Dviračių žibintai: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Projekto tikslas

Dviračio priekinio ir galinio apšvietimo įtaiso projektavimas ir konstrukcija, kurią sudaro:

• Priekinio apšvietimo lempa.
• Buvimo lemputė ir posūkio rodiklis (mirksi) gale.

Projekto apribojimai

• Vienas maitinimo šaltinis.
• Nuimamas maitinimo šaltinis.
• Galingas priekinis ir galinis apšvietimas.
• Matomas visiškoje šviesoje.
• Akumuliatoriaus apsauga nuo išsikrovimo.
• Vibracijos slopinimas.
• Paprasta integracija į dviratį.
• Išplečiamas projektas, skirtas papildomoms funkcijoms.

Veikimo principas

Maitinimas įjungiamas prijungus akumuliatoriaus laidą.

Sistema prasideda. Pasirodo pakaitomis mirksi du LED matricos.

Du mygtukai, kad kelias sekundes būtų rodoma mirksinti rodyklė, rodanti LED matricos kryptį. Tuo pačiu metu iš aktyvaus garsinio signalo sklinda dviejų tonų garsas.

Priekinis dviračio žibintas turi nepriklausomą jungiklį, kuris jį įjungia.

1 žingsnis: elektroninių komponentų sąrašas

• Keraminis kondensatorius 10n (2)
• Elektrolitinis kondensatorius 3, 3µF
• Elektrolitinis kondensatorius 1000µF (2)
• Atsparumas 1K
• Atsparumas 10K (2)
• Atsparumas 33K
• Atsparumas 1M
• Atsparumas 33M
• Stiprintuvo grandinė LM10
• „Arduino mini Pro“arba „Elegoo nano V3“
• Varžtai ir plastikiniai tarpikliai
• Zenerio diodas 2, 5V
• „Mosfet“tranzistorius BUZ21
• Keturių lempų matrica max7219
• Spausdinta lenta 30x70 mm
• Prisegti antraštę

2 žingsnis: Dviračių integravimo priedų sąrašas

• Sandarus plastikinis korpusas valdikliams
• Momentinis įjungimo mygtukas (2)
• 5 kontaktų kabelinė LED lempa
• Baterija 18650 1500 mAh (arba didesnė talpa) (2)
• Neperšlampamos jungtys
• Plastikinis dėklas
• Aktyvus garsinis signalas
• Atšvaitas
• Plexiglass plokštė dangteliui
• Varžtai, poveržlės, veržlės (4)
• Izoliacinės juostos (įvairaus storio)

3 žingsnis: Elektroninės dalies techninis aprašymas

Elektroninę dalį sudaro 3 moduliai:

• Srovės reguliatorius 5V
• Akumuliatoriaus iškrovos apsaugos grandinė
• LED matricos ekrano valdymo valdymas

Srovės reguliatorius 5V

Sistemos maitinimo šaltinis naudoja dvi serijines 18650 baterijas. „Arduino Pro Mini“valdiklis tiekia reguliuojamą 5 V įtampą, kuri nebus naudojama LED masyvui maitinti. Bandymų metu srovės pritraukimas iš šviesos diodų masyvo, tiesiogiai prijungto prie valdiklio, jį destabilizavo.

Reguliatorius yra MCP1700 su žemos įtampos kritimu. Neturėdamas 5 V maitinimo reguliatoriaus, naudoju 3,3 V reguliatorių, kurio išėjimo įtampa padidinama iki 5 V naudojant „Zener“diodą (vietoj „Zener“galima naudoti diodus nuosekliai).

Akumuliatoriaus iškrovos apsaugos grandinė

Norint pailginti baterijų tarnavimo laiką, patartina jų visiškai neiškrauti. Naudojamas tvirtinimas nutraukia maitinimą, kai akumuliatoriaus įtampa yra mažesnė nei 6 V.

LM10CN grandinė yra diferencinis stiprintuvas, kurio vidinė etaloninė įtampa yra 200 mV, kurią galima palyginti su akumuliatoriaus įtampa. Šiuo tikslu naudojamas 1M-33K skirstomasis tiltas, kuris suteikia 200 mV įtampą, kai akumuliatoriaus įtampa yra 6 V. Esant šiai įtampai, „Mosfet BUZ21“yra išjungtas, o tai nutraukia įrenginio maitinimą.

LED matricos ekrano valdymas

Schema yra paprasta ir reikalauja nedaug komponentų. Galima naudoti kitus „Arduino“arba „Elegoo“valdiklius („Uno R3“, „nano“diapazonas, „Mega 2560 R3“ir kt.).

