Kolesarska zadnja luč z zasukom: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:09

Priznajmo si. Zadnje luči so dolgočasne.

V najboljšem primeru utripajo - poglej me! Migam - woohoo 'ves čas. In vedno so rdeče. Zelo ustvarjalno. Lahko naredimo bolje kot to, morda ne veliko, a vseeno bolje kot le 'utripaj utripaj'. Med novoletnimi praznovanji sem se vozil s kolesom in ljudem je bilo všeč, niso pa bili vsi pijani;-) Ostalo je precej naravnost: 2x AA celice, ojačevalni pretvornik za 5V, nekaj RGB LED, obvezni mikro krmilnik, po meri tiskana vezja iz serije BatchPCB, perfboard in običajno spajkalno orodje.

1. korak: Glavna shema

Res nič posebnega. Če veste, kako priključiti čip AVR na mizo ali Arduino na mizo, če vam je to bolj všeč, s tem ne boste imeli težav. Za oblikovanje shematskih in tiskanih vezij sem uporabil KICAD. KICAD je odprtokoden in v nasprotju z eaglom, ki ima tudi brezplačno (tako kot brezplačno) različico, ni nobenih omejitev glede velikosti plošč. Tudi vi dobite datoteke Gerber, ki delujejo s katero koli čudovito hišo, ki jo želite. Npr. BatchPCB z njimi ni imel težav.

Na shemi boste našli samo procesor, LED diode, nekaj uporov in kondenzatorjev. To je vse. Obstaja tudi nekaj glav. Plošče imajo glavo ICSP za utripanje zagonskega nalagalnika in 6pinno glavo za priročno serijsko nalaganje. Zadnji dve glavi sta zrcaljeni in vsebujeta napajanje, I2C in še dva zatiča GPIO/ADC. Za napajanje toka na vseh 8 enobarvnih anod se uporabljajo 3 zatiči GPIO s 3 upori za omejevanje toka. Posamezne LED diode se vklopijo ali izklopijo z 8 zatiči GPIO za pogon katod. Odvisno od vrste delovanja so LED diode multipleksirane (PWM za več barv) ali popolnoma vklopljene (večja svetlost). Nekaj informacij o paketih, ki sem jih uporabil za to ploščo: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - Upori: 0805 SMD - Kondenzatorji: 0805 SMD, 1206 SMD

2. korak: Ukvarjanje z LED diodami

Tu ne bom šel v podrobnosti, saj je bilo to že večkrat obravnavano drugje. Paziti morate le, da ne presežete največjega izhodnega toka mikro krmilnika na pin (približno 35 mA ali več za AVR -je). Enako velja za tok LED. Kot lahko uganite na sliki, sem z eno od LED SMD ugotovil razmerje uporov, da dobim dobro uravnoteženo belo svetlobo. Na drugi strani so trije potenciometri 2k nekaj. To je vse. V tem primeru sem končal z upori od 90 do 110 Ω, vendar je to odvisno od vrste LED, ki jo dobite. Samo uporabite standardni multimeter, da ugotovite napetosti LED V_led naprej in ste v poslu.

Z Ohmovim zakonom lahko izračunate vrednosti za tokovne omejevalne upore za majhne LED diode na naslednji način: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led ne sme presegati omejitev toka delov, ki jih uporabljate. Tudi ta pristop je dober samo za aplikacije z nizkim tokom (morda do 100 mA) in ga ne bi smeli uporabljati za Luxeon ali CREE LED! Tok skozi LED diode je odvisen od temperature, zato je treba uporabiti pogon konstantnega toka. Če potrebujete več informacij o tej temi, bo wikipedia imela nekaj informacij. Iskanje električne prevodnosti polprevodnikov (nizko/visoko doping itd.) Ali negativnega temperaturnega koeficienta je lahko v pomoč. Uporabil sem 6pin SMD RGB LED brez skupnega. Če jih poiščete na Googlu, boste dobili veliko rezultatov. Čarobne besede so "SMD, RGB, LED, PLCC6 5050". 5050 so metrične dimenzije za x in y v enotah 0,1 mm. Na ebayu jih boste našli tudi za 50 ¢ na kos za velika naročila. Pakiranja po 10 se trenutno prodajajo za približno 10 dolarjev. Jaz bi dobil vsaj 50;-)

3. korak: hrbtna plošča in vir napajanja

Hrbtna plošča zagotavlja napajanje in skupno vodilo I2C na obeh ploščah. Vsaka plošča ima 8 LED RGB in ATmega168 mcu z notranjim oscilatorjem na 8 MHz. Slednje zahteva sinhronizacijo med ploščami in/ali ponovno kalibracijo oscilatorjev. Ta težava se bo znova prikazala v razdelku s kodo.

