Arduino modulator žarometa za varnost motornih koles: 20 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-13 06:58

Motorna kolesa je težko videti na cesti predvsem zato, ker so le približno četrtino širine avtomobila ali tovornjaka. Od leta 1978 v ZDA so proizvajalci motornih koles morali narediti motorje bolj vidne z neprekinjenim prižiganjem žarometov, včasih pa to ni dovolj, da bi jih ločili od avtomobilov in jih naredili "bolj opazne". Zvezni in kanadski predpisi ZDA dovoljujejo modulacijo žarometov na motornih kolesih. Modulacija utripa žaromete z določeno hitrostjo, da postanejo bolj vidni. Ta povezava prikazuje zahteve za modulatorje žarometov za ZDA in Kanado.

www.kriss.com/pdf/modulator-headlamp.pdf

Ker sem ljubitelj elektronike, imam nekaj izkušenj z mikrokrmilniki in vozim motorno kolo, sem se odločil, da bom naredil svoj modulator žarometov in namenil še nekatere druge varnostne funkcije. Dve funkciji sta bili dodani, da bi izboljšali moje udobje in varnost. So kazalnik hitrosti, čemur pravim "tempomat ubogega človeka" z LED zaslonom z glavo navzgor in oranžno varnostno lučko na zadnji strani. Vsako od teh funkcij lahko kadar koli dodate v zasnovo modulatorja.

Merilnik hitrosti na mojem motorju je težko prebrati zaradi njegove lokacije in oblike. Branje merilnika hitrosti pomeni umakniti pogled s ceste. Indikator hitrosti je sestavljen iz trenutnega stikala, ki je nameščeno na krmilu blizu desnega palca, hallovega efekta z magnetom, pritrjenim na sprednje kolo, in tribarvne LED diode, nameščene na vetrobransko steklo v bližini oči. Ko dosežete želeno hitrost, pritisnete stikalo in LED dioda takoj obarva modro, kar kaže, da greste pri nastavljeni hitrosti ali blizu nje. Če izgubite hitrost, LED sveti zeleno, kar pomeni, da morate za vzdrževanje nastavljene hitrosti pospešiti. Če greste prehitro, LED sveti rdeče, kar pomeni, da morate upočasniti. Cilj je, da LED ostane modra.

Ta projekt je bil zame učni projekt in med tem sem naredil veliko napak (večinoma v programski opremi, kjer je enostavno narediti spremembe). Predlagam, da kot enkraten projekt uporabite konstrukcijo, predlagano v razdelku »Kako je zgrajena«.

OPOMBA: Ta oblika ni namenjena komercialni uporabi in ne ustreza "črki" zakona na dveh področjih

(d) Stikalo modulatorja mora biti ožičeno v napajalnem vodu modulirane žarilne nitke in ne na ozemljitveni strani vezja.

(e) Zagotovljena morajo biti sredstva, tako da lahko spodnji in zgornji žarek ostaneta aktivna v primeru okvare modulatorja [OPOMBA: Stikalo je mogoče namestiti na napravo MOSFET, da izpolni to zahtevo]

Potreben set spretnosti:

• Ta navodila niso "kako", ampak "kako". Nekaj oblikovanja in prilagajanja lastnemu motociklu boste morali narediti.
• Sposobnost branja in sledenja shematičnemu diagramu, poiščite komponente na prototipni plošči in jih povežite s priključno žico.
• Sposobnost spajkanja
• Mehanska sposobnost namestitve modulatorja na motorno kolo

1. korak: Cilj projekta

Pred začetkom katerega koli oblikovalskega projekta bi rad zapisal seznam vsega, kar bi želel oblikovanje. Tukaj je moj seznam:

• Mora biti "plug-n-play". Namesti se med kabelski snop žarometov in žaromete. Brez ožičenja ali spreminjanja ožičenja vozila.
• Modulirajte žaromete s 240 prehodi na minuto med 100% in 20% svetlostjo pri dolgih ali kratkih svetlobnih pramenih.
• Modulirajte zadnjo opozorilno luč pri 60 prehodih na minuto, 240 prehodov na minuto, ko pritisnete zavore.
• Foto upor, nameščen na sprednje vilice, ki zaznava dnevno svetlobo. V mraku se modulacija žarometa preneha in prednji zaslon zatemni.
• Omogoča tribarvni LED indikator hitrosti. Zaslon prikazuje "prehitro" (rdeče), "prepočasi" (zeleno), "pri hitrosti" (modro) s programabilno histerezo.
• Stikalo za nastavitev hitrosti glave na krmilu.
• Hall -ova naprava, nameščena na sprednje vilice z magnetom, prilepljenim na sprednje kolo, da zazna hitrost vozila.

