Kerékpárfények: 5 lépés

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:47

A projekt célja

Kerékpár első és hátsó világítóberendezésének tervezése és kivitelezése, amely a következőkből áll:

• Első világító lámpa.
• Jelenlétfény és irányjelző (villog) hátul.

A projekt korlátai

• Egyetlen tápegység.
• Kivehető tápegység.
• Erőteljes első és hátsó világítás.
• Teljes fényben látható.
• Az akkumulátor lemerülés elleni védelme.
• Rezgéscsillapítás.
• Egyszerű integráció a kerékpárba.
• Bővíthető projekt további funkciókkal.

Működés elve

A tápfeszültség bekapcsolása az akkumulátor kábel csatlakoztatásával történik.

A rendszer elindul. Megjelenik két LED tömb váltakozó villogása.

Két nyomógomb a villogó nyíl megjelenítéséhez a LED mátrixon néhány másodpercig. Ugyanakkor az aktív zümmögő kéttónusú hangot ad ki.

A kerékpár első lámpája független kapcsolóval rendelkezik a bekapcsoláshoz.

1. lépés: Elektronikai alkatrészek listája

• Kerámia kondenzátor 10n (2)
• Elektrolitikus kondenzátor 3, 3µF
• Elektrolitikus kondenzátor 1000µF (2)
• Ellenállás 1K
• Ellenállás 10K (2)
• Ellenállás 33K
• Ellenállás 1M
• Ellenállás 33M
• Erősítő áramkör LM10
• Arduino mini Pro vagy Elegoo nano V3
• Csavarok és műanyag távtartók
• Zener dióda 2, 5V
• Mosfet BUZ21 tranzisztor
• Négyszeres led mátrix max7219
• Nyomtatott tábla 30x70mm
• Rögzítse a fejlécet

2. lépés: A kerékpáros integrációhoz szükséges tartozékok listája

• Zárt műanyag ház a kezelőszervekhez
• Pillanatnyi aktiválás nyomógomb (2)
• 5 tűs kábel LED-es lámpa
• Akkumulátor 18650 1500mAh (vagy több kapacitás) (2)
• Vízálló csatlakozók
• Műanyag tok
• Aktív zümmögő
• Fényvisszaverő
• Plexi lemez a borításhoz
• Csavarok, alátétek, anyák (4)
• Szigetelő szalagok (különböző vastagságúak)

3. lépés: Az elektronikus alkatrész műszaki leírása

Az elektronikus rész 3 modulból áll:

• Áramszabályozó 5V
• Akkumulátor kisülés elleni védelmi áramkör
• A LED mátrix kijelző kijelzőjének vezérlése

Áramszabályozó 5V

A rendszer tápegysége két soros 18650 elemet használ. Az Arduino Pro Mini vezérlő 5 V -os szabályozott feszültséget szolgáltat, amelyet nem használnak a LED -tömb táplálására. A vizsgálatok során a közvetlenül a vezérlőhöz csatlakoztatott LED -tömb áramfelvétele destabilizálta azt.

A szabályozó egy MCP1700, alacsony feszültségcsökkenéssel. Mivel nem rendelkezik 5 V -os tápegységgel, egy 3,3 V -os szabályozót használok, amelynek kimeneti feszültségét 5 V -ra növelik egy Zener dióda használatával (a Zener helyett soros diódákat lehet használni).

Akkumulátor kisülés elleni védelmi áramkör

Az elemek élettartamának meghosszabbítása érdekében tanácsos, hogy ne merítse le teljesen. Az alkalmazott rögzítés megszakítja az áramellátást, ha az akkumulátor feszültsége 6V alatt van.

Az LM10CN áramkör egy differenciális erősítő, amelynek belső referenciafeszültsége 200 mV, és összehasonlítható az akkumulátor feszültségével. Ebből a célból 1M-33K elválasztó hidat használnak, amely 200 mV feszültséget ad, ha az akkumulátor feszültsége 6V. Ennél a feszültségnél a Mosfet BUZ21 kikapcsol, ami megszakítja a szerelvény áramellátását.

A LED mátrix kijelző vezérlése

A vázlat egyszerű, és kevés összetevőt igényel. Más Arduino vagy Elegoo vezérlők (Uno R3, nano tartomány, Mega 2560 R3 stb.) Is használhatók.

