Arduino forlygte modulator til motorcykel sikkerhed: 20 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Motorcykler er svære at se på vejen, primært fordi de kun er omkring en fjerdedel af bredden på en bil eller lastbil. Siden 1978 i USA har motorcykelfabrikanter været pålagt at gøre motorcykler mere synlige ved at tilslutte forlygterne kontinuerligt, men nogle gange er det ikke nok til at skelne dem fra biler og gøre dem "mere iøjnefaldende". Amerikanske føderale og canadiske regler tillader regulering af forlygterne på motorcykler. Modulation blinker forlygterne med en bestemt hastighed for at gøre dem mere synlige. Dette link viser kravene til forlygte modulatorer til både USA og Canada.

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

Da jeg er elektronikhobbyist, har lidt erfaring med mikrokontrollere og kører på motorcykel, besluttede jeg mig for at lave min egen forlygtemodulator og smide nogle andre sikkerhedsfunktioner ind kun for mig. To funktioner blev tilføjet for at forbedre min bekvemmelighed og sikkerhed. De er en hastighedsindikator, det jeg kalder en "fattigmands fartpilot" med heads up LED -display og et gult sikkerhedslys bagpå. Begge disse funktioner kan til enhver tid føjes til modulatorens design.

Hastighedsmåleren på min motorcykel er vanskelig at læse på grund af dens placering og design. At læse speedometeret betyder at tage mine øjne af vejen. Hastighedsindikatoren består af en øjeblikkelig indstillingsomskifter monteret på styret nær højre tommelfinger, en hall-effekt-enhed med magnet fastgjort til forhjulet og en trefarvet LED monteret på forruden nær øjenhøjde. Når den ønskede hastighed er nået, trykkes på kontakten, og LED'en bliver straks blå, hvilket angiver, at du kører med eller nær din indstillede hastighed. Hvis du mister hastigheden, bliver lysdioden grøn, hvilket indikerer, at du skal fremskynde den indstillede hastighed. Hvis du går for hurtigt, bliver LED'en rød, hvilket angiver, at du skal sænke farten. Målet er at holde LED’en blå.

Dette projekt var et læringsprojekt for mig, og jeg lavede masser af fejl undervejs (mest i softwaren, hvor ændringer er lette at lave). Jeg foreslår, at du som et engangsprojekt bruger den konstruktion, der foreslås i afsnittet "Hvordan det er bygget".

BEMÆRK: Dette design er ikke beregnet til kommerciel brug og opfylder ikke lovens "bogstav" på to områder

(d) Modulatorkontakten skal være tilsluttet strømkablet til strålefilamentet, der moduleres, og ikke i kredsløbets jordside.

(e) Der skal være midler til rådighed, så både den nedre og den øvre stråle forbliver i drift i tilfælde af en modulatorfejl [BEMÆRK: Der kan installeres en kontakt på tværs af MOSFET -enheden for at opfylde dette krav]

Færdighedssæt påkrævet:

• Denne instruerbare er ikke en "Sådan gør du", den er en "Hvordan". Du bliver nødt til at lave noget design til og tilpasning til din egen motocykel.
• Evne til at læse og følge et skematisk diagram, lokalisere komponenter på et prototypebord og forbinde dem med tilslutningstråd.
• Evne til lodning
• Mekanisk evne til at installere modulatoren på en motorcykel

Trin 1: Projektmål

Inden jeg starter et designprojekt, skriver jeg gerne en liste over alt, hvad jeg gerne vil have, at designet gør. Her er min liste:

• Skal være "plug-n-play". Monteres mellem forlygte sele og forlygter. Ingen udskæringer eller ændringer af bilens ledninger overhovedet.
• Moduler forlygterne ved 240 overgange i minuttet mellem 100% og 20% lysstyrke på enten nær- eller nærlys.
• Moduler en baglygte med 60 overgange pr. Minut, 240 overgange pr. Minut, når bremserne aktiveres.
• Fotomodstand monteret på forgaflen og registrerer dagslys. I skumringen ophører forlygtenes modulering, og heads-up-displayet dæmpes.
• Fremhæver trefarvet LED-hastighedsindikator. Displayet viser "for hurtigt" (rød), "for langsom" (grøn), "på hastighed" (blå) med programmerbar hysterese.
• Håndtag monteret setkontakt til hastighedsindikator for head up.
• Hall -effekt -enhed monteret på forgaflen med magnet limet til forhjulet for at registrere køretøjets hastighed.

