אורות אופניים: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

מטרת הפרויקט

תכנון ובנייה של מכשיר תאורה מלפנים ומאחור לאופניים הכולל:

• מנורת תאורה קדמית.
• אור נוכחות ומחוון כיוון (מהבהבים) מאחור.

מגבלות הפרויקט

• ספק כוח יחיד.
• ספק כוח נשלף.
• תאורה חזקה ומאחור.
• גלוי באור מלא.
• הגנה מפני סוללות מפני פריקה.
• שיכוך רטט.
• שילוב פשוט באופניים.
• פרויקט להרחבה לתכונות נוספות.

עקרון הפעולה

החשמל מופעל על ידי חיבור כבל הסוללה.

המערכת מתחילה. מופיע מהבהב לסירוגין של שני מערכי LED.

שני לחצני לחיצה להצגת חץ מהבהב המציין את הכיוון על מטריצת ה- LED למשך מספר שניות. במקביל נשמע צליל דו-גוני מתוך זמזם פעיל.

לאור הקדמי של האופניים יש מתג עצמאי להדלקה.

שלב 1: רשימת רכיבים אלקטרוניים

• קבלים קרמיים 10n (2)
• קבל אלקרוליטי 3, 3µF
• קבל אלקרוליטי 1000µF (2)
• התנגדות 1K
• עמידות 10K (2)
• עמידות 33K
• התנגדות 1M
• עמידות 33M
• מעגל מגבר LM10
• Arduino mini Pro או Elegoo nano V3
• ברגים ומרווחי פלסטיק
• דיודת זנר 2, 5V
• טרנזיסטור מוספת BUZ21
• מטריקס לד מרובע max7219
• לוח מודפס 30X70 מ"מ
• כותרת סיכה

שלב 2: רשימת האביזרים לשילוב אופניים

• בית פלסטיק אטום לבקרות
• לחצן הפעלה לרגע (2)
• מנורת לד בכבל 5 פינים
• סוללה 18650 1500mAh (או יותר קיבולת) (2)
• מחברים עמידים למים
• מארז פלסטיק
• זמזם פעיל
• רפלקטור רטרו
• צלחת פרספקס לכריכה
• ברגים, מכונות כביסה, אגוזים (4)
• קלטות בידוד (עובי שונה)

שלב 3: תיאור טכני של החלק האלקטרוני

החלק האלקטרוני מורכב משלושה מודולים:

• הרגולטור הנוכחי 5V
• מעגל הגנה על פריקת סוללות
• השליטה בתצוגת תצוגת מטריצת ה- LED

הרגולטור הנוכחי 5V

ספק הכוח של המערכת משתמש בשתי סוללות 18650 בסדרות. בקר Arduino Pro Mini מספק מתח מוסדר של 5V אשר לא ישמש להפעלת מערך ה- LED. במהלך הבדיקות, משיכת הזרם ממערך ה- LED המחובר ישירות לבקר ערערה אותו.

הרגולטור הוא MCP1700 עם ירידת מתח נמוך. ללא רגולטור המספק 5V, אני משתמש בווסת 3.3V אשר מתח המוצא שלו גדל ל -5V באמצעות דיודה זנר (במקום הזנר אפשר להשתמש בדיודות בסדרה).

מעגל הגנה על פריקת סוללות

כדי להאריך את חיי הסוללות רצוי לא לפרוק אותן לגמרי. הרכבה המשמשת מנתקת את אספקת החשמל כאשר מתח הסוללה נמוך מ- 6V.

מעגל LM10CN הוא מגבר דיפרנציאלי בעל מתח ייחוס פנימי של 200mV שניתן להשוות אותו עם מתח הסוללה. למטרה זו נעשה שימוש בגשר מפריד 1M-33K שנותן מתח של 200mV כאשר מתח הסוללה הוא 6V. במתח זה ה- Mosfet BUZ21 מושבת מה שחותך את אספקת החשמל של המכלול.

השליטה בתצוגת מטריצת ה- LED

הסכימה פשוטה ודורשת כמה רכיבים. ניתן להשתמש בבקרים אחרים של Arduino או Elegoo (Uno R3, טווח ננו, מגה 2560 R3 וכו '…).

הבקר מנוטר על ידי שני לחצני לחיצה. נגד 10K וקבל 10nF להגן מפני מתח קפיצה.

