Đèn hậu dành cho xe đạp có nút vặn: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:37

Hãy đối mặt với nó. Đèn hậu thật nhàm chán.

Tốt nhất là họ đi 'chớp mắt - hãy nhìn tôi! Tôi đang nhấp nháy - woohoo 'mọi lúc. Và chúng luôn có màu đỏ. Rất sáng tạo. Chúng ta có thể làm tốt hơn thế, có thể không nhiều nhưng vẫn tốt hơn là chỉ 'chớp mắt'. Tôi đã đạp xe trong lễ kỷ niệm năm mới và mọi người thích nó, và không phải tất cả họ đều say;-) Phần còn lại khá đơn giản: 2x tế bào AA, bộ chuyển đổi tăng cường cho 5V, một số đèn LED RGB, bộ điều khiển vi mô bắt buộc, tùy chỉnh bảng mạch in từ BatchPCB, perfboard và thiết bị hàn thông thường.

Bước 1: Sơ đồ chính

Thực sự không có gì đặc biệt. Nếu bạn biết cách kết nối chip AVR trên breadboard hoặc Arduino trên breadboard, nếu bạn thích điều đó hơn, bạn sẽ không gặp bất kỳ vấn đề nào với cái này. Tôi đã sử dụng KICAD để thiết kế sơ đồ và bảng mạch in. KICAD là mã nguồn mở và trái ngược với Eagle, nó cũng có phiên bản miễn phí (miễn phí), hoàn toàn không có giới hạn về kích thước bảng bạn có thể tạo. Bạn cũng nhận được các tệp virut hoạt động với bất kỳ nhà fab nào bạn muốn. Ví dụ. BatchPCB không gặp vấn đề gì với chúng.

Trong sơ đồ, bạn sẽ chỉ tìm thấy cpu, đèn LED, một vài điện trở và tụ điện. Đó là tất cả. Có một số tiêu đề quá. Các bo mạch có một tiêu đề ICSP để nhấp nháy bộ nạp khởi động và một tiêu đề 6pin để tải lên nối tiếp thuận tiện. 2 tiêu đề cuối cùng được nhân đôi và chứa nguồn, I2C và hai chân GPIO / ADC khác. 3 chân GPIO với 3 điện trở giới hạn dòng được sử dụng để cung cấp dòng điện cho tất cả 8 cực dương của một màu duy nhất. Các đèn LED riêng lẻ được bật hoặc tắt bằng cách sử dụng 8 chân GPIO để điều khiển các cực âm. Tùy thuộc vào loại hoạt động, đèn LED được ghép (PWM cho nhiều màu hơn) hoặc bật hoàn toàn (độ sáng cao hơn). Một số thông tin về các gói tôi đã sử dụng cho bo mạch này: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - Điện trở: 0805 SMD - Tụ điện: 0805 SMD, 1206 SMD

Bước 2: Đối phó với đèn LED

Tôi sẽ không đi vào chi tiết ở đây, vì điều này đã được đề cập ở những nơi khác nhiều lần. Bạn chỉ cần đảm bảo rằng bạn không vượt quá dòng điện đầu ra tối đa của bộ điều khiển vi mô trên mỗi chân (khoảng 35mA hoặc lâu hơn đối với AVR). Điều này cũng đúng đối với các đèn LED hiện tại. Như bạn có thể đoán từ hình ảnh, tôi đã sử dụng một trong các đèn LED SMD để tìm ra tỷ lệ điện trở để có được ánh sáng trắng cân bằng tốt. Có ba chiết áp 2k gì đó ở phía bên kia. Đó là tất cả. Trong trường hợp này, tôi đã kết thúc với các điện trở từ 90 đến 110Ω, nhưng điều đó phụ thuộc vào loại đèn LED bạn nhận được. Chỉ cần sử dụng đồng hồ vạn năng tiêu chuẩn để xác định điện áp chuyển tiếp của đèn LED V_led và bạn đang kinh doanh.

