Arduino lukturu modulators motociklu drošībai: 20 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Motociklus uz ceļa ir grūti redzēt galvenokārt tāpēc, ka tie ir tikai aptuveni ceturtā daļa no automašīnas vai kravas automašīnas platuma. Kopš 1978. gada ASV motociklu ražotājiem tiek prasīts padarīt motociklus pamanāmākus, nepārtraukti ieslēdzot priekšējos lukturus, taču dažreiz ar to nepietiek, lai tos atšķirtu no automašīnām un padarītu tos "pamanāmākus". ASV federālie un Kanādas noteikumi ļauj modulēt motociklu lukturus. Modulācija mirgo lukturus ar noteiktu ātrumu, lai tie būtu redzamāki. Šī saite parāda prasības lukturu modulatoriem gan ASV, gan Kanādā.

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

Tā kā esmu elektronikas hobijs, man ir zināma pieredze ar mikrokontrolleriem un braucu ar motociklu, es nolēmu izveidot savu lukturu modulatoru un iemest dažas citas drošības funkcijas tikai man. Tika pievienotas divas funkcijas, lai uzlabotu manu ērtības un drošību. Tie ir ātruma indikators, ko es saucu par "nabadzīga cilvēka kruīza kontroli", ar LED displeju uz augšu un dzeltenu drošības gaismu aizmugurē. Jebkuru no šīm funkcijām var pievienot modulatora dizainam jebkurā laikā.

Mana motocikla spidometru ir grūti nolasīt tā atrašanās vietas un dizaina dēļ. Spidometra lasīšana nozīmē novērst acis no ceļa. Ātruma indikatoru veido īslaicīgs iestatīšanas slēdzis, kas uzstādīts uz stūres pie labā īkšķa, zāles efekta ierīce ar magnētu, kas piestiprināts pie priekšējā riteņa, un trīs krāsu gaismas diode, kas piestiprināta pie vējstikla acu līmenī. Kad ir sasniegts vēlamais ātrums, tiek nospiests slēdzis un uzreiz gaismas diode kļūst zila, norādot, ka braucat ar iestatīto ātrumu vai tā tuvumā. Ja zaudējat ātrumu, gaismas diode kļūst zaļa, norādot, ka, lai saglabātu iestatīto ātrumu, jums jāpaātrina. Ja braucat pārāk ātri, gaismas diode kļūst sarkana, norādot, ka jums jāsamazina ātrums. Mērķis ir saglabāt zilu LED.

Šis projekts man bija mācību projekts, un es ceļā pieļāvu daudz kļūdu (galvenokārt programmatūrā, kurā ir viegli veikt izmaiņas). Es iesaku jums kā vienreizēju projektu izmantot sadaļā "Kā tas ir uzbūvēts" ieteikto konstrukciju.

PIEZĪME: Šis dizains nav paredzēts komerciālai lietošanai un divās jomās neatbilst likuma "burtam"

d) Modulatora slēdzim jābūt savienotam modulējamā staru kvēldiega barošanas vadā, nevis ķēdes zemes pusē.

e) Jānodrošina līdzekļi, lai modulatora atteices gadījumā darbotos gan apakšējā, gan augšējā gaisma [PIEZĪME. Lai izpildītu šo prasību, var uzstādīt slēdzi visā MOSFET ierīcē]

Nepieciešams prasmju komplekts:

• Šī pamācība nav “Kā”, tā ir “Kā”. Jums būs jāizstrādā un jāpielāgojas savam motociklam.
• Spēja lasīt un sekot shematiskai diagrammai, atrast komponentus uz prototipēšanas plates un savienot tos ar savienojuma vadu.
• Spēja lodēt
• Mehāniskā spēja uzstādīt modulatoru uz motocikla

1. darbība: projekta mērķis

Pirms jebkura dizaina projekta uzsākšanas man patīk pierakstīt sarakstu ar visu, ko es vēlētos, lai dizains darītu. Šeit ir mans saraksts:

