Llum posterior de bicicleta amb un gir: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:18

Siguem sincers. Els fanals posteriors són avorrits.

En el millor dels casos van parpellejar i parpellejar - mira'm! Parpellejo, woohoo, tot el temps. I sempre són vermells. Molt creatiu. Podem fer-ho millor, potser no gaire, però millor que “parpellejar i parpellejar”. Anava en bicicleta durant les celebracions del nou any i la gent els va agradar, i no tots estaven borratxos;-) La resta és bastant senzill: 2x cèl·lules AA, convertidor boost per a 5V, alguns LED RGB, el micro controlador obligatori, personalitzat plaques de circuits impresos de BatchPCB, perfboard i els equips de soldadura habituals.

Pas 1: esquema principal

Realment res d’especial. Si sabeu connectar un xip AVR a una tauleta de pa o un Arduino a una tauleta de pa, si us agrada més, no tindreu cap problema amb aquest. He utilitzat KICAD per dissenyar l’esquema i les plaques de circuits impresos. KICAD és de codi obert i, a diferència de l'àguila, que també té una versió gratuïta (de forma gratuïta), no hi ha absolutament cap limitació en la mida de les taules que pugueu fer. També teniu fitxers gerber que funcionen amb qualsevol casa fabulosa que vulgueu. Per exemple. BatchPCB no va tenir cap problema amb ells.

A l’esquema només trobareu la CPU, els LED, algunes resistències i condensadors. Això és tot. També hi ha algunes capçaleres. Les plaques tenen una capçalera ICSP per llançar un carregador d’arrencada i una capçalera de 6 pins per a una càrrega en sèrie convenient. Les dues darreres capçaleres es reflecteixen i contenen alimentació, I2C i dos pins GPIO / ADC més. S’utilitzen 3 pins GPIO amb 3 resistències limitadores de corrent per subministrar corrent als 8 ànodes d’un sol color. Els LED individuals s’encenen o s’apaguen mitjançant 8 pins GPIO per accionar els càtodes. Depenent del tipus d'operació, els LED es multiplexen (PWM per a més colors) o estan totalment engegats (major brillantor). Alguna informació sobre els paquets que he utilitzat per a aquesta placa: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - Resistències: 0805 SMD - Condensadors: 0805 SMD, 1206 SMD

Pas 2: Tractament dels LED

Aquí no entraré en grans detalls, ja que això s’ha tractat diverses vegades en altres llocs. Només heu d’assegurar-vos de no superar el corrent de sortida màxim del microcontrolador per pin (uns 35 mA més o menys per als AVR). El mateix passa amb els LED actuals. Com es pot endevinar a la imatge, he utilitzat un dels LED SMD per esbrinar la relació de resistència per obtenir una llum blanca ben equilibrada. Hi ha tres potenciòmetres de 2k a l'altre costat. Això és tot. En aquest cas, he acabat amb resistències que oscil·len entre 90 i 110Ω, però això depèn del tipus de LED que obtingueu. Simplement utilitzeu un multímetre estàndard per determinar les tensions directes del LED V_led i ja esteu en el negoci.

Utilitzant la llei d’Ohm, podeu calcular els valors de les resistències de limitació de corrent per a LEDs petits com ara: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led no hauria de superar cap límit de corrent de les peces que utilitzeu. A més, aquest enfocament només és bo per a aplicacions de baixa intensitat (potser fins a 100 mA) i no s’hauria d’utilitzar per als LEDs Luxeon o CREE. El corrent a través dels LED depèn de la temperatura i s’hauria d’utilitzar un controlador de corrent constant. Si necessiteu més informació sobre aquest tema, la wikipedia tindrà informació. Pot ser útil cercar conductivitat elèctrica de semiconductors (dopatge baix / alt, etc.) o un coeficient de temperatura negatiu. He utilitzat LEDs RGB SMD de 6 pins sense res més. Si feu google per a ells, obtindreu molts resultats. Les paraules màgiques són "SMD, RGB, LED, PLCC6 5050". 5050 són dimensions mètriques per x i y en unitats de 0,1 mm. A eBay també els trobareu a un preu de fins a 50 ¢ per peça per a comandes amb gran volum. Actualment es venen paquets de 10 per uns 10 dòlars. Tinc almenys 50;-)

Pas 3: pla posterior i font d'alimentació

El pla posterior proporciona energia i un bus I2C comú a les dues plaques. Cada placa té 8 LED RGB i un ATmega168 mcu funcionant amb el seu oscil·lador intern a 8 MHz. Aquest últim requereix sincronització entre les plaques i / o recalibració dels oscil·ladors. Aquest problema es tornarà a mostrar a la secció de codis.

