Feu arrière de vélo avec une torsion: 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Avouons-le. Les feux arrière sont ennuyeux.

Au mieux, ils vont « cligner des yeux - regardez-moi ! Je cligne des yeux - woohoo' tout le temps. Et ils sont toujours rouges. Très créatif. Nous pouvons faire mieux que cela, peut-être pas grand-chose, mais toujours mieux que simplement « cligner des yeux ». Je faisais du vélo pendant les fêtes de fin d'année et les gens ont aimé ça, et tous n'étaient pas saouls;-) Le reste est assez simple: 2x piles AA, convertisseur boost pour 5V, quelques LED RGB, le micro contrôleur obligatoire, custom circuits imprimés de BatchPCB, perfboard et le matériel de soudage habituel.

Étape 1: Schéma principal

Vraiment rien de spécial. Si vous savez comment câbler une puce AVR sur une planche à pain ou un Arduino sur une planche à pain, si vous préférez cela, vous n'aurez aucun problème avec celui-ci. J'ai utilisé KICAD pour la conception du schéma et des circuits imprimés. KICAD est open source et contrairement à eagle, qui a également une version gratuite (comme gratuite), il n'y a absolument aucune limitation dans la taille des cartes que vous pouvez créer. Vous aussi, obtenez des fichiers gerber qui fonctionnent avec n'importe quelle maison fabuleuse que vous voulez. Par exemple. BatchPCB n'a eu aucun problème avec eux.

Dans le schéma, vous ne trouverez que le processeur, les LED, quelques résistances et condensateurs. C'est tout. Il y a aussi quelques en-têtes. Les cartes ont un en-tête ICSP pour flasher un chargeur de démarrage et un en-tête à 6 broches pour un téléchargement en série pratique. Les 2 derniers en-têtes sont en miroir et contiennent l'alimentation, I2C et deux autres broches GPIO/ADC. 3 broches GPIO avec 3 résistances de limitation de courant sont utilisées pour alimenter en courant les 8 anodes d'une même couleur. Les LED individuelles sont allumées ou éteintes à l'aide de 8 broches GPIO pour piloter les cathodes. Selon le type de fonctionnement, les LED sont soit multiplexées (PWM pour plus de couleurs) soit entièrement allumées (luminosité plus élevée). Quelques infos sur les packages que j'ai utilisés pour cette carte: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - Résistances: 0805 SMD - Condensateurs: 0805 SMD, 1206 SMD

Étape 2: Traiter les LED

Je n'entrerai pas dans les détails ici, car cela a été traité ailleurs à plusieurs reprises. Vous devez juste vous assurer de ne pas dépasser le courant de sortie maximum du microcontrôleur par broche (environ 35mA environ pour les AVR). Il en est de même pour le courant des LED. Comme vous pouvez le deviner sur la photo, j'ai utilisé l'une des LED SMD pour déterminer le rapport de résistance afin d'obtenir une lumière blanche bien équilibrée. Il y a trois potentiomètres quelque chose de 2k de l'autre côté. C'est tout. Dans ce cas, je me suis retrouvé avec des résistances allant de 90 à 110Ω, mais cela dépend du type de LED que vous obtenez. Utilisez simplement un multimètre standard pour déterminer les tensions directes de la LED V_led et vous êtes en affaires.

En utilisant la loi d'Ohm, vous pouvez calculer les valeurs des résistances de limitation de courant pour les petites LED comme ceci: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led ne doit dépasser aucune limite de courant des pièces que vous utilisez. De plus, cette approche n'est bonne que pour les applications à faible courant (peut-être jusqu'à 100 mA) et ne doit pas être utilisée pour les LED Luxeon ou CREE ! Le courant traversant les LED dépend de la température et un pilote à courant constant doit être utilisé. Si vous avez besoin de plus d'informations sur ce sujet, wikipedia aura quelques informations. La recherche de la conductivité électrique des semi-conducteurs (dopage faible/élevé, etc.) ou du coefficient de température négatif peut être utile. J'ai utilisé des LED RGB SMD à 6 broches sans rien de commun. Si vous les recherchez sur Google, vous obtiendrez de nombreux résultats. Les mots magiques sont "SMD, RVB, LED, PLCC6 5050". 5050 sont des dimensions métriques pour x et y en unités de 0,1 mm. Sur ebay, vous les trouverez également pour aussi peu que 50 la pièce pour les commandes de gros volume. Les paquets de 10 se vendent actuellement environ 10 dollars. J'en aurais au moins 50;-)

Étape 3: fond de panier et source d'alimentation

Le fond de panier fournit l'alimentation et un bus I2C commun aux deux cartes. Chaque carte dispose de 8 LED RGB et d'un microcontrôleur ATmega168 fonctionnant avec son oscillateur interne à 8MHz. Cette dernière nécessite une synchronisation entre les cartes et/ou un recalibrage des oscillateurs. Ce problème apparaîtra à nouveau dans la section du code.

