ไฟท้ายรถจักรยานยนต์พร้อมไฟกระพริบในตัวโดยใช้ไฟ LED ที่ตั้งโปรแกรมได้: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

สวัสดี!

นี่เป็น DIY ง่าย ๆ ในการสร้างโคมไฟท้าย RGB แบบตั้งโปรแกรมได้เอง (พร้อมไฟเลี้ยว/ไฟสัญญาณในตัว) สำหรับรถจักรยานยนต์ของคุณหรืออะไรก็ได้โดยใช้ WS2812B (ไฟ LED ที่กำหนดตำแหน่งได้เอง) และ Arduinos รูปแบบแสงมี 4 โหมด ซึ่งสามารถหมุนเวียนได้โดยใช้ปุ่มกด

ความคิดที่จะทำไฟท้ายแบบนี้มีมาตั้งแต่วันแรกที่ผมได้รถมอเตอร์ไซค์มา แต่ตอนนั้นผมไม่แน่ใจวิธีการทำและไม่มีเวลาจริงๆ เพราะยุ่งอยู่กับงาน โรงเรียนของฉัน. แผนแรกของฉันคือซื้อไฟ LED RGB และแทนที่ด้วยไฟ LED สต็อกในไฟท้ายของรถจักรยานยนต์ของฉัน และทำการเดินสายไฟใหม่เพื่อเพิ่มฟังก์ชันการทำงานของไฟเลี้ยวในตัว การใช้งานดังกล่าวจะต้องใช้ทรานซิสเตอร์สองตัวและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าสำหรับสายควบคุม RED-GREEN-BLUE แต่ละเส้นบนไฟ LED RGB ที่ลงท้ายด้วยวงจรที่ซับซ้อนมาก

อย่างไรก็ตาม ฉันหมกมุ่นอยู่กับความคิดนี้มาก ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจซื้อไฟ LED RGB และส่วนประกอบอื่น ๆ ที่จำเป็น แต่แผนทั้งหมดของฉันเปลี่ยนไปเมื่อผู้ชายที่ร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แนะนำให้ฉันรู้จักกับไฟ LED ประเภทหนึ่งที่เรียกว่าไฟ LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้หรือตั้งโปรแกรมได้ (ซึ่ง เป็นสิ่งใหม่สำหรับฉันในเวลานั้น) ที่คล้ายกับไฟ LED RGB แต่แต่ละ LED สามารถควบคุมแยกกันเพื่อให้สว่างขึ้นในลำดับหรือสีใด ๆ โดยใช้ตัวควบคุม Arduino และมีเพียงสายควบคุมเดียวสำหรับทั้งแถบ จากนั้นฉันใช้เวลาเกือบปีกว่าจะเสร็จสิ้นโครงการนี้โดยเริ่มจากการเรียนรู้วิธีการทำงานของไฟ LED เหล่านี้…วิธีตั้งโปรแกรมพวกมัน…ผ่านการออกแบบวงจรและต้นแบบต่างๆ … การแก้ไขปัญหามากมาย (นี่เป็นสิ่งเดียวที่ เกิดขึ้นในช่วงสองเดือนที่ผ่านมาของโครงการของฉันเนื่องจากมีข้อผิดพลาดและความล้มเหลวของส่วนประกอบเกิดขึ้นทุกวันซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบที่ห่วยแตกของฉัน ในระหว่างกระบวนการแก้ไขข้อบกพร่องในวงจรของฉัน ปัญหาใหม่ ๆ ก็เกิดขึ้นและสิ่งนี้ยังคงเกิดขึ้นบ่อยครั้ง และเป็นความเครียดอย่างสมบูรณ์สำหรับฉันที่เกือบจะทำให้ฉันไม่สามารถจดจ่อกับสิ่งอื่นได้) ในตอนท้ายของโครงการนี้ฉันได้ผ่าน Arduino ที่เสียหายหนึ่งตัว, LM7805 IC และตัวต้านทานที่เป่าออกมาสองสามตัว, แผงแถบและไฟ LED จำนวนมาก ทั้งหมดนี้จะรวมกันเป็นเกือบครึ่งหนึ่งของเงินที่ฉันใช้ไปในโครงการนี้

