Φωτιστικό ουράς μοτοσικλέτας με ενσωματωμένα κλείστρα με χρήση προγραμματιζόμενων LED: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Γειά σου!

Αυτό είναι κάπως ένα εύκολο DIY για το πώς να φτιάξετε έναν προσαρμοσμένο προγραμματιζόμενο λαμπτήρα ουράς RGB (με ενσωματωμένα φλας/ενδείξεις) για τη μοτοσικλέτα σας ή πιθανώς οτιδήποτε χρησιμοποιώντας WS2812B (ατομικά διευθετήσιμα led) και Arduinos. Υπάρχουν 4 τρόποι σχεδίων φωτισμού που μπορούν να ανακυκλωθούν χρησιμοποιώντας ένα κουμπί.

Η ιδέα να φτιάξω ένα τέτοιο πορτατίφ υπήρχε από την πρώτη μέρα που πήρα τη μοτοσικλέτα μου, αλλά εκείνη τη στιγμή δεν ήμουν σίγουρος για τη μέθοδο που θα ακολουθούσα για να φτιάξω μια και δεν είχα πραγματικά χρόνο καθώς ήμουν απασχολημένος με Το κολλέγιό μου. Τα αρχικά μου σχέδια ήταν να αγοράσω led RGB και να τα αντικαταστήσω με τα led led στο πίσω φανάρι της μοτοσικλέτας μου και να κάνω κάποια επανασύνδεση για να προσθέσω την ενσωματωμένη λειτουργία αναλαμπής. Μια τέτοια εφαρμογή θα απαιτούσε μερικά τρανζίστορ και ρυθμιστές τάσης για καθένα από τα καλώδια ελέγχου RED-GREEN-BLUE στα led RGB που καταλήγουν σε ένα πολύ περίπλοκο κύκλωμα.

Ωστόσο, ήμουν τόσο εμμονή με αυτήν την ιδέα, οπότε αποφάσισα να αγοράσω τα RGB led και άλλα εξαρτήματα που απαιτούνται, αλλά όλα τα σχέδιά μου άλλαξαν όταν ένας τύπος σε ένα κατάστημα ηλεκτρονικών ειδών μου παρουσίασε έναν τύπο led που είναι γνωστός ως ατομικά διευθετήσιμα ή προγραμματιζόμενα led (τα οποία ήταν ένα νέο πράγμα για μένα εκείνη τη στιγμή) που ήταν παρόμοια με τα led RGB, αλλά κάθε led μπορεί να ελεγχθεί ξεχωριστά για να ανάψει σε οποιαδήποτε ακολουθία ή χρώμα χρησιμοποιώντας ελεγκτές Arduino και μόνο ένα καλώδιο ελέγχου για ολόκληρη την ταινία. Από εκεί και πέρα μου πήρε σχεδόν ένα χρόνο για να ολοκληρώσω αυτό το έργο ξεκινώντας από την εκμάθηση του πώς λειτουργούν αυτά τα led … πώς να τα προγραμματίσω … περνώντας από διαφορετικά σχέδια του κυκλώματος και τα πρωτότυπά του … πολλά και πολλά προβλήματα αντιμετώπισης (αυτό ήταν το μόνο πράγμα που ήταν συμβαίνει τους τελευταίους δύο μήνες του έργου μου καθώς υπήρχαν σειρά σφαλμάτων και αστοχιών εξαρτημάτων που συνέβαιναν καθημερινά ως μέρος του κακού σχεδιασμού μου. Ενώ στη διαδικασία επιδιόρθωσης κάποιου ελαττώματος στο κύκλωμά μου, εμφανίζονται νέα προβλήματα και αυτό συνέβαινε συχνά και ήταν ένα πλήρες άγχος για μένα ότι σχεδόν με έκανε αδύνατο να συγκεντρωθώ σε οτιδήποτε άλλο). Μέχρι το τέλος αυτού του έργου είχα περάσει από ένα κατεστραμμένο Arduino, δύο φουσκωμένα LM7805 IC και αντιστάσεις, πολλές και πολλές σανίδες και led όλα αυτά θα άθροιζαν σχεδόν τα μισά χρήματα που ξόδεψα για αυτό το έργο.

