Διαμορφωτής προβολέων Arduino για ασφάλεια μοτοσικλετών: 20 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Οι μοτοσικλέτες είναι δύσκολο να δουν στο δρόμο κυρίως επειδή έχουν μόλις το ένα τέταρτο του πλάτους ενός αυτοκινήτου ή φορτηγού. Από το 1978 στις ΗΠΑ, οι κατασκευαστές μοτοσυκλετών έχουν την υποχρέωση να κάνουν τις μοτοσικλέτες πιο ορατές συνδέοντας συνεχώς τους προβολείς, αλλά μερικές φορές αυτό δεν αρκεί για να τις διακρίνει από τα αυτοκίνητα και να τις κάνει «πιο εμφανείς». Οι ομοσπονδιακοί και καναδικοί κανονισμοί των ΗΠΑ επιτρέπουν τη διαμόρφωση των προβολέων στις μοτοσικλέτες. Η διαμόρφωση αναβοσβήνει τους προβολείς με συγκεκριμένο ρυθμό για να γίνουν πιο ορατοί. Αυτός ο σύνδεσμος δείχνει τις απαιτήσεις για διαμορφωτές προβολέων τόσο για τις ΗΠΑ όσο και για τον Καναδά.

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

Δεδομένου ότι είμαι χόμπι ηλεκτρονικών, έχω κάποια εμπειρία με μικροελεγκτές και οδηγώ μοτοσικλέτα, αποφάσισα να φτιάξω τον δικό μου διαμορφωτή προβολέων και να προσθέσω κάποια άλλα χαρακτηριστικά ασφαλείας μόνο για μένα. Προστέθηκαν δύο χαρακτηριστικά για να βελτιώσω την άνεση και την ασφάλειά μου. Είναι ένας δείκτης ταχύτητας, αυτό που ονομάζω "φρουρό κρουζ κοντρόλ" με LED επάνω οθόνη και κεχριμπαρένιο φως ασφαλείας στο πίσω μέρος. Οποιαδήποτε από αυτές τις δυνατότητες μπορεί να προστεθεί στο σχεδιασμό του διαμορφωτή ανά πάσα στιγμή.

Το ταχύμετρο στη μοτοσικλέτα μου είναι δύσκολο να διαβαστεί λόγω της θέσης και του σχεδιασμού του. Το να διαβάζω το ταχύμετρο σημαίνει ότι βγάζω τα μάτια μου από το δρόμο. Ο δείκτης ταχύτητας αποτελείται από έναν στιγμιαίο ρυθμισμένο διακόπτη τοποθετημένο στο τιμόνι κοντά στον δεξιό αντίχειρα, μια συσκευή εφέ αίθουσας με μαγνήτη προσαρτημένο στον μπροστινό τροχό και ένα τριών χρωμάτων LED τοποθετημένο στο παρμπρίζ κοντά στο επίπεδο των ματιών. Όταν επιτευχθεί η επιθυμητή ταχύτητα, πιέζεται ο διακόπτης και αμέσως η λυχνία LED γίνεται μπλε, υποδεικνύοντας ότι πηγαίνετε με ή κοντά στην καθορισμένη ταχύτητα. Εάν χάσετε την ταχύτητα, η λυχνία LED γίνεται πράσινη, υποδεικνύοντας ότι για να διατηρήσετε την καθορισμένη ταχύτητα πρέπει να επιταχύνετε. Εάν πάτε πολύ γρήγορα, η λυχνία LED γίνεται κόκκινη, υποδεικνύοντας ότι πρέπει να επιβραδύνετε. Ο στόχος είναι να διατηρηθεί το LED μπλε.

Αυτό το έργο ήταν ένα πρόγραμμα εκμάθησης για μένα και έκανα πολλά λάθη στην πορεία (κυρίως στο λογισμικό όπου είναι εύκολο να γίνουν αλλαγές). Προτείνω, ως εφάπαξ έργο, να χρησιμοποιήσετε την κατασκευή που προτείνεται στην ενότητα "Πώς δημιουργήθηκε".

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Αυτός ο σχεδιασμός δεν προορίζεται για οποιαδήποτε εμπορική χρήση και δεν πληροί το "γράμμα" του νόμου σε δύο τομείς

(δ) Ο διακόπτης διαμορφωτή πρέπει να είναι καλωδιωμένος στο καλώδιο τροφοδοσίας του νήματος δέσμης που διαμορφώνεται και όχι στην πλευρά γείωσης του κυκλώματος.