Načrti za prihodnjo izvedbo:

• Pravi tempomat z vgrajenim koračnim motorjem za krmiljenje plina.
• Stranske opozorilne luči oranžne barve.

2. korak: Kako je zgrajen

Mikrokrmilniki so zelo močni glede tega, kaj vse zmorejo. Naprave je dokaj enostavno povezati z nožicami mikrokrmilnika in jih nato upravljati s programsko opremo. Za ta projekt sem uporabil Arduino (ali klon Arduino) in več prototipnih plošč (po eno za vsako funkcijo). Kasneje sem oblikoval lastno vezje. Te prototipne plošče se med seboj povezujejo v niz z Arduino zatiči, podvojenimi na vsaki prototipni plošči. Na zgornji sliki je prikazano, kako lahko ta projekt gradimo po fazah, po eno funkcijo na vsaki plošči za izdelavo prototipov. Predlagamo, da najprej sestavite modulator žarometa, ga namestite na motorno kolo in se prepričate, da deluje pravilno, preden preidete na naslednji modul. Ta vrsta gradnje vam ponuja tudi možnost, da izumite, oblikujete in zgradite svoje lastne lastnosti.

Korak: Shema modulatorja žarometov

Predvideva se, da boste uporabljali Arduino UNO R3 ali združljiv mikrokrmilnik. Za povezovanje komponent modulatorja uporabite zgornjo shemo. Če imate samo en žaromet, lahko izpustite drugo krmilno vezje (prikazano v modri škatli.) Tudi če imate dva žarometa, razmislite le o enem utripajočem. Morda se zdi (in je) pretirano uporabiti mikrokrmilnik za namiganje žarometa. Razlog za uporabo mikrokrmilnika je preprostost elektronike in sposobnost opravljanja drugih funkcij modula. Za izdelavo plošče modulatorja žarometov boste potrebovali dele, prikazane na naslednjem seznamu delov.

4. korak: Seznam delov modulatorja žarometov

5. korak: Kabelski sklopi modulatorja žarometov

Ti kabli so potrebni za modulatorski modul žarometa. Vedno uporabite žični merilnik, kot je primerno za vezje, ki ga uporablja. Priporočljivo je, da se vsaka ohlapna žica in nepolariziran konektor označita. To je treba narediti na vsakem kablu in na obeh straneh vezja protoshielda. Ker vaše motorno kolo morda ne uporablja žarnice žarometa H4, kot je moja, boste morali:

• Določite vrsto žarnice za vaše motorno kolo
• Naročite ustrezen podaljšek kabla žarometa
• Ugotovite, katera od treh žic je "ozemljitev", "dolge luči" in "kratke luči" in jih ustrezno priključite

6. korak: Namestitev modulatorja žarometov

Postavitev in povezave med komponentami na tej plošči določi graditelj. Uporabite eno 2-polno glavo pod pravim kotom kot priključek za sklop kabla fotografskega upora, drugega pa za napajanje, ki se napaja z napetostjo 12 V DC na zadnjo opozorilno luč. Modul modulatorja žarometov priključite na ploščo Arduino. Na zgornji sliki je prikazano, kako se modulator namesti med žaromet motornega kolesa in njegov jermen. Vsa moč prihaja iz pasu žarometov motornih koles.

Korak 7: Namestitev foto uporov

Sklop kabla za foto upor z eno ali več kabelskimi vezicami pritrdite na sprednje vilice motocikla, obrnjene navzdol proti tlom.

8. korak: programska oprema

Ta koda Arduino bo upravljala modulator žarometov, zadnjo opozorilno luč in kazalnik hitrosti. Čeprav nikakor ni profesionalna koda, prikazuje primere časovnikov in prekinitev.

Modulatorska programska oprema

Osrednje značilnosti programske opreme za modulacijo žarometov so:

• Časovnik 8 Hz.
• Niz 16 elementov, ki shranijo stanje žarometa za vsako oznako časovnika. (na primer na 100%, na 20%, na 100%, na 20%itd.)
• Časovna prekinitev, ki prebere matriko stanja in to stanje prenese na zatič žarometa na Arduinu.

Vsakič skozi zanko se odčita vrednost foto upora. Če je odčitana vrednost večja od shranjene vrednosti, ki predstavlja mrak, se žarometi še naprej modulirajo.