Αυτό το έργο ήταν κάτι που θα μπορούσα να είχα κάνει ή πιθανότατα θα μπορούσατε να ολοκληρώσετε μέσα σε 20 ημέρες με την προϋπόθεση ότι έχετε όλα τα απαιτούμενα μέρη στη διάθεσή σας. Αυτό που μου πήρε τόσο πολύ ήταν λόγω του κολλεγίου μου, η περίοδος αναμονής των προϊόντων που είχαν παραγγελθεί εβδομάδες ή μήνες, καθώς τα χρήματα ήταν ένα ζήτημα για μένα και τελικά σκέφτηκα από μέσα μου αν όλα αυτά ήταν πραγματικά μια ηλίθια ιδέα και ποιο ήταν το νόημα πραγματικά χάνω χρόνο και χρήμα για να το φτιάξω. Τέλος πάντων, μου άρεσε πολύ να κάνω αυτό το έργο και με κράτησε αφοσιωμένο για σχεδόν ένα χρόνο και είμαι σίγουρος ότι θα το κάνετε και εσείς. Σας καλωσορίζω λοιπόν στο DIY!

Βήμα 1: Απαιτούνται εξαρτήματα

Τα συστατικά που απαιτούνται μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον τρόπο που σκοπεύετε να υλοποιήσετε αυτό το έργο. Για παράδειγμα, είχα χρησιμοποιήσει δύο Arduinos, ώστε να μπορώ να έχω πολλά μοτίβα και να αλλάζω μέσα από αυτά τα μοτίβα. Ωστόσο, εάν θέλετε μόνο το ενσωματωμένο αναβοσβήσιμο/δείκτη με λειτουργικότητα φώτων φρένων, μπορείτε να το κάνετε μόνο με ένα Arduino. Ομοίως, οι θερμαντήρες που χρησιμοποιήθηκαν στο σχεδιασμό μου ήταν υπερβολικοί και δεν απαιτήθηκαν καθόλου για το σκοπό μου. Έτσι, μπορείτε να εξαλείψετε εκείνα τα είδη εξαρτημάτων που νομίζετε ότι δεν είναι απαραίτητα, τα οποία χρησιμοποίησα μόνο επειδή ήμουν χαζός, άπειρος και ανησυχούσα πολύ (κατάφερα να καταστρέψω το κύκλωμά μου μερικές φορές). Ακολουθεί λοιπόν η λίστα των στοιχείων που χρησιμοποίησα για τη δημιουργία αυτού του έργου:

• WS2812B LED (ανάλογα με το πόσο χρειάζεστε για το σκοπό σας)
• ARDUINO NANO x2
• LM7805 x5 (ρυθμιστής τάσης για μετατροπή 12v από μπαταρία σε 5v)
• Αντίσταση 10kΩ x5
• Καλώδια
• Συνδέσεις (χρησιμοποίησα συνδέσεις μητρικής πλακέτας-smps MALE (x2) & FEMALE (x2))
• Πιέστε το κουμπί (για εναλλαγή λειτουργιών) x1
• Strip Board x2
• Θερμοσίφωνας x5
• Πλαστικό δοχείο x1

Όπως είπα, τα απαιτούμενα μέρη εξαρτώνται πραγματικά από το πώς σκοπεύετε να εφαρμόσετε αυτό το έργο.