A vezérlőt két nyomógombbal figyelik. A 10K ellenállás és a 10nF kondenzátor megvédi a visszapattanó feszültségeket.

A rendszer indításakor a LED mátrix villog. Ez az alapértelmezett állapot. Az egyik gomb megnyomásával a vezérlő néhány másodpercre „irányjelző üzemmódba” kapcsol, és a mini hangszóró hangot ad ki, miközben a LED mátrix jelzi az irányt.

Megjegyzések:

A LED lámpa közvetlenül a védett áramforráshoz van csatlakoztatva. Nem a Mini Pro egység vezérli. Az 1000µ -es kondenzátorok megvédik a vezérlőt és a LED -tömböt a túlfeszültségtől a LED -lámpa bekapcsolásakor vagy a LED -tömb működésével kapcsolatos áramingadozásoktól.

Az 1500 mAh -es tápegység használata 3 órás működést tesz lehetővé (530 mA -nél).

Led lámpa nélkül napközben a fogyasztás 210 mA, autonómia 7 óra (tápegység 1500 mAh).

Az 5000mAh tápegység használata 10 órára növeli a működést (a LED -es lámpa világít).

4. lépés: A program leírása

A program meglehetősen egyszerű, és a LedControl.h könyvtárra épül. Itt mindent fel lehet tölteni.

Néhány tipp:

A LED kijelző intenzitása az "intenzitás" változón keresztül történik. 0 (alacsony) és 8 (magas) közötti értéket választhat.

A "hosszú" változó az iránynyilak megjelenítésének időtartamát jelzi. Az egyik nyomógomb megnyomásával az iránynyilak megjelennek a változó által jelzett ideig (ebben az esetben 5 másodperc).

A "blink1" változó lehetővé teszi a villogást, ha egyetlen gombot sem nyom meg. Támogatja a balról jobbra vagy jobbról balra görgetést a gomb megnyomásától függően.

A "setRow" és a "setColumn" függvények a kijelző hatását váltják ki. A "setColumn" funkció a nyilak oldalirányú mozgásának hangsúlyozására szolgál.

Az aktív zümmögőt a 6 -os porton lévő hangfunkció aktiválja. A kibocsátott hang az iránytól függően eltérő. Az 5 másodperc alatt kibocsátott hang lehetővé teszi a kijelző állapotának megismerését.

A program ciklusban fut. A nagy CPU terhelés miatt a kijelzőn megjelenik a sebesség a program futása közben. Ily módon bizonyos vizuális folyékonyságot kapunk. A hurokvég késleltetése (100 és 300 ms) lehetővé teszi a görgetési sebesség felgyorsítását vagy lassítását.

A makett során készített videó előzetes képet nyújt a megjelenítésről. Letöltéshez itt.

5. lépés: Összeszerelés és szerelés

Az összeszerelés nem okoz problémát.

Az alkatrészeket alátámasztó nyomtatott áramköri lap a LED modul hátoldalához van rögzítve távtartókkal.

Minden vezeték forrasztva van a rossz érintkezés elkerülése érdekében.

A ház öntapadó habszalagokkal van párnázva. Ez elkerüli a csavarok használatát, és lehetővé teszi, hogy a szerelvény ellenálljon a kerékpár rezgéseinek.

Az így kialakított (többszálú huzalcsatlakozással) a rendszer könnyen összeszerelhető és szétszerelhető.

Az akkumulátor elfér a kabátom zsebében, hogy nem hagyja el. Este feltöltődik, hogy másnap újra üzemképes legyen.

A tápegységnek több verziója van, köztük egy 4 db 2000mAh (2x2) akkumulátorral. Az autonómia ezután akár 8 óráig is eltart. Ebben az esetben a teljes feltöltés egész éjjel tarthat. Ezért ésszerű több elemcsomagot használni.

Meg kell jegyezni, hogy a mátrix fényerőssége befolyásolja az energiafogyasztást. A program "intenzív" változója csökkenthető a működés meghosszabbítása érdekében.

Következtetés

Ez egy egyszerű projekt, ha van türelme a megfelelő anyag beszerzéséhez (többszálú kábel, nyomógombok …).

Ezt a szerelést most giroszkóp modullal fogom kiegészíteni, hogy a kijelzőt a kerékpár gyorsulásához igazítsam.