Jalgratta tuled: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Projekti eesmärk

Jalgratta eesmise ja tagumise valgustusseadme projekteerimine ja ehitamine, mis sisaldab:

• Esitulede lamp.
• Olekutuli ja suunatuli (vilkuv) taga.

Projekti piirangud

• Üksik toiteallikas.
• Eemaldatav toiteallikas.
• Võimas esi- ja tagavalgustus.
• Nähtav täisvalguses.
• Aku kaitse tühjenemise eest.
• Vibratsiooni summutamine.
• Lihtne integreerimine rattaga.
• Laiendatav projekt lisafunktsioonide jaoks.

Toimimispõhimõte

Toide lülitatakse sisse, ühendades aku juhtme.

Süsteem käivitub. Ilmub kahe LED -massiivi vahelduv vilkumine.

Kaks vajutusnuppu, et kuvada mõne sekundi vältel vilkuv nool, mis näitab suunda LED -maatriksil. Samal ajal kostab aktiivsest helisignaalist kahetooniline heli.

Jalgratta esitulel on selle sisselülitamiseks sõltumatu lüliti.

Samm: elektrooniliste komponentide loend

• Keraamiline kondensaator 10n (2)
• Elektrolüütkondensaator 3, 3µF
• Elektrolüütkondensaator 1000µF (2)
• Vastupidavus 1K
• Vastupidavus 10K (2)
• Vastupidavus 33K
• Vastupidavus 1M
• Vastupidavus 33M
• Võimendi ahel LM10
• Arduino mini Pro või Elegoo nano V3
• Kruvid ja plastist vaheseinad
• Zeneri diood 2, 5V
• Mosfeti transistor BUZ21
• Neljakordne led -maatriks max7219
• Trükitahvel 30x70mm
• Kinnitage päis

2. samm: jalgrataste integreerimiseks vajalike tarvikute loend

• Suletud plastkorpus juhtnuppude jaoks
• Lühiajaline aktiveerimisnupp (2)
• 5-kontaktiline kaabel LED-lamp
• Aku 18650 1500 mAh (või rohkem) (2)
• Veekindlad pistikud
• Plastikust ümbris
• Aktiivne helisignaal
• Helkur
• Katteks pleksiklaasplaat
• Kruvid, seibid, mutrid (4)
• Isolatsioonilindid (erineva paksusega)

3. samm: elektroonilise osa tehniline kirjeldus

Elektrooniline osa koosneb 3 moodulist:

• Vooluregulaator 5V
• Aku tühjenemise kaitseahel
• LED maatriksekraani ekraani juhtimine

Vooluregulaator 5V

Süsteemi toiteallikas kasutab kahte 18650 patareid järjestikku. Arduino Pro Mini kontroller pakub reguleeritud pinget 5 V, mida ei kasutata LED -massiivi toiteks. Katsete ajal destabiliseeris selle otse kontrolleriga ühendatud LED -massiivi voolutugevus.

Regulaator on madalpingelangusega MCP1700. Kuna mul pole 5 V toite regulaatorit, kasutan 3,3 V regulaatorit, mille väljundpinget suurendatakse Zeneri dioodi abil 5 V -ni (Zeneri asemel võib kasutada dioode järjestikku).

Aku tühjenemise kaitseahel

Patareide eluea pikendamiseks ei ole soovitatav neid täielikult tühjendada. Kasutatav kinnitus katkestab toiteallika, kui aku pinge on alla 6 V.

LM10CN ahel on diferentsiaalvõimendi, mille sisemine võrdluspinge on 200 mV, mida saab võrrelda aku pingega. Sel eesmärgil kasutatakse 1M-33K eraldussilda, mis annab pinge 200 mV, kui aku pinge on 6 V. Selle pinge korral on Mosfet BUZ21 välja lülitatud, mis katkestab sõlme toiteallika.

LED -maatriksi kuva juhtimine

Skeem on lihtne ja nõuab vähe komponente. Kasutada saab ka teisi Arduino või Elegoo kontrollereid (Uno R3, nano vahemik, Mega 2560 R3 jne).

