Modulátor světlometů Arduino pro bezpečnost motocyklů: 20 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Motocykly jsou na silnici špatně viditelné především proto, že jsou jen asi ze čtvrtiny šířky osobního nebo nákladního auta. Od roku 1978 v USA se od výrobců motocyklů požaduje, aby motocykly více zviditelňovaly nepřetržitým zapojováním světlometů, ale někdy to nestačí k tomu, aby se odlišily od automobilů a byly „nápadnější“. USA Federální a kanadské předpisy umožňují modulovat světlomety na motocyklech. Modulace bliká světlomety určitou rychlostí, aby byly viditelnější. Tento odkaz ukazuje požadavky na modulátory světlometů pro USA a Kanadu.

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

Protože jsem nadšenec elektroniky, mám nějaké zkušenosti s mikrokontroléry a jezdím na motocyklu, rozhodl jsem se vyrobit si vlastní modulátor světlometů a nasadit nějaké další bezpečnostní prvky jen pro mě. Ke zvýšení pohodlí a bezpečnosti byly přidány dvě funkce. Jsou to ukazatele rychlosti, čemu říkám „chudý tempomat“s LED displejem nahoře a jantarovým bezpečnostním světlem vzadu. Kteroukoli z těchto funkcí lze kdykoli přidat do návrhu modulátoru.

Rychloměr na mém motocyklu je obtížně čitelný kvůli jeho umístění a designu. Číst tachometr znamená odtrhnout oči od silnice. Ukazatel rychlosti se skládá z momentálního nastaveného spínače namontovaného na řídítkách poblíž pravého palce, zařízení s Hallovým efektem s magnetem připevněného na předním kole a tříbarevné LED namontované na čelní sklo blízko úrovně očí. Když je dosažena požadovaná rychlost, je spínač stisknut a LED dioda se okamžitě rozsvítí modře, což znamená, že jedete nastavenou rychlostí nebo v její blízkosti. Pokud ztratíte rychlost, LED se rozsvítí zeleně, což znamená, že k udržení nastavené rychlosti musíte zrychlit. Pokud jedete příliš rychle, kontrolka LED zčervená, což znamená, že musíte zpomalit. Cílem je udržet LED modrou.

Tento projekt byl pro mě výukovým projektem a po cestě jsem udělal spoustu chyb (většinou v softwaru, kde je snadné provést změny). Navrhuji, abyste jako jednorázový projekt použili konstrukci navrženou v části „Jak byla postavena“.

POZNÁMKA: Tento design není určen k žádnému komerčnímu použití a nesplňuje „literu“zákona ve dvou oblastech

d) Přepínač modulátoru musí být zapojen do napájecího kabelu modulovaného vlákna paprsku, a nikoli do uzemněné strany obvodu.

(e) Musí být k dispozici prostředky tak, aby jak dolní, tak horní paprsek zůstaly funkční v případě poruchy modulátoru [POZNÁMKA: Pro splnění tohoto požadavku lze na zařízení MOSFET instalovat spínač]

Požadovaná sada dovedností:

• Tento Instructable není „Jak na to“, je to „Jak“. Budete muset udělat nějaký návrh a přizpůsobení se vašemu vlastnímu mototcyklu.
• Schopnost číst a sledovat schematický diagram, vyhledávat součásti na prototypové desce a propojovat je propojovacím drátem.
• Možnost pájení
• Mechanická schopnost instalace modulátoru na motocykl

Krok 1: Cíl projektu

Před zahájením jakéhokoli designového projektu si rád sepíšu seznam všeho, co bych chtěl, aby design dělal. Zde je můj seznam:

• Musí být „plug-n-play“. Instaluje se mezi svazek světlometů a světlomety. Vůbec žádné škrty nebo úpravy kabeláže vozidla.
• Modulujte světlomety 240 přechody za minutu mezi 100% a 20% jasem na dálkových nebo potkávacích světlech.
• Modulujte zadní výstražné světlo na 60 přechodů za minutu, 240 přechodů za minutu při použití brzd.
• Fotografický odpor namontovaný na přední vidlici snímající denní světlo. Se soumrakem přestane modulace světlometů a head-up displej ztmavne.
• Heads up tříbarevný LED indikátor rychlosti. Displej indikuje "příliš rychle" (červená), "příliš pomalá" (zelená), "při rychlosti" (modrá) s programovatelnou hysterezí.
• Přepínač nastavený na řídítkách pro indikátor rychlosti jízdy.
• Zařízení s Hallovým efektem namontované na přední vidlici s magnetem nalepeným na předním kole pro snímání rychlosti vozidla.

