ضوء خلفي للدراجة مع تطور: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

لنواجه الأمر. المصابيح الخلفية مملة.

في أحسن الأحوال يذهبون طرفة عين - انظر إلي! أنا يومض - ووهو طوال الوقت. ودائمًا ما تكون حمراء. مبدع جدا. يمكننا أن نفعل ما هو أفضل من ذلك ، ربما ليس كثيرًا ، ولكن لا يزال أفضل من مجرد "وميض وميض". كنت أركب دراجتي خلال احتفالات العام الجديد وكان الناس يحبونها ، ولم يكونوا جميعًا في حالة سكر ؛-) الباقي مستقيم جدًا: 2x خلايا AA ، محول معزّز لـ 5 فولت ، بعض مصابيح RGB LED ، وحدة التحكم الدقيقة الإلزامية ، مخصصة لوحات الدوائر المطبوعة من BatchPCB و perfboard ومعدات اللحام المعتادة.

الخطوة 1: التخطيطي الرئيسي

حقا لا شيء مميز. إذا كنت تعرف كيفية توصيل شريحة AVR على اللوح أو Arduino على لوح التجارب ، إذا كنت تحب ذلك بشكل أفضل ، فلن تواجه أي مشاكل مع هذه الشريحة. لقد استخدمت KICAD لتصميم لوحات الدوائر التخطيطية والمطبوعة. KICAD هو مصدر مفتوح وعلى عكس النسر ، الذي لديه إصدار مجاني (كما هو الحال في الإصدار المجاني) أيضًا ، لا توجد قيود على الإطلاق في حجم اللوحات التي يمكنك صنعها. أنت أيضًا تحصل على ملفات جربر التي تعمل مع أي منزل تريده. على سبيل المثال BatchPCB ليس لديه مشاكل معهم.

في التخطيطي ستجد فقط وحدة المعالجة المركزية ، ومصابيح LED ، وعدد قليل من المقاومات والمكثفات. هذا كل شئ. هناك عدد قليل من العناوين أيضًا. تحتوي اللوحات على رأس ICSP لوميض محمل الإقلاع ورأس 6 سنون للتحميل التسلسلي المريح. تم عكس الرأسين الأخيرين ويحتويان على طاقة ، و I2C واثنين من دبابيس GPIO / ADC. 3 دبابيس GPIO مع 3 مقاومات مقيدة للتيار تستخدم لتزويد التيار لجميع الأنودات الثمانية ذات اللون الواحد. يتم تشغيل أو إيقاف تشغيل مصابيح LED الفردية باستخدام 8 دبابيس GPIO لتشغيل الكاثودات. اعتمادًا على نوع العملية ، تكون مصابيح LED متعددة الإرسال (PWM لمزيد من الألوان) أو تعمل بالكامل (سطوع أعلى). بعض المعلومات عن الحزم التي استخدمتها لهذا اللوحة: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - المقاومات: 0805 SMD - المكثفات: 0805 SMD ، 1206 SMD

الخطوة الثانية: التعامل مع المصابيح

لن أخوض في التفاصيل الكبيرة هنا ، حيث تمت تغطية هذا في مكان آخر عدة مرات. عليك فقط التأكد من عدم تجاوز الحد الأقصى لتيار الإخراج لوحدة التحكم الصغيرة لكل دبوس (حوالي 35 مللي أمبير أو نحو ذلك لأجهزة AVR). وينطبق الشيء نفسه على مصابيح LED الحالية. كما يمكنك أن تتخيل من الصورة ، فقد استخدمت أحد مصابيح SMD LED لمعرفة نسبة المقاوم للحصول على ضوء أبيض متوازن. هناك ثلاثة مقاييس فرق جهد 2 كيلو بايت على الجانب الآخر. هذا كل شئ. في هذه الحالة ، انتهى بي الأمر بمقاومات تتراوح من 90 إلى 110 درجة ، لكن هذا يعتمد على نوع LED الذي تحصل عليه. ما عليك سوى استخدام مقياس متعدد قياسي لتحديد الفولتية الأمامية لـ LED V_led وأنت في العمل.