Valdiklis stebimas dviem mygtukais. 10K rezistorius ir 10nF kondensatorius apsaugo nuo atšokimo įtampos.

Įjungus sistemą, mirksi LED matrica. Tai numatytoji būsena. Paspaudęs vieną iš mygtukų, valdiklis kelioms sekundėms persijungs į „krypties indikatoriaus režimą“, o mini garsiakalbis skleis garsą, o LED matrica parodys kryptį.

Pastabos:

LED lemputė yra tiesiogiai prijungta prie apsaugoto maitinimo šaltinio. Jis nėra valdomas „Mini Pro“įrenginio. 1000µ kondensatoriai apsaugo valdiklį ir šviesos diodų bloką nuo srovės šuolių, kai įjungiama LED lemputė, arba nuo srovės svyravimų, susijusių su LED masyvo veikimu.

Naudojant 1500 mAh maitinimo šaltinį, galima veikti 3 valandas (esant 530 mA).

Dienos metu be „Led“lempos sunaudojama 210 mA, o autonomija - 7 val. (Maitinimo šaltinis 1500 mAh).

Naudojant 5000 mAh maitinimo šaltinį, operacija pratęsiama iki 10 valandų (šviečia LED lemputė).

4 žingsnis: programos aprašymas

Programa yra gana paprasta ir pagrįsta „LedControl.h“biblioteka. Čia galima įkelti viską.

Keletas patarimų:

LED ekranų intensyvumas nustatomas per kintamąjį „intens“. Galite pasirinkti vertę nuo 0 (žemas) iki 8 (didelis).

Kintamasis „ilgas“nurodo krypties rodyklių rodymo trukmę. Paspaudus vieną iš mygtukų, krypties rodyklės bus rodomos kintamojo nurodytą laiką (šiuo atveju 5 sekundes).

Kintamasis „blink1“leidžia mirksėti, kai nepaspaudžiamas joks mygtukas. Priklausomai nuo paspausto mygtuko, jis palaiko slinkimą iš kairės į dešinę arba iš dešinės į kairę.

Funkcijos „setRow“ir „setColumn“naudojamos vaizdui suteikti. Funkcija „setColumn“naudojama šoniniam rodyklių judėjimui paryškinti.

Aktyvus garsinis signalas įjungiamas naudojant 6 prievado tonų funkciją. Skleidžiamas garsas skiriasi priklausomai nuo krypties. Garsas, skleidžiamas per 5 sekundes, leidžia sužinoti ekrano būseną.

Programa veikia ciklu. Dėl didelės procesoriaus apkrovos, rodant programą rodomas ekrano greitis. Tokiu būdu gaunamas tam tikras regėjimo sklandumas. Ciklo pabaigos uždelsimas (100 ir 300 ms) leidžia pagreitinti arba sulėtinti slinkimo greitį.

Maketavimo metu padarytame vaizdo įraše pateikiama atvaizdavimo peržiūra. Norėdami atsisiųsti čia.

5 žingsnis: Surinkimas ir montavimas

Surinkimas nekelia jokių problemų.

Komponentus palaikanti spausdintinė plokštė yra pritvirtinta prie LED modulio galinės dalies su tarpikliais.

Visi laidai yra lituojami, kad būtų išvengta blogų kontaktų.

Korpusas yra padengtas lipniomis putplasčio juostelėmis. Taip išvengiama varžtų naudojimo ir leidžiama agregatui atlaikyti dviračio vibracijas.

Taip suprojektuota (su daugiasluoksne vielos jungtimi) sistemą galima lengvai surinkti ir išmontuoti.

Baterija telpa į mano striukės kišenę, kad nepaliktų. Vakare jis bus įkrautas, kad kitą dieną vėl pradėtų veikti.

Turiu keletą maitinimo šaltinių versijų, įskaitant vieną su 4 baterijomis po 2000 mAh (2x2). Tada autonomija trunka iki 8 valandų. Tokiu atveju pilnas įkrovimas gali trukti visą naktį. Todėl protinga turėti kelis baterijų rinkinius.

Reikėtų pažymėti, kad matricos šviesos intensyvumas turi įtakos energijos suvartojimui. Programos „intens“kintamąjį galima sumažinti, kad pailgėtų veikimas.

Išvada

Tai lengva įgyvendinti, jei turite kantrybės gauti tinkamą medžiagą (daugiasluoksnį kabelį, mygtukus …).

Dabar užbaigsiu šį surinkimą giroskopo moduliu, kad ekranas būtų pritaikytas pagal dviračio pagreitį.