Plány pro budoucí implementaci:

• Skutečný tempomat s krokovým motorem namontovaným na řídítkách k ovládání plynu.
• Jantarová boční výstražná světla.

Krok 2: Jak se staví

Mikrokontroléry jsou velmi výkonné, pokud jde o to, co všechno mohou dělat. Je docela snadné připojit zařízení k pinům mikrokontroléru a poté je ovládat softwarem. Pro tento projekt jsem použil Arduino (nebo klon Arduino) a několik prototypovacích desek (pro každou funkci jeden). Později jsem navrhl vlastní obvodovou desku. Tyto prototypovací desky se navzájem spojují ve stohu s kolíky Arduino replikovanými na každé prototypovací desce. Obrázek výše ukazuje, jak lze tento projekt stavět po etapách, na každé prototypovací desce jedna funkce. Doporučuje se nejprve sestavit modulátor světlometů, nainstalovat jej na motocykl a před přechodem na další modul se ujistěte, že funguje správně. Tento typ konstrukce také poskytuje příležitost pro vás vymyslet, navrhnout a postavit své vlastní speciální funkce.

Krok 3: Schéma modulátoru světlometů

Předpokládá se, že budete používat Arduino UNO R3 nebo kompatibilní mikrokontrolér. Pomocí schématu výše propojte komponenty pro modulátor. Pokud máte pouze jeden světlomet, můžete druhý ovládací obvod vynechat (zobrazeno v modrém rámečku.) I když máte dva světlomety, zvažte pouze blikající jeden. Může se zdát (a je) přehnané použít mikrokontrolér k mrknutí světlometu. Důvodem použití mikrokontroléru je jednoduchost elektroniky a schopnost provádět další funkce modulu. K sestavení desky modulátoru světlometů budete potřebovat díly uvedené v následujícím seznamu dílů.

Krok 4: Seznam součástí modulátoru světlometů

Krok 5: Sestavy kabelů modulátoru světlometů

Tyto kabely jsou potřebné pro modul modulátoru světlometů. Vždy používejte drátový měřič, než je vhodné pro obvod, kterému slouží. Doporučuje se označit každý volný vodič a nepolarizovaný konektor. To je třeba provést na každém kabelu a na obou stranách desky plošných spojů protoshield. Protože váš motocykl nemusí používat žárovku světlometu H4 jako já, bude nutné:

• Určete typ žárovky pro váš motocykl
• Objednejte si příslušný prodlužovač kabelu světlometu
• Určete, které ze tří vodičů jsou „uzemnění“, „dálkové světlo“a „potkávací světlo“, a podle toho připojte

Krok 6: Instalace modulátoru světlometů

Uspořádání a spojení mezi součástmi na této desce je na staviteli, aby určil. Použijte jeden 2kolíkový pravoúhlý konektor jako konektor pro sestavu kabelu fotorezistoru a druhý pro napájení použité pro napájení 12VDC do zadního výstražného světla. Připojte modul modulátoru světlometů k desce Arduino. Obrázek výše ukazuje, jak se modulátor instaluje mezi světlomet motocyklu a jeho svazek světlometů. Veškerá energie pochází z kabelového svazku světlometů.

Krok 7: Instalace fotografického rezistoru

Namontujte sestavu kabelu fotorezistoru pomocí jedné nebo více stahovacích pásek, které ji připevní k přední vidlici motocyklu směrem dolů k zemi.

Krok 8: Software

Tento kód Arduino bude ovládat modulátor světlometů, zadní výstražné světlo a indikátor rychlosti „heads up“. I když to v žádném případě není profesionální kód, ukazuje příklady časovačů a přerušení.

Software modulátoru

Hlavní funkce softwaru modulátoru světlometů jsou:

• Časovač 8 Hz.
• Pole 16 prvků, které ukládají stav světlometu pro každé zaškrtnutí časovače. (např. na 100%, na 20%, na 100%, na 20%atd.)
• Přerušení časovače, které čte stavové pole a přenáší tento stav na kolík světlometu na Arduinu.

Při každém průchodu smyčkou se načte hodnota fotorezistoru. Pokud je načtená hodnota větší než uložená hodnota, která představuje soumrak, světlomety pokračují v modulaci.