Programska oprema za osvetlitev zadaj

Programska oprema zadnje opozorilne luči uporablja isti 8 Hz časovnik, časovne prekinitve in matriko kot modulator žarometov, vendar medtem ko zavora motornega kolesa ni aktivirana, zadnja opozorilna lučka sveti za 8 klopov in ugasne za 8 klopov. Če so zavore aktivirane, zadnja opozorilna lučka utripa ob 1 kljuku, izklopu 1 kljuka itd., Dokler se zavora ne sprosti.

Programska oprema za merjenje hitrosti

Osrednje značilnosti kazalnika hitrosti so:

• Časovnik 2000 Hz.
• Strojna prekinitev, ki jo ustvari naprava z učinkom Hall
• Stikalo za nastavitev hitrosti
• LED diode, ki označujejo "prehitro", "prepočasno" in "vklopljeno hitrost"

Vsakič, ko magnet sprednjega kolesa preide mimo hallove naprave, se shrani števec, ki ga poganja časovnik 2000 Hz; nato se števec ničli in štetje se začne znova. Ko pritisnete gumb za nastavitev hitrosti, shranjeni števec postane nastavljena hitrost. Nato se nastavljena hitrost primerja s shranjenim števcem in sveti ustrezna LED -lučka, ki kaže, ali je štetje manjše (prehitro) bolj (prepočasno) ali znotraj območja tolerance za vklopljeno hitrost, izračunano z dodajanjem ali odštevanjem odstotka nastavljene hitrosti. Če toleranca ne bi bila uvedena, bi moralo šteti točno nastavljeno hitrost ali pa modra LED nikoli ne bi prižgala.

9. korak: Modul zadnje luči za previdnost

Na zgornji sliki je prikazana oranžna LED lučka, pritrjena na naslonjalo zadnjih sedežev mojega motornega kolesa. Med vožnjo ta lučka utripa enakomerno za eno sekundo, za eno sekundo za izklop. Ko pritisnete zavore, bo ta lučka utripala enako štirikrat na sekundo kot žarometi.

10. korak: Shema luči za zadnjo previdnost

Za povezovanje komponent zadnje opozorilne luči uporabite zgornjo shemo. Za izdelavo plošče zadnje opozorilne luči potrebujete dele, prikazane na naslednjem seznamu delov.

11. korak: Seznam delov luči za zadnjo previdnost

Korak 12: Snop svetlobnega kabla od zadaj

Korak: Namestitev previdne luči

Postavitev in povezave med komponentami na tej plošči določi graditelj. Uporabite eno 2-polno glavo pod pravim kotom kot priključek za sklop kabla opozorilne luči, drugo pa za napajanje 12VDC iz modulatorja modulatorja žarometov.

Opozorilno luč namestite na zadnjo stran motocikla in pritrdite njen kabel s kabelskimi vezicami. Priključite modul opozorilne luči v modulatorski modul žarometa, mostiček opozorilne luči 12VDC iz modulatorskega modula žarometa priključite na modul zadnje opozorilne luči.

Korak 14: Shema modula kazalnika hitrosti

Korak 15: Seznam delov kazalnika hitrosti

Korak 16: Sestava kabla Hall Effect Hall indikatorja hitrosti

Korak 17: Sklop stikala stikala stikala za nastavitev hitrosti in zavornega stikala

18. korak: Kabelski sklop "Heads-up LED" indikatorja hitrosti

Montaža LED je prepuščena graditelju.

19. korak: Namestitev kazalnika hitrosti

Postavitev in povezave med komponentami na tej plošči določi graditelj. Uporabite eno 2-polno glavo pod pravim kotom kot priključek za sklop kabla za nastavitev hitrosti, drugega pa za kabel stikala zavore. 3-polni glavo pod pravim kotom uporabite kot priključek za sklop kabla naprave z učinkom Hall-a in 4-pinski za sklop kabla LED indikatorja hitrosti.

Stikalo za nastavitev hitrosti, senzor Hall, LED indikator hitrosti in kabel pritrdite na zavorno stikalo motornega kolesa v skladu s slikami kabla. Modul kazalnika hitrosti priključite v modul opozorilne luči.

20. korak: KONČNE OPOMBE

Modulator žarometov/opozorilno lučko/indikator hitrosti uporabljam že več kot eno leto in nikoli mi ni odpovedal. Pričakujte nekaj sekund zakasnitve (medtem ko se Arduino zažene), dokler se ne prižgejo žarometi in začnejo utripati. Čeprav ni mogoče dokazati ne-dogodka, se mi zdi, da so vidni vozniki okoli mene. Najmanj 3 osebe so omenile in cenijo oranžno zadnjo opozorilno luč.