مصابيح الدراجة: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

الهدف من المشروع

تصميم وبناء جهاز إضاءة أمامي وخلفي لدراجة يتألف من:

• مصباح إضاءة أمامي.
• ضوء الحضور ومؤشر الاتجاه (وامض) في الخلف.

القيود المشروع

• مصدر طاقة واحد.
• مصدر طاقة قابل للإزالة.
• إضاءة أمامية وخلفية قوية.
• مرئي في ضوء كامل.
• حماية البطارية ضد التفريغ.
• تخميد الأهتزاز.
• اندماج بسيط في الدراجة.
• مشروع قابل للتوسيع للحصول على ميزات إضافية.

مبدأ التشغيل

يتم تشغيل الطاقة عن طريق توصيل سلك البطارية.

يبدأ النظام. يظهر وميض متناوب لمصفوفتي LED.

زري ضغط لعرض سهم وامض يشير إلى الاتجاه على مصفوفة LED لبضع ثوان. في نفس الوقت ينبعث صوت ذو نغمتين من جرس نشط.

يحتوي الضوء الأمامي للدراجة على مفتاح مستقل لتشغيله.

الخطوة 1: قائمة المكونات الإلكترونية

• مكثف سيراميك 10n (2)
• مكثف كهربائي 3 ، 3 درجة فهرنهايت
• مكثف كهربائي 1000 درجة فهرنهايت (2)
• المقاومة 1 كيلو
• المقاومة ١٠ كيلو (2)
• مقاومة 33 كيلو
• مقاومة 1 م
• مقاومة 33 متر
• دائرة مكبر للصوت LM10
• Arduino mini Pro أو Elegoo nano V3
• البراغي والفواصل البلاستيكية
• الصمام الثنائي زينر 2 ، 5 فولت
• Mosfet الترانزستور BUZ21
• رباعية مصفوفة led max7219
• سبورة مطبوعة 30x70 مللي متر
• رأس دبوس

الخطوة 2: قائمة الملحقات لدمج الدراجة

• مبيت بلاستيكي مختوم لأجهزة التحكم
• زر ضغط التنشيط اللحظي (2)
• مصباح LED بكابل 5 دبوس
• بطارية 18650 1500 مللي أمبير (أو أكثر) (2)
• موصلات مقاومة للماء
• حافظة بلاستيكية
• الجرس النشط
• الرجعية العاكس
• لوحة زجاج شبكي للغطاء
• براغي ، غسالات ، صواميل (4)
• شرائط عازلة (سمك مختلف)

الخطوة 3: الوصف الفني للجزء الإلكتروني

يتكون الجزء الإلكتروني من 3 وحدات:

• منظم التيار 5 فولت
• دائرة حماية تفريغ البطارية
• التحكم في شاشة عرض مصفوفة LED

منظم التيار 5 فولت

يستخدم مصدر طاقة النظام بطاريتين 18650 على التوالي. توفر وحدة التحكم Arduino Pro Mini جهدًا منظمًا يبلغ 5 فولت لن يتم استخدامه لتشغيل صفيف LED. أثناء الاختبارات ، أدى السحب الحالي من مجموعة LED المتصلة مباشرة بوحدة التحكم إلى زعزعة استقرارها.

المنظم هو MCP1700 مع انخفاض الجهد المنخفض. في حالة عدم وجود منظم يوفر 5 فولت ، أستخدم منظمًا بقوة 3.3 فولت يتم زيادة جهد الخرج فيه إلى 5 فولت باستخدام الصمام الثنائي Zener (بدلاً من Zener ، يمكن استخدام الثنائيات المتسلسلة).

دائرة حماية تفريغ البطارية

لإطالة عمر البطاريات ، يُنصح بعدم تفريغها تمامًا. يقطع التركيب المستخدم مصدر الطاقة عندما يكون جهد البطارية أقل من 6 فولت.

دائرة LM10CN عبارة عن مضخم تفاضلي له جهد مرجعي داخلي يبلغ 200mV والذي يمكن مقارنته بجهد البطارية. لهذا الغرض ، يتم استخدام جسر مقسم 1M-33K والذي يعطي جهدًا قدره 200 مللي فولت عندما يكون جهد البطارية 6 فولت. عند هذا الجهد ، يتم إلغاء تنشيط Mosfet BUZ21 مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي عن التجميع.

التحكم في شاشة مصفوفة LED

التخطيطي بسيط ويتطلب القليل من المكونات. يمكن استخدام وحدات تحكم أخرى من Arduino أو Elegoo (Uno R3 ، مجموعة nano ، Mega 2560 R3 ، إلخ …).

تتم مراقبة وحدة التحكم عن طريق زرين ضغط. مقاوم 10K ومكثف 10nF يحميان من ارتداد الفولتية.

