Lampu Basikal: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Objektif projek

Reka bentuk dan pembinaan alat pencahayaan depan dan belakang untuk basikal yang terdiri daripada:

• Lampu lampu depan.
• Lampu hadapan dan penunjuk arah (berkelip) di belakang.

Kekangan Projek

• Bekalan kuasa tunggal.
• Bekalan kuasa yang boleh ditanggalkan.
• Lampu depan dan belakang yang kuat.
• Terlihat dalam cahaya penuh.
• Perlindungan bateri daripada pelepasan.
• Peredaman getaran.
• Penyatuan mudah ke dalam basikal.
• Projek yang boleh dikembangkan untuk ciri tambahan.

Prinsip operasi

Kuasa dihidupkan dengan memasukkan kabel bateri.

Sistem bermula. Berkelip bergantian dua array LED muncul.

Dua butang tekan untuk memaparkan panah yang berkelip yang menunjukkan arah pada matriks LED selama beberapa saat. Pada masa yang sama bunyi dua nada dipancarkan dari bel aktif.

Lampu depan basikal mempunyai suis bebas untuk menghidupkannya.

Langkah 1: Senarai Komponen Elektronik

• Kapasitor seramik 10n (2)
• Kapasitor elektrolitik 3, 3µF
• Kapasitor Elekrolitik 1000µF (2)
• Rintangan 1K
• Rintangan 10K (2)
• Rintangan 33K
• Rintangan 1M
• Rintangan 33M
• Litar penguat LM10
• Arduino mini Pro atau Elegoo nano V3
• Skru dan spacer plastik
• Zener diod 2, 5V
• Transistor Mosfet BUZ21
• Matriks berkembar empat kali ganda max7219
• Papan bercetak 30x70mm
• Tajuk pin

Langkah 2: Senarai Aksesori untuk Integrasi Basikal

• Perumahan plastik yang ditutup untuk kawalan
• Butang tekan pengaktifan sesaat (2)
• Lampu LED kabel 5-pin
• Bateri 18650 1500mAh (atau kapasiti lebih) (2)
• Penyambung kalis air
• Sarung plastik
• Buzzer aktif
• Reflektor retro
• Plat plexiglass untuk penutup
• Skru, pencuci, mur (4)
• Pita penebat (pelbagai ketebalan)

Langkah 3: Penerangan Teknikal Bahagian Elektronik

Bahagian elektronik terdiri daripada 3 modul:

• Pengatur semasa 5V
• Litar perlindungan pelepasan bateri
• Kawalan paparan paparan matriks LED

Pengatur semasa 5V

Bekalan kuasa sistem ini menggunakan dua 18650 bateri secara bersiri. Pengawal Arduino Pro Mini memberikan voltan terkawal 5V yang tidak akan digunakan untuk menghidupkan array LED. Semasa ujian, cabutan arus dari array LED yang disambungkan terus ke pengawal mendestabilkannya.

Pengatur adalah MCP1700 dengan penurunan voltan rendah. Tidak mempunyai pengatur yang memasok 5V, saya menggunakan pengatur 3.3V yang voltan keluarannya meningkat menjadi 5V dengan menggunakan diod Zener (bukannya Zener yang dapat menggunakan dioda secara seri).

Litar perlindungan pelepasan bateri

Untuk memanjangkan hayat bateri, disarankan untuk tidak melepaskannya sepenuhnya. Pemasangan yang digunakan memotong bekalan kuasa apabila voltan bateri berada di bawah 6V.

Litar LM10CN adalah penguat pembezaan yang mempunyai voltan rujukan dalaman 200mV yang dapat dibandingkan dengan voltan bateri. Untuk tujuan ini digunakan jambatan pembahagi 1M-33K yang memberikan voltan 200mV apabila voltan bateri 6V. Pada voltan ini Mosfet BUZ21 dinyahaktifkan yang memotong bekalan kuasa pemasangan.

Kawalan paparan matriks LED

Skematiknya mudah dan memerlukan beberapa komponen. Pengawal lain dari Arduino atau Elegoo (Uno R3, nano range, Mega 2560 R3, dll …) boleh digunakan.

Pengawal dipantau oleh dua butang tekan. Perintang 10K dan kapasitor 10nF melindungi daripada voltan lantunan.

