Lampu Belakang Sepeda Dengan Twist: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:59

Mari kita hadapi itu. Lampu belakang membosankan.

Paling-paling mereka pergi 'berkedip berkedip - lihat aku! Saya berkedip - woohoo' sepanjang waktu. Dan mereka selalu merah. Sangat kreatif. Kita bisa melakukan lebih baik dari itu, mungkin tidak banyak, tapi masih lebih baik dari sekedar 'berkedip berkedip'. Saya mengendarai sepeda saya selama perayaan tahun baru dan orang-orang menyukainya, dan tidak semuanya mabuk;-) Sisanya cukup lurus ke depan: 2x sel AA, konverter penambah untuk 5V, beberapa LED RGB, pengontrol mikro wajib, kustom papan sirkuit tercetak dari BatchPCB, perfboard dan peralatan solder biasa.

Langkah 1: Skema Utama

Benar-benar tidak ada yang istimewa. Jika Anda tahu cara memasang chip AVR di papan tempat memotong roti atau Arduino di papan tempat memotong roti, jika Anda lebih menyukainya, Anda tidak akan memiliki masalah dengan yang satu ini. Saya menggunakan KICAD untuk merancang skema dan papan sirkuit tercetak. KICAD adalah open source dan berbeda dengan eagle, yang juga memiliki versi gratis (seperti gratis), sama sekali tidak ada batasan ukuran papan yang dapat Anda buat. Anda juga mendapatkan file gerber yang berfungsi dengan rumah keren apa pun yang Anda inginkan. Misalnya. BatchPCB tidak punya masalah dengan mereka.

Dalam skema Anda hanya akan menemukan cpu, LED, beberapa resistor dan kapasitor. Itu saja. Ada beberapa header juga. Papan memiliki header ICSP untuk mem-flash bootloader dan header 6pin untuk pengunggahan serial yang nyaman. 2 header terakhir dicerminkan dan berisi daya, I2C, dan dua pin GPIO/ADC lainnya. 3 pin GPIO dengan 3 resistor pembatas arus digunakan untuk mensuplai arus ke 8 anoda dengan satu warna. LED individu dihidupkan atau dimatikan menggunakan 8 pin GPIO untuk menggerakkan katoda. Tergantung pada jenis operasinya, LED digandakan (PWM untuk lebih banyak warna) atau menyala penuh (kecerahan lebih tinggi). Beberapa info paket yang saya gunakan untuk board ini: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - Resistor: 0805 SMD - Kapasitor: 0805 SMD, 1206 SMD

Langkah 2: Berurusan Dengan LED

Saya tidak akan menjelaskan secara rinci di sini, karena ini telah dibahas di tempat lain berkali-kali. Anda hanya perlu memastikan bahwa Anda tidak melebihi arus keluaran maksimum pengontrol mikro per pin (sekitar 35mA atau lebih untuk AVR). Hal yang sama berlaku untuk arus LED. Seperti yang dapat Anda tebak dari gambar, saya menggunakan salah satu LED SMD untuk mengetahui rasio resistor untuk mendapatkan cahaya putih yang seimbang. Ada tiga potensiometer 2k sesuatu di sisi lain. Itu saja. Dalam hal ini saya berakhir dengan resistor mulai dari 90 hingga 110Ω, tetapi itu tergantung pada jenis LED yang Anda dapatkan. Cukup gunakan multimeter standar untuk menentukan voltase maju LED V_led dan Anda siap berbisnis.

Dengan menggunakan Hukum Ohm, Anda dapat menghitung nilai resistor pembatas arus untuk LED kecil seperti: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led tidak boleh melebihi batas arus bagian yang Anda gunakan. Juga pendekatan ini hanya baik untuk aplikasi arus rendah (mungkin hingga 100mA) dan tidak boleh digunakan untuk LED Luxeon atau CREE! Arus yang melalui LED bergantung pada suhu dan driver arus konstan harus digunakan. Jika Anda memerlukan info lebih lanjut tentang topik itu, wikipedia akan memiliki beberapa informasi. Mencari konduktivitas listrik semikonduktor (doping rendah/tinggi, dll.) atau koefisien suhu negatif dapat membantu. Saya telah menggunakan 6pin SMD RGB LED tanpa kesamaan apa pun. Jika Anda google untuk mereka, Anda akan mendapatkan banyak hasil. Kata-kata ajaibnya adalah "SMD, RGB, LED, PLCC6 5050". 5050 adalah dimensi metrik untuk x dan y dalam satuan 0,1 mm. Di ebay, Anda juga akan menemukannya dengan harga serendah 50¢ per potong untuk pesanan volume tinggi. Paket 10 saat ini dijual sekitar 10 dolar. Saya akan mendapatkan setidaknya 50;-)

Langkah 3: Backplane & Sumber Daya

Backplane menyediakan daya dan bus I2C umum ke kedua papan. Setiap papan memiliki 8 LED RGB dan ATmega168 mcu yang berjalan dengan osilator internalnya pada 8MHz. Yang terakhir membutuhkan sinkronisasi antara papan dan/atau kalibrasi ulang osilator. Masalah ini akan muncul di bagian kode lagi.

