چراغ عقب دوچرخه با پیچ و تاب: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:59

بیا با آن روبرو شویم. چراغ های عقب خسته کننده هستند.

در بهترین حالت آنها پلک می زنند - به من نگاه کن! من پلک می زنم - ووووو و همیشه قرمز هستند بسیار خلاق. ما می توانیم بهتر از این کار را انجام دهیم ، شاید نه چندان ، اما هنوز بهتر از "پلک زدن چشمک" هستیم. من در جشن های سال نو دوچرخه سواری می کردم و مردم آن را دوست داشتند ، و همه آنها مست نبودند ؛-) بقیه تقریباً رو به جلو هستند: 2 برابر سلولهای AA ، مبدل تقویت کننده برای 5 ولت ، برخی از LED های RGB ، میکرو کنترلر اجباری ، سفارشی تخته های مدار چاپی از BatchPCB ، ورق ورق و وسایل لحیم کاری معمول.

مرحله 1: شماتیک اصلی

واقعا چیز خاصی نیست اگر می دانید چگونه یک تراشه AVR را روی یک تخته نورد یا یک آردوینو را روی یک نان بورد سیم کشی کنید ، اگر این را بیشتر دوست دارید ، با این یکی مشکلی نخواهید داشت. من از KICAD برای طراحی شماتیک و تابلوهای مدار چاپی استفاده کردم. KICAD منبع باز است و برعکس عقاب که دارای نسخه رایگان (به صورت رایگان) نیز می باشد ، هیچ محدودیتی در اندازه تخته هایی که می توانید ایجاد کنید وجود ندارد. شما همچنین فایل های gerber را دریافت می کنید که با هر خانه ای که می خواهید کار می کنند. به عنوان مثال. BatchPCB هیچ مشکلی با آنها نداشت.

در شماتیک فقط CPU ، LED ها ، چند مقاومت و خازن را می بینید. فقط همین. چند سربرگ نیز وجود دارد. تخته ها دارای یک سربرگ ICSP برای چشمک زدن bootloader و یک سربرگ 6pin برای بارگذاری سریال مناسب هستند. 2 سرصفحه آخر آینه کاری شده و حاوی قدرت ، I2C و دو پین GPIO/ADC دیگر است. 3 پین GPIO با 3 مقاومت محدود کننده جریان برای تامین جریان هر 8 آند یک رنگ استفاده می شود. LED های جداگانه با استفاده از 8 پین GPIO برای هدایت کاتد روشن یا خاموش می شوند. بسته به نوع عملکرد ، LED ها یا چندگانه (PWM برای رنگهای بیشتر) یا به طور کامل روشن می شوند (روشنایی بیشتر). برخی اطلاعات در مورد بسته هایی که برای این برد استفاده کردم: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - مقاومت ها: 0805 SMD - خازن ها: 0805 SMD ، 1206 SMD

مرحله 2: برخورد با LED ها

من در اینجا به جزئیات زیادی نمی پردازم ، زیرا این مورد بارها در جاهای دیگر مورد بحث قرار گرفته است. فقط باید مطمئن شوید که از حداکثر جریان خروجی میکرو کنترلر در هر پین (در حدود 35 میلی آمپر یا بیشتر برای AVR ها) فراتر نروید. همین امر در مورد جریان LED نیز صادق است. همانطور که از تصویر می توانید حدس بزنید ، من از یکی از LED های SMD برای تعیین نسبت مقاومت برای بدست آوردن نور سفید متعادل استفاده کردم. سه پتانسیومتر 2k چیزی در طرف دیگر وجود دارد. فقط همین. در این حالت من مقاومت هایی از 90 تا 110Ω را به پایان رساندم ، اما این بستگی به نوع LED شما دارد. کافی است از یک مولتی متر استاندارد برای تعیین ولتاژهای جلو LED V_led استفاده کنید و در کار هستید.