باستخدام قانون أوم ، يمكنك حساب قيم مقاومات الحد الحالية لمصابيح LED الصغيرة مثل: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led يجب ألا يتجاوز أي حد حالي للأجزاء التي تستخدمها. كما أن هذا النهج جيد فقط للتطبيقات الحالية المنخفضة (ربما تصل إلى 100 مللي أمبير) ولا ينبغي استخدامه لمصابيح Luxeon أو CREE! يعتمد التيار من خلال مصابيح LED على درجة الحرارة ويجب استخدام محرك تيار ثابت. إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع ، فستحتوي ويكيبيديا على بعض المعلومات. قد يكون البحث عن الموصلية الكهربائية لأشباه الموصلات (المنشطات المنخفضة / العالية وما إلى ذلك) أو معامل درجة الحرارة السالب مفيدًا. لقد استخدمت 6pin SMD RGB LEDs بدون أي شيء مشترك. إذا بحثت عنهم في google ، فستحصل على العديد من النتائج. الكلمات السحرية هي "SMD ، RGB ، LED ، PLCC6 5050". 5050 عبارة عن بُعد متري لـ x و y بوحدات 0.1 مم. ستجدها على موقع ئي باي بسعر منخفض يصل إلى 50 سنت لكل قطعة لأوامر الحجم الكبير. حزم من 10 حزم تباع حاليًا بحوالي 10 دولارات. سأحصل على 50 على الأقل ؛-)

الخطوة 3: لوحة الكترونية معززة ومصدر طاقة

توفر اللوحة المعززة الطاقة وحافلة I2C مشتركة لكلا اللوحتين. تحتوي كل لوحة على 8 مصابيح LED RGB و ATmega168 mcu يعمل مع مذبذب داخلي عند 8 ميجاهرتز. يتطلب الأخير التزامن بين الألواح و / أو إعادة معايرة المذبذبات. ستظهر هذه المشكلة في قسم الكود مرة أخرى.

تم أخذ التخطيطي لمحول الدفع 5V من ورقة بيانات Maxim MAX756 دون أي تعديل. يمكنك استخدام أي شريحة أخرى تجدها مناسبة يمكنها توفير حوالي 200 مللي أمبير عند 5 فولت. فقط تأكد من أن عدد الأجزاء الخارجية منخفض. ستحتاج عادةً إلى مكثفين إلكتروليتيين على الأقل وصمام ثنائي شوتكي ومحث. يحتوي التصميم المرجعي في ورقة البيانات على جميع الأرقام. لقد استخدمت ألواح FR4 (الألياف الزجاجية) عالية الجودة لهذه الوظيفة. قد تعمل الألواح الأرخص المصنوعة من الصنوبري أيضًا ، لكنها تنكسر بسهولة شديدة. لا أريد الألواح أن تتفكك في رحلة وعر. إذا كنت تمتلك MintyBoost بالفعل ، فيمكنك استخدامه أيضًا إذا كان بإمكانك جعله مناسبًا لدراجتك.

الخطوة 4: يجب أن يكون لديك بعض التعليمات البرمجية

في وضع السطوع العالي ، تدعم اللوحة 6 ألوان مختلفة + أبيض. يتم اختيار اللون عن طريق ضبط 3 دبابيس GPIO على مرتفع أو منخفض. وبهذه الطريقة يمكن تشغيل جميع المصابيح الثمانية بالكامل ، ولكنها تظهر اللون نفسه فقط.

في وضع PWM ، يتم ضبط اللون من خلال تطبيق إشارة معدل عرض النبضة على دبابيس GPIO الثلاثة وتعدد إرسال المصابيح الثمانية. يؤدي هذا إلى تقليل السطوع الكلي ، ولكن أصبح من الممكن الآن التحكم في اللون الفردي. يتم ذلك في الخلفية من خلال روتين المقاطعة. تتوفر الوظائف الأساسية لضبط مصابيح LED على قيمة لونية معينة ، إما باستخدام RGB ثلاثي أو قيمة HUE. الجهاز مبرمج في C باستخدام Arduino IDE للراحة. لقد أرفقت الرمز الحالي الذي أستخدمه. الإصدارات الحديثة متوفرة على مدونتي. يمكنك تصفح مستودع GIT باستخدام واجهة gitweb. ستظهر العديد من أخطاء البرمجة الغبية ، أنا متأكد من ذلك ؛-) الشكل الثاني يوضح جيل PWM. يعد عداد الأجهزة من الأسفل إلى الأعلى. بمجرد أن يصبح العداد أكبر من رقم معين يمثل اللون المطلوب ، يتم تبديل الإخراج. بمجرد أن يصل العداد إلى قيمته القصوى ، تتم إعادة تعيين كل شيء. يتناسب السطوع المدرك لمصباح LED إلى حد ما مع وقت الإشارة. بالمعنى الدقيق للكلمة ، هذه كذبة ، ولكن من السهل فهمها.

