LED Фонарь для велосипедов для улучшения видимости

Выбор велосипедной фары LED весьма экономичен, когда речь идет об улучшении видимости на дороге. Оно сообщает о вашем присутствии другим и обеспечивает вам хорошую видимость, чтобы вы могли избежать опасностей и внимательно следить за дорогой. Езда на велосипеде со штатной фарой зачастую затруднительна!

Теперь вы можете сделать этот недорогой и простой в изготовлении велосипедный фонарь LED (в основном для поддержки штатной фары), который также имеет опцию стробоскопа. Стробоскоп, также известный как стробоскопическая лампа, делает поездку велосипедиста в ночное время или в туманный день безопасной, поскольку он постоянно производит регулярные вспышки света. Его также можно использовать для предупреждения других транспортных средств и пешеходов и для расчистки пути во время чрезвычайной ситуации. Авторский прототип показан на рис. 1.

Цепь и работа

Принципиальная схема велосипедного фонаря LED показана на рис. 2. Ключевым аппаратным обеспечением в этой конструкции является плата разработки микроконтроллера Digispark ATtiny85 (Board1), работающая от батареи USB напряжением 9 В. Это плата разработки микроконтроллера на базе Attiny85, похожая на линейку Arduino, только дешевле, меньше по размеру и немного менее мощная.

Если вам интересно, зачем использовать немного дорогой Digispark вместо более дешевых дискретных компонентов, то причина в двух режимах фонаря — постоянном свечении и стробоскопическом. Это означает, что когда ручка потенциометра 10k VR1 находится в минимальном положении, LED включен с полной яркостью, а когда он находится в максимальном положении, LED выключен. Между этими двумя положениями источник света действует как стробоскоп, колеблющийся с частотой от 25 Гц (быстрый строб) до 2 Гц (медленный строб). Потенциал питается от встроенного регулятора постоянного тока 5 В Digispark, а его вайпер (средняя клемма) подключен к аналоговому входу A1 (P2) Digispark.

Аналогично, вывод P1 ввода-вывода Digispark подключается к затвору драйвера лампы MOSFET IRL520N (IRF1). Резистор R1 сопротивлением 100 Ом является резистором затвора IRF1, тогда как резистор R2 сопротивлением 10 кОм работает как резистор понижения напряжения. Эти два резистора необходимы, поскольку затвор МОП-транзистора по сути представляет собой конденсатор. Таким образом, когда напряжение подается на затвор без резистора затвора, результирующий пусковой ток может повредить вход/выход микроконтроллера if, он не может быстро обеспечить такой большой ток. Здесь R1 ограничивает максимальный ток, а R2 гарантирует, что IRF1 всегда находится в известном состоянии. На рис. 3 показан случайный снимок осциллографа, захваченный while, вставленный в TP1.

Если вы используете версию батареи 9 В, отличную от USB, 2-контактный разъем CON1 можно использовать для подключения внешнего зарядного устройства для подзарядки батареи. Стоит отметить, что номинальное напряжение большинства аккумуляторов LiPo 9 В составляет всего 7,4 В (максимум 8,2 В). Таким образом, существует вероятность того, что плата Digispark перезагрузится из-за падения напряжения при включении мощной лампы. Электролитический конденсатор C1 емкостью 220 мкФ смягчает эти эпизодические сбои. Поскольку Digispark имеет встроенный стабилизатор напряжения, вы можете безопасно использовать аккумулятор LiPo 2S, 3S или 4S вместо предлагаемой батареи 9 В USB.

Не существует четкого правила относительно того, сколько люмен яркости вам нужно для велосипедного фонаря, но обычно вам понадобится передний фонарь примерно на 500 люмен, чтобы видеть, куда вы идете, а не просто быть увиденным. Итак, используйте пару светодиодов «звездно-белого цвета» мощностью по одному ватту последовательно в качестве источника света и попробуйте настроить его позже, после некоторых дорожных испытаний. Включите подходящий балластный резистор для ограничения рабочего тока, как показано на рис. 4.

Лампе LED нужна оптика, чтобы улучшить исходящий от нее свет. В настоящее время отражатель/линза LED и держатель собираются в один комплект. Однако, выбрав его, while проверьте его характеристики «угла луча» — угла, под которым будет распределяться свет. Узкие углы луча (например, 40°) обеспечивают плотный луч света, а широкие углы луча (около 120°) обеспечивают больший охват для освещения большой площади.

Также обратите внимание, что прозрачные линзы обеспечивают четкий луч света, а рассеянные линзы обеспечивают более равномерный световой поток, особенно при использовании нескольких ламп.

Предупреждение. Иногда стробоскопическое освещение может спровоцировать судороги у людей, страдающих светочувствительной эпилепсией (https://psychology.wikia.org/wiki/Photosensic_epilepsy)!
Строительство

Если вы планируете создать реальную модель велосипедного фонаря LED, используйте жесткий водонепроницаемый корпус. Некоторые эталонные модели показаны на рис. 5.

Для быстрой проверки работоспособности можно вытащить из старого фонарика большую белую головку LED и использовать ее в качестве источника света, как показано на рис. 6.

Программное обеспечение

Здесь приведен довольно простой эскиз (код) Arduino, портированный для Digispark. Он включает и выключает вывод управления лампой (P1) с задержками между ними, установленными потенциометром, подключенным к аналоговому входу A1 (P2). Однако, чтобы получить гораздо более качественные вспышки, для точной настройки функции задержки времени применяется немного сложной математики.

/* LED Велосипедный фонарь v1
* Ключевое оборудование: Digispark Attiny85
Совет по развитию
* Arduino IDE: 1.8.13 (Windows10x64)
* Автор: Т.К.Хареендран
* Адаптированный открытый исходный код. Спасибо
www.bukovac.si */
int headLamp = 1;
int val = 0;
int onTime = 0;
int offTime = 0;
void setup() {
pinMode(headLamp, OUTPUT);

voidloop() {
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);

Т.К. Харендран – разработчик электроники, бета-тестер аппаратного обеспечения, автор и обозреватель продуктов.