• Jābūt “plug-n-play”. Uzstādīšana starp lukturu siksnām un lukturiem. Automašīnas elektroinstalācijā nav nekādu griezumu vai modifikāciju.
• Modulējiet lukturus ar 240 pārejām minūtē starp 100% un 20% spilgtumu tuvās vai tuvās gaismas.
• Modulējiet aizmugurējo brīdinājuma gaismu ar ātrumu 60 pārejas minūtē, 240 pārejas minūtē, kad tiek iedarbinātas bremzes.
• Foto rezistors, kas uzstādīts uz priekšējās dakšas, kas uztver dienasgaismu. Krēslas laikā priekšējo lukturu modulācija tiek pārtraukta un priekšējais ekrāns kļūst blāvāks.
• Ievieto trīs krāsu LED ātruma indikatoru. Displejs norāda "pārāk ātri" (sarkans), "pārāk lēns" (zaļš), "uz ātrumu" (zils) ar programmējamu histerēzi.
• Uz stūres uzstādīts komplekta slēdzis uz augšu vērsta ātruma indikatoram.
• Halles efekta ierīce, kas uzstādīta uz priekšējās dakšas ar magnētu, kas pielīmēts pie priekšējā riteņa, lai sajustu transportlīdzekļa ātrumu.

Nākotnes īstenošanas plāni:

• Patiesa kruīza kontrole ar stūres stūres motoru, lai darbinātu droseļvārstu.
• Dzintarkrāsas sānu brīdinājuma gaismas.

2. solis: kā tas ir veidots

Mikrokontrolleri ir ļoti spēcīgi attiecībā uz visu, ko viņi var darīt. Ir diezgan viegli savienot ierīces ar mikrokontrollera tapām un pēc tam tās kontrolēt ar programmatūru. Šim projektam es izmantoju Arduino (vai Arduino klonu) un vairākus prototipēšanas dēļus (pa vienam katrai funkcijai). Vēlāk es izveidoju savu shēmas plati. Šie prototipēšanas dēļi ir savienoti viens ar otru kaudzē ar Arduino tapām, kas replicētas uz katras prototipēšanas plates. Iepriekš redzamajā attēlā parādīts, kā šo projektu var veidot pakāpeniski, pa vienai funkcijai katrā prototipēšanas panelī. Pirms pāriet uz nākamo moduli, ieteicams vispirms uzbūvēt lukturu modulatoru, uzstādīt to uz motocikla un pārliecināties, vai tas darbojas pareizi. Šāda veida konstrukcija arī nodrošina iespēju izgudrot, projektēt un veidot savas īpašās iezīmes.

3. solis: lukturu modulatora shēma

Tiek pieņemts, ka izmantosit Arduino UNO R3 vai saderīgu mikrokontrolleri. Izmantojiet iepriekš minēto shēmu, lai savienotu modulatora komponentus. Ja jums ir tikai viens lukturis, varat izlaist otro vadības ķēdi (parādīta zilā lodziņā.) Pat ja jums ir divi lukturi, apsveriet tikai viena mirgošanu. Var šķist (un ir) pārspīlēti izmantot mikrokontrolleri priekšējo lukturu mirkšķināšanai. Mikrokontrollera izmantošanas iemesls ir elektronikas vienkāršība un spēja veikt citas moduļa funkcijas. Lai izveidotu lukturu modulatora plāksni, jums būs nepieciešamas detaļas, kas parādītas nākamajā detaļu sarakstā.