โครงการนี้เป็นสิ่งที่ฉันสามารถทำได้หรือคุณอาจจะเสร็จสิ้นภายใน 20 วันโดยที่คุณมีชิ้นส่วนที่จำเป็นทั้งหมดพร้อมใช้ สิ่งที่ทำให้ฉันใช้เวลานานมากก็เพราะวิทยาลัยของฉัน ระยะเวลารอสินค้าที่สั่งห่างกันเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือน เนื่องจากเงินเป็นปัญหาสำหรับฉัน และสุดท้ายก็คิดกับตัวเองว่าทั้งหมดนี้เป็นความคิดที่โง่จริงๆ หรือไม่ และอะไรคือประเด็น เสียเวลาและเงินไปกับการทำสิ่งนี้จริง ๆ อย่างไรก็ตาม ฉันสนุกกับการทำโปรเจ็กต์นี้อย่างเต็มที่ และมันทำให้ฉันมีส่วนร่วมมาเกือบปีแล้ว และฉันก็มั่นใจว่าคุณจะทำเช่นกัน ดังนั้นฉันยินดีต้อนรับคุณสู่ DIY!

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบที่จำเป็น

ส่วนประกอบที่จำเป็นอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าคุณวางแผนจะดำเนินโครงการนี้อย่างไร ตัวอย่างเช่น ฉันใช้ Arduinos สองตัว เพื่อที่ฉันจะได้มีหลายรูปแบบและสลับไปมาระหว่างรูปแบบเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการเพียงไฟกระพริบ/ไฟแสดงสถานะในตัวพร้อมฟังก์ชันไฟเบรก คุณสามารถทำได้ด้วย Arduino เพียงตัวเดียว ในทำนองเดียวกันฮีตซิงก์ที่ใช้ในการออกแบบของฉันก็เกินความจำเป็นและไม่จำเป็นเลยสำหรับจุดประสงค์ของฉัน ดังนั้น คุณสามารถกำจัดส่วนประกอบประเภทที่คุณคิดว่าไม่จำเป็น ซึ่งฉันใช้เพียงเพราะฉันเป็นคนโง่ ไม่มีประสบการณ์ และกังวลมากเกินไป (ฉันยังสามารถทำลายวงจรของฉันได้สองสามครั้ง) ด้านล่างนี้คือรายการส่วนประกอบที่ฉันใช้ในการสร้างโครงการนี้:

• ไฟ LED WS2812B (ขึ้นอยู่กับจำนวนที่คุณต้องการสำหรับวัตถุประสงค์ของคุณ)
• อาร์ดูอิโน นาโน x2
• LM7805 x5 (ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพื่อแปลง 12v จากแบตเตอรี่เป็น 5v)
• ตัวต้านทาน 10kΩ x5
• สายไฟ
• ตัวเชื่อมต่อ (ฉันใช้ตัวเชื่อมต่อเมนบอร์ด-smps MALE(x2) & FEMALE(x2))
• ปุ่มกด (เพื่อสลับโหมด) x1
• กระดานสตริป x2
• ครีบระบายความร้อน x5
• ภาชนะพลาสติก x1

อย่างที่ฉันได้กล่าวไปแล้ว ส่วนต่างๆ ที่จำเป็นนั้นขึ้นอยู่กับว่าคุณวางแผนที่จะดำเนินโครงการนี้อย่างไร

ขั้นตอนที่ 2: Arduino, WS2812B Leds และ FastLED Library (การเขียนโปรแกรมและการทดสอบ)

