Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Budowa automatycznej lampki rowerowej na ATtiny13 - schematy, montaż, uruchomienie

Wiosną i jesienią zmierzch zapada wcześnie, ale jeśli pogoda sprzyja, to rowerów na rowerowych ścieżkach jest wiele. Na szczęście aktualnie rzadko spotyka się zupełnie nieoświetlony rower. Niestety coraz więcej jest rowerów oświetlonych nieprawidłowo.
Article Image

Podejrzewam, że wynika to nie ze złej woli, ale z nieświadomości lub bezmyślności. Zatem przypominam, że przednia lampa ma być koloru białego lub żółtego, przymocowana do roweru, a nie do głowy. Lampa ta ma świecić światłem ciągłym, strumień jej światła ma być skierowany na drogę, a nie w oczy jadących z naprzeciwka. Dużo mniej kontrowersji wzbudza tylna lampa, która ma być koloru czerwonego i może mrugać.

O ile przednią lampę w czasie jazdy widzimy i kontrolujemy, o tyle tylna może sprawić psikusa. Ja miałem tanią, chińską lampkę, która kilka razy mnie zawiodła, dlatego postanowiłem zbudować sobie własną.

Do czego to służy? - automatyczna lampka rowerowa

Wady "zwykłej", starej lampki rowerowej:

  1. Przycisk do obsługi przełączający sekwencyjnie tryby pracy, z czego wykorzystywałem tylko jeden. Jednak chcąc wyłączyć lub włączyć lampkę, byłem zmuszony kilka razy klikać ten niewygodny, mały pstryczek.
  2. Większy wstrząs (np. zjazd z krawężnika) powodował, że bateria na chwilę nie łączyła. W wyniku tego zdarzało się, że lampka przestawała świecić, a ja byłem tego kompletnie nieświadomy!
  3. Kilka razy zdarzyło mi się rozmyślnie (aby za chwilę znów nie musieć pstrykać) lub przez zapomnienie pozostawić na dłużej włączoną lampkę przy rowerze, co powodowało, że lampka cały czas mrugała. Mrugająca lampka niepotrzebnie rozładowywała baterie, ale i niepotrzebnie zwracała uwagę osób postronnych na pozostawiony bez opieki rower.

Zalety automatycznej lampki rowerowej:

  1. Lampka nie ma w ogóle wyłącznika.
  2. Lampka załącza się automatycznie czujnikiem wstrząsu, czyli wystarczy, że rower zacznie się poruszać. Wyłącza się zaś po dwóch minutach w bezruchu.
  3. Lampka wyposażona jest w czujnik światła. Nie włącza się, gdy jest jasno, natomiast sama się włączy wraz z nadejściem zmroku lub przy np. wjeździe do tunelu (oczywiście tylko kiedy rower jest w ruchu). Jeśli zrobi się jasno, to po minucie lampka przestaje świecić.
Rys.1 Schemat automatycznej lampki opartej na mikrokontrolerze ATtiny13

Jak działa automatyczna lampka rowerowa?

Schemat lampki jest dość prosty – patrz rysunek 1. Centralnym elementem urządzenia jest mikrokontroler jednoukładowy ATtiny13. Mikrokontroler zasilany jest bezpośrednio z baterii BAT (dwa ogniwa AAA – razem 3V). Równolegle z zasilaniem podłączony jest odsprzęgający kondensator C1. Czerwone diody LED1-LED5 wraz z rezystorami ograniczającymi ich prąd R1–R5 są załączane za pośrednictwem tranzystora T1, sterowanego poprzez rezystor R7. Do procesora jest ponadto dołączony czujnik wstrząsowy PR oraz czujnik światła w postaci fotorezystora FR podłączonego poprzez rezystor R6, stanowiący z nim dzielnik napięcia.

Procesor pozostaje w trybie uśpienia do czasu, aż zostanie wybudzony wyłącznikiem wstrząsowym PR podłączonym do pinu INT0. Jeżeli w ciągu minuty nie nastąpi kolejne załączenie przełącznika (drgania związane z jazdą), znów przechodzi w tryb uśpienia. Jeśli jednak zostanie wybudzony, to cyklicznie dokonuje pomiaru światła, załączając napięcie na dzielniku – pin PB2 i mierząc jego poziom za pomocą wewnętrznego przetwornika ADC3.

Jeśli wynik pomiaru był poniżej empirycznie ustawionej wartości (30), to następuje włączenie trybu migania diod poprzez tranzystor sterujący podłączony do pinu PB4. W przeciwnym wypadku lampka przestanie mrugać po dwóch minutach.

Montaż i uruchomienie automatycznej lampki rowerowej

Z uwagi na konieczność zachowania małych rozmiarów urządzenia większość zastosowanych elementów jest typu SMD. Przylutowane są one od spodu płytki. Jedynie diody LED oraz fotorezystor są typu przewlekanego i znajdują się na wierzchu płytki drukowanej widocznej na rysunku 2.

Rys.2 Rysunek płytki drukowanej do automatycznej lampki rowerowej

Zmontowana płytka widoczna jest na fotografii 3. Została ona zaprojektowana tak, aby zastąpić oryginalną płytkę chińskiej lampki rowerowej. Ale obudowę może stanowić też np. przezroczyste pudełko po dużych tictacach, do którego powinna się zmieścić płytka wraz z koszyczkiem na dwie baterie AAA.

słów dotyczących wyłącznika wstrząsowego. Można zastosować metalowy wyłącznik wstrząsowy z kulką, ale trzeba się wtedy liczyć ze stukami, które mogą być przezeń generowane. Dużo lepszym rozwiązaniem jest miniaturowy wyłącznik rtęciowy mający postać szklanej banieczki z kropelką rtęci wewnątrz. Taki czujnik (fotografia 4) pracuje bezgłośnie i dużo pewniej od tego z kulką.

Fot.3 Zmontowana automatyczna lampka rowerowa oparta na mikrokontrolerze ATtiny13
Fot.4 Miniaturowy wyłącznik rtęciowy

Wyłącznik wstrząsowy należy wlutować od spodu płytki, jednak dopiero po zaprogramowaniu procesora, gdyż jego obecność mogłaby zakłócać proces programowania. Pin PB1 jest bowiem jednocześnie wejściem przerwania INT0 i programowania MISO. Aby zaprogramować procesor, należy wlutować się z programatorem w odpowiednie pady pozostawione w tym celu na płytce – widoczne na rysunku 2.

Procesor w trybie uśpienia pobiera z baterii pojedyncze mikroampery prądu. Obudzony pobiera ok. 1mA, ale dopiero załączenie diod zwiększa pobór do ok. 20mA. Komplet nowych baterii powinien wystarczyć na 900 godzin jazdy w dzień lub 45 w nocy. W Elportalu wśród materiałów dodatkowych do tego numeru zamieszczona jest dokumentacja płytki drukowanej oraz program dla procesora.

Wykaz elementów
R1-R5
50Ω smd1206
R6
10kΩ smd1206
R7
100Ω smd1206
FR
fotorezystor 5-500kΩ
C1
100n smd0805
LED1-5
diody LED 5mm czerwone clear (mocne!)
T1
tranzystor BSS138
US
ATtiny13 w obudowie SOIC
PR
czujnik wstrząsowy rtęciowy lub metalowy
Do pobrania
Download icon Budowa automatycznej lampki rowerowej na ATtiny13 - schematy, montaż, uruchomienie
Tematyka materiału: SMD
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich marzec 2020
Udostępnij
UK Logo