في النظام ، تبدأ ومضات مصفوفة LED. إنها الحالة الافتراضية. بالضغط على أحد الأزرار ، ستتحول وحدة التحكم إلى "وضع مؤشر الاتجاه" لبضع ثوان وسوف يصدر مكبر الصوت الصغير صوتًا بينما تشير مصفوفة LED إلى الاتجاه.

ملاحظات:

مصباح LED متصل مباشرة بمصدر الطاقة المحمي. لا يتم التحكم فيه بواسطة وحدة Mini Pro. تعمل المكثفات 1000 على حماية وحدة التحكم ومجموعة LED من الارتفاعات الحالية عند تشغيل مصباح LED أو من الاختلافات الحالية المتعلقة بتشغيل مجموعة LED.

يسمح استخدام مصدر طاقة 1500 مللي أمبير بالتشغيل لمدة 3 ساعات (عند 530 مللي أمبير).

خلال النهار بدون مصباح LED ، يكون الاستهلاك 210 مللي أمبير مع استقلالية 7 ساعات (مزود الطاقة 1500 مللي أمبير في الساعة).

يؤدي استخدام مصدر طاقة بقوة 5000 مللي أمبير في الساعة إلى تمديد العملية إلى 10 ساعات (تشغيل مصباح LED).

الخطوة 4: وصف البرنامج

البرنامج بسيط للغاية ويستند إلى مكتبة LedControl.h. كل شيء يمكن تحميله هنا.

بعض التلميحات:

يتم عرض شدة عرض المصابيح من خلال "كثافة" المتغيرة. يمكنك اختيار قيمة بين 0 (منخفض) و 8 (مرتفع).

يشير المتغير "الطويل" إلى مدة عرض أسهم الاتجاه. بالضغط على أحد الأزرار الانضغاطية ، سيتم عرض أسهم الاتجاه للوقت الذي يشير إليه المتغير (في هذه الحالة 5 ثوانٍ).

يسمح المتغير "blink1" بتأثير الوميض عند عدم الضغط على أي زر. وهو يدعم التمرير من اليسار إلى اليمين أو من اليمين إلى اليسار حسب الزر الذي تم الضغط عليه.

يتم استخدام الدالتين "setRow" و "setColumn" لتفعيل العرض. تُستخدم وظيفة "setColumn" لإبراز الحركة الجانبية للأسهم.

يتم تنشيط الجرس النشط بواسطة وظيفة النغمة في المنفذ 6. يختلف الصوت المنبعث حسب الاتجاه. يسمح لك الصوت المنبعث خلال 5 ثوانٍ بمعرفة حالة الشاشة.

يعمل البرنامج في حلقة. نظرًا لارتفاع حمل وحدة المعالجة المركزية ، تظهر سرعة العرض أثناء تشغيل البرنامج. بهذه الطريقة ، يتم الحصول على سيولة بصرية معينة. يسمح تأخير نهاية الحلقة (100 و 300 مللي ثانية) بتسريع أو إبطاء سرعة التمرير.

يعطي الفيديو الذي تم إنشاؤه أثناء النموذج معاينة للعرض. للتحميل من هنا.

الخطوة 5: التجميع والتركيب

لا يشكل التجمع أي مشكلة.

يتم توصيل لوحة الدوائر المطبوعة الداعمة للمكونات بالجزء الخلفي من وحدة LED مع فواصل.

جميع الأسلاك ملحومة لتجنب الاتصالات السيئة.

الغلاف مبطن بشرائط رغوة ذاتية اللصق. هذا يتجنب استخدام البراغي ويسمح للتجميع بمقاومة اهتزازات الدراجة.

وبالتالي ، فإن النظام المصمم (مع وصلة الأسلاك المتعددة الأطراف) يمكن تجميعه وتفكيكه بسهولة.

تناسب البطارية جيب سترتي التي لا تتركها. في المساء سيتم إعادة شحنها ليعود للعمل مرة أخرى في اليوم التالي.

لدي عدة إصدارات من مزود الطاقة بما في ذلك واحدة بها 4 بطاريات 2000 مللي أمبير (2 × 2). ثم يمر الحكم الذاتي لمدة تصل إلى 8 ساعات. في هذه الحالة ، يمكن أن تستمر عملية إعادة الشحن الكاملة طوال الليل. وبالتالي فمن الحكمة أن يكون لديك عدة مجموعات من البطاريات.

وتجدر الإشارة إلى أن شدة ضوء المصفوفة تؤثر على استهلاك الطاقة. يمكن تقليل المتغير "المكثف" للبرنامج لإطالة أمد العملية.

استنتاج

إنه مشروع سهل التنفيذ بشرط أن يكون لديك الصبر للحصول على المواد المناسبة (كبل متعدد الخيوط ، وأزرار ضغط …).

سوف أكمل الآن هذا التجميع بوحدة جيروسكوب من أجل تكييف الشاشة وفقًا لتسارع الدراجة.