Sử dụng Định luật Ohm, bạn có thể tính toán các giá trị cho điện trở giới hạn hiện tại cho các đèn LED nhỏ như sau: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led không được vượt quá bất kỳ giới hạn hiện tại nào của các bộ phận bạn sử dụng. Ngoài ra, cách tiếp cận này chỉ tốt cho các ứng dụng dòng điện thấp (có thể lên đến 100mA) và không nên sử dụng cho đèn LED Luxeon hoặc CREE! Dòng điện qua đèn LED phụ thuộc vào nhiệt độ và nên sử dụng trình điều khiển dòng điện không đổi. Nếu bạn cần thêm thông tin về chủ đề đó, wikipedia sẽ có một số thông tin. Tìm kiếm độ dẫn điện của chất bán dẫn (pha tạp thấp / cao, v.v.) hoặc hệ số nhiệt độ âm có thể hữu ích. Tôi đã sử dụng đèn LED RGB SMD 6pin mà không có bất cứ thứ gì. Nếu bạn google cho họ, bạn sẽ nhận được nhiều kết quả. Các từ kỳ diệu là "SMD, RGB, LED, PLCC6 5050". 5050 là kích thước hệ mét cho x và y theo đơn vị 0,1mm. Trên ebay, bạn sẽ tìm thấy chúng với mức giá thấp nhất là 50 ¢ cho mỗi đơn đặt hàng số lượng lớn. Gói 10 chiếc hiện được bán với giá khoảng 10 đô la. Tôi sẽ nhận được ít nhất 50;-)

Bước 3: Bảng nối đa năng & Nguồn điện

Bảng nối đa năng cung cấp nguồn và một bus I2C chung cho cả hai bo mạch. Mỗi bảng có 8 đèn LED RGB và một mcu ATmega168 chạy với bộ dao động bên trong của nó ở tần số 8MHz. Sau này yêu cầu đồng bộ hóa giữa các bo mạch và / hoặc hiệu chuẩn lại các bộ dao động. Vấn đề này sẽ hiển thị lại trong phần mã.

Sơ đồ cho bộ chuyển đổi tăng cường 5V được lấy từ biểu dữ liệu của Maxim MAX756 mà không có bất kỳ sửa đổi nào. Bạn có thể sử dụng bất kỳ chip nào khác mà bạn thấy phù hợp có thể cung cấp khoảng 200mA ở 5V. Chỉ cần đảm bảo số lượng bộ phận bên ngoài thấp. Thông thường, bạn sẽ cần ít nhất 2 tụ điện, một diode Schottky và một cuộn cảm. Thiết kế tham chiếu trong biểu dữ liệu có tất cả các số. Tôi đã sử dụng bảng FR4 (sợi thủy tinh) chất lượng cao cho công việc này. Các tấm ván làm từ nhựa thông rẻ hơn cũng có thể hoạt động, nhưng chúng quá dễ gãy. Tôi không muốn tấm ván tan rã trên một chặng đường gập ghềnh. Nếu bạn đã sở hữu một 'MintyBoost', bạn cũng có thể sử dụng nó nếu bạn có thể làm cho nó phù hợp với xe đạp của mình.

Bước 4: Bạn phải có một số mã

Ở chế độ sáng cao, bảng hỗ trợ 6 màu khác nhau + trắng. Màu được chọn bằng cách đặt 3 chân GPIO thành cao hoặc thấp. Bằng cách đó, tất cả tám đèn LED có thể được bật hoàn toàn, nhưng chỉ hiển thị cùng một màu.

Ở chế độ PWM, màu sắc được thiết lập bằng cách áp dụng tín hiệu điều chế độ rộng xung vào 3 chân GPIO và ghép kênh 8 đèn LED. Điều này làm giảm độ sáng tổng thể, nhưng giờ đây có thể kiểm soát màu riêng lẻ. Điều này được thực hiện ở chế độ nền bởi một thói quen ngắt. Các chức năng cơ bản có sẵn để đặt các đèn LED một giá trị màu nhất định, sử dụng bộ ba RGB hoặc giá trị HUE. Thiết bị được lập trình bằng C bằng Arduino IDE để thuận tiện. Tôi đã đính kèm mã hiện tại mà tôi sử dụng. Phiên bản cập nhật có sẵn trên blog của tôi. Bạn có thể duyệt qua kho lưu trữ GIT bằng giao diện gitweb. Nhiều lỗi lập trình ngu ngốc sẽ xuất hiện, tôi chắc chắn về điều đó;-) Hình thứ hai minh họa thế hệ PWM. Một bộ đếm phần cứng được tính từ BOTTOM đến TOP. Khi bộ đếm lớn hơn một số nhất định đại diện cho màu mong muốn, đầu ra sẽ được chuyển đổi. Khi bộ đếm đã đạt đến giá trị TOP, mọi thứ sẽ được đặt lại. Độ sáng cảm nhận của đèn LED phần nào tỷ lệ thuận với thời gian phát tín hiệu. Nói một cách chính xác thì đó là một lời nói dối, nhưng dễ hiểu hơn.

