Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Światło LED poprawiające widoczność podczas jazdy rowerem

Wybór reflektora rowerowego LED jest dość opłacalny, jeśli chodzi o poprawę widoczności na drodze. Sprawia, że Twoja obecność jest znana innym i zapewnia Ci wyraźną widoczność, dzięki czemu możesz unikać niebezpieczeństw i zwracać uwagę na drogę. Jazda na rowerze z samym reflektorem jest często niewystarczająca!
Article Image

Jednak można wykonać niedrogą i łatwą w konstrukcji lampkę rowerową LED (głównie do wspomagania standardowego reflektora), która posiada również opcję światła stroboskopowego. Światło stroboskopowe, znane również jako lampa stroboskopowa, sprawia, że jazda rowerem w nocy lub w mglisty dzień jest bezpieczna, ponieważ w sposób ciągły emituje regularne błyski światła. Może być również wykorzystywane do ostrzegania innych pojazdów i pieszych w celu bezproblemowego przejazdu drogą w sytuacjach awaryjnych. Prototyp opracowany przez autora pokazano na fotografii otwierającej artykuł.

Układ i działanie

Schemat ideowy lampki rowerowej LED jest pokazany na rysunku 1. Kluczowym urządzeniem w tym projekcie jest płytka rozwojowa z mikrokontrolerem Digispark ATtiny85 (Board1), która jest zasilana z baterii USB 9 V. Jest to płytka rozwojowa z mikrokontrolerem Attiny85, podobna do linii Arduino, tylko tańsza, mniejsza i nieco mniej wydajna.

Rysunek 1. Schemat połączeń lampki rowerowej LED

Jeśli zastanawiasz się dlaczego zamiast tańszych elementów dyskretnych zastosowano nieco droższy Digispark, to powodem są dwa tryby pracy lampki - świecenie ciągłe i stroboskopowe. Oznacza to, że gdy pokrętło 10 k potencjometru VR1 znajduje się w pozycji minimalnej, dioda świeci pełną jasnością, a gdy znajduje się w pozycji maksymalnej, dioda jest zgaszona. Pomiędzy tymi dwoma położeniami źródło światła działa jako światło stroboskopowe o częstotliwości od 25 Hz (stroboskop szybki) do 2 Hz (stroboskop wolny). Potencjometr jest zasilany przez wbudowany w Digisparka regulator 5 V DC, a jego wiper (środkowy zacisk) jest podłączony do wejścia analogowego A1 (P2) Digisparka.

Podobnie, pin I/O P1 układu Digispark idzie do bramki MOSFET-u sterownika lampy IRL520N (IRF1). 100-omowy rezystor R1 jest rezystorem bramki IRF1, podczas gdy 10-kilowy rezystor R2 działa jako rezystor podciągający (pull-down). Te dwa rezystory są niezbędne, ponieważ bramka MOSFET-a jest w zasadzie kondensatorem. Tak więc, gdy napięcie jest przyłożone do bramki bez rezystora bramkowego, powstały w ten sposób prąd rozruchowy może uszkodzić I/O mikrokontrolera, jeśli nie jest on w stanie szybko pobrać tak dużego prądu. R1 ogranicza maksymalny prąd, a R2 zapewnia, że IRF1 jest zawsze w znanym stanie. Rysunek 2 pokazuje przypadkowe ujęcie oscyloskopowe zrobione podczas wnikania w TP1.

Rysunek 2. Zatrzask oscyloskopu (patrz tekst)

Używając baterii 9 V w wersji bez USB, 2-pinowe złącze CON1 może być użyte do podłączenia zewnętrznej ładowarki w celu naładowania baterii. Warto zauważyć, że nominalne napięcie wyjściowe większości akumulatorków 9 V LiPo wynosi tylko 7,4 V (maksymalnie 8,2 V). Istnieje więc możliwość, że płytka Digispark zresetuje się z powodu spadku napięcia, gdy włączona zostanie lampa o dużej mocy. Kondensator elektrolityczny C1 o pojemności 220 µF łagodzi tę epizodyczną czkawkę. Ponieważ Digispark posiada wbudowany regulator napięcia, można bezpiecznie używać akumulatorów LiPo 2S, 3S lub 4S zamiast proponowanego akumulatora USB 9 V.