4. solis: lukturu modulatora detaļu saraksts

5. solis: lukturu modulatora kabeļu komplekti

Šie kabeļi ir nepieciešami lukturu modulatora modulim. Vienmēr izmantojiet vadu mērierīci, kas nav piemērota ķēdei, kurā tā kalpo. Ieteicams marķēt katru vaļīgo vadu un nepolizēto savienotāju. Tas jādara katram kabelim un abām protoshield shēmas plates pusēm. Tā kā jūsu motocikls var neizmantot H4 priekšējo lukturu spuldzi, piemēram, manējo, jums būs nepieciešams:

• Nosakiet sava motocikla tipa spuldzi
• Pasūtiet atbilstošo lukturu kabeļa pagarinātāju
• Nosakiet, kurš no trim vadiem ir "zemējums", "tālās gaismas" un "tuvās gaismas", un attiecīgi pievienojiet

6. darbība: lukturu modulatora uzstādīšana

Izkārtojumu un savienojumus starp šīs plates komponentiem nosaka būvnieks. Izmantojiet vienu divu kontaktu taisnā leņķa galviņu kā savienotāju fotorezistoru kabeļu komplektam, bet otru-strāvai, ko izmanto 12 V līdzstrāvas padevei aizmugures brīdinājuma gaismai. Pievienojiet lukturu modulatora moduli Arduino plāksnei. Augšējā attēlā parādīts, kā modulators tiek uzstādīts starp motocikla lukturi un tā lukturu siksnu. Visa jauda nāk no motociklu lukturu siksnām.

7. solis: foto rezistora uzstādīšana

Uzstādiet fotorezistora kabeļa komplektu, izmantojot vienu vai vairākas kabeļu saites, lai to piestiprinātu pie motocikla priekšējās dakšas, kas vērsta uz leju pret zemi.

8. solis: programmatūra

Šis Arduino kods darbinās lukturu modulatoru, aizmugurējo brīdinājuma gaismu un ātruma indikatoru "heads up". Lai gan tas nekādā ziņā nav profesionāls kods, tas parāda taimeru un pārtraukumu piemērus.

Modulatora programmatūra

Lukturu modulatora programmatūras galvenās iezīmes ir šādas:

• 8 Hz taimeris.
• Masīvs no 16 elementiem, kas saglabā luktura statusu katrai taimera atzīmei. (piemēram, 100%, 20%, 100%, 20%utt.)
• Taimera pārtraukums, kas nolasa statusa masīvu un pārsūta šo statusu uz Arduino lukturu tapu.

Katru reizi, izmantojot cilpu, tiek nolasīta foto rezistora vērtība. Ja nolasītā vērtība ir lielāka par saglabāto, kas atspoguļo krēslu, priekšējie lukturi turpina modulēt.

Aizmugures brīdinājuma gaismas programmatūra

Aizmugurējās brīdinājuma gaismas programmatūra izmanto to pašu 8 Hz taimeri, taimera pārtraukumu un masīvu kā lukturu modulators, bet, kamēr nav ieslēgta motocikla bremze, aizmugurējā brīdinājuma gaisma deg 8 ērcēm un izslēdzas 8 ērcēm. Ja bremzes ir ieslēgtas, aizmugurējā brīdinājuma gaisma mirgo uz 1 ķeksīša, pēc 1 atzīmes utt., Līdz tiek atlaista bremze.

Ātruma indikatora programmatūra

Ātruma indikatora galvenās iezīmes ir šādas:

• 2000 Hz taimeris.
• Aparatūras pārtraukums, ko rada zāles efekta ierīce
• Ātruma iestatīšanas slēdzis
• Gaismas diodes norāda “pārāk ātri”, “pārāk lēni” un “ieslēgts ātrums”

Katru reizi, kad priekšējā riteņa magnēts iet gar zāles efekta ierīci, tiek saglabāts skaitītājs, ko darbina 2000 Hz taimeris; tad skaitītājs tiek nulle un skaitīšana sākas no jauna. Nospiežot pogu “ātruma iestatīšana”, saglabātais skaitītājs kļūst par iestatīto ātrumu. Pēc tam iestatīto ātrumu salīdzina ar saglabāto skaitītāju un iedegas atbilstošā gaismas diode, kas norāda, vai skaitīšana ir mazāka (pārāk ātra) vairāk (pārāk lēna) vai ātruma pielaides diapazonā, ko aprēķina, pievienojot vai atņemot procentus no iestatītā ātruma. Ja pielaide netiktu ieviesta, skaitīšanai būtu jābūt precīzi iestatītajam ātrumam, pretējā gadījumā zilā gaismas diode nekad nedegs.