Software pro zadní výstražné světlo

Software zadních výstražných světel používá stejný 8 Hz časovač, přerušení časovače a pole jako modulátor světlometů, ale i když není zabrzděna brzda motocyklu, zadní výstražné světlo svítí na 8 zatržení a zhasíná na 8 tiknutí. Pokud jsou brzdy zabrzděny, zadní výstražná kontrolka bliká na 1 zatržítko, zhasne na 1 zatržení atd., Dokud brzdu neuvolníte.

Software indikátoru rychlosti

Hlavní rysy ukazatele rychlosti jsou:

• Časovač 2 000 Hz.
• Hardwarové přerušení generované zařízením s Hallovým efektem
• Přepínač nastavení rychlosti
• LED indikující „příliš rychle“, „příliš pomalu“a „zapnuto“

Pokaždé, když magnet předního kola projde zařízením s Hallovým efektem, uloží se počítadlo poháněné časovačem 2000 Hz; poté se počítadlo vynuluje a počítání začne znovu. Po stisknutí tlačítka „nastavení rychlosti“se z uloženého počitadla stane nastavená rychlost. Poté se nastavená rychlost porovná s uloženým čítačem a rozsvítí se příslušná LED dioda indikující, zda je počet menší (příliš rychlý) více (příliš pomalý) nebo v rozsahu tolerance pro rychlost vypočítanou přičtením nebo odečtením procenta z nastavené rychlosti. Pokud by nebyla zavedena tolerance, počet by musel být přesně nastavenou rychlostí, jinak by modrá LED nikdy nesvítila.

Krok 9: Modul zadního výstražného světla

Na výše uvedeném obrázku je LED oranžové výstražné světlo připevněné k opěradlu zadního sedadla mého motocyklu. Při jízdě tato kontrolka trvale bliká jednu sekundu, jedna sekunda nesvítí. Po zabrzdění bude toto světlo blikat čtyřikrát za sekundu stejně jako světlomety.

Krok 10: Schéma kontrolky zadní výstrahy

Pomocí schématu výše propojte součásti zadního výstražného světla. K sestavení zadní výstražné světelné tabule budete potřebovat díly uvedené v následujícím seznamu dílů.

Krok 11: Seznam součástí kontrolky zadní výstrahy

Krok 12: Sestava kabelu výstražného světla vzadu

Krok 13: Instalace výstražného světla

Uspořádání a spojení mezi součástmi na této desce je na staviteli, aby určil. Použijte jeden 2kolíkový pravoúhlý konektor jako konektor pro sestavu kabelu výstražného světla a druhý pro napájení 12 V DC z modulu modulátoru světlometů.

Namontujte výstražné světlo na zadní část motocyklu a zajistěte jeho kabel stahovacími páskami. Zapojte modul výstražného světla do modulu modulátoru světlometů, propojte varovný světelný zdroj 12 V DC z modulu modulátoru světlometů k modulu zadního výstražného světla.

Krok 14: Schéma modulu indikátoru rychlosti

Krok 15: Seznam součástí indikátoru rychlosti

Krok 16: Sestava kabelu s Hallovým efektem indikátoru rychlosti

Krok 17: Sestava spínače rychlosti a indikátoru brzdového spínače indikátoru rychlosti

Krok 18: Sestava kabelu „Heads-up LED“indikátoru rychlosti

Montáž LED je ponechána na staviteli.

Krok 19: Instalace indikátoru rychlosti

Uspořádání a spojení mezi součástmi na této desce je na staviteli, aby určil. Použijte jeden 2kolíkový pravoúhlý konektor jako konektor pro sestavu kabelu sady rychlostí a druhý pro kabel spínače brzdy. Použijte 3pinový kolíkový konektor jako konektor pro sestavu kabelu zařízení s Hallovým efektem a 4pinový pro sestavu kabelu LED indikátoru rychlosti.

Namontujte spínač nastavení rychlosti, Hallovo čidlo, LED indikátor rychlosti a spínač brzdy brzdy motocyklu podle obrázků sestavy kabelu. Zapojte modul indikátoru rychlosti do modulu výstražného světla.

Krok 20: ZÁVĚREČNÉ POZNÁMKY

Modulátor světlometů/výstražné světlo/indikátor rychlosti používám více než rok a nikdy neselhal. Očekávejte několiksekundové zpoždění (zatímco se Arduino spustí), než se rozsvítí světlomety a začnou blikat. I když je nemožné prokázat neúčast, zdá se, že jsem viditelný pro řidiče kolem mě. Nejméně 3 lidé zmínili a oceňují oranžové zadní výstražné světlo.