(ε) Πρέπει να παρέχονται μέσα έτσι ώστε τόσο η κάτω όσο και η άνω δέσμη να παραμένουν λειτουργικές σε περίπτωση βλάβης του διαμορφωτή [ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Ένας διακόπτης μπορεί να εγκατασταθεί στη συσκευή MOSFET για να ικανοποιήσει αυτήν την απαίτηση]

Απαιτείται σύνολο δεξιοτήτων:

• Αυτό το Instructable δεν είναι ένα "Πώς να", είναι ένα "Πώς". Θα πρέπει να κάνετε κάποιο σχεδιασμό και προσαρμογή στο δικό σας μοτοσικλέτα.
• Δυνατότητα ανάγνωσης και παρακολούθησης ενός σχηματικού διαγράμματος, εντοπισμού εξαρτημάτων σε έναν πίνακα πρωτοτύπων και σύνδεσής τους με καλώδιο σύνδεσης.
• Δυνατότητα συγκόλλησης
• Μηχανική ικανότητα εγκατάστασης του διαμορφωτή σε μοτοσικλέτα

Βήμα 1: Στόχος έργου

Πριν ξεκινήσω οποιοδήποτε σχέδιο σχεδίασης, μου αρέσει να γράφω μια λίστα με όλα όσα θα ήθελα να κάνει ο σχεδιασμός. Εδώ είναι η λίστα μου:

• Πρέπει να είναι "plug-n-play". Εγκαθίσταται μεταξύ της πλεξούδας και των προβολέων. Καμία διακοπή ή τροποποίηση της καλωδίωσης του οχήματος.
• Διαμορφώστε τους προβολείς με 240 μεταβάσεις ανά λεπτό μεταξύ 100% και 20% φωτεινότητας είτε σε μεγάλη είτε σε χαμηλή δέσμη.
• Διαμορφώστε ένα πίσω φως προειδοποίησης με 60 μεταβάσεις ανά λεπτό, 240 μεταβάσεις ανά λεπτό όταν πατάτε τα φρένα.
• Αντίσταση φωτογραφίας τοποθετημένη στο μπροστινό πιρούνι που ανιχνεύει το φως της ημέρας. Το σούρουπο, η διαμόρφωση των προβολέων σταματά και η οθόνη προβολής σβήνει.
• Ενδείξεις ταχύτητας LED με τρία χρώματα. Η οθόνη δείχνει "πολύ γρήγορα" (κόκκινο), "πολύ αργό" (πράσινο), "σε ταχύτητα" (μπλε) με προγραμματιζόμενη υστέρηση.
• Ρυθμιζόμενος διακόπτης στο τιμόνι για την ένδειξη ταχύτητας προς τα πάνω.
• Συσκευή εφέ Hall τοποθετημένη στο μπροστινό πιρούνι με μαγνήτη κολλημένο στον μπροστινό τροχό για να αισθάνεται την ταχύτητα του οχήματος.

Σχέδια για μελλοντική εφαρμογή:

• Ένα πραγματικό cruise control με stepper μοτέρ τοποθετημένο στο τιμόνι για να ενεργοποιήσετε το γκάζι.
• Κεχριμπαρένια φώτα ασφαλείας.

Βήμα 2: Πώς είναι χτισμένο

Οι μικροελεγκτές είναι πολύ ισχυροί ως προς το τι μπορούν να κάνουν. Είναι αρκετά εύκολο να συνδέσετε συσκευές στις ακίδες ενός μικροελεγκτή και στη συνέχεια να τις ελέγξετε με λογισμικό. Χρησιμοποίησα ένα Arduino (ή κλώνο Arduino) για αυτό το έργο και αρκετούς πίνακες πρωτοτύπων (έναν για κάθε λειτουργία). Αργότερα σχεδίασα τη δική μου πλακέτα κυκλώματος. Αυτοί οι πίνακες πρωτοτύπων συνδέονται μεταξύ τους σε μια στοίβα με τις καρφίτσες Arduino να αναπαράγονται σε κάθε πίνακα πρωτοτύπων. Η παραπάνω εικόνα δείχνει πώς μπορεί να κατασκευαστεί αυτό το έργο σταδιακά, μία λειτουργία σε κάθε πίνακα πρωτοτύπων. Προτείνεται να φτιάξετε πρώτα τον διαμορφωτή προβολέων, να τον εγκαταστήσετε στη μοτοσικλέτα και να βεβαιωθείτε ότι λειτουργεί σωστά πριν προχωρήσετε στην επόμενη μονάδα. Αυτός ο τύπος κατασκευής σας παρέχει επίσης την ευκαιρία να εφεύρετε, να σχεδιάσετε και να δημιουργήσετε τα δικά σας ιδιαίτερα χαρακτηριστικά.

