Modulateur de phare Arduino pour la sécurité des motos : 20 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Les motos sont difficiles à voir sur la route, principalement parce qu'elles ne mesurent qu'environ un quart de la largeur d'une voiture ou d'un camion. Depuis 1978 aux USA, les constructeurs de motos sont tenus de rendre les motos plus visibles en câblant les phares en continu mais parfois cela ne suffit pas pour les distinguer des voitures et les rendre "plus voyantes". Les réglementations fédérales américaines et canadiennes permettent de moduler les phares des motos. La modulation fait clignoter les phares à une certaine vitesse pour les rendre plus visibles. Ce lien montre les exigences pour les modulateurs de phares pour les États-Unis et le Canada.

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

Étant donné que je suis un amateur d'électronique, que j'ai une certaine expérience des microcontrôleurs et que je conduis une moto, j'ai décidé de créer mon propre modulateur de phare et d'ajouter d'autres fonctions de sécurité rien que pour moi. Deux fonctionnalités ont été ajoutées pour améliorer mon confort et ma sécurité. Il s'agit d'un indicateur de vitesse, ce que j'appelle un « régulateur de vitesse du pauvre » avec un affichage LED tête haute et un feu de sécurité ambre à l'arrière. L'une ou l'autre de ces fonctionnalités peut être ajoutée à la conception du modulateur à tout moment.

Le compteur de vitesse de ma moto est difficile à lire en raison de son emplacement et de sa conception. Lire le compteur de vitesse, c'est quitter la route des yeux. L'indicateur de vitesse se compose d'un interrupteur de réglage momentané monté sur le guidon près du pouce droit, d'un dispositif à effet Hall avec aimant fixé à la roue avant et d'une LED tricolore montée sur le pare-brise près du niveau des yeux. Lorsque la vitesse souhaitée est atteinte, l'interrupteur est enfoncé et la LED devient immédiatement bleue indiquant que vous roulez à ou près de votre vitesse définie. Si vous perdez de la vitesse, la LED devient verte, indiquant que pour maintenir la vitesse définie, vous devez accélérer. Si vous allez trop vite, la LED devient rouge indiquant que vous devez ralentir. Le but est de garder la LED bleue.

Ce projet était un projet d'apprentissage pour moi et j'ai fait beaucoup d'erreurs en cours de route (principalement dans le logiciel où les changements sont faciles à faire). Je suggère que, en tant que projet ponctuel, vous utilisiez la construction suggérée dans la section "Comment c'est construit".

REMARQUE: Cette conception n'est pas destinée à un usage commercial et ne répond pas à la « lettre » de la loi dans deux domaines

(d) L'interrupteur du modulateur doit être câblé dans le fil d'alimentation du filament de faisceau modulé et non dans le côté terre du circuit.

(e) Des moyens doivent être fournis pour que le faisceau inférieur et le faisceau supérieur restent opérationnels en cas de défaillance du modulateur [REMARQUE: un commutateur peut être installé sur le dispositif MOSFET pour répondre à cette exigence]

Ensemble de compétences requis:

• Ce Instructable n'est pas un « Comment faire », c'est un « Comment ». Vous devrez faire un peu de conception et d'adaptation à votre propre moto.
• Capacité de lire et de suivre un diagramme schématique, de localiser les composants sur une carte de prototypage et de les connecter avec un fil de raccordement.
• Capacité à souder
• Capacité mécanique à installer le modulateur sur une moto

Étape 1: Objectif du projet

Avant de commencer un projet de conception, j'aime écrire une liste de tout ce que j'aimerais que la conception fasse. Voici ma liste:

• Doit être "plug-n-play". S'installe entre le faisceau de phare et les phares. Aucune coupure ou modification du câblage du véhicule.
• Modulez les phares à 240 transitions par minute entre 100 % et 20 % de luminosité en feux de route ou de croisement.
• Modulez un feu d'avertissement arrière à 60 transitions par minute, 240 transitions par minute lorsque les freins sont appliqués.
• Photorésistance montée sur la fourche avant pour détecter la lumière du jour. Au crépuscule, la modulation des phares cesse et l'affichage tête haute s'assombrit.
• Indicateur de vitesse LED tricolore tête haute. L'affichage indique "trop rapide" (rouge), "trop lent" (vert), "en vitesse" (bleu) avec hystérésis programmable.
• Interrupteur de réglage monté sur le guidon pour l'indicateur de vitesse tête haute.
• Dispositif à effet Hall monté sur la fourche avant avec aimant collé à la roue avant pour détecter la vitesse du véhicule.