Nie ma stałej reguły ile lumenów jasności potrzeba do oświetlenia roweru, ale zazwyczaj będzie potrzebne około 500 lumenów światła przedniego, aby widzieć dokąd się jedzie, niż aby być po prostu widocznym. Dlatego jako źródło światła najlepiej zastosować parę jednowatowych, białych diod LED w układzie szeregowym i spróbować dostosować je później, po kilku próbach drogowych. Dołącz odpowiedni opornik balastowy, aby ograniczyć prąd roboczy, jak pokazano na rysunku 3.

Rysunek 3. Rezystor balastowy

Lampa LED potrzebuje optyki, aby poprawić jakość światła z niej płynącego. Obecnie reflektor/soczewka LED oraz uchwyt występują razem w zestawie. Jednak wybierając go, należy sprawdzić jego specyfikację "kąta wiązki" - kąt, w którym światło będzie rozprowadzane. Wąskie kąty wiązki (na przykład 40°) mają wąską wiązkę światła, a szerokie kąty wiązki (około 120°) mają większy zasięg dla oświetlenia szerokiego obszaru.

Należy również pamiętać, że przezroczysta soczewka zapewnia wiązkę światła o ostrych krawędziach, a soczewka rozproszona oferuje bardziej równomierny strumień światła, zwłaszcza gdy używanych jest wiele lamp.

Ostrzeżenie. Czasami oświetlenie stroboskopowe może wywołać drgawki u osób cierpiących na epilepsję fotogenną (psychology.wikia.org)!

Budowa

W celu zbudowania rzeczywistego modelu lampki rowerowej LED, należy zastosować sztywną, wodoszczelną obudowę. Niektóre modele referencyjne pokazane są na fotografii 4.

Fotografia 4. Proponowane obudowy (a) i (b)

W celu przeprowadzenia szybkiego testu funkcjonalności, jako źródło światła można wykorzystać dużą głowicę latarki z białą diodą LED, jak pokazano na fotografii 5.

Fotografia 5. Głowica latarki z białą diodą LED do testów

Oprogramowanie

Poniżej podany jest dość prosty szkic (kod) Arduino przeportowany do Digisparka. Włącza on i wyłącza lampę (P1) z opóźnieniami ustawianymi przez potencjometr podłączony do wejścia analogowego A1 (P2). Aby jednak uzyskać znacznie lepsze stroboskopy, zastosowano nieco skomplikowanej matematyki w ciekawy sposób dostrajającej funkcję opóźnienia czasowego.

/* LED Bike Light v1
* Key Hardware: Digispark Attiny85
Development Board
* Arduino IDE: 1.8.13 (Windows10x64)
* Author: T.K.Hareendran
* Adapted Open-Source Code. Thanks to
www.bukovac.si */
int headLamp = 1;
int val = 0;
int onTime = 0;
int offTime = 0;
void setup() {
pinMode(headLamp, OUTPUT);
}
void loop() {
val = analogRead(1);
onTime = val;
offTime = (-2000000 / (onTime + 1000)) +
2000;
onTime = onTime / 4;
offTime = offTime / 4;
if (onTime > 12) {
digitalWrite(headLamp, HIGH); }
delay(onTime);
if (onTime < 250){
digitalWrite(headLamp, LOW); }
delay(offTime);
Do pobrania
Download icon Światło LED poprawiające widoczność podczas jazdy rowerem - kod źródłowy
AUTOR
Źródło
www.electronicsforu.com
Udostępnij
UK Logo