Arduino fényszóró -modulátor a motorkerékpárok biztonságához: 20 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

A motorkerékpárokat nehezen lehet látni az úton, mert csak körülbelül egynegyed szélességű személy- vagy teherautó. 1978 óta az Egyesült Államokban a motorkerékpár -gyártóknak kötelezővé kell tenniük a motorkerékpárok láthatóbbá tételét a fényszórók folyamatos bekapcsolásával, de néha ez nem elegendő ahhoz, hogy megkülönböztessük őket az autóktól, és "feltűnőbbé" tegyük őket. Az USA szövetségi és kanadai előírásai lehetővé teszik a motorkerékpárok fényszóróinak módosítását. A moduláció bizonyos sebességgel villog a fényszórókkal, hogy láthatóbbak legyenek. Ez a link mutatja a fényszóró -modulátorokra vonatkozó követelményeket mind az USA -ban, mind Kanadában.

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

Mivel elektronikai hobbi vagyok, van némi tapasztalatom a mikrovezérlőkkel és motorozom, úgy döntöttem, hogy saját fényszóró -modulátort készítek, és bevetek néhány egyéb biztonsági funkciót. Két funkcióval bővítettem a kényelmet és a biztonságot. Ezek sebességmérő, amit én "szegény ember tempomatjának" nevezek, fejjel felfelé LED kijelzővel és hátul borostyánsárga biztonsági lámpával. Ezen funkciók bármelyike bármikor hozzáadható a modulátorhoz.

A motorkerékpárom sebességmérője a hely és a kialakítás miatt nehezen olvasható. A sebességmérő leolvasása azt jelenti, hogy leveszem a szemem az útról. A sebességjelző egy pillanatnyi beállító kapcsolóból áll, amely a kormányra van szerelve a jobb hüvelykujj közelében, egy hall hatású eszköz mágnessel az első kerékhez és egy háromszínű LED, amely a szélvédőre van felszerelve a szemmagasság közelében. Amikor elérte a kívánt sebességet, megnyomja a kapcsolót, és a LED azonnal kékre vált, jelezve, hogy a beállított sebességgel vagy annak közelében halad. Ha csökken a sebesség, a LED zöldre vált, jelezve, hogy a beállított sebesség fenntartásához fel kell gyorsítani. Ha túl gyorsan megy, a LED pirosan világít, jelezve, hogy lassítania kell. A cél az, hogy a LED kéken maradjon.

Ez a projekt egy tanulási projekt volt számomra, és sok hibát követtem el útközben (főleg a szoftverben, ahol a változtatások könnyen végrehajthatók). Azt javaslom, hogy egyszeri projektként használja a „Hogyan épült” részben javasolt konstrukciót.

MEGJEGYZÉS: Ez a kivitel nem alkalmas kereskedelmi használatra, és két területen nem felel meg a törvény "betűjének"

d) A modulátor kapcsolóját a modulálandó fényszál tápvezetékébe kell vezetni, és nem az áramkör földi oldalába.

e) Gondoskodni kell arról, hogy az alsó és a felső fényszóró is működőképes maradjon egy modulátor meghibásodása esetén [MEGJEGYZÉS: Ennek a követelménynek a kielégítésére egy kapcsoló felszerelhető a MOSFET -eszközre]

Szükséges készségkészlet:

• Ez az utasítás nem „hogyan”, hanem „hogyan”. Meg kell terveznie és alkalmazkodnia kell a saját motociklusához.
• Képes elolvasni és követni egy vázlatos diagramot, megkeresni az alkatrészeket egy prototípus -táblán, és csatlakoztatni őket csatlakozó vezetékkel.
• Forrasztási képesség
• Mechanikus képesség a modulátor felszerelésére motorkerékpárra

1. lépés: A projekt célja

Mielőtt bármilyen tervezési projektet elkezdenék, szeretnék lejegyezni egy listát mindarról, amit szeretnék. Íme a listám:

• "Plug-n-play" kell, hogy legyen. Szerelés a fényszóró kábelkötege és a fényszórók között. Nincsenek vágások vagy módosítások a járművezetékeken.
• Módosítsa a fényszórókat 240 átviteli sebességgel percenként 100% és 20% közötti fényerő között, akár távolsági, akár tompított fényszórók esetén.
• A hátsó figyelmeztető lámpát 60 fordulat / perc sebességgel, 240 fék / perc sebességgel fékezve módosítsa.
• Fényellenállás az első villára érzékelő nappali fényre szerelve. Alkonyatkor a fényszórók modulációja megszűnik, és a fejtetős kijelző elhalványul.
• Három színű LED sebességjelzővel rendelkezik. A kijelzőn "túl gyors" (piros), "túl lassú" (zöld), "sebesség" (kék) látható programozható hiszterézissel.
• Kormányra szerelt kapcsoló a fejjel felfelé fordulatszám -jelzőhöz.
• Hall -hatású eszköz az első villához rögzítve, az első kerékhez ragasztott mágnessel, hogy érzékelje a jármű sebességét.

