Zadné svetlo na bicykli so zákrutou: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Priznajme si to. Zadné svetlá sú nudné.

V najlepšom prípade začnú blikať, mrknúť - pozri sa na mňa! Žmurkám - fuj, stále. A vždy sú červené. Veľmi kreatívne. Dokážeme to lepšie, možno nie veľa, ale stále lepšie ako len „žmurkanie bliknutím“. Išiel som na bicykli počas novoročných osláv a ľuďom sa to páčilo, a nie všetci boli opití;-) Zvyšok je celkom priamy: 2x články AA, zosilňovač zosilňovača pre 5 V, niektoré diódy RGB, povinný mikro ovládač, vlastný dosky s plošnými spojmi od BatchPCB, perfboard a obvyklé spájkovacie zariadenie.

Krok 1: Hlavná schéma

Naozaj nič zvláštne. Ak viete, ako zapojiť čip AVR na dosku alebo Arduino na dosku, ak sa vám to páči viac, nebudete s tým mať žiadne problémy. Na návrh schémy a plošných spojov som použil KICAD. KICAD je open source a na rozdiel od orla, ktorý má tiež bezplatnú (ako bezplatnú) verziu, neexistujú žiadne obmedzenia veľkosti dosiek, ktoré môžete vytvoriť. Tiež získate súbory Gerber, ktoré fungujú s akýmkoľvek báječným domom, ktorý chcete. Napr. BatchPCB s nimi nemal žiadne problémy.

V schéme nájdete iba procesor, LED diódy, niekoľko rezistorov a kondenzátorov. To je všetko. Existuje aj niekoľko hlavičiek. Dosky majú hlavičku ICSP na blikanie bootloadera a 6pinovú hlavičku na pohodlné sériové nahrávanie. Posledné 2 záhlavia sú zrkadlené a obsahujú napájanie, I2C a ďalšie dva piny GPIO/ADC. Na napájanie všetkých 8 anód jednej farby slúžia 3 piny GPIO s 3 odpormi obmedzujúcimi prúd. Jednotlivé diódy LED sa zapínajú alebo vypínajú pomocou 8 pinov GPIO na pohon katód. V závislosti od typu činnosti sú diódy LED buď multiplexované (PWM pre viac farieb), alebo úplne zapnuté (vyšší jas). Niektoré informácie o balíkoch, ktoré som použil pre túto dosku: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - rezistory: 0805 SMD - kondenzátory: 0805 SMD, 1206 SMD

Krok 2: Zaobchádzanie s diódami LED

Nebudem sa tu veľmi rozpisovať, pretože to už bolo mnohokrát popísané na inom mieste. Musíte sa len uistiť, že neprekročíte maximálny výstupný prúd mikrokontroléra na pin (asi 35 mA pre AVR). To isté platí pre prúd LED. Ako môžete z obrázku uhádnuť, použil som jednu z LED diód SMD na zistenie pomeru odporov, aby som získal dobre vyvážené biele svetlo. Na druhej strane sú tri potenciometre 2k niečo. To je všetko. V tomto prípade som skončil s odpormi v rozmedzí od 90 do 110Ω, ale to závisí od druhu LED, ktoré dostanete. Na určenie predného napätia LED diódy V_led použite štandardný multimetr a ste na rade.

Pomocou Ohmovho zákona môžete vypočítať hodnoty pre odpory obmedzujúce prúd pre malé diódy LED takto: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led by nemal prekročiť žiadny prúdový limit častí, ktoré používate. Tento prístup je tiež dobrý iba pre slaboprúdové aplikácie (možno až do 100 mA) a nemal by sa používať pre LED diódy Luxeon alebo CREE! Prúd LED diódami závisí od teploty a mal by sa použiť budič s konštantným prúdom. Ak potrebujete viac informácií o tejto téme, wikipédia bude mať nejaké informácie. Pomôcť môže hľadanie elektrickej vodivosti polovodičov (nízky/vysoký doping atď.) Alebo záporného teplotného koeficientu. Použil som 6pinové SMD RGB LED bez toho, aby som na to niečo myslel. Ak si ich dáte do googlu, získate veľa výsledkov. Kúzelné slová sú „SMD, RGB, LED, PLCC6 5050“. 5050 sú metrické rozmery pre xay v jednotkách 0,1 mm. Na ebay ich nájdete aj za 50 ¢ za kus pri veľkoobjemových objednávkach. Balenia s 10 kusmi sa v súčasnosti predávajú za približne 10 dolárov. Dal by som najmenej 50;-)

Krok 3: Zadná doska a zdroj napájania

Základná doska poskytuje napájanie a spoločnú zbernicu I2C pre obe dosky. Každá doska má 8 RGB LED diód a ATmega168 mcu s vnútorným oscilátorom na 8 MHz. Ten vyžaduje synchronizáciu medzi doskami a/alebo rekalibráciu oscilátorov. Tento problém sa znova zobrazí v sekcii kódu.