ดังนั้น สิ่งแรกที่คุณต้องทำก่อนสร้างวงจรจริงคือ ตรวจสอบว่าการออกแบบวงจรของคุณจะใช้งานได้จริงหรือไม่ และโปรแกรมของคุณจะทำงานตามที่ควรจะเป็นหรือไม่ ทั้งหมดนี้สามารถทำได้โดยการทดสอบส่วนประกอบบนเขียงหั่นขนมและหากมีปัญหาใด ๆ กับส่วนประกอบหรือวงจร เราสามารถลองอีกครั้งด้วยตัวเลือกต่างๆ จนกว่าเราจะได้วงจรการทำงานที่สมบูรณ์แบบ สาเหตุหนึ่งที่ทำให้ฉันใช้เวลานานมากในการทำโปรเจ็กต์นี้ให้เสร็จก็เพราะว่าฉันเร่งรีบกับโปรเจ็กต์นี้และไม่ได้ทดสอบการออกแบบวงจรเริ่มต้นสำหรับสัญญาณอินพุทแบบต่างๆ สิ่งนี้จบลงด้วยการเปลี่ยนส่วนประกอบจำนวนมากรวมถึงการเดินสายไฟใหม่ของวงจร

สิ่งแรกที่จะพูดถึงคือชนิดของ LED ที่ใช้ในโปรเจ็กต์นี้ และวิธีที่เราสามารถตั้งโปรแกรมให้ทำงานตามที่ตั้งใจไว้ รูปแบบของไฟ LED ที่ฉันใช้คือ WS2812B หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้ทีละตัว LED เหล่านี้มีหลายรุ่นที่มีชื่อต่างกัน และฉันไม่รู้ว่าแต่ละ LED ต่างกันอย่างไร ทั้งหมดที่ฉันรู้ก็คือรุ่นต่างๆ ต่างกันในอุณหภูมิสี และบางรุ่นมีเข็มนาฬิกาเพิ่มเติมจากหมุดข้อมูล

ในการควบคุม LED เหล่านี้ เราใช้ตัวควบคุม Arduino (ฉันใช้ UNO และ MEGA สำหรับการทดสอบ และ NANO สำหรับวงจรสุดท้ายของฉัน) ร่วมกับไลบรารี FastLED ไลบรารี Arduino ที่ใช้ในการควบคุมประเภทของ LED ที่ใช้ในโครงการนี้ ห้องสมุดนี้สามารถหาได้จาก GITHUB REPO

ดังนั้นสิ่งแรกที่ควรทราบก่อนที่เราจะสามารถอัปโหลดโปรแกรมไปยัง Arduino คือการเพิ่มไลบรารี FastLED ลงใน Arduino IDE ขั้นตอนเกี่ยวกับวิธีการทำเช่นนี้สามารถพบได้ที่นี่

สำหรับโครงการนี้ ฉันใช้ Arduinos สองตัว ตัวหนึ่งสำหรับส่งสัญญาณไปยัง LED และอีกตัวเพื่อสลับไปมาระหว่างโหมดหรือรูปแบบแสงที่แตกต่างกัน หากคุณต้องการเพียงโหมดเดียว/รูปแบบเริ่มต้น Arduino หนึ่งตัวคือทั้งหมดที่คุณต้องการ

คุณสามารถดาวน์โหลดโปรแกรมได้จากลิงค์ต่อไปนี้

ตอนนี้ฉันจะแนะนำคุณเกี่ยวกับโปรแกรมต่างๆ และอธิบายสิ่งที่ต้องเปลี่ยนทั้งหมดตามการตั้งค่าของคุณ คุณจะเห็นว่ามีสองโปรแกรมที่เรียกว่า ledact และ ledpatt2 โปรแกรม ledact ใช้สำหรับ Arduino ที่ใช้ในการหมุนเวียนโหมด/รูปแบบ และโปรแกรม ledpatt2 เป็นโปรแกรมที่ควบคุมไฟ LED คุณยังสามารถดูสองโปรแกรมเดียวกันในโฟลเดอร์ที่เรียกว่า nano ต่างกันได้ เป็นของแต่มีขนาดเล็กกว่าเพื่อให้คุณสามารถใช้กับ ARDUINO NANO ซึ่งมีหน่วยความจำน้อยกว่า UNO หรือ MEGA

