Arduino -ajovalojen modulaattori moottoripyöräturvallisuuteen: 20 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

Moottoripyöriä on vaikea nähdä tiellä lähinnä siksi, että ne ovat vain noin neljäsosa auton tai kuorma -auton leveydestä. Vuodesta 1978 lähtien Yhdysvalloissa moottoripyörävalmistajia on vaadittu tekemään moottoripyöristä näkyvämpiä kytkemällä ajovalot jatkuvasti päälle, mutta joskus tämä ei riitä erottamaan ne autoista ja tekemään niistä "näkyvämpiä". Yhdysvaltain liittovaltion ja Kanadan määräykset sallivat moottoripyörien ajovalojen moduloinnin. Modulaatio vilkuttaa ajovaloja tietyllä nopeudella, jotta ne näkyvät paremmin. Tämä linkki näyttää ajovalomodulaattoreiden vaatimukset sekä Yhdysvalloissa että Kanadassa.

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

Koska olen elektroniikan harrastaja, minulla on jonkin verran kokemusta mikrokontrollereista ja ajelen moottoripyörällä, päätin tehdä oman ajovalomodulaattorin ja ottaa käyttöön muita turvaominaisuuksia vain minua varten. Kaksi ominaisuutta lisättiin mukavuuden ja turvallisuuden parantamiseksi. Ne ovat nopeusmittari, jota kutsun "köyhän miehen vakionopeussäätimeksi". Heads -LED -näyttö ja keltainen turvavalo takana. Kumpi tahansa näistä ominaisuuksista voidaan lisätä modulaattorin suunnitteluun milloin tahansa.

Moottoripyöräni nopeusmittaria on vaikea lukea sen sijainnin ja suunnittelun vuoksi. Nopeusmittarin lukeminen tarkoittaa silmäni poistamista tieltä. Nopeusmittari koostuu hetkellisestä kytkimestä, joka on asennettu ohjaustankoon oikean peukalon lähelle, halliefektilaitteesta, jossa on magneetti etupyörään, ja kolmivärisestä LEDistä, joka on asennettu tuulilasiin lähelle silmien tasoa. Kun haluttu nopeus on saavutettu, kytkintä painetaan ja LED -valo muuttuu heti siniseksi, mikä osoittaa, että olet menossa asetetulla nopeudella tai lähellä sitä. Jos menetät nopeuden, LED -valo muuttuu vihreäksi, mikä tarkoittaa, että nopeuden lisääminen edellyttää asetetun nopeuden ylläpitämistä. Jos menet liian nopeasti, LED -valo muuttuu punaiseksi, mikä tarkoittaa, että sinun on hidastettava. Tavoitteena on pitää LED sininen.

Tämä projekti oli minulle oppimisprojekti, ja tein matkan varrella paljon virheitä (lähinnä ohjelmistossa, jossa muutokset on helppo tehdä). Ehdotan, että käytät kertaluonteisena projektina "Miten se on rakennettu" -osiossa ehdotettua rakennetta.

HUOMAUTUS: Tätä mallia ei ole tarkoitettu mihinkään kaupalliseen käyttöön eikä se täytä lain "kirjainta" kahdella alueella

d) Modulaattorikytkin on kytkettävä moduloidun säikeen filamentin virtajohtoon eikä piirin maadoituspuolelle.

e) On oltava keinot, joilla sekä alempi että ylempi palkki pysyvät toiminnassa modulaattorin vian sattuessa [HUOMAUTUS: Kytkin voidaan asentaa MOSFET -laitteen yli tämän vaatimuksen täyttämiseksi]

Vaadittu taitopaketti:

• Tämä ohje ei ole "miten", se on "miten". Sinun on suunniteltava ja mukautettava omaa mototykliäsi.
• Kyky lukea ja seurata kaavamaista kaaviota, paikantaa komponentteja prototyyppikortilta ja liittää ne kytkentäjohdolla.
• Kyky juottaa
• Mekaaninen kyky asentaa modulaattori moottoripyörään