Planer for fremtidig implementering:

• En ægte fartpilot med styret monteret trinmotor til aktivering af gashåndtaget.
• Gul advarselslamper i siden.

Trin 2: Hvordan det er bygget

Mikrokontrollere er meget kraftfulde i forhold til hvad de kan gøre. Det er ret let at tilslutte enheder til stifterne på en mikrokontroller og derefter styre dem med software. Jeg brugte en Arduino (eller Arduino klon) til dette projekt og flere prototyper (en til hver funktion). Senere har jeg designet mit eget printkort. Disse prototypetavler sættes i hinanden i en stak med Arduino -stifterne replikeret på hvert prototypebord. Billedet ovenfor viser, hvordan dette projekt kan bygges i etaper, en funktion på hvert prototypebord. Det foreslås, at du først bygger forlygtsmodulatoren, installerer den på motorcyklen og sørger for, at den fungerer korrekt, inden du går videre til det næste modul. Denne type konstruktion giver dig også mulighed for at opfinde, designe og bygge dine egne særlige funktioner.

Trin 3: Forlygten modulator skematisk

Det antages, at du vil bruge en Arduino UNO R3 eller kompatibel mikrokontroller. Brug skematikken ovenfor til at koble komponenterne til modulatoren. Hvis du kun har en forlygte, kan du udelade det andet styrekredsløb (vist i den blå boks.) Selvom du har to forlygter, kan du kun overveje at blinke en. Det kan synes (og er) overkill at bruge en mikrokontroller til at blinke med en forlygte. Grunden til at bruge mikrokontrolleren er elektronikens enkelhed og muligheden for at udføre de andre modulfunktioner. For at bygge forlygten modulator board, skal du bruge de dele, der er vist i følgende dele liste.

Trin 4: Forlygtsmodulatorens deleliste

Trin 5: Forlygter modulator kabel samlinger

Disse kabler er nødvendige for forlygten modulator modul. Brug altid en trådmåler, der er passende for det kredsløb, den betjener. Det anbefales, at hver løs ledning og upolariseret stik er mærket. Dette skal gøres på hvert kabel og på begge sider af protoshield -printkortet. Da din motorcykel muligvis ikke bruger en H4 forlygtepære som min, er det nødvendigt for dig at:

• Bestem typen pære til din motorcykel
• Bestil den passende forlygtekabelforlænger
• Identificer, hvilke af de tre ledninger der er "Jord", "Fjernlys" og "Fjernlys" og tilslut derefter

Trin 6: Installation af forlygter

Layoutet og forbindelserne mellem komponenterne på dette kort er op til bygherren at bestemme. Brug en 2-benet retvinklet header som et stik til fotomodstandskablet og en anden til den strøm, der bruges til at forsyne 12VDC til det bageste advarselslys. Sæt forlygtsmodulatormodulet på Arduino -kortet. Billedet ovenfor viser, hvordan modulatoren installeres mellem motorcykelens forlygte og dens forlygte. Al kraft kommer fra motorcyklernes forlygte.

Trin 7: Installation af fotomodstand

Monter fotomodstandskabelsamlingen ved hjælp af et eller flere kabelbindere for at fastgøre den til motorcykelens forgaffel, der peger nedad mod jorden.

Trin 8: Softwaren

Denne Arduino -kode betjener forlygtsmodulatoren, baglygten og "head up" hastighedsindikatoren. Selvom det på ingen måde er professionel kode, viser det eksempler på timere og afbrydelser.

Modulator software

De centrale funktioner i forlygten modulator software er:

• En 8 Hz timer.
• En vifte af 16 elementer, der gemmer forlygternes status for hvert flueben i timeren. (f.eks. på 100%, på 20%, på 100%, på 20%osv.)
• En timer afbrydelse, der læser status array og overfører denne status til forlygten pin på Arduino.

Hver gang gennem sløjfen læses værdien af fotomodstanden. Hvis den læste værdi er større end den lagrede værdi, der repræsenterer skumringen, fortsætter forlygterne med at modulere.