Βήμα 2: Arduino, WS2812B Leds και βιβλιοθήκη FastLED (προγραμματισμός και δοκιμή)

Έτσι, το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε πριν κάνετε το πραγματικό κύκλωμα είναι να ελέγξετε αν ο σχεδιασμός του κυκλώματός σας θα λειτουργούσε πραγματικά και αν το πρόγραμμά σας θα λειτουργήσει όπως υποτίθεται. Όλα αυτά μπορούν να γίνουν δοκιμάζοντας τα εξαρτήματα σε έναν πίνακα ψωμιού και εάν υπάρχουν προβλήματα με οποιοδήποτε από τα εξαρτήματα ή το κύκλωμα. Μπορούμε πάντα να προσπαθήσουμε ξανά με διαφορετικές επιλογές μέχρι να αποκτήσουμε το τέλειο κύκλωμα εργασίας. Ένας από τους λόγους που μου πήρε τόσο πολύ χρόνο για να ολοκληρώσω αυτό το έργο ήταν ο λόγος που βιαζόμουν με αυτό το έργο και δεν δοκίμασα τον αρχικό σχεδιασμό κυκλώματος για διαφορετικούς συνδυασμούς σήματος εισόδου. Αυτό κατέληξε με την ανάγκη να περάσουμε από πολλές αντικαταστάσεις εξαρτημάτων καθώς και με επανασύνδεση του κυκλώματος.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να συζητηθεί είναι το είδος των LED που χρησιμοποιήθηκε σε αυτό το έργο και πώς μπορούμε να τα προγραμματίσουμε να λειτουργούν όπως σκοπεύουμε να κάνουμε. Το μοντέλο του led που χρησιμοποίησα ήταν το WS2812B, γενικά γνωστό ως LED με ατομική διεύθυνση. Υπάρχουν διάφορα μοντέλα αυτών των LED με διαφορετικά ονόματα και δεν έχω ιδέα ποια είναι η διαφορά μεταξύ καθενός από αυτά, το μόνο που ξέρω είναι ότι διαφορετικά μοντέλα διαφέρουν στις θερμοκρασίες χρώματος και ορισμένα έχουν πείρο ρολογιού εκτός από τον πείρο δεδομένων.

Για τον έλεγχο αυτών των LED χρησιμοποιούμε τον ελεγκτή Arduino (χρησιμοποίησα UNO και MEGA για δοκιμή και NANO για το τελευταίο κύκλωμα) μαζί με τη βιβλιοθήκη FastLED, μια βιβλιοθήκη arduino που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του είδους των LED που χρησιμοποιούνται σε αυτό το έργο. Αυτή η βιβλιοθήκη μπορεί να ληφθεί από το GITHUB REPO.

Έτσι, το πρώτο πράγμα που πρέπει να σημειωθεί προτού μπορέσουμε να ανεβάσουμε τα προγράμματα στο Arduino είναι να προσθέσουμε τη βιβλιοθήκη FastLED στο Arduino IDE. Βήματα για το πώς να το κάνετε αυτό μπορείτε να βρείτε εδώ.

Για αυτό το έργο χρησιμοποίησα δύο Arduinos, ένα για την αποστολή σημάτων στο LED και το άλλο για εναλλαγή μεταξύ διαφορετικών τρόπων ή προτύπων φωτισμού. Εάν θέλετε μόνο ένα ενιαίο mode/default μοτίβο, ένα arduino είναι το μόνο που χρειάζεστε.

Μπορείτε να κατεβάσετε τα προγράμματα από τον παρακάτω σύνδεσμο.

Τώρα θα σας καθοδηγήσω στα προγράμματα και θα περιγράψω τι πρέπει να αλλάξει ανάλογα με τη ρύθμιση που διαθέτετε. Μπορείτε να δείτε ότι υπάρχουν δύο προγράμματα που ονομάζονται ledact και ledpatt2. Το πρόγραμμα ledact είναι για το arduino που χρησιμοποιείται για την ποδηλασία στις λειτουργίες/μοτίβα και το πρόγραμμα ledpatt2 είναι αυτό που ελέγχει τα led. Μπορείτε επίσης να δείτε τα ίδια δύο προγράμματα σε διαφορετικό φάκελο που ονομάζεται nano. Είναι κάτι αλλά μικρότερο σε μέγεθος, ώστε να μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε με το ARDUINO NANO που έχει λιγότερη μνήμη από το UNO ή το MEGA.