Tervek a jövőbeli megvalósításra:

• Igazi sebességtartó automatika kormányra szerelt léptetőmotorral a fojtószelep működtetéséhez.
• Borostyánsárga oldalsó figyelmeztető lámpák.

2. lépés: Hogyan épül fel?

A mikrokontrollerek nagyon hatékonyak abban, hogy mit tehetnek. Elég könnyű csatlakoztatni az eszközöket a mikrovezérlő csapjaihoz, majd szoftverrel vezérelni őket. Ehhez a projekthez egy Arduino -t (vagy Arduino -klónt) és több prototípus -táblát (minden funkcióhoz egyet) használtam. Később saját áramkört terveztem. Ezek a prototípus -táblák egymásba csatlakoznak egy halomban, és az Arduino csapok replikálva vannak minden prototípus -táblán. A fenti kép bemutatja, hogyan lehet ezt a projektet szakaszosan felépíteni, egy funkciót minden prototípus -táblán. Javasoljuk, hogy először építse be a fényszóró -modulátort, szerelje fel a motorkerékpárra, és győződjön meg arról, hogy megfelelően működik, mielőtt továbblép a következő modulhoz. Ez a típusú konstrukció lehetőséget nyújt arra is, hogy saját különlegességeit kitalálja, megtervezze és megépítse.

3. lépés: A fényszóró modulátor vázlata

Feltételezzük, hogy Arduino UNO R3 -at vagy kompatibilis mikrokontrollert fog használni. Használja a fenti sémát a modulátor alkatrészeinek bekötéséhez. Ha csak egy fényszórója van, kihagyhatja a második vezérlőáramkört (a kék dobozban látható.) Még ha két fényszórója is van, fontolja meg csak az egyik villogását. Túlzásnak tűnhet (és az is), ha mikrokontrollert használ a fényszóró kacsintására. A mikrokontroller használatának oka az elektronika egyszerűsége és a többi modulfunkció végrehajtásának lehetősége. A fényszóró -modulátor panel elkészítéséhez szüksége lesz az alábbi alkatrészlistában látható alkatrészekre.

4. lépés: A fényszóró modulátor alkatrészlistája

5. lépés: Fényszóró -modulátor kábelszerelvényei

Ezekre a kábelekre van szükség a fényszóró modulátor modulhoz. Mindig használjon drótmérőt, amely nem felel meg az áramkörnek. Javasoljuk, hogy minden laza vezetéket és polarizálatlan csatlakozót címkézzenek. Ezt minden kábelnél és a protoshield áramköri lap mindkét oldalán meg kell tenni. Mivel motorkerékpárja nem használhat olyan H4 -es fényszóró -izzót, mint az enyém, a következőkre lesz szüksége:

• Határozza meg a motorkerékpár izzó típusát
• Rendelje meg a megfelelő fényszórókábel -hosszabbítót
• Határozza meg, hogy a három vezeték közül melyik a „föld”, a „távolsági fény” és a „tompított fény”, és ennek megfelelően csatlakoztassa

6. lépés: A fényszóró modulátor telepítése

Az ezen a táblán található alkatrészek elrendezését és kapcsolatait az építő határozza meg. Az egyik 2-tűs derékszögű fejlécet csatlakoztassa a fotóellenállás kábelszerelvényéhez, a másikat pedig a 12 V egyenáramú tápellátáshoz a hátsó figyelmeztető lámpához. Csatlakoztassa a fényszóró modulátor modult az Arduino kártyához. A fenti kép azt mutatja, hogyan telepíti a modulátor a motorkerékpár fényszórója és a fényszórókötege közé. Minden erő a motorkerékpárok fényszórójának kábelkötegéből származik.

7. lépés: Fotóellenállás telepítése

Szerelje fel a fotóellenállás kábelszerelvényét egy vagy több kábelköteg segítségével, hogy rögzítse azt a motorkerékpár elülső villájához, amely lefelé mutat a talaj felé.

8. lépés: A szoftver

Ez az Arduino kód működteti a fényszóró -modulátort, a hátsó figyelmeztető lámpát és a „heads -up” sebességjelzőt. Bár semmiképpen nem professzionális kód, példákat mutat az időzítőkre és a megszakításokra.

Modulátor szoftver

A fényszóró -modulátor szoftver központi jellemzői a következők:

• 8 Hz -es időzítő.
• 16 elemből álló tömb, amely tárolja a fényszóró állapotát az időzítő minden egyes kullancsára. (pl. 100%-on, 20%-on, 100%-on, 20%-on stb.)
• Időzítő megszakítás, amely leolvassa az állapottömböt, és átviszi ezt az állapotot az Arduino fényszórótüskéjére.

A cikluson keresztül minden alkalommal leolvasásra kerül a fotóellenállás értéke. Ha a leolvasott érték nagyobb, mint a szürkületet tároló érték, a fényszórók tovább modulálnak.