Le schéma du convertisseur boost 5V a été tiré de la fiche technique du Maxim MAX756 sans aucune modification. Vous pouvez utiliser n'importe quelle autre puce que vous jugez appropriée et qui peut fournir environ 200 mA à 5 V. Assurez-vous simplement que le nombre de pièces externes est faible. En règle générale, vous aurez besoin d'au moins 2 condensateurs électrolytiques, d'une diode Schottky et d'une inductance. La conception de référence dans la fiche technique a tous les numéros. J'ai utilisé des panneaux FR4 (fibre de verre) de haute qualité pour ce travail. Les planches à base de colophane moins chères peuvent également fonctionner, mais elles se cassent trop facilement. Je ne veux pas que les planches se désintègrent sur un trajet cahoteux. Si vous possédez déjà un « MintyBoost », vous pouvez également l'utiliser si vous pouvez l'adapter à votre vélo.

Étape 4: Vous devez avoir du code

En mode haute luminosité, la carte prend en charge 6 couleurs différentes + blanc. La couleur est choisie en réglant 3 broches GPIO sur haut ou bas. De cette façon, les huit LED peuvent être complètement allumées, mais n'affichent que la même couleur.

En mode PWM, la couleur est définie en appliquant un signal modulé en largeur d'impulsion sur les 3 broches GPIO et en multiplexant les 8 LED. Cela réduit la luminosité globale, mais le contrôle individuel des couleurs est désormais possible. Cela se fait en arrière-plan par une routine d'interruption. Des fonctions de base sont disponibles pour régler les LED sur une certaine valeur de couleur, soit à l'aide d'un triplet RVB ou d'une valeur HUE. L'appareil est programmé en C à l'aide de l'IDE Arduino pour plus de commodité. J'ai joint le code actuel que j'utilise. Des versions à jour sont disponibles sur mon blog. Vous pouvez parcourir le référentiel GIT à l'aide de l'interface gitweb. Beaucoup d'erreurs de programmation stupides apparaîtront, j'en suis sûr;-) La deuxième figure illustre la génération PWM. Un compteur matériel compte de BOTTOM à TOP. Une fois que le compteur est supérieur à un certain nombre représentant une couleur souhaitée, la sortie est basculée. Une fois que le compteur a atteint sa valeur TOP, tout est remis à zéro. La luminosité perçue de la LED est quelque peu proportionnelle à la durée d'activation du signal. À proprement parler, c'est un mensonge, mais plus facile à comprendre.

Étape 5: le voir en action

Juste quelques tests préliminaires. Oui, il peut aussi faire des couleurs RVB complètes;-)

Test du monde réel. Oui, nous avons eu de la neige, mais c'était avant Noël. Maintenant, nous avons à nouveau de la neige. Mais, comme d'habitude, pendant les vacances de Noël et les fêtes de fin d'année, nous n'avions que de la pluie. S'il vous plaît, ignorez-moi en gémissant à peu près au milieu de la vidéo, je vieillis donc s'accroupir devient un peu difficile. Enfin des effets légèrement améliorés. Mission accomplie. Feux arrière geek, et illégaux là où j'habite aussi;-) Je suis presque sûr que je ne serai plus ignoré par les automobilistes endormis ou ignorants. En réglant un peu les timings, vous pouvez créer des effets assez ennuyeux qui attirent bien l'attention. Spécialement pendant la nuit. Comme il y a 4 broches GPIO/ADC sur les cartes (2 peuvent être utilisées pour construire un petit réseau I2C), il devrait être facile de brancher un bouton poussoir pour déclencher toutes sortes d'effets. Le branchement d'une photorésistance CdSe fonctionnerait également. Le coût total du matériel est d'environ 50$. Le plus gros morceau est allé dans les cartes de circuits imprimés. Pénalité de commande de faible volume comme d'habitude. Par analogie avec une publicité télévisée autrefois largement diffusée pour une société de téléphonie mobile aux États-Unis, permettez-moi de vous demander ceci: « Pouvez-vous me VOIR maintenant ? - Bien. »

Étape 6: Conception mise à jour

J'ai changé quelques trucs ici et là.

Le plus notable est l'ajout d'un régulateur de tension à faible chute. Maintenant, la carte peut fonctionner avec n'importe quoi de 4 à 14V DC. J'ai également changé la couleur du PCB en jaune et ajouté des cavaliers pour désactiver la réinitialisation automatique et contourner le régulateur de tension s'il n'est pas nécessaire. Code de démonstration pour les saisies et les instructions de montage. Vous y trouverez également des fichiers KiCAD et un schéma. Si vous en voulez un, vous pouvez trouver plus d'informations sur mon blog.

Étape 7: surdimensionné

Prochaine chose sur la liste: Tic Tac Toe

Étape 8: Plus de piratage léger

En ajoutant 3 fils et 3 résistances supplémentaires, la luminosité peut être doublée. Désormais, deux broches GPIO par couleur sont utilisées pour l'approvisionnement en courant.

Étape 9: Plus de mises à jour

Je suis donc finalement passé de PWM piloté par interruption « muette » à BCM (modulation de code binaire). Cela réduit considérablement le temps processeur passé à tourner les broches LED et augmente considérablement la luminosité. Tout le code amélioré peut être trouvé sur github. Les premières secondes de la vidéo montrent l'amélioration de la planche de gauche. Jusqu'à ce que la prochaine révision matérielle de cette carte soit sortie (en attendant l'arrivée des cartes), cela alimentera un peu le besoin de "plus de lumière". Regarder les nouvelles planches fonctionner à plein régime sera douloureux.