Αρχικά ας δούμε τι πρέπει να αλλάξει στο ledpatt2 σύμφωνα με το κύκλωμά σας. Πρώτα πρέπει να αλλάξετε το NUM_LEDS και το DATA_PIN στις γραμμές 3-4 στον αριθμό των led που χρησιμοποιείτε και τον αριθμό του pin στο arduino στο οποίο είναι συνδεδεμένο το σήμα δεδομένων του led σας. Στη συνέχεια, πρέπει να αλλάξετε τον κωδικό στο 18 ανάλογα με τον τύπο των led που χρησιμοποιείτε. Για παράδειγμα, ο κωδικός μου είναι σαν thta αφού έχω χρησιμοποιήσει led WS2812B με βαθμονόμηση BRG (ΜΠΛΕ-ΚΟΚΚΙΝΟ-ΠΡΑΣΙΝΟ). Εάν χρησιμοποιείτε διαφορετικό led, αντικαταστήστε το WS2812B στον κωδικό με το όνομα του led σας και αντικαταστήστε το BRG με τη βαθμονόμηση χρώματος. Για να βρείτε τη βαθμονόμηση χρωμάτων του led σας, μπορείτε να ακολουθήσετε το άρθρο που βρίσκεται εδώ.

Μπορείτε να δείτε μερικές αρχικοποιήσεις από τις γραμμές 15-25 από τις οποίες οι 15-21 μπορούν να αποφευχθούν εάν χρειάζεστε μόνο ένα μοτίβο. Αυτές οι ακίδες που αναφέρονται στις γραμμές 15-21 χρησιμοποιούνται για να ενεργοποιήσουν τις διαφορετικές λειτουργίες και αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας το άλλο Arduino. Οι γραμμές 22-25 όπως έχει αναφερθεί στον κώδικα, χρησιμοποιούνται για τη λήψη των σημάτων εισόδου για φώτα φρένων, στάθμευσης και φλας/ενδεικτικές λυχνίες.

Στο ledact χρειάζεται μόνο να ασχοληθείτε με τις γραμμές 4-8 αν θέλετε να λειτουργεί όπως και για αυτό το έργο. Οι γραμμές 4-7 είναι οι ακίδες που ενεργοποιούν κάθε μία από τις λειτουργίες. Δεδομένου ότι ήθελα μόνο 4 λειτουργίες, χρησιμοποιήθηκαν 4 ακίδες. Η γραμμή 8 χρησιμοποιείται για την προετοιμασία του modePin, του πείρου στον οποίο είναι συνδεδεμένο το κουμπί ώθησης. Στον κώδικα μπορείτε να δείτε ότι οι ακίδες arduino 3, 4, 5, 6 χρησιμοποιούνται για τις 4 λειτουργίες. Αυτοί οι ακροδέκτες συνδέονται απευθείας με 3-4-5-6 ακίδες στο arduino που είναι φορτωμένο με το πρόγραμμα ledpatt2.

Αυτή ήταν η μέθοδός μου για την εφαρμογή φώτων led με διαφορετικά μοτίβα και νομίζω ότι είναι αρκετά ασυνεπής. Έψαξα πολύ στο διαδίκτυο αν ήταν δυνατόν να τα κάνω όλα αυτά χρησιμοποιώντας μόνο ένα Arduino αλλά δεν βρήκα κανένα που να με βοηθάει. Εάν γνωρίζετε πώς να το κάνετε αυτό ή είστε πολύ καλοί στον προγραμματισμό, σας προτείνω να το ακολουθήσετε καθώς το πρόγραμμά μου έχει πολύ κακό σκοπό και είναι ογκώδες λόγω των κακών δεξιοτήτων κωδικοποίησης. Και μοιραστείτε τα αποτελέσματά σας μαζί μας.