อันดับแรก มาดูว่าต้องเปลี่ยนอะไรบ้างใน ledpatt2 ตามวงจรของคุณ ก่อนอื่นคุณต้องเปลี่ยน NUM_LEDS และ DATA_PIN ในบรรทัดที่ 3-4 เป็นจำนวนไฟ LED ที่คุณใช้และจำนวนพินบน Arduino ที่สัญญาณข้อมูลของไฟ LED ของคุณเชื่อมต่ออยู่ จากนั้นคุณต้องเปลี่ยนรหัสเป็น 18 ตามประเภทของไฟ LED ที่คุณใช้ ตัวอย่างเช่นรหัสของฉันเป็นเหมือน thta เนื่องจากฉันใช้ไฟ LED WS2812B พร้อมการปรับเทียบ BRG (BLUE-RED-GREEN) หากคุณกำลังใช้ไฟ LED ที่แตกต่างกัน ให้แทนที่ WS2812B ในโค้ดด้วยชื่อ LED ของคุณและแทนที่ BRG ด้วยการปรับเทียบสี หากต้องการค้นหาการปรับเทียบสีของไฟ LED ของคุณ คุณสามารถติดตามบทความได้ที่นี่

คุณสามารถเห็นการเริ่มต้นสองสามบรรทัดจากบรรทัดที่ 15-25 ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยง 15-21 ได้หากคุณต้องการเพียงรูปแบบเดียวเท่านั้น หมุดเหล่านี้ที่กล่าวถึงในบรรทัดที่ 15-21 ใช้เพื่อทริกเกอร์โหมดต่างๆ และทำได้โดยใช้ Arduino ตัวอื่น บรรทัดที่ 22-25 ตามที่ระบุในรหัส ใช้สำหรับรับสัญญาณอินพุตสำหรับไฟเบรก ไฟจอด และไฟเลี้ยว/ไฟสัญญาณ

ใน ledact คุณแค่ต้องใส่ใจเกี่ยวกับบรรทัดที่ 4-8 ถ้าคุณต้องการให้มันทำงานเหมือนกับที่ทำในโปรเจ็กต์นี้ บรรทัดที่ 4-7 คือพินที่ทริกเกอร์แต่ละโหมด เนื่องจากฉันต้องการเพียง 4 โหมดจึงใช้ 4 พิน บรรทัดที่ 8 ใช้เพื่อเริ่มต้น modePin ซึ่งเป็นพินที่เชื่อมต่อกับปุ่มกด ในรหัสคุณจะเห็นว่าพิน Arduino 3, 4, 5, 6 ใช้สำหรับ 4 โหมด หมุดเหล่านี้เชื่อมต่อโดยตรงกับหมุด 3-4-5-6 บน Arduino ที่โหลดด้วยโปรแกรม ledpatt2

นี่เป็นวิธีการของฉันในการใช้ไฟ LED ที่มีรูปแบบต่างกัน และฉันคิดว่ามันค่อนข้างไม่สอดคล้องกัน ฉันค้นหามากบนอินเทอร์เน็ตว่าสามารถทำได้ทั้งหมดโดยใช้ Arduino เพียงตัวเดียวหรือไม่ แต่ฉันไม่พบสิ่งใดที่ช่วยฉันได้ หากคุณรู้วิธีการทำอย่างนั้นหรือเก่งด้านการเขียนโปรแกรม ฉันแนะนำให้คุณทำอย่างนั้นเพราะโปรแกรมของฉันมีจุดประสงค์ที่แย่มากและเทอะทะเนื่องจากทักษะการเขียนโค้ดที่ไม่ดีของฉัน และโปรดแบ่งปันผลลัพธ์ของคุณกับเรา