Vaihe 1: Projektin tavoite

Ennen kuin aloitan suunnitteluprojektin, haluan kirjoittaa luettelon kaikesta, mitä haluaisin suunnittelun tekevän. Tässä on minun listani:

• Täytyy olla "plug-n-play". Asennetaan ajovalojen ja ajovalojen väliin. Ei leikkauksia tai muutoksia ajoneuvon johdotuksiin lainkaan.
• Muokkaa ajovaloja 240 siirtymää minuutissa minuutissa 100%: n ja 20%: n kirkkauden välillä joko kaukovaloilla tai lähivaloilla.
• Säädä takavaroitusvaloa nopeudella 60 siirtoa minuutissa ja 240 siirtoa minuutissa, kun jarrut ovat käytössä.
• Valovastus, joka on kiinnitetty etuhaarukkaan tunnistavaan päivänvaloon. Hämärässä ajovalojen modulaatio lakkaa ja heads-up-näyttö himmenee.
• Näyttää kolmivärisen LED-nopeuden osoittimen. Näytössä näkyy "liian nopea" (punainen), "liian hidas" (vihreä), "nopeudella" (sininen) ja ohjelmoitava hystereesi.
• Ohjaustankoon asennettu kytkin ylhäältä ylös -nopeuden osoittimelle.
• Hall -efektilaite, joka on kiinnitetty etuhaarukkaan ja magneetti liimattu etupyörään ajoneuvon nopeuden havaitsemiseksi.

Suunnitelmat tulevaa toteutusta varten:

• Todellinen vakionopeudensäädin ohjaustankoon asennetulla askelmoottorilla, joka käyttää kaasua.
• Keltaiset sivuvaroitusvalot.

Vaihe 2: Kuinka se on rakennettu

Mikro -ohjaimet ovat erittäin tehokkaita siinä, mitä he voivat tehdä. Laitteiden liittäminen mikro -ohjaimen nastoihin ja niiden ohjaaminen ohjelmistolla on melko helppoa. Tässä projektissa käytin Arduinoa (tai Arduinon kloonia) ja useita prototyyppitauluja (yksi kutakin toimintoa varten). Myöhemmin suunnittelin oman piirilevyn. Nämä prototyyppikortit kytkeytyvät toisiinsa pinoon, ja Arduino -nastat toistetaan jokaisessa prototyyppikortissa. Yllä oleva kuva osoittaa, kuinka tämä projekti voidaan rakentaa vaiheittain, yksi toiminto jokaiseen prototyyppikorttiin. On suositeltavaa rakentaa ajovalomodulaattori ensin, asentaa se moottoripyörään ja varmistaa, että se toimii oikein, ennen kuin siirryt seuraavaan moduuliin. Tämän tyyppinen rakenne tarjoaa myös mahdollisuuden keksiä, suunnitella ja rakentaa omia erikoisominaisuuksiaan.

Vaihe 3: Ajovalojen modulaattorin kaavio

Oletetaan, että käytät Arduino UNO R3: ta tai yhteensopivaa mikro -ohjainta. Käytä yllä olevaa kaaviota modulaattorin komponenttien johtamiseen. Jos sinulla on vain yksi ajovalo, voit jättää pois toisen ohjauspiirin (näkyy sinisessä laatikossa.) Vaikka sinulla olisi kaksi ajovaloa, harkitse vain yhden vilkkumista. Voi tuntua (ja on) liioittelua käyttää mikrokontrolleria ajovalojen vilkkumiseen. Mikro -ohjaimen käyttö johtuu elektroniikan yksinkertaisuudesta ja kyvystä suorittaa muita moduulitoimintoja. Ajovalojen modulaattorikortin rakentamiseen tarvitset seuraavassa osaluettelossa näkyvät osat.

