aktiv summer
• Retro-reflektor
• Plexiglasplatta för lock
• Skruvar, brickor, muttrar (4)
• Isoleringsband (olika tjocklek)

Steg 3: Teknisk beskrivning av den elektroniska delen

Den elektroniska delen består av 3 moduler:

• Strömregulator 5V
• Batteriladdningsskyddskrets
• Styrningen av displayen på LED -matrisdisplayen

Strömregulator 5V

Systemets strömförsörjning använder två 18650 batterier i serie. Arduino Pro Mini -styrenheten levererar en reglerad spänning på 5V som inte kommer att användas för att driva LED -matrisen. Under testerna destabiliserade strömförbrukningen från LED -matrisen som är direkt ansluten till styrenheten den.

Regulatorn är en MCP1700 med lågt spänningsfall. Eftersom jag inte har en regulator som levererar 5V använder jag en 3.3V regulator vars utspänning ökas till 5V med hjälp av en Zenerdiod (istället för Zener kan man använda dioder i serie).

Batteriladdningsskyddskrets

För att förlänga batteriernas livslängd är det lämpligt att inte ladda ur dem helt. Monteringen som används bryter strömförsörjningen när batterispänningen är under 6V.

LM10CN -kretsen är en differentialförstärkare som har en intern referensspänning på 200mV som kan jämföras med batterispänningen. För detta ändamål används en 1M-33K avdelarbrygga som ger en spänning på 200mV när batterispänningen är 6V. Vid denna spänning är Mosfet BUZ21 inaktiverad vilket bryter aggregatets strömförsörjning.

Styrningen av LED -matrisdisplayen

Schemat är enkelt och kräver få komponenter. Andra kontroller från Arduino eller Elegoo (Uno R3, nano -sortiment, Mega 2560 R3, etc …) kan användas.

Kontrollenheten övervakas med två tryckknappar. Ett 10K -motstånd och en 10nF kondensator skyddar mot studsspänningar.

Vid systemstart blinkar LED -matrisen. Det är standardläget. Genom att trycka på en av knapparna växlar regulatorn till "riktningsindikatorläge" i några sekunder och minihögtalaren avger ett ljud medan LED -matrisen anger riktningen.

Anmärkningar:

LED -lampan är direkt ansluten till den skyddade strömkällan. Den styrs inte av Mini Pro -enheten. 1000µ kondensatorer skyddar regulatorn och LED -matrisen från strömstötar när LED -lampan slås på eller från strömvariationer relaterade till driften av LED -arrayen.

Användningen av en 1500mAh strömförsörjning tillåter en drift på 3 timmar (vid 530mA).

Under dagen utan LED -lampan är förbrukningen 210mA med en autonomi på 7h (strömförsörjning 1500mAh).

Användningen av en 5000 mAh strömförsörjning förlänger driften till 10 timmar (LED -lampa tänd).

Steg 4: Programbeskrivning

Programmet är ganska enkelt och är baserat på LedControl.h -biblioteket. Allt kan laddas här.

Några tips:

Intensiteten för LED -displayen görs genom variabeln "intens". Du kan välja ett värde mellan 0 (låg) och 8 (hög).

Den "långa" variabeln indikerar varaktigheten för visning av riktningspilarna. Genom att trycka på en av knapparna visas riktningspilarna under den tid som variabeln anger (i detta fall 5 sekunder).

Variabeln "blink1" tillåter blinkningseffekten när ingen knapp trycks in. Den stöder rullning från vänster till höger eller höger till vänster beroende på vilken knapp som trycks ned.

Funktionerna "setRow" och "setColumn" används för att ge displayen effekt. Funktionen "setColumn" används för att framhäva pilarnas sidorörelse.

En aktiv summer aktiveras av tonfunktionen på port 6. Ljudet som avges varierar beroende på riktning. Ljudet som avges under de 5 sekunderna låter dig veta statusen för displayen.

Programmet körs i en loop. På grund av den höga CPU -belastningen visas visningshastigheten när programmet körs. På detta sätt erhålls en viss visuell fluiditet. Slingans slutfördröjning (100 och 300 ms) gör att rullningshastigheten kan accelereras eller bromsas.

Videon som gjordes under mock-up ger en förhandsvisning av återgivningen. För att ladda ner här.

Steg 5: Montering och montering

Monteringen utgör inga problem.

Det kretskort som stöder komponenterna fästs på baksidan av LED -modulen med distanser.

Alla ledningar är lödda för att undvika dåliga kontakter.

Höljet är vadderat med självhäftande skumremsor. Detta undviker användning av skruvar och gör att enheten kan motstå cykelns vibrationer.

Således konstruerad (med den flersträngade trådanslutningen) kan systemet enkelt monteras och demonteras.

Batteriet passar i fickan på min jacka som det inte lämnar. På kvällen laddas den för att vara i drift igen nästa dag.

Jag har flera versioner av strömförsörjning inklusive en med 4 batterier på 2000mAh (2x2). Autonomin går sedan upp till 8 timmar. I detta fall kan hela laddningen pågå hela natten. Det är därför klokt att ha flera uppsättningar batterier.

Det bör noteras att matrisens ljusintensitet påverkar strömförbrukningen. Programvarans "intens" -variabel kan reduceras för att förlänga driften.

Slutsats

Det är ett enkelt projekt att genomföra förutsatt att du har tålamod att få rätt material (flertrådig kabel, tryckknappar …).

Jag kommer nu att slutföra denna montering med en gyroskopmodul för att anpassa displayen efter cykelns acceleration.