בעת הפעלת המערכת מהבהבת מטריצת ה- LED. זהו מצב ברירת המחדל. על ידי לחיצה על אחד הלחצנים הבקר יעבור ל"מצב חיווי כיוון "למשך מספר שניות והרמקול המיני ישמיע צליל בעוד מטריצת ה- LED מציינת את הכיוון.

הערות:

מנורת לד מחוברת ישירות למקור החשמל המוגן. הוא אינו נשלט על ידי יחידת ה- Mini Pro. קבלים של 1000µ מגינים על הבקר ומערך ה- LED מפני עליות זרם כאשר מנורת ה- LED מופעלת או מפני וריאציות זרם הקשורות לפעולה של מערך ה- LED.

השימוש בספק כוח של 1500mAh מאפשר הפעלה של 3 שעות (ב 530mA).

במהלך היום ללא מנורת לד הצריכה היא 210mA עם אוטונומיה של 7 שעות (ספק כוח 1500mAh).

השימוש באספק כוח של 5000mAh מאריך את הפעולה ל -10 שעות (מנורת LED דולקת).

שלב 4: תיאור התוכנית

התוכנית פשוטה למדי ומבוססת על ספריית LedControl.h. אפשר לטעון כאן הכל.

כמה רמזים:

עוצמת תצוגת הנורות נעשית באמצעות המשתנה "אינטנס". אתה יכול לבחור ערך בין 0 (נמוך) ל- 8 (גבוה).

המשתנה "ארוך" מציין את משך הצגת חיצי הכיוון. על ידי לחיצה על אחד מכפתורי הלחיצה, חיצי הכיוון יוצגו במשך הזמן המצוין על ידי המשתנה (במקרה זה 5 שניות).

המשתנה "blink1" מאפשר את אפקט המצמוץ כאשר אין לחיצה על כפתור. הוא תומך בגלילה משמאל לימין או מימין לשמאל בהתאם ללחצן שנלחץ.

הפונקציות "setRow" ו- "setColumn" משמשות כדי לתת אפקט לתצוגה. הפונקציה "setColumn" משמשת להדגשת התנועה הצידית של החצים.

זמזם פעיל מופעל על ידי פונקציית הטון ביציאה 6. הצליל הנפלט שונה בהתאם לכיוון. הצליל הנפלט במהלך 5 השניות מאפשר לך לדעת את מצב התצוגה.

התוכנית פועלת בלופ. בשל עומס המעבד הגבוה, מהירות התצוגה מוצגת בזמן הפעלת התוכנית. בדרך זו מתקבלת נזילות חזותית מסוימת. עיכוב סוף הלולאה (100 ו -300 אלפיות השנייה) מאפשר להאיץ או להאט את מהירות הגלילה.

הסרטון שצולם במהלך המוק-אפ נותן תצוגה מקדימה של העיבוד. להורדה כאן.

שלב 5: הרכבה והתקנה

ההרכבה אינה מהווה בעיה.

הלוח המודפס התומך ברכיבים מחובר לחלק האחורי של מודול ה- LED עם מרווחים.

כל החוטים מולחמים כדי למנוע מגעים רעים.

הבית מרופד ברצועות קצף דביקות. זה נמנע משימוש בברגים ומאפשר למכלול לעמוד ברטט האופניים.

כך תוכנן (עם חיבור החוט הרב גדילי) ניתן להרכיב ולפרק את המערכת בקלות.

הסוללה מתאימה לכיס הז'קט שלי שהיא לא משאירה. בערב הוא יטען מחדש כך שיפעל שוב למחרת.

יש לי מספר גרסאות של ספק כוח כולל אחת עם 4 סוללות של 2000mAh (2x2). אז אוטונומיה עוברת עד 8 שעות. במקרה זה הטעינה המלאה יכולה להימשך כל הלילה. לפיכך, יש שיקול להחזיק מספר סטים של סוללות.

יש לציין כי עוצמת האור של המטריצה משפיעה על צריכת החשמל. ניתן לצמצם את המשתנה ה"אינטנסיבי "של התוכנית להארכת הפעולה.

סיכום

זהו פרויקט קל לביצוע בתנאי שיש לך סבלנות להשיג את החומר הנכון (כבל רב גדילי, כפתורי לחיצה …).

כעת אשלים הרכבה זו עם מודול ג'ירוסקופ על מנת להתאים את התצוגה בהתאם להאצת האופניים.