با استفاده از قانون اهم ، می توانید مقادیر مقاومتهای محدودکننده فعلی را برای LED های کوچک محاسبه کنید: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led نباید از حد فعلی قطعاتی که استفاده می کنید تجاوز کند. همچنین این روش فقط برای برنامه های کم جریان (شاید تا 100 میلی آمپر) خوب است و نباید برای LED های Luxeon یا CREE استفاده شود! جریان LED ها به دما بستگی دارد و باید از درایور جریان ثابت استفاده شود. اگر به اطلاعات بیشتری در مورد آن موضوع نیاز دارید ، ویکی پدیا اطلاعاتی دارد. جستجوی رسانایی الکتریکی نیمه هادی ها (دوپینگ کم/زیاد و غیره) یا ضریب دمای منفی ممکن است مفید باشد. من از LED های 6 پین SMD RGB بدون هیچ چیز مشترک استفاده کردم. اگر آنها را در گوگل جستجو کنید ، نتایج زیادی خواهید گرفت. کلمات جادویی "SMD ، RGB ، LED ، PLCC6 5050" هستند. 5050 ابعاد متریک x و y در واحدهای 0.1 میلی متر است. در ebay شما می توانید آنها را با قیمت 50 ¢ در هر قطعه برای سفارشات با حجم بالا پیدا کنید. بسته های 10 تایی در حال حاضر حدود 10 دلار به فروش می رسد. من حداقل 50 می گرفتم ؛-)

مرحله 3: هواپیما و منبع تغذیه

صفحه عقب قدرت و یک گذرگاه مشترک I2C را برای هر دو برد فراهم می کند. هر برد دارای 8 LED RGB و یک ATmega168 mcu با نوسان ساز داخلی خود در 8 مگاهرتز است. مورد دوم نیاز به همگام سازی بین تخته ها و/یا کالیبراسیون مجدد نوسان سازها دارد. این مشکل دوباره در قسمت کد نشان داده می شود.

شماتیک مبدل تقویت کننده 5V از برگه اطلاعات Maxim MAX756 بدون هیچ گونه تغییری گرفته شده است. می توانید از هر تراشه دیگری که مناسب خود می دانید و می تواند حدود 200 میلی آمپر در 5 ولت ارائه دهد ، استفاده کنید. فقط مطمئن شوید که تعداد قطعات خارجی کم است. به طور معمول شما حداقل به 2 خازن الکترولیتی ، یک دیود Schottky و یک سلف نیاز دارید. طرح مرجع در برگه اطلاعات دارای تمام اعداد است. من برای این کار از تخته های FR4 (شیشه فیبر) با کیفیت بالا استفاده کردم. تخته های ارزان قیمت با رزین نیز ممکن است کار کنند ، اما خیلی راحت می شکنند. من نمی خواهم تخته ها در یک سوار پر دست و پا متلاشی شوند. اگر از قبل صاحب "MintyBoost" هستید ، می توانید از آن نیز استفاده کنید اگر بتوانید آن را روی دوچرخه خود جا دهید.

مرحله 4: باید کمی کد داشته باشید

در حالت روشنایی بالا ، برد از 6 رنگ مختلف + سفید پشتیبانی می کند. رنگ با تنظیم 3 پین GPIO روی بالا یا پایین انتخاب می شود. به این ترتیب هر هشت LED می توانند کاملاً روشن باشند ، اما فقط همان رنگ را نشان می دهند.

در حالت PWM ، رنگ با استفاده از سیگنال تعدیل شده در پالس ، 3 پین GPIO و مالتی پلکس کردن 8 LED تنظیم می شود. این میزان روشنایی کلی را کاهش می دهد ، اما اکنون کنترل رنگ فردی امکان پذیر است. این کار در پس زمینه توسط یک روال وقفه انجام می شود. عملکردهای اساسی برای تعیین مقدار رنگ LED ها ، چه با استفاده از سه گانه RGB و چه مقدار HUE ، موجود است. این دستگاه برای راحتی با استفاده از Arduino IDE برنامه نویسی شده است. کد فعلی که استفاده می کنم را ضمیمه کرده ام. نسخه های به روز در وبلاگ من موجود است. با استفاده از رابط gitweb می توانید مخزن GIT را مرور کنید. بسیاری از اشتباهات احمقانه برنامه نویسی ظاهر می شوند ، من مطمئن هستم ؛-) شکل دوم نسل PWM را نشان می دهد. شمارنده سخت افزاری از پایین به بالا شمارش می کند. هنگامی که شمارنده بزرگتر از یک عدد خاص است که نشان دهنده رنگ مورد نظر است ، خروجی تغییر می کند. هنگامی که شمارنده به مقدار TOP خود رسید ، همه چیز بازنشانی می شود. روشنایی درک شده LED تا حدی متناسب با زمان سیگنال است. به طور دقیق می توان گفت که دروغ است ، اما درک آن آسان تر است.