Βήμα 3: Το σχηματικό σχήμα του διαμορφωτή προβολέων

Υποτίθεται ότι θα χρησιμοποιήσετε Arduino UNO R3 ή συμβατό μικροελεγκτή. Χρησιμοποιήστε το παραπάνω σχήμα για να συνδέσετε τα εξαρτήματα του διαμορφωτή. Εάν έχετε μόνο έναν προβολέα, μπορείτε να παραλείψετε το δεύτερο κύκλωμα ελέγχου (φαίνεται στο μπλε πλαίσιο.) Ακόμα κι αν έχετε δύο προβολείς, σκεφτείτε να αναβοσβήνει μόνο ένας. Μπορεί να φαίνεται (και είναι) υπερβολικό να χρησιμοποιήσετε έναν μικροελεγκτή για να κλείσετε το μάτι ενός προβολέα. Ο λόγος για τη χρήση του μικροελεγκτή είναι η απλότητα των ηλεκτρονικών και η δυνατότητα εκτέλεσης των άλλων λειτουργιών της μονάδας. Για να φτιάξετε την πλακέτα διαμόρφωσης προβολέων, θα χρειαστείτε τα εξαρτήματα που εμφανίζονται στην παρακάτω λίστα μερών.

Βήμα 4: Η λίστα εξαρτημάτων διαμορφωτή προβολέων

Βήμα 5: Συνδέσεις καλωδίων διαμόρφωσης προβολέων

Αυτά τα καλώδια χρειάζονται για τη μονάδα διαμόρφωσης προβολέων. Χρησιμοποιείτε πάντοτε ένα καλώδιο από ό, τι είναι κατάλληλο για το κύκλωμα που εξυπηρετεί. Συνιστάται η επισήμανση κάθε χαλαρού καλωδίου και μη πολωμένου συνδετήρα. Αυτό πρέπει να γίνεται σε κάθε καλώδιο και στις δύο πλευρές της πλακέτας κυκλώματος protoshield. Δεδομένου ότι η μοτοσικλέτα σας μπορεί να μην χρησιμοποιεί λαμπτήρα προβολέων H4 όπως η δική μου, θα χρειαστεί να:

• Καθορίστε τον τύπο λαμπτήρα για τη μοτοσικλέτα σας
• Παραγγείλετε την κατάλληλη επέκταση καλωδίου προβολέων
• Προσδιορίστε ποια από τα τρία καλώδια είναι "Ground", "High beam" και "Low beam" και συνδέστε ανάλογα

Βήμα 6: Εγκατάσταση διαμορφωτή προβολέων

Η διάταξη και οι συνδέσεις μεταξύ των στοιχείων σε αυτόν τον πίνακα πρέπει να καθοριστούν από τον κατασκευαστή. Χρησιμοποιήστε μία κεφαλίδα 2 ακίδων ορθής γωνίας ως σύνδεσμο για τη διάταξη καλωδίου αντίστασης φωτογραφίας και άλλη για την ισχύ που χρησιμοποιείται για την παροχή 12VDC στο πίσω φως προειδοποίησης. Συνδέστε τη μονάδα διαμόρφωσης προβολέων στην πλακέτα Arduino. Η παραπάνω εικόνα δείχνει πώς εγκαθίσταται ο διαμορφωτής μεταξύ του προβολέα της μοτοσικλέτας και της πλεξούδας του. Όλη η ισχύς προέρχεται από τον ιμάντα προβολέων των μοτοσικλετών.

Βήμα 7: Εγκατάσταση αντιστάσεων φωτογραφιών

Τοποθετήστε το συγκρότημα καλωδίου αντίστασης φωτογραφίας χρησιμοποιώντας έναν ή περισσότερους συνδέσμους καλωδίων για να το στερεώσετε στο μπροστινό πιρούνι της μοτοσικλέτας που δείχνει προς τα κάτω προς το έδαφος.