Vaihe 4: Ajovalojen modulaattorin osaluettelo

Vaihe 5: Ajovalojen modulaattorin kaapelikokoonpanot

Näitä kaapeleita tarvitaan ajovalomodulaattorimoduuliin. Käytä aina langanmittareita, jotka ovat sopivia sen palvelemalle piirille. On suositeltavaa, että jokainen löysä johdin ja polarisoimaton liitin on merkitty. Tämä on tehtävä jokaiselle kaapelille ja protoshield -piirilevyn molemmille puolille. Koska moottoripyöräsi ei välttämättä käytä minun kaltaista H4 -ajovalopolttimoa, sinun on:

• Määritä moottoripyöräsi polttimo
• Tilaa sopiva ajovalojen kaapelin jatke
• Tunnista, mikä kolmesta johtimesta on "maadoitus", "kaukovalo" ja "lähivalo", ja liitä ne vastaavasti

Vaihe 6: Ajovalomodulaattorin asennus

Tämän piirilevyn komponenttien asettelu ja liitännät ovat rakentajan päätettävissä. Käytä yhtä 2-nastaista suorakulmaista otsikkoa valovastuskaapelikokoonpanon liittimenä ja toista virransyöttöön, jota käytetään 12 VDC: n syöttämiseen takavaroittimeen. Liitä ajovalojen modulaattorimoduuli Arduino -korttiin. Yllä oleva kuva osoittaa, kuinka modulaattori asennetaan moottoripyörän ajovalojen ja sen ajovalojen valjaiden väliin. Kaikki teho tulee moottoripyörien ajovalojen johtosarjasta.

Vaihe 7: Valovastusvastus

Kiinnitä valovastuskaapelin kokoonpano yhdellä tai useammalla nippusiteellä kiinnittääksesi sen moottoripyörän etuhaarukkaan, joka osoittaa alaspäin kohti maata.

Vaihe 8: Ohjelmisto

Tämä Arduino -koodi käyttää ajovalojen modulaattoria, takavaroitusvaloa ja "heads up" -nopeusilmaisinta. Vaikka se ei ole ammattimainen koodi, se näyttää esimerkkejä ajastimista ja keskeytyksistä.

Modulaattoriohjelmisto

Ajovalojen modulointiohjelmiston keskeiset ominaisuudet ovat:

• 8 Hz: n ajastin.
• Joukko 16 elementtiä, jotka tallentavat ajovalon tilan jokaiselle ajastimen rastille. (esim. 100%, 20%, 100%, 20%jne.)
• Ajastinkeskeytys, joka lukee tilaryhmän ja siirtää sen tilan Arduinon ajovalojen tapille.

Joka kerta silmukan läpi luetaan valokuvavastus. Jos lukema arvo on suurempi kuin hämärää edustava tallennettu arvo, ajovalot jatkavat modulointia.

Takavaroitusvalo -ohjelmisto

Takavaroitusohjelmisto käyttää samaa 8 Hz: n ajastinta, ajastimen keskeytystä ja matriisia kuin ajovalomodulaattori, mutta kun moottoripyörän jarru ei ole päällä, takavaroitusvalo palaa 8 punkin kohdalla ja pois 8 pisteen kohdalla. Jos jarrut ovat käytössä, takavaroitusvalo vilkkuu 1 rasti, 1 rasti jne., Kunnes jarru vapautetaan.

Nopeuden ilmaisinohjelmisto

Nopeusilmaisimen keskeiset ominaisuudet ovat:

• 2000 Hz: n ajastin.
• Hall -tehostelaitteen aiheuttama laitteiston keskeytys
• Nopeuden säätökytkin
• LEDit osoittavat "liian nopea", "liian hidas" ja "päällä nopeus"

Aina kun etupyörän magneetti kulkee hallitehostelaitteen ohi, 2000 Hz: n ajastimen käyttämä laskuri tallennetaan; sitten laskuri nollataan ja laskenta alkaa uudelleen. Kun “nopeuden asetus” -painiketta painetaan, tallennettu laskuri muuttuu asetetuksi nopeudeksi. Tämän jälkeen asetettua nopeutta verrataan tallennettuun laskuriin ja vastaava LED -valo syttyy ilmoittamaan, onko lukema pienempi (liian nopea) enemmän (liian hidas) vai toleranssialueella nopeudelle, joka lasketaan lisäämällä tai vähentämällä prosenttiosuus asetetusta nopeudesta. Jos toleranssia ei oteta käyttöön, laskurin on oltava täsmälleen asetettu nopeus tai sininen LED ei koskaan pala.

