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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:10

Budimo realni. Zadnja svetla su dosadna.

U najboljem slučaju trepnu - trepni me! Trepćem - woohoo 'cijelo vrijeme. I uvek su crvene. Vrlo kreativno. Možemo i bolje od toga, možda ne mnogo, ali ipak bolje od samo 'treptanja treptanja'. Vozio sam bicikl za vrijeme proslave nove godine i ljudima se svidjelo, a nisu svi bili pijani;-) Ostalo je prilično ravno: 2x AA ćelije, pretvarač pojačanja za 5V, neke RGB LED diode, obavezni mikro kontroler, prilagođeno tiskane ploče iz serije BBCPC, perfboard i uobičajene opreme za lemljenje.

Korak 1: Glavna shema

Zaista ništa posebno. Ako znate kako spojiti AVR čip na matičnu ploču ili Arduino na matičnoj ploči, ako vam se to više sviđa, nećete imati problema s ovim. Koristio sam KICAD za dizajniranje shematskih i štampanih 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. Dobijate i 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 flešovanje pokretačkog programa i zaglavlje sa 6 pinova za prikladno serijsko učitavanje. Zadnja 2 zaglavlja su preslikana i sadrže napajanje, I2C i još dva GPIO/ADC pina. 3 GPIO pina sa 3 otpornika za ograničavanje struje koriste se za napajanje strujom svih 8 anoda jedne boje. Pojedinačne LED diode se uključuju ili isključuju pomoću 8 GPIO pinova za pogon katoda. Ovisno o vrsti operacije, LED diode su ili multipleksirane (PWM za više boja) ili potpuno uključene (veća svjetlina). Neke informacije 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

Neću ovdje ulaziti u detalje, jer je ovo već više puta obrađeno na drugom mjestu. Samo morate 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 pretpostaviti sa slike, upotrijebio sam jednu od SMD LED dioda da odredim omjer otpornika kako bih dobio dobro izbalansirano bijelo svjetlo. S druge strane nalaze se tri potenciometra 2k nešto. 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 da odredite prednji napon LED -a V_led i već ste u poslu.

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 bi trebao prelaziti ograničenje struje dijelova koje koristite. Takođe, ovaj pristup je 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. Traženje električne provodljivosti poluvodiča (nisko/visoko doping itd.) Ili negativnog koeficijenta 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. Pakovanja od 10 trenutno se prodaju za oko 10 dolara. Ja bih dobio najmanje 50;-)

Korak 3: Osnovna ploča i izvor napajanja

Matična ploča daje napajanje i zajedničku I2C magistralu na obje ploče. Svaka ploča ima 8 RGB LED dioda i ATmega168 mcu sa unutrašnjim oscilatorom na 8MHz. Ovo posljednje zahtijeva sinkronizaciju između ploča i/ili ponovnu kalibraciju oscilatora. Ovaj problem će se ponovo pojaviti u odjeljku koda.

Shema za pretvarač pojačanja od 5 V preuzeta je iz podatkovne tablice Maxim MAX756 bez ikakvih izmjena. Možete koristiti bilo koji drugi čip koji vam odgovara, a koji može dati oko 200mA na 5V. Samo provjerite je li broj vanjskih dijelova mali. Obično će vam trebati najmanje 2 elektrolitička kondenzatora, Schottkyjeva dioda i induktor. Referentni dizajn u tehničkom listu sadrži 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 posjedujete '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. Ovo smanjuje ukupnu svjetlinu, 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 su dostupne na mom blogu. Možete pregledavati GIT spremište koristeći gitweb sučelje. Pokazaće se mnoge glupe programske greške, siguran sam u to;-) Druga slika ilustruje PWM generaciju. A hardverski brojač se računa od DOLJE do VRHA. Kad 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 svetu. Da, palo je snijega, ali to je bilo prije Božića. Sada imamo opet snijega. Ali, kao i obično, za božićne praznike i proslave Nove godine sve što smo imali je kiša. Zanemarite me kako stenjam otprilike u sredini videa, starim pa čučanje postaje malo teško. Konačno, malo poboljšani efekti. Zadatak izvršen. Štreberska stražnja svjetla, i ilegalna tamo gdje živim;-) Prilično sam siguran da me pospani ili neuki vozači više neće ignorirati. Malo podešavanjem vremena možete stvoriti prilično neugodne efekte koji dobro privlače pažnju. Posebno noću. Budući da na pločama postoje 4 GPIO/ADC pinova (2 se mogu koristiti za izgradnju male I2C mreže), trebalo bi biti lako spojiti dugme za aktiviranje svih vrsta efekata. Priključivanje CdSe foto otpornika bi također funkcioniralo. Ukupni troškovi materijala su oko 50 USD. Najveći deo je otišao na štampane ploče. Mala kazna za naručivanje kao i obično. Analogno nekoć široko rasprostranjenoj TV reklami jedne kompanije za mobilne telefone u SAD -u, dopustite mi da vas pitam sljedeće: "Možete li me vidjeti sada? - Dobro."

Korak 6: Ažurirani dizajn

Tu i tamo sam promenio nekoliko stvari.

Najvažnije je 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 listi: Tic Tac Toe

Korak 8: Više Light Hack -a

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 napokon prešao s 'glupog' PWM -a s prekidom na BCM (Binary Code Modulation). Ovo drastično skraćuje vrijeme procesora utrošeno na uvrtanje LED pinova i prilično 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 punom parom bit će bolno.