ขั้นตอนที่ 3: การตั้งค่าวงจร

นี่เป็นขั้นตอนที่ค่อนข้างง่ายหากคุณเข้าใจวงจรอย่างถ่องแท้หรือมีแผนการใช้งานวงจรเป็นอย่างดี หากส่วนประกอบในวงจรดูสับสนสำหรับคุณ ฉันจะทำลายมันให้คุณเพราะนี่เป็นวงจรที่ง่ายมาก ก่อนอื่นเรามี LM7805 IC ห้าตัวที่ใช้ในการแปลง 12v เป็น 5v (แรงดันไฟฟ้านี้ปลอดภัยสำหรับพินอินพุตของ Arduino) ซึ่งสี่ตัวนั้นใช้เพื่อรับสัญญาณเบรก, ไฟเลี้ยว Park & LR และอีกอันใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับ Arduinos สองตัว จากนั้นเรามีตัวต้านทาน 10k ohm สองตัวที่เชื่อมต่อแบบขนานกับเทอร์มินัลอินพุตแต่ละตัวและสุดท้าย arduinos สองตัว

ฉันสร้างวงจรโดยอ้างอิงถึงการออกแบบวงจรที่ทำขึ้นก่อนใช้ Fritzing สำหรับตัวเชื่อมต่อ ใช้ตัวเชื่อมต่อ SMPS-MOTHERBOARD MALE/FEMALE สามารถรับชมภาพและติดตาม

วงจรนี้ไม่ได้ดีที่สุดเพราะไม่มีวงจรป้องกันหรือวงจรกรอง และเหตุผลที่ฉันไม่ได้รวมสิ่งนี้ไว้เพราะฉันเป็นมือใหม่ นอกจากนี้ ฮีทซิงค์ที่ใช้กับไอซียังถูกถอดออกจาก SMPS เก่าและใช้แผ่นระบายความร้อนด้วย อย่างไรก็ตาม นักอิเล็กทรอนิกส์บางคนบอกฉันว่าการใช้ฮีตซิงก์นั้นเกินความสามารถสำหรับแอปพลิเคชันนี้ และไอซีจะทำงานโดยไม่จำเป็นต้องใช้ฮีตซิงก์ในวงจรนี้ แค่นั้นเอง

ขั้นตอนที่ 4: ขั้นตอนสุดท้าย: มวยและการตั้งค่าในรถจักรยานยนต์

ใช้ภาชนะพลาสติกเป็นเคสสำหรับวงจรและพันเทปฉนวนไว้รอบ ๆ เนื่องจากน้ำเป็นสิ่งที่เราไม่ต้องการให้วงจรของเรา งานต่อไปคือการเชื่อมต่อทุกอย่างเข้าด้วยกันและเดินสายไฟบนมอเตอร์ไซค์ คุณต้องระมัดระวังเป็นอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้าของรถจักรยานยนต์เนื่องจากการลัดวงจรอาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของรถจักรยานยนต์เสียหายได้ หากคุณไม่คุ้นเคยกับการเดินสายไฟของรถจักรยานยนต์ คุณสามารถดูคู่มือซ่อมบำรุงหรือค้นหาทางอินเทอร์เน็ต งานที่เหลือคือการถอดไฟท้ายสต็อกของคุณและเปลี่ยนไฟ LED ภายในด้วย WS2812B หลังจากนั้นให้บรรจุและปิดผนึกหลอดไฟใหม่โดยไม่ทิ้งในรูหรือช่องว่างเพื่อให้ความชื้นเข้าไป คุณสามารถเก็บกล่องวงจรไว้ในพื้นที่จัดเก็บใต้เบาะซ้อนท้ายของมอเตอร์ไซค์ได้ ในที่สุดก็เชื่อมต่อทุกอย่าง เพิ่มพลังและนำมอเตอร์ไซค์ของคุณไปขี่ แม้ว่าโครงการจะดูเหมือนทำงานหนักเกินไป แต่ฉันรับรองได้เลยว่าผลลัพธ์สุดท้ายจะทำให้คุณมีความสุขเหมือนเด็กบ้า ขอบคุณสำหรับการอ่านและสนุก!