Vaihe 9: Takavaroitusmoduuli

Yllä olevassa kuvassa näkyy LED -keltainen varoitusvalo, joka on kiinnitetty moottoripyöräni takaistuimen selkänojaan. Ajon aikana tämä valo vilkkuu tasaisesti yhden sekunnin päällä, yhden sekunnin sammumisnopeudella. Kun jarrut ovat käytössä, tämä valo vilkkuu samalla kertaa neljä kertaa sekunnissa kuin ajovalot.

Vaihe 10: Takavaroitusvalon kaavio

Käytä yllä olevaa kaaviota johdottaaksesi takavaroitusvalon komponentit. Takavaroituslevyn rakentamiseen tarvitset seuraavassa osaluettelossa näkyvät osat.

Vaihe 11: Takavaroitusvalojen osaluettelo

Vaihe 12: Takavaroitusvalokaapelin kokoonpano

Vaihe 13: Varoitusvalon asennus

Tämän piirilevyn komponenttien asettelu ja liitännät ovat rakentajan päätettävissä. Käytä yhtä 2-nastaista suorakulmaista otsikkoa varoitusvalokaapelikokoonpanon liittimenä ja toista ajovalomodulaattorimoduulin 12 VDC: n virtalähteenä.

Asenna varoitusvalo moottoripyörän taakse ja kiinnitä sen kaapeli nippusiteillä. Liitä varoitusvalomoduuli ajovalomodulaattorimoduuliin, kytke 12VDC -varoitusvalon hyppyjohdin ajovalomodulaattorimoduulista takavaroitusmoduuliin.

Vaihe 14: Nopeuden ilmaisinmoduulin kaavio

Vaihe 15: Nopeusilmaisimen osaluettelo

Vaihe 16: Nopeusilmaisimen halliefektikaapelin kokoonpano

Vaihe 17: Nopeusilmaisimen nopeudensäätimen kytkin ja jarrukytkimen kaapelikokoonpano

Vaihe 18: Nopeusilmaisin "Heads-up LED" -kaapelikokoonpano

LED -kiinnitys jätetään rakentajan tehtäväksi.

Vaihe 19: Nopeusilmaisimen asennus

Tämän piirilevyn komponenttien asettelu ja liitännät ovat rakentajan päätettävissä. Käytä yhtä 2-nastaista suorakulmaista otsikkoa nopeuden säätökaapelikokoonpanon liittimenä ja toista jarrukytkimen kaapelin liittimenä. Käytä 3-nastaista suorakulmaista otsikkoa liitäntänä halliefektin laitekaapelikokoonpanoon ja 4-napaista nopeusilmaisimen LED-kaapelikokoonpanoon.

Kiinnitä nopeudensäätökytkin, hall -anturi, nopeuden merkkivalo ja vaijeri moottoripyörän jarrukytkimeen kaapelikokoonpanon kuvien mukaisesti. Kytke nopeuden osoitinmoduuli varoitusvalomoduuliin.

Vaihe 20: LOPPUHUOMAUTUKSET

Olen käyttänyt ajovalojen modulaattoria/varoitusvaloa/nopeusilmaisinta yli vuoden ajan, eikä se ole koskaan epäonnistunut. Odota muutaman sekunnin viive (kun Arduino käynnistyy), kunnes ajovalot syttyvät ja alkavat vilkkua. Vaikka on mahdotonta todistaa ei-tapahtuma, näytän olevan näkyvissä ympärilläni oleville kuljettajille. Vähintään 3 ihmistä on maininnut ja arvostavat keltaista takavaroitusvaloa.