Kontrollerit jälgitakse kahe nupuvajutusega. 10K takisti ja 10nF kondensaator kaitsevad põrkepingete eest.

Süsteemi käivitamisel vilgub LED -maatriks. See on vaikeseade. Vajutades ühele nupule, lülitub kontroller mõneks sekundiks suunatulerežiimi ja minikõlar annab heli, samal ajal kui LED -maatriks näitab suunda.

Märkused:

Led -lamp on otse kaitstud toiteallikaga ühendatud. Seda ei juhi Mini Pro seade. 1000µ kondensaatorid kaitsevad kontrollerit ja LED -massiivi LED -lambi sisselülitamisel tekkivate voolutugevuste või LED -massiivi toimimisega seotud voolu kõikumiste eest.

1500 mAh toiteallika kasutamine võimaldab töötada 3 tundi (530 mA juures).

Päeval ilma LED -lambita on tarbimine 210 mA ja autonoomia 7 tundi (toide 1500 mAh).

5000 mAh toiteallika kasutamine pikendab tööd kuni 10 tunnini (LED -lamp põleb).

4. samm: programmi kirjeldus

Programm on üsna lihtne ja põhineb LedControl.h raamatukogul. Siin saab kõike laadida.

Mõned näpunäited:

LED -ekraanide intensiivsus toimub muutuja "intensiiv" kaudu. Saate valida väärtuse vahemikus 0 (madal) kuni 8 (kõrge).

Muutuja "pikk" näitab suunanoolte kuvamise kestust. Vajutades ühte vajutusnuppu, kuvatakse suuna nooled muutuja poolt näidatud ajaks (antud juhul 5 sekundit).

Muutuja "blink1" võimaldab vilkumisefekti, kui ühtegi nuppu ei vajutata. Sõltuvalt vajutatud nupust toetab see vasakult paremale või paremalt vasakule kerimist.

Ekraani toimimiseks kasutatakse funktsioone "setRow" ja "setColumn". Funktsiooni "setColumn" kasutatakse noolte külgsuunalise liikumise rõhutamiseks.

Aktiivne helisignaal aktiveeritakse pordi 6 toonitoimingu abil. Eralduv heli oleneb suunast. 5 sekundi jooksul väljastatud heli võimaldab teil teada saada ekraani olekut.

Programm töötab silmusena. Protsessori suure koormuse tõttu kuvatakse programmi töötamise ajal kuvamiskiirus. Sel viisil saadakse teatav visuaalne voolavus. Tsükli lõpu viivitus (100 ja 300 ms) võimaldab kerimiskiirust kiirendada või aeglustada.

Maketi ajal tehtud video annab renderdamise eelvaate. Allalaadimiseks siit.

Samm: kokkupanek ja paigaldamine

Kokkupanek ei tekita probleeme.

Komponente toetav trükkplaat on LED -mooduli tagaküljele kinnitatud vahetükkidega.

Kõik juhtmed on halbade kontaktide vältimiseks joodetud.

Korpus on polsterdatud isekleepuvate vahtribadega. See väldib kruvide kasutamist ja võimaldab koostal vastu pidada jalgratta vibratsioonile.

Selliselt kavandatud (mitmeahelalise juhtmeühendusega) süsteemi on lihtne kokku panna ja lahti võtta.

Aku mahub minu jope taskusse, et see ei jäta. Õhtul laaditakse see järgmisel päeval uuesti tööle.

Mul on mitu toiteallika versiooni, sealhulgas üks, millel on neli 2000mAh (2x2) akut. Autonoomia kestab siis kuni 8 tundi. Sellisel juhul võib täielik laadimine kesta terve öö. Seega on mõistlik omada mitut patareide komplekti.

Tuleb märkida, et maatriksi valgustugevus mõjutab energiatarbimist. Programmi muutujat "intensiiv" saab töö pikendamiseks vähendada.

Järeldus

Seda projekti on lihtne teostada, kui teil on kannatlikkust õige materjali hankimiseks (mitmeahelaline kaabel, nupud …).

Lõpetan nüüd selle koostu güroskoobimooduliga, et kohandada ekraani vastavalt jalgratta kiirendusele.