Arduino Headlight Modulator untuk Keselamatan Sepeda Motor: 20 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Sepeda motor sulit dilihat di jalan terutama karena hanya sekitar seperempat lebar mobil atau truk. Sejak 1978 di AS, pabrikan sepeda motor telah diminta untuk membuat sepeda motor lebih terlihat dengan memasang lampu depan secara terus-menerus, tetapi terkadang itu tidak cukup untuk membedakannya dari mobil dan membuatnya "lebih mencolok". Peraturan Federal dan Kanada AS memungkinkan untuk memodulasi lampu depan pada sepeda motor. Modulasi adalah mem-flash lampu depan dengan kecepatan tertentu agar lebih terlihat. Tautan ini menunjukkan persyaratan untuk modulator lampu depan untuk AS dan Kanada.

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

Karena saya seorang penghobi elektronik, memiliki beberapa pengalaman dengan mikrokontroler dan mengendarai sepeda motor, saya memutuskan untuk membuat modulator lampu sendiri dan menambahkan beberapa fitur keselamatan lainnya hanya untuk saya. Dua fitur ditambahkan untuk meningkatkan kenyamanan dan keamanan saya. Mereka adalah indikator kecepatan, yang saya sebut "kontrol jelajah orang miskin" dengan tampilan LED di atas kepala dan lampu keselamatan kuning di bagian belakang. Salah satu dari fitur ini dapat ditambahkan ke desain modulator kapan saja.

Speedometer di sepeda motor saya sulit dibaca karena lokasi dan desainnya. Membaca speedometer berarti mengalihkan pandangan dari jalan. Indikator kecepatan terdiri dari sakelar pengatur sesaat yang dipasang pada setang di dekat ibu jari kanan, perangkat efek hall dengan magnet yang terpasang di roda depan dan LED tiga warna yang dipasang di kaca depan setinggi mata. Ketika kecepatan yang diinginkan tercapai, sakelar ditekan dan LED segera berubah menjadi biru yang menunjukkan bahwa Anda mencapai atau mendekati kecepatan yang Anda tetapkan. Jika Anda kehilangan kecepatan, LED berubah menjadi hijau yang menunjukkan bahwa untuk mempertahankan kecepatan yang disetel, Anda perlu mempercepat. Jika Anda pergi terlalu cepat, LED berubah menjadi merah yang menunjukkan Anda harus memperlambat. Tujuannya adalah untuk menjaga agar LED tetap biru.

Proyek ini adalah proyek pembelajaran bagi saya dan saya membuat banyak kesalahan di sepanjang jalan (kebanyakan dalam perangkat lunak di mana perubahan mudah dilakukan). Saya menyarankan bahwa, sebagai proyek satu kali, Anda menggunakan konstruksi yang disarankan di bagian "Cara Pembuatannya".

CATATAN: Desain ini tidak dimaksudkan untuk penggunaan komersial dan tidak memenuhi "surat" hukum di dua bidang

(d) Sakelar modulator harus disambungkan ke kabel daya dari filamen balok yang dimodulasi dan bukan di sisi arde sirkit.

(e) Sarana harus disediakan sehingga baik balok bawah dan balok atas tetap dapat dioperasikan pada saat terjadi kegagalan modulator [CATATAN: Sebuah sakelar dapat dipasang melintasi perangkat MOSFET untuk memenuhi persyaratan ini]

Keahlian yang dibutuhkan:

• Instruksi ini bukan "Bagaimana", ini adalah "Bagaimana". Anda harus melakukan beberapa desain dan adaptasi dengan sepeda motor Anda sendiri.
• Kemampuan untuk membaca dan mengikuti diagram skematik, menemukan komponen pada papan prototipe dan menghubungkannya dengan kabel hookup.
• Kemampuan untuk menyolder
• Kemampuan mekanik untuk memasang modulator pada sepeda motor

Langkah 1: Tujuan Proyek

Sebelum memulai proyek desain apa pun, saya ingin menuliskan daftar semua yang saya ingin desainnya lakukan. Ini daftar saya:

• Harus "plug-n-play". Memasang antara harness lampu depan dan lampu depan. Tidak ada pemotongan atau modifikasi pada kabel kendaraan sama sekali.
• Modulasi lampu depan dengan 240 transisi per menit antara kecerahan 100% dan 20% pada lampu jauh atau rendah.
• Modulasi lampu peringatan belakang pada 60 transisi per menit, 240 transisi per menit saat rem diterapkan.
• Resistor foto dipasang ke garpu depan yang mendeteksi siang hari. Saat senja, modulasi lampu depan berhenti dan tampilan head-up meredup.
• Mengangkat indikator kecepatan LED tiga warna. Tampilan menunjukkan "terlalu cepat" (merah), "terlalu lambat" (hijau), "pada kecepatan" (biru) dengan histeresis yang dapat diprogram.
• Sakelar set yang dipasang di stang untuk indikator kecepatan kepala.
• Perangkat efek hall dipasang di garpu depan dengan magnet yang direkatkan ke roda depan untuk mendeteksi kecepatan kendaraan.