Βήμα 8: Το Λογισμικό

Αυτός ο κωδικός Arduino θα λειτουργεί με τον διαμορφωτή των προβολέων, το πίσω φως και τον δείκτη ταχύτητας "heads up". Αν και δεν είναι επαγγελματικός κώδικας με κανένα τρόπο, δείχνει παραδείγματα χρονοδιακόπτη και διακοπών.

Λογισμικό διαμόρφωσης

Τα κεντρικά χαρακτηριστικά του λογισμικού διαμόρφωσης προβολέων είναι:

• Χρονοδιακόπτης 8 Hz.
• Μια σειρά από 16 στοιχεία που αποθηκεύουν την κατάσταση του προβολέα για κάθε ένδειξη του χρονοδιακόπτη. (π.χ. στο 100%, στο 20%, στο 100%, στο 20%κ.λπ.)
• Μια διακοπή χρονοδιακόπτη που διαβάζει τον πίνακα κατάστασης και μεταφέρει αυτήν την κατάσταση στην καρφίτσα των προβολέων στο Arduino.

Κάθε φορά μέσω του βρόχου, διαβάζεται η τιμή της αντίστασης φωτογραφίας. Εάν η τιμή ανάγνωσης είναι μεγαλύτερη από την αποθηκευμένη τιμή που αντιπροσωπεύει το σούρουπο, οι προβολείς συνεχίζουν να διαμορφώνονται.

Λογισμικό οπίσθιου φωτός

Το λογισμικό οπίσθιου φωτισμού προειδοποίησης χρησιμοποιεί τον ίδιο χρονοδιακόπτη 8 Hz, διακοπή χρονοδιακόπτη και συστοιχία με τον διαμορφωτή των προβολέων, αλλά ενώ το φρένο της μοτοσικλέτας δεν είναι πατημένο, το πίσω φως προειδοποίησης είναι αναμμένο για 8 τσιμπούρια και σβηστό για 8 τσιμπούρια. Εάν πατήσετε τα φρένα, η πίσω λυχνία προειδοποίησης αναβοσβήνει σε 1 τσιμπούρι, εκτός 1 κρότου κ.λπ. έως ότου απελευθερωθεί το φρένο.

Λογισμικό ένδειξης ταχύτητας

Τα κεντρικά χαρακτηριστικά του δείκτη ταχύτητας είναι:

• Χρονοδιακόπτης 2000 Hz.
• Διακοπή υλικού που δημιουργείται από τη συσκευή εφέ Hall
• Διακόπτης ρύθμισης ταχύτητας
• Τα LED που δείχνουν "πολύ γρήγορα", "πολύ αργά" και "σε ταχύτητα"

Κάθε φορά που ο μαγνήτης του μπροστινού τροχού περνά από τη συσκευή εφέ Hall, αποθηκεύεται ένας μετρητής, που κινείται από το χρονόμετρο 2000 Hz. τότε ο μετρητής μηδενίζεται και η καταμέτρηση αρχίζει ξανά. Όταν πατηθεί το κουμπί "speed set", ο αποθηκευμένος μετρητής γίνεται η ρυθμισμένη ταχύτητα. Στη συνέχεια, η ρυθμισμένη ταχύτητα συγκρίνεται με τον αποθηκευμένο μετρητή και ανάβει η κατάλληλη λυχνία LED που δείχνει εάν ο αριθμός είναι μικρότερος (πολύ γρήγορος) περισσότερο (πολύ αργός) ή εντός του εύρους ανοχής για την ταχύτητα που υπολογίζεται με την προσθήκη ή αφαίρεση ενός ποσοστού της καθορισμένης ταχύτητας Το Εάν δεν είχε εισαχθεί η ανοχή, η μέτρηση θα έπρεπε να είναι ακριβώς η καθορισμένη ταχύτητα ή το μπλε LED δεν θα ανάβει ποτέ.

Βήμα 9: Η μονάδα φωτισμού οπίσθιας προσοχής

Η παραπάνω εικόνα δείχνει ένα πορτοκαλί φως προειδοποίησης LED προσαρτημένο στην πλάτη του πίσω καθίσματος της μοτοσικλέτας μου. Κατά την οδήγηση, αυτό το φως αναβοσβήνει με σταθερό ρυθμό ένα δευτερόλεπτο ενεργοποιημένο και ένα δευτερόλεπτο σβηστό. Όταν πατήσετε τα φρένα, αυτό το φως θα αναβοσβήνει ταυτόχρονα τέσσερις φορές το δευτερόλεπτο όπως οι προβολείς.