Plans de mise en œuvre future:

• Un véritable régulateur de vitesse avec moteur pas à pas monté sur le guidon pour actionner l'accélérateur.
• Feux d'avertissement latéraux ambre.

Étape 2: Comment c'est construit

Les microcontrôleurs sont très puissants en ce qui concerne tout ce qu'ils peuvent faire. Il est assez facile de connecter des appareils aux broches d'un microcontrôleur, puis de les contrôler avec un logiciel. J'ai utilisé un Arduino (ou clone Arduino) pour ce projet et plusieurs cartes de prototypage (une pour chaque fonction). Plus tard, j'ai conçu mon propre circuit imprimé. Ces cartes de prototypage se connectent les unes aux autres dans une pile avec les broches Arduino répliquées sur chaque carte de prototypage. L'image ci-dessus montre comment ce projet peut être construit par étapes, une fonction sur chaque carte de prototypage. Il est suggéré de commencer par construire le modulateur de phare, de l'installer sur la moto et de s'assurer qu'il fonctionne correctement avant de passer au module suivant. Ce type de construction vous offre également la possibilité d'inventer, de concevoir et de construire vos propres caractéristiques spéciales.

Étape 3: Le schéma du modulateur de phare

Il est supposé que vous utiliserez un Arduino UNO R3 ou un microcontrôleur compatible. Utilisez le schéma ci-dessus pour câbler les composants du modulateur. Si vous n'avez qu'un seul phare, vous pouvez omettre le deuxième circuit de commande (indiqué dans la case bleue.) Même si vous avez deux phares, pensez à n'en faire clignoter qu'un. Il peut sembler (et est) exagéré d'utiliser un microcontrôleur pour faire clignoter un phare. La raison de l'utilisation du microcontrôleur est la simplicité de l'électronique et la possibilité d'exécuter les autres fonctions du module. Pour construire la carte de modulateur de phare, vous aurez besoin des pièces indiquées dans la liste de pièces suivante.

Étape 4: La liste des pièces du modulateur de phare

Étape 5: Assemblages de câbles de modulateur de phare

Ces câbles sont nécessaires pour le module modulateur de phare. Utilisez toujours un calibre de fil qui est approprié au circuit qu'il dessert. Il est recommandé d'étiqueter chaque fil lâche et connecteur non polarisé. Cela doit être fait sur chaque câble et des deux côtés de la carte de circuit protoshield. Etant donné que votre moto n'utilisera peut-être pas une ampoule de phare H4 comme la mienne, il vous faudra:

• Déterminer le type d'ampoule pour votre moto
• Commandez la rallonge de câble de phare appropriée
• Identifiez lequel des trois fils est « Terre », « Feux de route » et « Feux de croisement » et connectez-vous en conséquence

Étape 6: Installation du modulateur de phare

La disposition et les connexions entre les composants de cette carte sont à déterminer par le constructeur. Utilisez un connecteur à angle droit à 2 broches comme connecteur pour l'ensemble de câbles de la photorésistance et un autre pour l'alimentation utilisée pour fournir 12 V CC au feu d'avertissement arrière. Branchez le module modulateur de phare sur la carte Arduino. L'image ci-dessus montre comment le modulateur s'installe entre le phare de la moto et son faisceau de phare. Toute la puissance provient du faisceau de phares de la moto.

Étape 7: Installation de la photorésistance

Montez le câble de la photorésistance à l'aide d'un ou plusieurs serre-câbles pour le fixer à la fourche avant de la moto pointant vers le bas vers le sol.

Étape 8: Le logiciel

Ce code Arduino fera fonctionner le modulateur de phare, le voyant d'avertissement arrière et l'indicateur de vitesse "tête haute". Bien qu'il ne s'agisse en aucun cas d'un code professionnel, il montre des exemples de minuteries et d'interruptions.

Logiciel de modulateur

Les caractéristiques centrales du logiciel de modulateur de phare sont:

• Une minuterie 8 Hz.
• Un tableau de 16 éléments qui stockent l'état du phare pour chaque tick de la minuterie. (par exemple sur 100 %, sur 20 %, sur 100 %, sur 20 %, etc.)
• Une interruption de la minuterie qui lit le tableau d'état et transfère cet état à la broche du phare sur l'Arduino.

A chaque passage dans la boucle, la valeur de la photorésistance est lue. Si la valeur lue est supérieure à la valeur mémorisée qui représente le crépuscule, les phares continuent de moduler.