Rencana implementasi ke depan:

• Kontrol jelajah sejati dengan motor stepper yang dipasang di stang untuk menggerakkan throttle.
• Lampu peringatan sisi kuning.

Langkah 2: Bagaimana Ini Dibangun

Mikrokontroler sangat kuat dalam hal apa yang bisa mereka lakukan. Cukup mudah untuk menghubungkan perangkat ke pin mikrokontroler dan kemudian mengontrolnya dengan perangkat lunak. Saya menggunakan Arduino (atau klon Arduino) untuk proyek ini dan beberapa papan prototipe (satu untuk setiap fungsi). Kemudian saya mendesain papan sirkuit saya sendiri. Papan prototyping ini dihubungkan satu sama lain dalam tumpukan dengan pin Arduino direplikasi pada setiap papan prototyping. Gambar di atas menunjukkan bagaimana proyek ini dapat dibangun secara bertahap, satu fungsi pada setiap papan prototyping. Disarankan untuk membuat modulator lampu depan terlebih dahulu, memasangnya di sepeda motor dan memastikan berfungsi dengan baik sebelum melanjutkan ke modul berikutnya. Konstruksi jenis ini juga memberikan kesempatan bagi Anda untuk menemukan, merancang, dan membangun fitur khusus Anda sendiri.

Langkah 3: Skema Modulator Lampu Depan

Diasumsikan Anda akan menggunakan Arduino UNO R3 atau mikrokontroler yang kompatibel. Gunakan skema di atas untuk menyambungkan komponen untuk modulator. Jika Anda hanya memiliki satu lampu depan, Anda dapat menghilangkan rangkaian kontrol kedua (ditunjukkan dalam kotak biru.) Bahkan jika Anda memiliki dua lampu depan, pertimbangkan untuk menyalakan satu saja. Tampaknya (dan) berlebihan menggunakan mikrokontroler untuk mengedipkan lampu depan. Alasan penggunaan mikrokontroler adalah untuk kesederhanaan elektronik dan kemampuan untuk melakukan fungsi modul lainnya. Untuk membuat papan modulator lampu depan, Anda memerlukan suku cadang yang ditunjukkan dalam daftar suku cadang berikut.

Langkah 4: Daftar Bagian Modulator Lampu Depan

Langkah 5: Rakitan Kabel Modulator Lampu Utama

Kabel ini diperlukan untuk modul modulator lampu depan. Selalu gunakan pengukur kawat daripada yang sesuai dengan sirkuit yang dilayaninya. Disarankan agar setiap kabel longgar dan konektor tidak terpolarisasi diberi label. Ini harus dilakukan pada setiap kabel dan kedua sisi papan sirkuit protoshield. Karena sepeda motor Anda mungkin tidak menggunakan bohlam lampu depan H4 seperti milik saya, Anda perlu:

• Tentukan jenis bohlam untuk sepeda motor Anda
• Pesan pemanjang kabel lampu depan yang sesuai
• Identifikasi mana dari tiga kabel yang "Ground", "High beam" dan "Low beam" dan hubungkan sesuai

Langkah 6: Instalasi Modulator Lampu Utama

Tata letak dan koneksi antar komponen pada papan ini adalah untuk ditentukan oleh pembangun. Gunakan satu header sudut kanan 2-pin sebagai konektor untuk rakitan kabel resistor foto dan satu lagi untuk daya yang digunakan untuk memasok 12VDC ke lampu peringatan belakang. Pasang modul modulator lampu depan ke papan Arduino. Gambar di atas menunjukkan bagaimana modulator dipasang di antara lampu depan sepeda motor dan harness lampu depannya. Semua tenaga berasal dari harness lampu depan sepeda motor.

Langkah 7: Pemasangan Resistor Foto

Pasang rakitan kabel resistor foto menggunakan satu atau lebih pengikat kabel untuk mengencangkannya ke garpu depan sepeda motor yang mengarah ke bawah ke tanah.

Langkah 8: Perangkat Lunak

Kode Arduino ini akan mengoperasikan modulator lampu depan, lampu peringatan belakang dan indikator kecepatan "heads up". Meskipun bukan kode profesional dengan cara apa pun, itu menunjukkan contoh penghitung waktu dan interupsi.

Perangkat Lunak Modulator

Fitur utama dari perangkat lunak modulator lampu depan adalah:

• Pengatur waktu 8Hz.
• Array 16 elemen yang menyimpan status lampu depan untuk setiap detak timer. (misalnya pada 100%, pada 20%, pada 100%, pada 20%, dll.)
• Interupsi pengatur waktu yang membaca larik status dan mentransfer status tersebut ke pin lampu utama pada Arduino.

Setiap kali melalui loop, nilai resistor foto dibaca. Jika nilai yang dibaca lebih besar dari nilai yang disimpan yang menunjukkan senja, lampu depan terus memodulasi.