Pada sistem memulakan matriks LED berkelip. Ia adalah keadaan lalai. Dengan menekan salah satu butang, pengawal akan beralih ke "mod petunjuk arah" selama beberapa saat dan pembesar suara mini akan mengeluarkan suara sementara matriks LED menunjukkan arah.

Kenyataan:

Lampu Led disambungkan secara langsung ke sumber kuasa yang dilindungi. Ia tidak dikawal oleh unit Mini Pro. Kapasitor 1000µ melindungi pengawal dan array LED dari lonjakan arus semasa lampu LED dihidupkan atau dari variasi semasa yang berkaitan dengan operasi array LED.

Penggunaan bekalan kuasa 1500mAh membolehkan operasi selama 3 jam (pada 530mA).

Pada siang hari tanpa lampu Led penggunaannya 210mA dengan autonomi 7j (bekalan kuasa 1500mAh).

Penggunaan bekalan kuasa 5000mAh memperpanjang operasi hingga 10 jam (lampu LED menyala).

Langkah 4: Penerangan Program

Program ini agak mudah dan berdasarkan pustaka LedControl.h. Semua boleh dimuatkan di sini.

Beberapa petunjuk:

Keamatan paparan led dilakukan melalui pemboleh ubah "intens". Anda boleh memilih nilai antara 0 (rendah) dan 8 (tinggi).

Pemboleh ubah "panjang" menunjukkan jangka masa paparan anak panah arah. Dengan menekan salah satu butang tekan, anak panah arah akan ditampilkan untuk waktu yang ditunjukkan oleh pemboleh ubah (dalam hal ini 5 saat).

Pemboleh ubah "blink1" membenarkan kesan berkelip apabila tiada butang ditekan. Ia menyokong tatal kiri-ke-kanan atau kanan-ke-kiri bergantung pada butang yang ditekan.

Fungsi "setRow" dan "setColumn" digunakan untuk memberi kesan pada paparan. Fungsi "setColumn" digunakan untuk menonjolkan pergerakan anak panah lateral.

Buzzer aktif diaktifkan oleh fungsi nada pada port 6. Bunyi yang dipancarkan berbeza bergantung pada arah. Suara yang dikeluarkan selama 5 saat membolehkan anda mengetahui status paparan.

Program ini berjalan secara berterusan. Kerana beban CPU yang tinggi, kecepatan paparan ditunjukkan ketika program berjalan. Dengan cara ini, kelancaran visual tertentu diperoleh. Kelewatan hujung gelung (100 dan 300 ms) membolehkan kelajuan tatal dipercepat atau diperlahankan.

Video yang dibuat semasa mock-up memberikan pratonton rendering. Untuk memuat turun di sini.

Langkah 5: Pemasangan dan Pemasangan

Perhimpunan tidak menimbulkan masalah.

Papan litar bercetak yang menyokong komponen dipasang pada bahagian belakang modul LED dengan spacer.

Semua wayar disolder untuk mengelakkan sentuhan yang buruk.

Perumahan ini dilapisi dengan jalur busa pelekat diri. Ini mengelakkan penggunaan skru dan membolehkan pemasangan menahan getaran basikal.

Dengan dirancang (dengan sambungan dawai multi-helai) sistem dapat dipasang dan dibongkar dengan mudah.

Bateri masuk ke dalam poket jaket saya yang tidak boleh ditinggalkan. Pada waktu malam, ia akan diisi semula untuk beroperasi semula pada keesokan harinya.

Saya mempunyai beberapa versi bekalan kuasa termasuk satu dengan 4 bateri 2000mAh (2x2). Autonomi kemudian berlalu hingga 8 jam. Dalam kes ini, pengisian penuh dapat berlangsung sepanjang malam. Oleh itu, adalah wajar untuk mempunyai beberapa set bateri.

Harus diingat bahawa intensiti cahaya matriks mempengaruhi penggunaan kuasa. Pemboleh ubah "intens" program dapat dikurangkan untuk memanjangkan operasi.

Kesimpulannya

Ini adalah projek yang mudah dilaksanakan dengan syarat anda mempunyai kesabaran untuk mendapatkan bahan yang tepat (kabel pelbagai helai, butang tekan …).

Saya sekarang akan melengkapkan pemasangan ini dengan modul giroskop untuk menyesuaikan paparan mengikut pecutan basikal.