Lampu Sepeda: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Tujuan proyek

Perancangan dan konstruksi perangkat penerangan depan dan belakang sepeda yang terdiri dari:

• Lampu penerangan depan.
• Adanya lampu dan penunjuk arah (berkedip) di bagian belakang.

Kendala Proyek

• Catu daya tunggal.
• Catu daya yang dapat dilepas.
• Pencahayaan depan dan belakang yang kuat.
• Terlihat dalam cahaya penuh.
• Perlindungan baterai terhadap pelepasan.
• Peredam getaran.
• Integrasi sederhana ke dalam sepeda.
• Proyek yang dapat diperluas untuk fitur tambahan.

Prinsip operasi

Daya dihidupkan dengan mencolokkan kabel baterai.

Sistem dimulai. Berkedip bergantian dari dua array LED muncul.

Dua tombol tekan untuk menampilkan panah berkedip yang menunjukkan arah pada matriks LED selama beberapa detik. Pada saat yang sama terdengar suara dua nada dari buzzer aktif.

Lampu depan sepeda memiliki saklar independen untuk menyalakannya.

Langkah 1: Daftar Komponen Elektronik

• Kapasitor keramik 10n (2)
• Kapasitor elektrolit 3, 3µF
• Kapasitor elektrolit 1000µF (2)
• Resistansi 1K
• Resistansi 10K (2)
• Resistansi 33K
• Resistansi 1M
• Resistansi 33M
• Rangkaian penguat LM10
• Arduino mini Pro atau Elegoo nano V3
• Sekrup dan spacer plastik
• Dioda Zener 2, 5V
• transistor MOSFET BUZ21
• Matriks yang dipimpin empat kali lipat max7219
• Papan cetak 30x70mm
• Sematkan tajuk

Langkah 2: Daftar Aksesoris untuk Integrasi Sepeda

• Perumahan plastik tertutup untuk kontrol
• Tombol tekan aktivasi sesaat (2)
• Lampu Led kabel 5-pin
• Baterai 18650 1500mAh (atau lebih kapasitas)(2)
• Konektor tahan air
• Kotak plastik
• Buzzer aktif
• Retro-reflektor
• Piring kaca plexiglass untuk penutup
• Sekrup, ring, mur (4)
• Pita isolasi (berbagai ketebalan)

Langkah 3: Deskripsi Teknis Bagian Elektronik

Bagian elektronik terdiri dari 3 modul:

• Pengatur arus 5V
• Sirkuit perlindungan pelepasan baterai
• Kontrol tampilan tampilan matriks LED

Pengatur arus 5V

Catu daya sistem menggunakan dua baterai 18650 secara seri. Kontroler Arduino Pro Mini memberikan tegangan 5V yang diatur yang tidak akan digunakan untuk memberi daya pada array LED. Selama pengujian, penarikan arus dari larik LED yang terhubung langsung ke pengontrol membuatnya tidak stabil.

Regulatornya adalah MCP1700 dengan drop tegangan rendah. Tidak memiliki regulator yang memasok 5V, saya menggunakan regulator 3.3V yang tegangan outputnya ditingkatkan menjadi 5V dengan menggunakan dioda Zener (bukan Zener yang dapat menggunakan dioda secara seri).

Sirkuit perlindungan pelepasan baterai

Untuk memperpanjang masa pakai baterai, disarankan untuk tidak mengosongkannya sepenuhnya. Pemasangan yang digunakan memotong catu daya ketika tegangan baterai di bawah 6V.

Rangkaian LM10CN merupakan penguat diferensial yang memiliki tegangan referensi internal 200mV yang dapat dibandingkan dengan tegangan baterai. Untuk tujuan ini digunakan jembatan pembagi 1M-33K yang memberikan tegangan 200mV ketika tegangan baterai 6V. Pada tegangan ini, MOSFET BUZ21 dinonaktifkan yang memotong catu daya rakitan.

Kontrol tampilan matriks LED

Skemanya sederhana dan membutuhkan beberapa komponen. Kontroler lain dari Arduino atau Elegoo (Uno R3, rentang nano, Mega 2560 R3, dll…) dapat digunakan.

Kontroler dipantau oleh dua tombol tekan. Resistor 10K dan kapasitor 10nF melindungi dari tegangan pantulan.