Schéma zosilňovača 5V boost bola prevzatá z technického listu Maxim MAX756 bez akejkoľvek úpravy. Môžete použiť akýkoľvek iný čip, ktorý považujete za vhodný, ktorý môže poskytnúť približne 200mA pri 5V. Uistite sa, že je počet externých dielov nízky. Spravidla budete potrebovať najmenej 2 elektrolytické kondenzátory, Schottkyho diódu a induktor. Referenčný návrh v technickom liste má všetky čísla. Na túto prácu som použil vysoko kvalitné dosky FR4 (sklenené sklo). Lacnejšie dosky na báze kolofónie môžu tiež fungovať, ale lámu sa príliš ľahko. Nechcem, aby sa dosky pri hrboľatej jazde rozpadli. Ak už vlastníte „MintyBoost“, môžete ho použiť aj vtedy, ak ho dokážete prispôsobiť svojmu bicyklu.

Krok 4: Musíte mať nejaký kód

V režime vysokého jasu doska podporuje 6 rôznych farieb + bielu. Farba sa volí nastavením 3 pinov GPIO na vysokú alebo nízku. Tak môže byť všetkých osem LED diód plne rozsvietených, ale budú zobrazovať iba rovnakú farbu.

V režime PWM je farba nastavená použitím signálu modulovaného šírkou impulzu na 3 kolíky GPIO a multiplexovaním 8 diód LED. Tým sa zníži celkový jas, ale teraz je možné individuálne ovládanie farieb. To sa deje na pozadí rutinou prerušenia. K dispozícii sú základné funkcie na nastavenie určitej hodnoty farby LED diód, a to buď pomocou trojice RGB alebo hodnoty HUE. Zariadenie je pre pohodlie programované v jazyku C pomocou Arduino IDE. Priložil som aktuálny kód, ktorý používam. Na mojom blogu sú k dispozícii aktuálne verzie. Úložisko GIT môžete prehliadať pomocou rozhrania gitweb. Ukáže sa veľa hlúpych programovacích chýb, tým som si istý;-) Druhý obrázok ukazuje generáciu PWM. Počítadlo hardvéru sa počíta od BOTTOM do TOP. Akonáhle je počítadlo väčšie ako určité číslo predstavujúce požadovanú farbu, výstup sa prepne. Akonáhle počítadlo dosiahne svoju TOP hodnotu, všetko sa vynuluje. Vnímaný jas LED diódy je do určitej miery úmerný času zapnutia signálu. Stručne povedané, je to lož, ale je to jednoduchšie na pochopenie.

Krok 5: Pozrite sa na to v akcii

Len niekoľko predbežných testov. Áno, dokáže aj plné farby RGB;-)

Testovanie v reálnom svete. Áno, snežilo, ale to bolo pred Vianocami. Teraz tu máme opäť sneh. Ale ako obvykle, počas vianočných sviatkov a osláv nového roka sme mali len dážď. Ignorujte ma, prosím, nariekajuc asi v polovici videa, starnem, takže drep je trochu ťažký. Nakoniec niektoré mierne vylepšené efekty. Misia splnená. Podivné zadné svetlá a nezákonné aj tam, kde bývam;-) Som si celkom istý, že už ma nebudú ignorovať ospalí ani ignorantskí motoristi. Trochu doladením načasovania môžete vytvoriť dosť nepríjemné efekty, ktoré dobre padnú do oka. Zvlášť v noci. Pretože na doskách sú 4 piny GPIO/ADC (2 je možné použiť na vybudovanie malej siete I2C), malo by byť jednoduché pripojiť tlačidlo na spustenie všetkých druhov efektov. Pripojenie fotoodporu CdSe by tiež fungovalo. Celkové náklady na materiál sú asi 50 dolárov. Najväčší kus smeroval do dosiek plošných spojov. Pokuta za malý objem objednávky ako obvykle. Analogicky k kedysi veľmi rozšírenej televíznej reklame na spoločnosť zaoberajúcu sa mobilnými telefónmi v USA sa vás opýtam: „Môžete ma teraz vidieť? - Dobré.“

Krok 6: Aktualizovaný dizajn

Sem -tam som zmenil niekoľko vecí.

Najpozoruhodnejšie je pridanie regulátora nízkeho poklesu napätia. Doska teraz môže pracovať s čímkoľvek od 4 do 14 V DC. Tiež som zmenil farbu DPS na žltú a pridal prepojky na deaktiváciu automatického resetu a na obídenie regulátora napätia, ak to nie je potrebné. Demo kód pre drapáky a montážne pokyny. Nájdete tu aj súbory KiCAD a schému. Ak by ste nejaký chceli, viac informácií nájdete na mojom blogu.

Krok 7: Nadrozmerné

Ďalšia vec v zozname: Tic Tac Toe

Krok 8: Viac svetla Hack

Pridaním 3 vodičov a 3 ďalších rezistorov je možné jas zdvojnásobiť. Teraz sa na získavanie prúdu používajú dva kolíky GPIO na farbu.

Krok 9: Ďalšie aktualizácie

Takže som konečne prešiel z „hlúpych“PWM poháňaných prerušením na BCM (modulácia binárnych kódov). To drasticky skracuje čas CPU strávený premieňaním pinov LED a dosť zvyšuje jas. Všetky vylepšené kódy nájdete na github. Prvých pár sekúnd videa ukazuje zlepšenie na ľavej doske. Kým nevyjde ďalšia hardvérová revízia tejto dosky (čaká sa na príchod dosiek), bude to trochu živiť potrebu „viac svetla“. Pohľad na nové dosky beží naplno bude bolestivý.