Logiciel d'éclairage d'avertissement arrière

Le logiciel du feu d'avertissement arrière utilise la même minuterie 8 Hz, interruption de minuterie et tableau que le modulateur de phare, mais tant que le frein de la moto n'est pas appliqué, le feu d'avertissement arrière est allumé pendant 8 ticks et éteint pendant 8 ticks. Si les freins sont appliqués, le témoin d'avertissement arrière clignote sur 1 tick, éteint 1 tick, etc. jusqu'à ce que le frein soit relâché.

Logiciel indicateur de vitesse

Les caractéristiques centrales de l'indicateur de vitesse sont:

• Une minuterie 2000 Hz.
• Une interruption matérielle générée par le dispositif à effet Hall
• L'interrupteur de réglage de la vitesse
• Les LED indiquant « trop rapide », « trop lent » et « en vitesse »

A chaque passage de l'aimant de la roue avant devant le dispositif à effet Hall, un compteur, piloté par la minuterie 2000 Hz est mémorisé; puis le compteur est remis à zéro et le décompte recommence. Lorsque le bouton "speed set" est enfoncé, le compteur enregistré devient la vitesse définie. Ensuite, la vitesse définie est comparée au compteur enregistré et la LED appropriée s'allume pour indiquer si le comptage est inférieur (trop rapide) supérieur (trop lent) ou dans la plage de tolérance pour la vitesse d'activation calculée en ajoutant ou en soustrayant un pourcentage de la vitesse définie.. Si la tolérance n'était pas introduite, le comptage devrait être exactement la vitesse réglée ou la LED bleue ne serait jamais allumée.

Étape 9: Le module d'éclairage d'avertissement arrière

L'image ci-dessus montre un voyant d'avertissement ambre à DEL fixé au dossier du siège arrière de ma moto. Pendant la conduite, ce voyant clignote à un rythme constant d'une seconde, une seconde d'arrêt. Lorsque les freins sont appliqués, cette lumière clignotera en même temps quatre fois par seconde comme les phares.

Étape 10: Le schéma du voyant d'avertissement arrière

Utilisez le schéma ci-dessus pour câbler les composants du feu d'avertissement arrière. Pour construire le panneau lumineux d'avertissement arrière, vous aurez besoin des pièces indiquées dans la liste de pièces suivante.

Étape 11: Liste des pièces du feu d'avertissement arrière

Étape 12: Assemblage du câble du feu d'avertissement arrière

Étape 13: Installation de la lumière d'avertissement

La disposition et les connexions entre les composants de cette carte sont à déterminer par le constructeur. Utilisez une embase à angle droit à 2 broches comme connecteur pour l'ensemble de câble de voyant d'avertissement et une autre pour l'alimentation 12 V CC du module modulateur de phare.

Montez le voyant d'avertissement à l'arrière de la moto et fixez son câble avec des attaches de câble. Branchez le module de voyant d'avertissement dans le module de modulateur de phare, connectez le cavalier 12VDC du voyant d'avertissement du module de modulateur de phare au module de voyant d'avertissement arrière.

Étape 14: Le schéma du module indicateur de vitesse

Étape 15: Liste des pièces de l'indicateur de vitesse

Étape 16: Assemblage du câble à effet Hall de l'indicateur de vitesse

Étape 17: Indicateur de vitesse Ensemble de câble de commutateur de réglage de vitesse et de commutateur de frein

Étape 18: Assemblage du câble de l'indicateur de vitesse « LED tête haute »

Le montage des LED est laissé au constructeur.

Étape 19: Installation de l'indicateur de vitesse

La disposition et les connexions entre les composants de cette carte sont à déterminer par le constructeur. Utilisez une embase à angle droit à 2 broches comme connecteur pour l'ensemble de câble de réglage de la vitesse et une autre pour le câble du contacteur de frein. Utilisez une embase à angle droit à 3 broches comme connecteur pour l'ensemble de câbles du dispositif à effet Hall et une à 4 broches pour l'ensemble de câbles à DEL de l'indicateur de vitesse.

Montez l'interrupteur de réglage de vitesse, le capteur à effet Hall, la LED d'indicateur de vitesse et le câble sur l'interrupteur de frein de moto conformément aux images d'assemblage de câble. Branchez le module indicateur de vitesse dans le module de voyant d'avertissement.

Étape 20: NOTES FINALES

J'utilise mon modulateur de phare/voyant d'avertissement/indicateur de vitesse depuis plus d'un an et il n'a jamais échoué. Attendez-vous à un délai de quelques secondes (pendant le démarrage de l'Arduino) jusqu'à ce que les phares s'allument et commencent à clignoter. Bien qu'il soit impossible de prouver un non-événement, je semble être visible pour les conducteurs autour de moi. Au moins 3 personnes ont mentionné et apprécient le feu d'avertissement arrière ambre.