الخطوة 5: شاهدها عمليًا

فقط بعض الاختبارات الأولية. نعم يمكنه عمل ألوان RGB كاملة أيضًا ؛-)

اختبار العالم الحقيقي. نعم كان لدينا بعض الثلج ، لكن ذلك كان قبل عيد الميلاد. الآن لدينا بعض الثلج مرة أخرى. ولكن ، كالعادة ، خلال عطلة عيد الميلاد واحتفالات رأس السنة الجديدة ، كان كل ما لدينا هو المطر. من فضلك تجاهلني أنين في منتصف الفيديو تقريبًا ، فأنا أتقدم في العمر ، لذا فإن الجلوس في وضع القرفصاء يصبح صعبًا بعض الشيء. أخيرًا بعض التأثيرات المحسنة قليلاً. تمت المهمة. المصابيح الخلفية العبقري غريب الأطوار ، والمكان الذي أعيش فيه غير قانوني أيضًا ؛-) أنا متأكد من أنني لن يتم تجاهلي من قبل سائقي السيارات النائمين أو الجاهلين بعد الآن. من خلال ضبط التوقيت قليلاً ، يمكنك إنشاء تأثيرات مزعجة جدًا تكون جذابة للعين. وخصوصا في الليل. نظرًا لوجود 4 دبابيس GPIO / ADC على اللوحات (يمكن استخدام 2 لبناء شبكة I2C صغيرة) ، يجب أن يكون من السهل توصيل زر ضغط لتشغيل جميع أنواع التأثيرات. ربط المقاوم للصور CdSe سيعمل كذلك. إجمالي تكلفة المواد حوالي 50 دولارًا. ذهب الجزء الأكبر إلى لوحات الدوائر المطبوعة. عقوبة الطلب منخفضة الحجم كالمعتاد. قياسا على إعلان تلفزيوني انتشر على نطاق واسع لشركة هاتف خلوي في الولايات المتحدة ، دعني أسألك هذا: "هل يمكنك رؤيتي الآن؟ - جيد."

الخطوة 6: التصميم المحدث

لقد غيرت بعض الأشياء هنا وهناك.

أبرزها هو إضافة منظم الجهد المنخفض. الآن يمكن تشغيل اللوحة بأي شيء من 4 إلى 14 فولت تيار مستمر. لقد قمت أيضًا بتغيير لون PCB إلى اللون الأصفر وأضفت وصلات عبور لتعطيل إعادة الضبط التلقائي ولتجاوز منظم الجهد إذا لم تكن هناك حاجة لذلك. ستجد ملفات KiCAD ومخططًا هناك أيضًا. إذا كنت تريد واحدًا ، فيمكنك العثور على مزيد من المعلومات على مدونتي.

الخطوة 7: متضخم

الشيء التالي في القائمة: تيك تاك تو

الخطوة 8: المزيد من Light Hack

بإضافة 3 أسلاك و 3 مقاومات أخرى ، يمكن مضاعفة السطوع. الآن يتم استخدام دبابيس GPIO لكل لون لتحديد مصادر التيار.

الخطوة 9: المزيد من التحديثات

لذا فقد تحولت أخيرًا من PWM مدفوعة بالمقاطعة "الغبية" إلى BCM (تعديل الرمز الثنائي). هذا يقلل بشكل كبير من وقت وحدة المعالجة المركزية الذي يقضيه في العبث بمسامير LED ويزيد السطوع كثيرًا. يمكن العثور على جميع التعليمات البرمجية المحسنة على جيثب. تظهر الثواني القليلة الأولى من الفيديو التحسن في اللوحة اليسرى. حتى تنتهي المراجعة التالية للأجهزة لهذه اللوحة (في انتظار وصول اللوحات) ، سيغذي ذلك الحاجة إلى "مزيد من الضوء" قليلاً. إن النظر إلى الألواح الجديدة التي تعمل بكامل طاقتها سيكون مؤلمًا.