Software til baglygte

Den bageste advarselslyssoftware bruger den samme 8 Hz -timer, timer -afbrydelse og array som forlygte -modulatoren, men mens motorcykelens bremse ikke aktiveres, er den bageste advarselslampe tændt for 8 kryds og slukket for 8 kryds. Hvis bremserne aktiveres, blinker den bageste advarselslampe ved 1 kryds, fra 1 kryds osv., Indtil bremsen slippes.

Hastighedsindikator Software

De centrale funktioner i hastighedsindikatoren er:

• En timer på 2000 Hz.
• En hardware -afbrydelse genereret af hall -effekt -enheden
• Omskifter til hastighedsindstilling
• Lysdioderne angiver “for hurtigt”, “for langsomt” og “for hastighed”

Hver gang forhjulsmagneten passerer hall -effekt -enheden, gemmes en tæller, der drives af 2000 Hz -timeren; derefter nulstilles tælleren, og tællingen begynder igen. Når der trykkes på knappen "hastighedsindstilling", bliver den lagrede tæller den indstillede hastighed. Derefter sammenlignes den indstillede hastighed med den lagrede tæller, og den relevante LED lyser, hvilket angiver, om tællingen er mindre (for hurtig) mere (for langsom) eller inden for toleranceområdet for hastighed beregnet ved at tilføje eller trække en procentdel af den indstillede hastighed. Hvis tolerancen ikke blev indført, skulle tællingen være nøjagtigt den indstillede hastighed, ellers ville den blå LED aldrig lyse.

Trin 9: Det bageste forsigtighedslysmodul

Billedet ovenfor viser et LED -gult forsigtighedslys, der er fastgjort til bagsæderyglænet på min motorcykel. Under kørslen blinker denne lampe med konstant et sekund tændt, et sekund slukket. Når bremserne aktiveres, blinker denne lampe på samme fire gange i sekundet som forlygterne.

Trin 10: Det bageste forsigtighedslys skematisk

Brug skematikken ovenfor til at føre komponenterne til det bageste advarselslys. For at bygge det bageste advarselslysbræt, skal du bruge de dele, der er vist i følgende deleliste.

Trin 11: Liste over dele bag på forsigtighedslys

Trin 12: Kabelforsamling bag på forsigtighedslys

Trin 13: Forsigtig lysinstallation

Layoutet og forbindelserne mellem komponenterne på dette kort er op til bygherren at bestemme. Brug en 2-benet retvinklet header som et stik til forsigtighedslyskabelsamlingen og en anden til 12VDC-strømmen fra forlygtsmodulatormodulet.

Monter forsigtighedslyset bag på motorcyklen, og fastgør dets kabel med kabelbinder. Slut forsigtighedslysmodulet til forlygten modulator modul, tilslut advarselslys 12VDC jumperen fra forlygten modulator modul til det bageste forsigtigheds lys modul.

Trin 14: Hastighedsindikatormodulet skematisk

Trin 15: Liste over hastighedsindikatorer

Trin 16: Hastighedsindikator Hall Effect Cable Assembly

Trin 17: Hastighedsindikator Hastighedsindstillingskontakt og bremsekontaktkabelsamling

Trin 18: Hastighedsindikator "Heads-up LED" kabelsamling

LED -monteringen overlades til bygherren.

Trin 19: Installation af hastighedsindikator

Layoutet og forbindelserne mellem komponenterne på dette kort er op til bygherren at bestemme. Brug en 2-benet retvinklet header som et stik til den hastighedsindstillede kabelsamling og en anden til bremsekontaktkablet. Brug en 3-benet retvinklet header som et stik til kabelenheden til hall-effekt-enheden og en 4-benet til hastighedsindikatorens LED-kabelsamling.

Monter hastighedsindstillingsomskifteren, hall -sensoren, hastighedsindikator -LED'en og kablet til motorcykelbremsekontakten i overensstemmelse med billederne fra kabelsamlingen. Sæt hastighedsindikatormodulet i forsigtighedslysmodulet.

Trin 20: SLUTBEMÆRKNINGER

Jeg har brugt min forlygtemodulator/forsigtighedslys/hastighedsindikator i over et år, og det har aldrig fejlet. Forvent et par sekunders forsinkelse (mens Arduino starter op), indtil forlygterne tændes og begynder at blinke. Selvom det er umuligt at bevise en ikke-hændelse, ser jeg ud til at være synlig for chauffører omkring mig. Mindst 3 personer har nævnt og værdsat det gule baglygte bagpå.