Shema 5V ojačevalnega pretvornika je bila vzeta iz podatkovnega lista Maxim MAX756 brez kakršnih koli sprememb. Uporabite lahko kateri koli drug čip, ki se vam zdi primeren, ki lahko zagotovi približno 200 mA pri 5V. Prepričajte se le, da je število zunanjih delov majhno. Običajno potrebujete vsaj 2 elektrolitska kondenzatorja, Schottkyjevo diodo in induktor. Referenčna oblika v podatkovnem listu ima vse številke. Za to delo sem uporabil visokokakovostne plošče FR4 (steklena vlakna). Cenejše plošče na osnovi kolofonije lahko delujejo tudi, vendar se preveč zlahka zlomijo. Nočem, da se deske razpadajo pri neravni vožnji. Če že imate "MintyBoost", ga lahko uporabite tudi, če ga lahko namestite na svoje kolo.

4. korak: Imeti morate kodo

V načinu visoke svetlosti plošča podpira 6 različnih barv + bela. Barvo izberete tako, da 3 zatiča GPIO nastavite na visoko ali nizko. Tako je lahko vseh osem LED v celoti vklopljenih, vendar prikazujejo samo isto barvo.

V načinu PWM se barva nastavi z uporabo signala, moduliranega s širino impulza, na 3 zatiče GPIO in multipleksiranjem 8 LED. S tem se zmanjša splošna svetlost, zdaj pa je možen individualni nadzor barve. To se v ozadju izvaja s prekinitveno rutino. Na voljo so osnovne funkcije za nastavitev LED diode na določeno barvno vrednost, bodisi z uporabo tripleta RGB ali vrednosti HUE. Naprava je za udobje programirana v jeziku C z uporabo Arduino IDE. Priložil sem trenutno kodo, ki jo uporabljam. Na mojem blogu so na voljo najnovejše različice. Po vmesniku gitweb lahko brskate po skladišču GIT. Prikazalo se bo veliko neumnih programskih napak, prepričan sem;-) Druga slika ponazarja generacijo PWM. Strojni števec šteje od BOTTOM do TOP. Ko je števec večji od določenega števila, ki predstavlja želeno barvo, se izhod preklopi. Ko števec doseže najvišjo vrednost, se vse ponastavi. Zaznana svetlost LED je nekoliko sorazmerna s časom signala. Strogo rečeno, to je laž, vendar lažje razumljiva.

5. korak: Oglejte si to v akciji

Nekaj predhodnih testov. Ja, lahko naredi tudi polne barve RGB;-)

Testiranje v resničnem svetu. Ja, nekaj snega je bilo, ampak to je bilo pred božičem. Zdaj imamo spet nekaj snega. Toda kot običajno je med božičnimi prazniki in novoletnimi praznovanji ostal le dež. Prosim, prezrite me, kako stokam približno sredi videa, postaram, zato je počep nekoliko težji. Končno nekaj nekoliko izboljšanih učinkov. Naloga opravljena. Luštne zadnje luči in nezakonito tam, kjer živim;-) Prepričan sem, da me zaspani ali nevedni avtomobilisti ne bodo več prezrli. Če nekoliko prilagodite časovne razporede, lahko ustvarite precej nadležne učinke, ki dobro pritegnejo oči. Še posebej ponoči. Ker so na ploščah 4 zatiča GPIO/ADC (2 se lahko uporabljata za izgradnjo majhnega omrežja I2C), bi moralo biti preprosto priključiti gumb za sprožitev vseh vrst učinkov. Prav tako bi priklopil foto upor CdSe. Skupni stroški materiala so približno 50 USD. Največji kos je šel na tiskana vezja. Kazen za majhno količino naročila, kot običajno. V analogiji z nekoč zelo razširjeno TV reklamo za podjetje za mobilne telefone v ZDA, naj vas vprašam naslednje: "Ali me lahko zdaj vidiš? - Dobro."

6. korak: Posodobljeno oblikovanje

Tu in tam sem spremenil nekaj stvari.

Najbolj opazen je dodatek regulatorja nizke napetosti. Zdaj lahko plošča deluje s karkoli od 4 do 14V DC. Barvo tiskanega vezja sem spremenil tudi v rumeno in dodal skakalce, da onemogočim samodejno ponastavitev in zaobidem regulator napetosti, če ni potreben. Demo koda za prijemala in navodila za montažo. Tam boste našli datoteke KiCAD in shemo. Če ga želite, lahko več informacij najdete na mojem blogu.

7. korak: Prevelik

Naslednja stvar na seznamu: Tic Tac Toe

8. korak: Več Light Hack

Če dodate 3 žice in še 3 upore, se lahko svetlost podvoji. Zdaj se za pridobivanje toka uporabljata dva zatiča GPIO na barvo.

9. korak: Več posodobitev

Tako sem končno prešel iz 'neumnega' PWM -ja s prekinitvami na BCM (Binary Code Modulation). To drastično skrajša čas CPU -ja, porabljen za vrtenje LED zatičev, in močno poveča svetlost. Vso izboljšano kodo najdete na githubu. Prvih nekaj sekund videoposnetka prikazuje izboljšanje na levi plošči. Dokler ne izide naslednja revizija strojne opreme te plošče (čaka na prihod plošč), bo to nekoliko nahranilo potrebo po "več svetlobe". Gledanje v nove deske, ki tečejo na polno, bo boleče.