9. solis: aizmugurējā brīdinājuma gaismas modulis

Iepriekš redzamajā attēlā redzama LED dzintara brīdinājuma gaisma, kas piestiprināta pie mana motocikla aizmugurējā sēdekļa atzveltnes. Braucot, šī gaisma nepārtraukti mirgo vienu sekundi, viena sekunde izslēdzas. Nospiežot bremzes, šī gaisma mirgos četras reizes sekundē tāpat kā priekšējie lukturi.

10. darbība. Aizmugurējās piesardzības gaismas shēma

Izmantojiet iepriekš minēto shēmu, lai savienotu aizmugurējās brīdinājuma gaismas sastāvdaļas. Lai izveidotu aizmugurējo brīdinājuma gaismas paneli, jums būs nepieciešamas detaļas, kas parādītas nākamajā detaļu sarakstā.

11. solis: Aizmugures piesardzības gaismas detaļu saraksts

12. solis: Aizmugures piesardzības gaismas kabeļa montāža

13. solis: Uzmanības gaismas uzstādīšana

Izkārtojumu un savienojumus starp šīs plates komponentiem nosaka būvnieks. Izmantojiet vienu divu kontaktu taisnā leņķa galviņu kā pieslēgvietu brīdinājuma gaismas kabeļa komplektam un otru 12 V līdzstrāvas barošanai no lukturu modulatora moduļa.

Uzstādiet brīdinājuma gaismu motocikla aizmugurē un nostipriniet tā kabeli ar kabeļu saitēm. Pievienojiet brīdinājuma gaismas moduli lukturu modulatora modulim, pieslēdziet 12VDC brīdinājuma gaismas džemperi no lukturu modulatora moduļa aizmugurējās brīdinājuma gaismas modulim.

14. darbība: ātruma indikatora moduļa shēma

15. darbība: ātruma indikatoru detaļu saraksts

16. solis: ātruma indikatora zāles efekta kabeļa montāža

17. solis: ātruma indikatora ātruma iestatīšanas slēdzis un bremžu slēdža kabeļa montāža

18. solis: ātruma indikatora "Heads-up LED" kabeļa montāža

Gaismas diodes stiprinājums ir atstāts būvētāja ziņā.

19. darbība: ātruma indikatora uzstādīšana

Izkārtojumu un savienojumus starp šīs plates komponentiem nosaka būvnieks. Izmantojiet vienu divu kontaktu taisnā leņķa galviņu kā savienotāju ātruma iestatīšanas kabeļa komplektam un otru-bremžu slēdža kabelim. Izmantojiet 3 kontaktu taisnā leņķa galviņu kā savienotāju zāles efekta ierīces kabeļu komplektam un 4 kontaktu ātruma indikatora LED kabeļa komplektam.

Uzstādiet ātruma iestatīšanas slēdzi, zāles sensoru, ātruma indikatora LED un kabeli pie motocikla bremžu slēdža saskaņā ar kabeļa montāžas attēliem. Pievienojiet ātruma indikatora moduli brīdinājuma gaismas modulim.

20. solis: Nobeiguma piezīmes

Es izmantoju savu lukturu modulatoru/brīdinājuma gaismas/ātruma indikatoru vairāk nekā gadu, un tas nekad nav izdevies. Gaidiet dažas sekundes aizkavēšanos (kamēr Arduino sāk darboties), līdz iedegas priekšējie lukturi un sāk mirgot. Lai gan nav iespējams pierādīt nenotikušu notikumu, šķiet, ka esmu redzams apkārtējiem autovadītājiem. Vismaz 3 cilvēki ir minējuši un novērtējuši dzelteno aizmugurējo brīdinājuma gaismu.