Skema konverter boost 5V diambil dari datasheet Maxim MAX756 tanpa modifikasi apa pun. Anda dapat menggunakan chip lain yang menurut Anda cocok yang dapat menyediakan sekitar 200mA pada 5V. Pastikan jumlah bagian eksternal rendah. Biasanya Anda memerlukan setidaknya 2 kapasitor elektrolit, dioda Schottky, dan induktor. Desain referensi dalam lembar data memiliki semua nomor. Saya menggunakan papan FR4 (fiber glass) berkualitas tinggi untuk pekerjaan ini. Papan berbahan dasar damar yang lebih murah juga bisa digunakan, tetapi terlalu mudah patah. Saya tidak ingin papan hancur pada perjalanan bergelombang. Jika Anda sudah memiliki 'MintyBoost', Anda dapat menggunakannya juga jika Anda dapat membuatnya pas di sepeda Anda.

Langkah 4: Anda Harus Memiliki Beberapa Kode

Dalam mode kecerahan tinggi, papan mendukung 6 warna berbeda + putih. Warna dipilih dengan menyetel 3 pin GPIO ke tinggi atau rendah. Dengan begitu kedelapan LED dapat menyala sepenuhnya, tetapi hanya menampilkan warna yang sama.

Dalam mode PWM, warna diatur dengan menerapkan sinyal modulasi lebar pulsa pada 3 pin GPIO dan menggandakan 8 LED. Ini mengurangi kecerahan keseluruhan, tetapi sekarang kontrol warna individual dimungkinkan. Ini dilakukan di latar belakang dengan rutin interupsi. Fungsi dasar tersedia untuk mengatur LED nilai warna tertentu, baik menggunakan triplet RGB atau nilai HUE. Perangkat diprogram dalam C menggunakan Arduino IDE untuk kenyamanan. Saya telah melampirkan kode saat ini yang saya gunakan. Versi terbaru tersedia di blog saya. Anda dapat menelusuri repositori GIT menggunakan antarmuka gitweb. Banyak kesalahan pemrograman bodoh akan muncul, saya yakin itu;-) Gambar kedua menggambarkan generasi PWM. Penghitung perangkat keras dihitung dari BOTTOM ke TOP. Setelah penghitung lebih besar dari angka tertentu yang mewakili warna yang diinginkan, output diubah. Setelah penghitung mencapai nilai TOP, semuanya diatur ulang. Kecerahan LED yang dirasakan agak sebanding dengan waktu sinyal yang tepat. Sebenarnya itu bohong, tapi lebih mudah dimengerti.

Langkah 5: Lihat Aksinya

Hanya beberapa tes awal. Ya itu bisa melakukan warna RGB penuh juga;-)

Ujian dunia nyata. Ya kami memiliki beberapa salju, tapi itu sebelum xmas. Sekarang kita memiliki salju lagi. Tapi, seperti biasa, selama liburan natal dan perayaan tahun baru, yang kami alami hanyalah hujan. Tolong abaikan saya yang mengeluh di sekitar pertengahan video, saya semakin tua sehingga jongkok menjadi agak sulit. Akhirnya beberapa efek yang sedikit ditingkatkan. Misi selesai. Lampu belakang culun, dan tempat tinggal saya juga ilegal;-) Saya yakin saya tidak akan diabaikan oleh pengendara yang mengantuk atau bodoh lagi. Dengan sedikit menyetel pengaturan waktu, Anda dapat membuat efek yang cukup mengganggu yang menarik perhatian. Terutama pada malam hari. Karena ada 4 pin GPIO/ADC di papan (2 dapat digunakan untuk membangun jaringan I2C kecil), seharusnya mudah untuk menghubungkan tombol tekan untuk memicu segala macam efek. Menghubungkan resistor foto CdSe akan bekerja dengan baik. Total biaya bahan sekitar $50. Potongan terbesar masuk ke papan sirkuit tercetak. Hukuman pesanan volume rendah seperti biasa. Dalam analogi iklan TV yang pernah tersebar luas untuk perusahaan telepon seluler di AS, izinkan saya menanyakan ini kepada Anda: "Bisakah Anda MELIHAT saya sekarang? - Bagus."

Langkah 6: Desain yang Diperbarui

Saya telah mengubah beberapa hal di sana-sini.

Yang paling menonjol adalah penambahan regulator tegangan jatuh rendah. Sekarang papan dapat berjalan dengan apa saja dari 4 hingga 14V DC. Saya juga telah mengubah warna PCB menjadi kuning dan menambahkan jumper untuk menonaktifkan reset otomatis dan untuk mem-bypass regulator tegangan jika tidak diperlukan. Kode demo untuk diambil dan instruksi perakitan. Anda juga akan menemukan file KiCAD dan skema di sana. Jika Anda menginginkannya, Anda dapat menemukan info lebih lanjut di blog saya.

Langkah 7: Supersize

Hal berikutnya dalam daftar: Tic Tac Toe

Langkah 8: Peretasan Lebih Ringan

Dengan menambahkan 3 kabel dan 3 resistor lagi, kecerahan dapat digandakan. Sekarang dua pin GPIO per warna digunakan untuk sumber arus.

Langkah 9: Lebih Banyak Pembaruan

Jadi saya akhirnya beralih dari PWM yang digerakkan oleh interupsi 'bodoh' ke BCM (Modulasi Kode Biner). Ini secara drastis mengurangi waktu cpu yang dihabiskan memutar-mutar pin LED dan meningkatkan kecerahan cukup banyak. Semua kode yang ditingkatkan dapat ditemukan di github. Beberapa detik pertama video menunjukkan peningkatan di papan kiri. Sampai revisi perangkat keras berikutnya dari papan ini keluar (menunggu papan tiba), ini akan memberi makan kebutuhan akan 'lebih banyak cahaya' sedikit. Melihat papan baru berjalan penuh akan menyakitkan.