Hátsó figyelmeztető fényszoftver

A hátsó figyelmeztető lámpa szoftver ugyanazt a 8 Hz -es időzítőt, időzítő megszakítást és tömböt használja, mint a fényszóró -modulátor, de miközben a motorkerékpár féke nincs behúzva, a hátsó figyelmeztető lámpa 8 kullancsnál világít, 8 kullancsnál pedig nem. Ha a fék be van húzva, a hátsó figyelmeztető lámpa 1 kullancson, 1 kullancson stb. Villog a fék kioldásáig.

Sebességjelző szoftver

A sebességjelző központi jellemzői a következők:

• 2000 Hz -es időzítő.
• Hardver megszakítás, amelyet a hall -effektus eszköz generál
• A sebesség beállító kapcsolója
• A „túl gyors”, „túl lassú” és „bekapcsolt sebesség” jelző LED -ek

Minden alkalommal, amikor az első kerék mágnese elhalad a csarnokhatású eszköz mellett, a 2000 Hz -es időzítő által vezérelt számláló tárolódik; akkor a számláló nullázódik, és a számlálás újra kezdődik. A „sebesség beállítása” gomb megnyomásakor a tárolt számláló a beállított sebesség lesz. Ezt követően a beállított sebességet összehasonlítják a tárolt számlálóval, és a megfelelő LED világít, jelezve, hogy a számláló kevesebb (túl gyors) több (túl lassú), vagy a beállított sebesség százalékának hozzáadásával vagy kivonásával kiszámított bekapcsolási sebesség tűréshatárán belül van.. Ha a toleranciát nem vezetik be, a számlálásnak pontosan a beállított sebességnek kell lennie, különben a kék LED soha nem világít.

9. lépés: A hátsó figyelmeztető fény modul

A fenti képen egy sárga LED -es figyelmeztető lámpa látható, amely a motorkerékpárom hátsó ülésének háttámlájához van rögzítve. Menet közben ez a lámpa folyamatosan villog egy másodpercig, egy másodpercig kikapcsolva. A fékek behúzásakor ez a lámpa másodpercenként négyszer villog, mint a fényszórók.

10. lépés: A hátsó figyelmeztető lámpa vázlata

A fenti vázlat szerint kösse össze a hátsó figyelmeztető lámpa alkatrészeit. A hátsó figyelmeztető lámpa tábla elkészítéséhez szüksége lesz az alábbi alkatrészlistában látható alkatrészekre.

11. lépés: A hátsó figyelmeztető lámpa alkatrészeinek listája

12. lépés: Hátsó figyelmeztető lámpa kábel szerelvény

13. lépés: Figyelmeztető lámpa telepítése

Az ezen a táblán található alkatrészek elrendezését és kapcsolatait az építő határozza meg. Az egyik 2 tűs derékszögű fejlécet csatlakoztassa a figyelmeztető lámpa kábelszerelvényéhez, a másikat pedig a fényszóró modulátor modulból származó 12 V egyenáramú tápellátáshoz.

Szerelje fel a figyelmeztető lámpát a motorkerékpár hátuljára, és rögzítse kábelét kábelkötegelőkkel. Csatlakoztassa a figyelmeztető lámpa modult a fényszóró modulátor moduljához, csatlakoztassa a 12VDC figyelmeztető lámpát a fényszóró modul modulból a hátsó figyelmeztető lámpa modulhoz.

14. lépés: A sebességmérő modul vázlata

15. lépés: Sebességjelző alkatrészek listája

16. lépés: Sebességjelző csarnok effektív kábelszerelvény

17. lépés: Sebességjelző sebesség -állító kapcsoló és fékkapcsoló -kábel szerelvény

18. lépés: Sebességjelző "Heads-up LED" kábelszerelvény

A LED -szerelés az építtetőre van bízva.

19. lépés: Sebességjelző telepítése

Az ezen a táblán található alkatrészek elrendezését és kapcsolatait az építő határozza meg. Az egyik 2-tűs derékszögű fejlécet csatlakoztassa a sebességbeállító kábelszerelvényhez, a másikat pedig a fékkapcsoló kábeléhez. Használjon 3 tűs derékszögű fejlécet csatlakozóként a csarnokhatású eszköz kábelszerelvényéhez, és 4 tűs a sebességjelző LED kábelszerelvényhez.

Szerelje fel a sebességbeállító kapcsolót, a csarnokérzékelőt, a sebességjelző LED -et és a kábelt a motorkerékpár fékkapcsolójához a kábelszerelvény képei szerint. Csatlakoztassa a sebességjelző modult a figyelmeztető lámpa modulhoz.

20. lépés: Záró megjegyzések

Több mint egy éve használom a fényszóró -modulátoromat/figyelmeztető lámpám/sebességjelzőm, és soha nem hibázott. Várjon néhány másodperces késést (amíg az Arduino elindul), amíg a fényszórók kigyulladnak és villogni nem kezdenek. Bár lehetetlen bizonyítani egy nem eseményt, úgy tűnik, hogy látható vagyok a körülöttem lévő vezetők számára. Legalább 3 ember említette és értékeli a borostyánsárga hátsó figyelmeztető lámpát.