Βήμα 3: Ρύθμιση κυκλώματος

Αυτό είναι μάλλον ένα εύκολο βήμα εάν κατανοείτε πλήρως το κύκλωμα ή έχετε ένα καλά μελετημένο σχέδιο για την εφαρμογή του κυκλώματος. Εάν τα στοιχεία του κυκλώματος σας φαίνονται μπερδεμένα, θα σας τα αναλύσω, καθώς αυτό είναι ένα πολύ απλό κύκλωμα. Πρώτα έχουμε πέντε IC LM7805 που χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή 12v σε 5v (αυτή η τάση είναι ασφαλής για καρφίτσες εισόδου arduino), τέσσερις από τις οποίες χρησιμοποιούνται για τη λήψη σημάτων φλας φρένων, στάθμευσης & L-R, ενώ άλλες χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία των δύο arduino. Στη συνέχεια, έχουμε μερικές αντιστάσεις 10k ohm συνδεδεμένες παράλληλα με κάθε έναν από τους ακροδέκτες εισόδου και τέλος δύο arduino.

Έκανα το κύκλωμα αναφερόμενο στον σχεδιασμό του κυκλώματος που έγινε πριν από τη χρήση του Fritzing. Για συνδέσμους, χρησιμοποιήθηκαν συνδετήρες SMPS-MOTHERBOARD MALE/FEMALE. Μπορείτε να δείτε τις φωτογραφίες και να τις ακολουθήσετε.

Αυτό το κύκλωμα δεν είναι το καλύτερο καθώς δεν έχει κυκλώματα προστασίας ή φίλτρου και ο λόγος που δεν συμπεριέλαβα τίποτα από αυτά είναι επειδή είμαι πλήρης noob. Επίσης, οι ψύκτρες που χρησιμοποιήθηκαν με τα IC αφαιρέθηκαν από ένα παλιό SMPS και χρησιμοποιήθηκαν θερμική πάστα μαζί τους. Ωστόσο, κάποιοι ηλεκτρονικοί γκέικ μου είπαν ότι η χρήση θερμοσίφωνων ήταν υπερβολική για αυτήν την εφαρμογή και ότι τα IC θα λειτουργούσαν χωρίς να χρειάζονται ψεκαστήρες σε αυτό το κύκλωμα. Αυτό είναι λοιπόν.

Βήμα 4: Τελικό βήμα: Πυγμαχία και ρύθμιση στη μοτοσικλέτα

Το πλαστικό δοχείο χρησιμοποιήθηκε ως θήκη για το κύκλωμα και η τυλιγμένη μονωτική ταινία γύρω του, καθώς το νερό είναι κάτι που δεν θέλουμε στο κύκλωμά μας. Η επόμενη δουλειά είναι να συνδέσετε τα πάντα και να κάνετε την καλωδίωση στη μοτοσικλέτα. Πρέπει να είστε πραγματικά προσεκτικοί όταν εργάζεστε στην ηλεκτρική μηχανή της μοτοσικλέτας, καθώς κάθε βραχυκύκλωμα θα μπορούσε να βλάψει εντελώς τα ηλεκτρονικά της μοτοσικλέτας. Εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με την καλωδίωση της μοτοσικλέτας σας, μπορείτε να ανατρέξετε στα εγχειρίδια σέρβις ή να αναζητήσετε στο διαδίκτυο. Το υπόλοιπο καθήκον είναι να αφαιρέσετε τον πίσω φωτιστικό και να αντικαταστήσετε τις λυχνίες LED στο εσωτερικό του με αυτές των WS2812B. Μετά από αυτό, επανασυσκευάστε και σφραγίστε ξανά τη λάμπα χωρίς να αφήσετε τρύπες ή χώρους για να εισέλθει η υγρασία. Μπορείτε να διατηρήσετε το κουτί κυκλώματος μέσα στο χώρο αποθήκευσης κάτω από το κάθισμα της μοτοσικλέτας. Τέλος συνδέστε τα πάντα, ενεργοποιήστε και πάρτε τη μοτοσικλέτα σας για μια βόλτα. Αν και το έργο μοιάζει υπερβολικό, μπορώ να σας διαβεβαιώσω ότι το τελικό αποτέλεσμα θα σας κάνει χαρούμενους σαν τρελό παλικάρι. ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΟ ΔΙΑΒΑΣΜΑ & ΑΠΟΛΑΥΣΗ!