L’esquema del convertidor d’augment de 5V s’ha extret de la fitxa tècnica del Maxim MAX756 sense cap modificació. Podeu utilitzar qualsevol altre xip que trobeu adequat i que pugui proporcionar uns 200mA a 5V. Assegureu-vos que el recompte de peces externes sigui baix. Normalment necessiteu almenys dos condensadors electrolítics, un díode Schottky i un inductor. El disseny de referència del full de dades conté tots els números. He utilitzat taules FR4 (fibra de vidre) d’alta qualitat per a aquesta feina. Les taules basades en colofònia més econòmiques també poden funcionar, però es trenquen massa fàcilment. No vull que les taules es desintegrin en un viatge accidentat. Si ja teniu un "MintyBoost", podeu utilitzar-lo també si el podeu adaptar a la vostra bicicleta.

Pas 4: heu de tenir una mica de codi

En mode d'alta brillantor, el tauler admet 6 colors diferents + blanc. El color es tria configurant 3 pins GPIO a alt o baix. D’aquesta manera, els vuit LED es poden encendre completament, però només mostren el mateix color.

En mode PWM, el color es defineix aplicant un senyal modulat en amplada de pols als 3 pins GPIO i multiplexant els 8 LED. Això redueix la brillantor general, però ara és possible un control individual del color. Això es fa en segon pla mitjançant una rutina d’interrupcions. Hi ha disponibles funcions bàsiques per establir un determinat valor de color als LED, ja sigui mitjançant un triple RGB o un valor HUE. El dispositiu està programat en C mitjançant l'IDE Arduino per comoditat. He adjuntat el codi actual que faig servir. Hi ha versions actualitzades disponibles al meu bloc. Podeu navegar pel dipòsit GIT mitjançant la interfície gitweb. Hi apareixeran molts errors de programació estúpids, n’estic segur;-) La segona figura il·lustra la generació de PWM. Un comptador de maquinari compta des de BAIX fins a TOP. Quan el comptador és més gran que un nombre determinat que representa el color desitjat, la sortida es commuta. Un cop el comptador ha assolit el seu valor TOP, es restableix tot. La brillantor percebuda del LED és una mica proporcional a la puntualitat del senyal. En rigor, això és mentida, però és més fàcil d’entendre.

Pas 5: vegeu-ho en acció

Només algunes proves preliminars. Sí, també pot fer colors RGB complets;-)

Proves del món real. Sí, vam tenir una mica de neu, però això va ser abans de Nadal. Ara tornem a tenir una mica de neu. Però, com és habitual, durant les vacances de Nadal i les celebracions d’any nou, només teníem pluja. Si us plau, ignoreu-me queixant-me a la meitat del vídeo, ja tinc vell, així que la posició en cuca es fa una mica dura. Finalment, alguns efectes lleugerament millorats. Missió complerta. Llums posteriors frikis i il·legals on visc també;-) Estic segur que ja no seré ignorat pels automobilistes adormits o ignorants. Si ajusteu una mica els temps, podreu crear efectes força molestos que siguin bons per atraure els ulls. Sobretot a la nit. Com que hi ha 4 pins GPIO / ADC a les plaques (2 es poden utilitzar per construir una petita xarxa I2C), hauria de ser fàcil connectar un polsador per activar tot tipus d'efectes. Connectar una resistència fotogràfica CdSe també funcionaria. El cost total del material és d’uns 50 $. El tros més gran va passar a les plaques de circuits impresos. Sanció per comanda de baix volum com de costum. En analogia amb un anunci de televisió difós per una companyia de telefonia mòbil als Estats Units, deixeu-me preguntar-li això: "Em podeu veure ara? - Bé".

Pas 6: disseny actualitzat

He canviat algunes coses aquí i allà.

El més notable és l’addició d’un regulador de baixa tensió. Ara la placa pot funcionar amb qualsevol cosa des de 4 a 14 V CC. També he canviat el color del PCB a groc i he afegit ponts per desactivar el restabliment automàtic i evitar el regulador de tensió si no és necessari. Codi demo per agafar i instruccions de muntatge. També hi trobareu fitxers KiCAD i un esquema. En cas que en vulgueu, podeu trobar més informació al meu bloc.

Pas 7: sobredimensionat

El següent de la llista: Tic Tac Toe

Pas 8: Hack més lleuger

Si afegiu 3 cables i 3 resistències més, es pot duplicar la brillantor. Ara s’utilitzen dos pins GPIO per color per obtenir el corrent.

Pas 9: més actualitzacions

Per tant, finalment he canviat de PWM impulsat per interrupcions "mudes" a BCM (modulació de codi binari). D’aquesta manera es redueix dràsticament el temps de la CPU dedicat a girar els pins LED i augmenta força la brillantor. El codi millorat es pot trobar a github. Els primers segons del vídeo mostren la millora al tauler esquerre. Fins que no es publiqui la propera revisió de maquinari d'aquest tauler (esperant que arribin els taulers), això alimentarà una mica la necessitat de "més llum". Mirar els nous taulers que funcionen a tope serà molt dolorós.