Βήμα 10: Το σχηματικό φως πίσω φωτός προσοχής

Χρησιμοποιήστε το παραπάνω σχήμα για να συνδέσετε τα εξαρτήματα για το πίσω φως προειδοποίησης. Για να φτιάξετε τον πίσω πίνακα φωτισμού προειδοποίησης, θα χρειαστείτε τα εξαρτήματα που εμφανίζονται στην ακόλουθη λίστα ανταλλακτικών.

Βήμα 11: Λίστα ανταλλακτικών οπίσθιας προσοχής

Βήμα 12: Συναρμολόγηση ελαφρού καλωδίου πίσω προσοχής

Βήμα 13: Προσοχή Εγκατάσταση φωτός

Η διάταξη και οι συνδέσεις μεταξύ των στοιχείων σε αυτόν τον πίνακα πρέπει να καθοριστούν από τον κατασκευαστή. Χρησιμοποιήστε μία κεφαλίδα 2 ακίδων ορθής γωνίας ως σύνδεσμο για το συγκρότημα καλωδίων φωτός προσοχής και μια άλλη για την ισχύ 12VDC από τη μονάδα διαμόρφωσης προβολέων.

Τοποθετήστε το φως προσοχής στο πίσω μέρος της μοτοσικλέτας και στερεώστε το καλώδιό της με συνδέσμους καλωδίων. Συνδέστε τη μονάδα φωτισμού προειδοποίησης στη μονάδα διαμόρφωσης προβολέων, συνδέστε το βραχυκυκλωτήρα φώτων προσοχής 12VDC από τη μονάδα διαμορφωτή προβολέων στην πίσω μονάδα φωτισμού προειδοποίησης.

Βήμα 14: Σχηματική ενότητα Ενότητας ταχύτητας

Βήμα 15: Λίστα εξαρτημάτων ένδειξης ταχύτητας

Βήμα 16: Συναρμολόγηση καλωδίου δείκτη ταχύτητας Hall Effect

Βήμα 17: Ένδειξη ταχύτητας Σύστημα διακόπτη ταχύτητας και διάταξη καλωδίου διακόπτη φρένων

Βήμα 18: Ένδειξη ταχύτητας "Heads-up LED" Συναρμολόγηση καλωδίου

Η τοποθέτηση LED αφήνεται στον κατασκευαστή.

Βήμα 19: Εγκατάσταση δείκτη ταχύτητας

Η διάταξη και οι συνδέσεις μεταξύ των στοιχείων σε αυτόν τον πίνακα πρέπει να καθοριστούν από τον κατασκευαστή. Χρησιμοποιήστε μία κεφαλίδα 2 ακίδων ορθής γωνίας ως σύνδεσμο για τη διάταξη καλωδίου ρυθμισμένης ταχύτητας και μια άλλη για το καλώδιο του διακόπτη φρένου. Χρησιμοποιήστε κεφαλίδα 3 ακίδων ορθής γωνίας ως σύνδεσμο για τη διάταξη καλωδίου της συσκευής εφέ Hall και 4 ακίδων για τη διάταξη καλωδίου LED ένδειξης ταχύτητας.

Τοποθετήστε το διακόπτη ρύθμισης ταχύτητας, τον αισθητήρα χώρου, το LED ένδειξης ταχύτητας και το καλώδιο στο διακόπτη φρένων μοτοσικλέτας σύμφωνα με τις εικόνες της διάταξης καλωδίου. Συνδέστε τη μονάδα ένδειξης ταχύτητας στη μονάδα φώτων προσοχής.

Βήμα 20: ΤΕΛΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Χρησιμοποιώ τον διαμορφωτή των φώτων μου/τον δείκτη προειδοποίησης φωτός/ταχύτητας για περισσότερο από ένα χρόνο και ποτέ δεν απέτυχε. Περιμένετε λίγα δευτερόλεπτα καθυστέρηση (ενώ το Arduino ξεκινά) μέχρι να ανάψουν οι προβολείς και να αρχίσουν να αναβοσβήνουν. Ενώ είναι αδύνατο να αποδειχθεί ένα μη γεγονός, φαίνεται να είμαι ορατός στους οδηγούς γύρω μου. Τουλάχιστον 3 άτομα ανέφεραν και εκτιμούν το κεχριμπαρένιο πίσω φως προειδοποίησης.