Zadnje svjetlo za bicikl s pomakom: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:39

Suočimo se. Zadnja svjetla su dosadna.

U najboljem slučaju trepnu - trepni me - pogledaj me! Trepćem - woohoo 'cijelo vrijeme. I uvijek su crvene. Jako kreativno. Možemo i bolje od toga, možda ne puno, ali ipak bolje od samo 'treptanja treptanja'. Vozio sam bicikl tijekom proslave Nove godine i ljudima se svidjelo, a nisu svi bili pijani;-) Ostalo je prilično ravno: 2x AA ćelije, pretvarač za 5V, neke RGB LED diode, obavezni mikro kontroler, prilagođeno tiskane ploče iz BatchPCB -a, perfboard -a i uobičajenih lemilica.

Korak 1: Glavna shema

Zaista ništa posebno. Ako znate spojiti AVR čip na ploču ili Arduino na ploči, ako vam se to više sviđa, nećete imati problema s ovim. Koristio sam KICAD za projektiranje shematskih i tiskanih ploča. KICAD je otvorenog koda i za razliku od eagla, koji ima i besplatnu (kao i besplatnu) verziju, nema apsolutno nikakvih ograničenja u veličini ploča koje možete napraviti. I vi dobivate gerber datoteke koje rade sa bilo kojom fantastičnom kućom koju želite. Npr. BatchPCB nije imao problema s njima.

Na shemi ćete pronaći samo procesor, LED diode, nekoliko otpornika i kondenzatora. To je sve. Ima i nekoliko zaglavlja. Ploče imaju ICSP zaglavlje za bljeskanje pokretačkog programa i 6pin zaglavlje za prikladan serijski prijenos. Zadnja 2 zaglavlja preslikavaju se i sadrže napajanje, I2C i još dva GPIO/ADC pina. 3 GPIO pina s 3 otpornika za ograničavanje struje koriste se za opskrbu strujom svih 8 anoda jedne boje. Pojedine LED diode se uključuju ili isključuju pomoću 8 GPIO pinova za pogon katoda. Ovisno o vrsti rada, LED diode su ili multipleksirane (PWM za više boja) ili potpuno uključene (veća svjetlina). Neki podaci o paketima koje sam koristio za ovu ploču: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - Otpornici: 0805 SMD - Kondenzatori: 0805 SMD, 1206 SMD

Korak 2: Suočavanje sa LED diodama

Ovdje neću ulaziti u detalje, jer je ovo već više puta obrađeno na drugom mjestu. Morate samo paziti da ne premašite maksimalnu izlaznu struju mikrokontrolera po pinu (oko 35 mA ili više za AVR -ove). Isto vrijedi i za struju LED dioda. Kao što možete naslutiti sa slike, upotrijebio sam jednu od SMD LED dioda da odredim omjer otpornika kako bih dobio dobro uravnoteženo bijelo svjetlo. S druge strane nalaze se tri 2k nešto potenciometra. To je sve. U ovom slučaju završio sam s otpornicima u rasponu od 90 do 110 Ω, ali to ovisi o vrsti LED -a koju dobijete. Samo upotrijebite standardni multimetar za određivanje prednjeg napona LED -a V_led i u poslu ste.

Koristeći Ohmov zakon, možete izračunati vrijednosti za otpornike za ograničavanje struje za male LED diode na sljedeći način: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led ne smije prelaziti bilo kakvo ograničenje struje dijelova koje koristite. Također je ovaj pristup dobar samo za aplikacije slabe struje (možda do 100mA) i ne bi se trebao koristiti za Luxeon ili CREE LED diode! Struja kroz LED diode ovisi o temperaturi i treba koristiti pogon konstantne struje. Ako trebate više informacija o toj temi, wikipedia će imati neke podatke. Potraga za električnom vodljivošću poluvodiča (niski/visoki doping itd.) Ili negativnim koeficijentom temperature može biti od pomoći. Koristio sam 6pin SMD RGB LED diode bez ičega zajedničkog. Ako ih potražite na Googleu, dobit ćete mnogo rezultata. Čarobne riječi su "SMD, RGB, LED, PLCC6 5050". 5050 su metričke dimenzije za x i y u jedinicama od 0,1 mm. Na ebayu ćete ih pronaći po cijeni već od 50 ¢ po komadu za velike količine narudžbi. Pakiranja od 10 trenutno se prodaju za oko 10 dolara. Ja bih dobio barem 50;-)

Korak 3: Pozadinska ploča i izvor napajanja

Stražnja ploča daje snagu i zajedničku I2C sabirnicu za obje ploče. Svaka ploča ima 8 RGB LED dioda i ATmega168 mcu s unutarnjim oscilatorom na 8MHz. Ovo posljednje zahtijeva sinkronizaciju između ploča i/ili ponovnu kalibraciju oscilatora. Ovaj će se problem ponovno pojaviti u odjeljku koda.

