Cykellygter: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Formålet med projektet

Design og konstruktion af en for- og baglygte til en cykel omfattende:

• Frontbelysning lampe.
• Tilstedeværelseslys og retningsviser (blinker) bagpå.

Projektbegrænsninger

• Enkelt strømforsyning.
• Aftagelig strømforsyning.
• Kraftig belysning foran og bag.
• Synlig i fuldt lys.
• Batteribeskyttelse mod afladning.
• Vibrationsdæmpning.
• Enkel integration i cyklen.
• Udvideligt projekt til yderligere funktioner.

Driftsprincip

Strømmen tændes ved at tilslutte batterikablet.

Systemet starter. Et skiftende blinkende to LED -arrays vises.

To trykknapper for at vise en blinkende pil, der angiver retningen på LED -matrixen i et par sekunder. Samtidig udsendes en to-tonet lyd fra en aktiv summer.

Forlygten på cyklen har en uafhængig kontakt for at tænde den.

Trin 1: Liste over elektroniske komponenter

• Keramisk kondensator 10n (2)
• Elektrolytisk kondensator 3, 3µF
• Elektrolytisk kondensator 1000µF (2)
• Modstand 1K
• Modstand 10K (2)
• Modstand 33K
• Modstand 1M
• Modstand 33M
• Forstærker kredsløb LM10
• Arduino mini Pro eller Elegoo nano V3
• Skruer og afstandsstykker i plast
• Zenerdiode 2, 5V
• Mosfet transistor BUZ21
• Firdobbelt led matrix max7219
• Trykt bord 30x70mm
• Pin overskrift

Trin 2: Liste over tilbehør til cykelintegration

• Forseglet plasthus til betjening
• Kortvarig aktiveringsknap (2)
• 5-benet led LED-lampe
• Batteri 18650 1500mAh (eller mere kapacitet) (2)
• Vandtætte stik
• Plastkasse
• Aktiv summer
• Retro-reflektor
• Plexiglasplade til omslag
• Skruer, skiver, møtrikker (4)
• Isolerende bånd (forskellig tykkelse)

Trin 3: Teknisk beskrivelse af den elektroniske del

Den elektroniske del består af 3 moduler:

• Strømregulator 5V
• Beskyttelseskredsløb til batteriudladning
• Styringen af displayet på LED -matrixdisplayet

Strømregulator 5V

Systemets strømforsyning bruger to 18650 batterier i serie. Arduino Pro Mini -controlleren leverer en reguleret spænding på 5V, som ikke vil blive brugt til at drive LED -arrayet. Under testene destabiliserede strømmen fra LED -arrayet, der er forbundet direkte til controlleren, det.

Regulatoren er en MCP1700 med et lavt spændingsfald. Da jeg ikke har en regulator, der leverer 5V, bruger jeg en 3.3V -regulator, hvis udgangsspænding øges til 5V ved hjælp af en Zener -diode (i stedet for Zener kan man bruge dioder i serie).

Beskyttelseskredsløb til batteriudladning

For at forlænge batteriernes levetid er det tilrådeligt ikke at aflade dem helt. Den anvendte montering afbryder strømforsyningen, når batterispændingen er under 6V.

LM10CN kredsløbet er en differentialforstærker, der har en intern referencespænding på 200mV, som kan sammenlignes med batterispændingen. Til dette formål bruges en 1M-33K skillebro, der giver en spænding på 200mV, når batterispændingen er 6V. Ved denne spænding deaktiveres Mosfet BUZ21, hvilket afbryder strømforsyningen til enheden.

Styring af LED -matrixdisplayet

Skematikken er enkel og kræver få komponenter. Andre controllere fra Arduino eller Elegoo (Uno R3, nano -område, Mega 2560 R3 osv.) Kan bruges.

Controlleren overvåges med to trykknapper. En 10K modstand og en 10nF kondensator beskytter mod afvisningsspændinger.

Ved systemstart blinker LED -matricen. Det er standardtilstanden. Ved at trykke på en af knapperne skifter controlleren til "retningskontrolindstilling" i et par sekunder, og mini -højttaleren udsender en lyd, mens LED -matricen angiver retningen.

Bemærkninger:

LED -lampen er direkte forbundet til den beskyttede strømkilde. Den styres ikke af Mini Pro -enheden. 1000µ kondensatorer beskytter controlleren og LED -arrayet mod strømstød, når LED -lampen er tændt eller mod strømvariationer relateret til driften af LED -arrayet.

Brugen af en 1500mAh strømforsyning tillader en drift på 3 timer (ved 530mA).

I løbet af dagen uden LED -lampen er forbruget 210mA med en autonomi på 7h (strømforsyning 1500mAh).

Brugen af en 5000mAh strømforsyning forlænger driften til 10 timer (LED -lampe tændt).

Trin 4: Programbeskrivelse

Programmet er ganske enkelt og er baseret på LedControl.h biblioteket. Alt kan indlæses her.

Et par tip:

Intensiteten af LED -displayet sker gennem variablen "intens". Du kan vælge en værdi mellem 0 (lav) og 8 (høj).

Den "lange" variabel angiver varigheden af visningen af pilene. Ved at trykke på en af trykknapperne, vises retningspilene i den tid, variablen angiver (i dette tilfælde 5 sekunder).

Variablen "blink1" tillader blinkeffekten, når der ikke trykkes på en knap. Det understøtter rulning fra venstre til højre eller højre til venstre afhængigt af den trykte knap.

Funktionerne "setRow" og "setColumn" bruges til at give displayet effekt. Funktionen "setColumn" bruges til at fremhæve pilenes sideværts bevægelse.

En aktiv summer summeres af tonefunktionen på port 6. Den udsendte lyd er forskellig afhængig af retningen. Lyden, der udsendes i løbet af de 5 sekunder, giver dig mulighed for at kende status på displayet.

Programmet kører i en loop. På grund af den høje CPU -belastning vises displayets hastighed, mens programmet kører. På denne måde opnås en vis visuel flydende. Sløjfeendens forsinkelse (100 og 300 ms) gør det muligt at accelerere eller sænke rullehastigheden.

Videoen, der blev lavet under mock-up'en, giver et eksempel på gengivelsen. For at downloade her.

Trin 5: Montering og montering

Samlingen udgør ikke noget problem.

Det printkort, der understøtter komponenterne, er fastgjort til bagsiden af LED -modulet med afstandsstykker.

Alle ledninger er loddet for at undgå dårlige kontakter.

Huset er polstret med selvklæbende skumstrimler. Dette undgår brug af skruer og gør det muligt for samlingen at modstå cyklens vibrationer.

Således designet (med den flerstrengede ledningsforbindelse) kan systemet let samles og adskilles.

Batteriet passer i lommen på min jakke, som det ikke efterlader. Om aftenen genoplades den for at være i drift igen dagen efter.

Jeg har flere versioner af strømforsyning, herunder en med 4 batterier på 2000mAh (2x2). Autonomien går derefter op til 8 timer. I dette tilfælde kan hele opladningen vare hele natten lang. Det er derfor fornuftigt at have flere sæt batterier.

Det skal bemærkes, at matrixens lysintensitet påvirker strømforbruget. Programmets "intens" variabel kan reduceres til forlængelse af driften.

Konklusion

Det er et let projekt at udføre, forudsat at du har tålmodighed til at få det rigtige materiale (flerstrenget kabel, trykknapper …).

Jeg vil nu fuldføre denne samling med et gyroskopmodul for at tilpasse displayet efter cyklens acceleration.