Bước 5: Xem nó trong hành động

Chỉ là một số thử nghiệm sơ bộ. Có, nó cũng có thể tạo màu RGB đầy đủ;-)

Thử nghiệm thế giới thực. Có, chúng tôi đã có một số tuyết, nhưng đó là trước xmas. Bây giờ chúng ta lại có tuyết. Nhưng, như thường lệ, trong những ngày lễ giáng sinh và mừng năm mới, tất cả những gì chúng tôi có là mưa. Làm ơn bỏ qua cho tôi tiếng rên rỉ ở khoảng giữa video, tôi đã già nên việc ngồi xổm hơi khó khăn. Cuối cùng là một số hiệu ứng được cải thiện một chút. Hoàn thành nhiệm vụ. Đèn hậu ghê tởm và bất hợp pháp ở nơi tôi sống;-) Tôi khá chắc chắn rằng tôi sẽ không bị những người lái xe buồn ngủ hoặc thiếu hiểu biết bỏ qua nữa. Bằng cách điều chỉnh thời gian một chút, bạn có thể tạo ra các hiệu ứng khá khó chịu, bắt mắt tốt. Đặc biệt là vào ban đêm. Vì có 4 chân GPIO / ADC trên bo mạch (2 chân có thể được sử dụng để xây dựng mạng I2C nhỏ), nên dễ dàng kết nối một nút nhấn để kích hoạt tất cả các loại hiệu ứng. Kết nối một điện trở ảnh CdSe cũng sẽ hoạt động. Tổng chi phí vật liệu khoảng 50 $. Phần lớn nhất đi vào các bảng mạch in. Lệnh phạt khối lượng thấp như thường lệ. Tương tự với một quảng cáo truyền hình đã từng được lan truyền rộng rãi cho một công ty điện thoại di động ở Mỹ, hãy để tôi hỏi bạn điều này: "Bạn có thể nhìn thấy tôi bây giờ không? - Tốt."

Bước 6: Thiết kế cập nhật

Tôi đã thay đổi một vài thứ ở đây và ở đó.

Đáng chú ý nhất là việc bổ sung một bộ điều chỉnh điện áp rơi thấp. Bây giờ bảng có thể chạy với bất kỳ thứ gì từ 4 đến 14V DC. Tôi cũng đã thay đổi màu PCB thành màu vàng và thêm jumper để tắt tự động đặt lại và bỏ qua bộ điều chỉnh điện áp nếu nó không cần thiết. Bạn cũng sẽ tìm thấy các tệp KiCAD và một giản đồ ở đó. Trong trường hợp bạn muốn một cái, bạn có thể tìm thêm thông tin trên blog của tôi.

Bước 7: Siêu kích thước

Điều tiếp theo trong danh sách: Tic Tac Toe

Bước 8: Hack nhẹ hơn

Bằng cách thêm 3 dây và thêm 3 điện trở, độ sáng có thể tăng lên gấp đôi. Bây giờ hai chân GPIO trên mỗi màu được sử dụng để tìm nguồn cung cấp dòng điện.

Bước 9: Cập nhật thêm

Vì vậy, cuối cùng tôi đã chuyển từ PWM điều khiển ngắt 'câm' sang BCM (Điều chế mã nhị phân). Điều này làm giảm đáng kể thời gian CPU dành cho việc xoay các chân LED và tăng độ sáng lên khá nhiều. Tất cả mã cải tiến có thể được tìm thấy trên github. Vài giây đầu tiên của video cho thấy sự cải thiện trong bảng bên trái. Cho đến khi bản sửa đổi phần cứng tiếp theo của bo mạch này ra mắt (đang chờ bo mạch đến), điều này sẽ đáp ứng nhu cầu 'nhiều ánh sáng hơn' một chút. Nhìn những tấm ván mới chạy full blast sẽ thấy xót xa.