Shema za pretvarač pojačanja od 5 V uzeta je iz podatkovne tablice Maxim MAX756 bez ikakvih izmjena. Možete upotrijebiti bilo koji drugi čip koji vam odgovara, a koji može osigurati oko 200mA na 5V. Samo provjerite je li broj vanjskih dijelova nizak. Obično će vam trebati najmanje 2 elektrolitička kondenzatora, Schottkyjeva dioda i induktor. Referentni dizajn u podatkovnom listu ima sve brojeve. Za ovaj posao koristio sam visokokvalitetne ploče FR4 (stakleno vlakno). Jeftinije ploče na bazi kolofonija također mogu funkcionirati, ali se previše lako lome. Ne želim da se ploče raspadnu u neravnoj vožnji. Ako već imate 'MintyBoost', možete ga koristiti i ako ga možete namjestiti na svoj bicikl.

Korak 4: Morate imati neki kod

U načinu visoke svjetline ploča podržava 6 različitih boja + bijela. Boja se bira postavljanjem 3 GPIO igle na visoku ili nisku. Na taj način svih osam LED dioda mogu biti potpuno uključene, ali pokazuju samo istu boju.

U PWM načinu rada boja se postavlja primjenom signala moduliranog širinom impulsa na 3 GPIO pina i multipleksiranjem 8 LED dioda. Time se smanjuje ukupna svjetlina, ali sada je moguća individualna kontrola boje. To se radi u pozadini pomoću rutine prekida. Dostupne su osnovne funkcije za postavljanje LED -a određene vrijednosti boje, bilo pomoću RGB trojke ili vrijednosti HUE. Uređaj je programiran na jeziku C pomoću Arduino IDE -a radi praktičnosti. Priložio sam trenutni kod koji koristim. Najnovije verzije dostupne su na mom blogu. GIT spremište možete pregledavati pomoću sučelja gitweb. Pojavit će se mnoge glupe programske pogreške, siguran sam u to;-) Druga slika ilustrira generaciju PWM-a. Hardverski brojač broji se od DOLJE do VRHA. Nakon što je brojač veći od određenog broja koji predstavlja željenu boju, izlaz se prebacuje. Kad brojač dosegne svoju TOP vrijednost, sve se resetira. Percipirana svjetlina LED diobe donekle je proporcionalna vremenu uključivanja signala. Strogo govoreći, to je laž, ali je lakše razumjeti.

Korak 5: Pogledajte to na djelu

Samo nekoliko preliminarnih testova. Da, može raditi i pune RGB boje;-)

Testiranje u stvarnom svijetu. Da, palo je snijega, ali to je bilo prije Božića. Sad opet imamo snijega. No, kao i obično, tijekom božićnih blagdana i proslave Nove godine sve što smo imali bila je kiša. Zanemarite me kako stenjam otprilike usred videa, starim pa čučanje postaje malo teže. Konačno, malo poboljšani učinci. Misija izvršena. Štreberska stražnja svjetla, i ilegalna gdje i živim;-) Prilično sam siguran da me pospani ili neuki vozači više neće zanemariti. Malo podešavanjem vremena možete stvoriti prilično neugodne efekte koji dobro privlače oči. Pogotovo noću. Budući da na pločama postoje 4 GPIO/ADC igle (2 se mogu koristiti za izgradnju male I2C mreže), trebalo bi biti jednostavno spojiti gumb za aktiviranje svih vrsta učinaka. Spajanje CdSe foto otpornika također bi dobro funkcioniralo. Ukupni troškovi materijala su oko 50 USD. Najveći dio otišao je na tiskane ploče. Mala kazna za narudžbu kao i obično. Analogno nekoć široko rasprostranjenoj TV reklami jedne tvrtke za mobitele u SAD -u, dopustite mi da vas pitam sljedeće: "Možete li me vidjeti sada? - Dobro."

Korak 6: Ažurirani dizajn

Tu i tamo sam promijenio nekoliko stvari.

Najviše se ističe dodavanje regulatora niskog napona. Sada ploča može raditi sa bilo čime od 4 do 14V DC. Također sam promijenio boju PCB -a u žutu i dodao kratkospojnike za onemogućavanje automatskog resetiranja i zaobilaženje regulatora napona ako to nije potrebno. Demo kod za hvataljke i upute za sastavljanje. Tamo ćete pronaći KiCAD datoteke i shemu. Ako želite, više informacija možete pronaći na mom blogu.

Korak 7: Velik

Sljedeća stvar na popisu: Tic Tac Toe

Korak 8: Više Light Hack

Dodavanjem 3 žice i još 3 otpornika svjetlina se može udvostručiti. Sada se za dobivanje struje koriste dva GPIO pina po boji.

Korak 9: Više ažuriranja

Tako sam konačno prešao s 'glupog' PWM -a s prekidima na BCM (modulacija binarnog koda). Ovo drastično skraćuje vrijeme CPU -a utrošeno na uvrtanje LED pinova i znatno povećava svjetlinu. Sav poboljšani kod može se pronaći na githubu. Prvih nekoliko sekundi videa pokazuje poboljšanje na lijevoj ploči. Dok ne izađe sljedeća hardverska revizija ove ploče (čekajući da ploče stignu), to će malo zadovoljiti potrebu za 'više svjetla'. Gledanje u nove ploče koje rade punim plućima bit će bolno.