Perangkat Lunak Lampu Perhatian Belakang

Perangkat lunak lampu peringatan belakang menggunakan timer 8 Hz, interupsi dan susunan timer yang sama dengan modulator lampu depan, tetapi saat rem sepeda motor tidak diaktifkan, lampu peringatan belakang menyala selama 8 detak dan mati selama 8 detak. Jika rem diinjak, lampu peringatan belakang berkedip 1 tik, mati 1 tik, dst. sampai rem dilepas.

Perangkat Lunak Indikator Kecepatan

Fitur utama dari indikator kecepatan adalah:

• Pengatur waktu 2000Hz.
• Interupsi perangkat keras yang dihasilkan oleh perangkat efek hall
• Saklar pengatur kecepatan
• LED menunjukkan "terlalu cepat", "terlalu lambat" dan "pada kecepatan"

Setiap kali magnet roda depan melewati perangkat efek hall, penghitung, yang digerakkan oleh pengatur waktu 2000 Hz disimpan; kemudian penghitung dinolkan dan penghitungan dimulai lagi. Ketika tombol "pengaturan kecepatan" ditekan, penghitung yang disimpan menjadi kecepatan yang disetel. Setelah itu kecepatan yang disetel dibandingkan dengan penghitung yang disimpan dan LED yang sesuai menyala yang menunjukkan apakah hitungan kurang (terlalu cepat) lebih (terlalu lambat) atau dalam kisaran toleransi untuk kecepatan yang dihitung dengan menambah atau mengurangi persentase dari kecepatan yang disetel. Jika toleransi tidak diperkenalkan, hitungannya harus persis dengan kecepatan yang disetel atau LED biru tidak akan pernah menyala.

Langkah 9: Modul Lampu Perhatian Belakang

Gambar di atas menunjukkan lampu peringatan LED kuning yang terpasang di sandaran kursi belakang sepeda motor saya. Saat berkendara, lampu ini berkedip stabil satu detik, satu detik mati. Saat rem diinjak, lampu ini akan berkedip empat kali per detik yang sama seperti lampu depan.

Langkah 10: Skema Lampu Perhatian Belakang

Gunakan skema di atas untuk menyambungkan komponen lampu peringatan belakang. Untuk membuat papan lampu peringatan belakang, Anda memerlukan suku cadang yang ditunjukkan dalam daftar suku cadang berikut.

Langkah 11: Daftar Bagian Lampu Perhatian Belakang

Langkah 12: Perakitan Kabel Lampu Perhatian Belakang

Langkah 13: Pemasangan Lampu Perhatian

Tata letak dan koneksi antar komponen di papan ini adalah untuk ditentukan oleh pembangun. Gunakan satu header sudut kanan 2-pin sebagai konektor untuk unit kabel lampu peringatan dan satu lagi untuk daya 12VDC dari modul modulator lampu depan.

Pasang lampu peringatan di bagian belakang sepeda motor dan kencangkan kabelnya dengan pengikat kabel. Colokkan modul lampu peringatan ke modul modulator lampu depan, sambungkan jumper lampu peringatan 12VDC dari modul modulator lampu depan ke modul lampu peringatan belakang.

Langkah 14: Skema Modul Indikator Kecepatan

Langkah 15: Daftar Bagian Indikator Kecepatan

Langkah 16: Perakitan Kabel Efek Hall Indikator Kecepatan

Langkah 17: Saklar Pengatur Kecepatan Indikator Kecepatan dan Rakitan Kabel Saklar Rem

Langkah 18: Rakitan Kabel Indikator Kecepatan "Heads-up LED"

Pemasangan LED diserahkan kepada pembuatnya.

Langkah 19: Pemasangan Indikator Kecepatan

Tata letak dan koneksi antar komponen pada papan ini adalah untuk ditentukan oleh pembangun. Gunakan satu header sudut kanan 2-pin sebagai konektor untuk unit kabel pengatur kecepatan dan satu lagi untuk kabel sakelar rem. Gunakan header sudut kanan 3-pin sebagai konektor untuk unit kabel perangkat efek hall dan 4-pin untuk unit kabel LED indikator kecepatan.

Pasang sakelar pengatur kecepatan, sensor hall, LED indikator kecepatan, dan sakelar kabel ke rem sepeda motor sesuai dengan gambar rakitan kabel. Pasang modul indikator kecepatan ke modul lampu peringatan.

Langkah 20: CATATAN AKHIR

Saya telah menggunakan modulator lampu depan/lampu peringatan/indikator kecepatan selama lebih dari setahun dan tidak pernah gagal. Harapkan penundaan beberapa detik (saat Arduino melakukan booting) hingga lampu depan menyala dan mulai berkedip. Meskipun tidak mungkin untuk membuktikan non-event, saya tampaknya terlihat oleh pengemudi di sekitar saya. Setidaknya 3 orang telah menyebutkan dan menghargai lampu peringatan belakang berwarna kuning.