مرحله 5: آن را در عمل ببینید

فقط چند آزمایش اولیه بله ، می تواند رنگهای RGB کامل را نیز انجام دهد ؛-)

آزمایش در دنیای واقعی بله ، مقداری برف داشتیم ، اما این قبل از کریسمس بود. حالا دوباره مقداری برف داریم اما ، طبق معمول ، در تعطیلات کریسمس و جشن سال نو همه ما باران بود. لطفاً ناله من را در اواسط ویدئو نادیده بگیرید ، من دارم پیر می شوم ، بنابراین چمباتمه زدن کمی سخت می شود. در نهایت برخی از اثرات کمی بهبود یافته است. ماموریت انجام شد. چراغ های عقب جذاب و غیرقانونی در جایی که من نیز زندگی می کنم ؛-) من مطمئن هستم که دیگر توسط رانندگان خواب آلود یا نادان نادیده گرفته نخواهم شد. با کمی تنظیم زمان بندی ، می توانید جلوه های بسیار آزاردهنده ای ایجاد کنید که چشم نواز خوب هستند. به خصوص در شب. از آنجا که 4 پین GPIO/ADC روی تخته ها وجود دارد (2 ممکن است برای ایجاد یک شبکه کوچک I2C استفاده شود) ، باید یک دکمه را فشار دهید تا همه نوع جلوه را ایجاد کند. اتصال یک مقاومت عکس CdSe نیز کار می کند. هزینه کل مواد حدود 50 دلار است. بزرگترین قطعه وارد تخته مدار چاپی شد. مجازات سفارش حجم کم طبق معمول. در قیاس با تبلیغات تلویزیونی که زمانی برای شرکت تلفن همراه در ایالات متحده بسیار گسترده بود ، اجازه دهید این را از شما بپرسم: "آیا می توانید مرا هم اکنون ببینید؟ - خوب."

مرحله 6: طراحی به روز شده

من چند نکته را اینجا و آنجا تغییر داده ام.

مهمترین آن افزودن تنظیم کننده ولتاژ افت پایین است. در حال حاضر برد می تواند با هر چیزی از 4 تا 14 ولت DC کار کند. همچنین رنگ PCB را به زرد تغییر داده و برای جلوگیری از تنظیم مجدد خودکار و دور زدن تنظیم کننده ولتاژ در صورت عدم نیاز ، بلوزها را اضافه کرده ام. کد نمایشی برای گرفتن و دستورالعمل های مونتاژ. فایلهای KiCAD و شماتیک را نیز در آنجا خواهید یافت. در صورت تمایل ، می توانید اطلاعات بیشتری را در وبلاگ من پیدا کنید.

مرحله 7: بزرگ

مورد بعدی در لیست: Tic Tac Toe

مرحله 8: هک سبک تر

با افزودن 3 سیم و 3 مقاومت دیگر ، روشنایی را می توان دو برابر کرد. در حال حاضر از دو پین GPIO در هر رنگ برای تامین جریان استفاده می شود.

مرحله 9: به روز رسانی های بیشتر

بنابراین من سرانجام از PWM قطع شده "گنگ" به BCM (مدولاسیون کد دودویی) تغییر کردم. این امر به طور چشمگیری زمان پردازنده را که برای چرخاندن پین های LED صرف می شود کاهش می دهد و روشنایی را بسیار افزایش می دهد. همه کد های بهبود یافته را می توانید در github پیدا کنید. چند ثانیه اول ویدئو بهبود در صفحه چپ را نشان می دهد. تا زمانی که نسخه سخت افزاری بعدی این برد منتشر نشود (منتظر بمانید تا تابلوها برسند) ، این امر نیاز به نور بیشتر را کمی تامین می کند. نگاه کردن به هیئت مدیره جدید با انفجار کامل دردناک خواهد بود.