Pada sistem mulai matriks LED berkedip. Ini adalah status default. Dengan menekan salah satu tombol, pengontrol akan beralih ke "mode indikator arah" selama beberapa detik dan pengeras suara mini akan mengeluarkan suara sementara matriks LED menunjukkan arah.

Perkataan:

Lampu Led terhubung langsung ke sumber listrik yang dilindungi. Itu tidak dikendalikan oleh unit Mini Pro. Kapasitor 1000µ melindungi pengontrol dan rangkaian LED dari lonjakan arus saat lampu LED dinyalakan atau dari variasi arus yang terkait dengan pengoperasian rangkaian LED.

Penggunaan catu daya 1500mAh memungkinkan pengoperasian selama 3 jam (pada 530mA).

Pada siang hari tanpa lampu Led, konsumsinya adalah 210mA dengan otonomi 7 jam (catu daya 1500mAh).

Penggunaan catu daya 5000mAh memperpanjang operasi hingga 10 jam (lampu LED menyala).

Langkah 4: Deskripsi Program

Program ini cukup sederhana dan didasarkan pada perpustakaan LedControl.h. Semuanya bisa dimuat di sini.

Beberapa petunjuk:

Intensitas tampilan led dilakukan melalui variabel "intens". Anda dapat memilih nilai antara 0 (rendah) dan 8 (tinggi).

Variabel "panjang" menunjukkan durasi tampilan panah arah. Dengan menekan salah satu tombol, panah arah akan ditampilkan untuk waktu yang ditunjukkan oleh variabel (dalam hal ini 5 detik).

Variabel "blink1" memungkinkan efek kedipan saat tidak ada tombol yang ditekan. Ini mendukung pengguliran kiri-ke-kanan atau kanan-ke-kiri tergantung pada tombol yang ditekan.

Fungsi "setRow" dan "setColumn" digunakan untuk memberikan efek pada tampilan. Fungsi "setColumn" digunakan untuk menonjolkan gerakan lateral panah.

Buzzer aktif diaktifkan oleh fungsi nada pada port 6. Suara yang dikeluarkan berbeda-beda tergantung arahnya. Suara yang dipancarkan selama 5 detik memungkinkan Anda mengetahui status tampilan.

Program berjalan dalam satu lingkaran. Karena beban CPU yang tinggi, kecepatan tampilan ditampilkan saat program berjalan. Dengan cara ini, fluiditas visual tertentu diperoleh. Penundaan akhir loop (100 dan 300 ms) memungkinkan kecepatan pengguliran dipercepat atau diperlambat.

Video yang dibuat selama mock-up memberikan pratinjau rendering. Untuk mengunduh di sini.

Langkah 5: Perakitan dan Pemasangan

Perakitan tidak menimbulkan masalah.

Papan sirkuit tercetak yang menopang komponen terpasang ke bagian belakang modul LED dengan spacer.

Semua kabel disolder untuk menghindari kontak yang buruk.

Perumahan dilapisi dengan strip busa berperekat. Ini menghindari penggunaan sekrup dan memungkinkan rakitan menahan getaran sepeda.

Dengan demikian dirancang (dengan koneksi kabel multi-untai) sistem dapat dengan mudah dirakit dan dibongkar.

Baterai pas di saku jaket saya sehingga tidak mau lepas. Pada malam hari akan diisi ulang untuk dapat beroperasi kembali keesokan harinya.

Saya memiliki beberapa versi catu daya termasuk satu dengan 4 baterai 2000mAh (2x2). Otonomi kemudian melewati hingga 8 jam. Dalam hal ini pengisian penuh dapat berlangsung sepanjang malam. Dengan demikian bijaksana untuk memiliki beberapa set baterai.

Perlu dicatat bahwa intensitas cahaya matriks mempengaruhi konsumsi daya. Variabel "intens" dari program dapat dikurangi untuk memperpanjang operasi.

Kesimpulan

Ini adalah proyek yang mudah untuk dilakukan asalkan Anda memiliki kesabaran untuk mendapatkan bahan yang tepat (kabel multi-untai, tombol tekan…).

Sekarang saya akan menyelesaikan perakitan ini dengan modul giroskop untuk menyesuaikan tampilan sesuai dengan akselerasi sepeda.