基于Arduino Nano R3實(shí)現(xiàn)摩托車尾燈的設(shè)計(jì)方案

介紹：

從表面上看，這是一個(gè)非常簡單的項(xiàng)目。它讀取 3 個(gè)開關(guān)并驅(qū)動 2 個(gè) LED 燈條。但是，這不是典型的獨(dú)立 Arduino 項(xiàng)目。將其集成到現(xiàn)有電氣系統(tǒng)中存在一些細(xì)微差別。

以下是構(gòu)建此項(xiàng)目所需的技能和項(xiàng)目。

如果愿意深入研究自行車的電氣系統(tǒng)，您需要找到并利用：

開關(guān) 12V 線

左轉(zhuǎn)向信號線

右轉(zhuǎn)信號線

剎車燈線

三個(gè) 12V 繼電器（我選擇了小型簧片式繼電器）

5 v 電源能夠持續(xù) 5 A（不是峰值額定值）

兩個(gè) - 5x8 WS2812 LED 矩陣（或您選擇的矩陣）

性能板

用于連接所有電線的接線端子

金屬絲

示意圖注釋

該項(xiàng)目的目標(biāo)是將 Arduino 與自行車的電氣系統(tǒng)完全隔離。這就是繼電器用于觸發(fā) Arduino 引腳的原因。您可能可以使用分壓器并避免使用繼電器。

如果您有一輛帶有 LED 轉(zhuǎn)向燈的新型自行車，請檢查您的燈的電壓。它可能正好是 5V，所以可以直接饋入 Arduino 引腳。

你可能會覺得奇怪的是我使用模擬來讀取剎車/轉(zhuǎn)向信號。這樣做只是為了簡化原型板的焊接，所以我沒有在 Arduino Nano 的一側(cè)進(jìn)行所有連接。

切換的 12V 輸入線位于我自行車上現(xiàn)有的 10A 電路上。

不要給項(xiàng)目供電！每個(gè) LED 矩陣可以消耗 2.5 A！如圖所示，我有一個(gè)雙輸出電源，每個(gè)輸出都能達(dá)到 4A，而且效果很好！兩個(gè) 3 安培 BEC 電路可能也可以工作。如果您的 Arduino LED 在轉(zhuǎn)向信號運(yùn)行時(shí)閃爍，請使用 Arduino 專用電源，或?yàn)?Arduino 提供 12V 電源到 VIN 引腳。

構(gòu)建電路板

我使用了 Adafruit perma 面包板（本質(zhì)上是帶有面包板痕跡的穿孔板）。我希望內(nèi)置的痕跡能讓構(gòu)建更干凈。這不是一個(gè)完美的解決方案，需要刮掉一些痕跡。

花時(shí)間設(shè)計(jì)PCB板

放入接頭以便可以更換 Nano，但這也會增加構(gòu)建的厚度

拓展一下我想試試 TI MSP430 而不是 Arduino

構(gòu)建測試夾具

如果您正在修改代碼，您將需要構(gòu)建一個(gè)測試夾具，以便您可以在辦公桌上進(jìn)行開發(fā)和測試，而不是在連接到自行車的車庫中進(jìn)行這項(xiàng)工作。我建立了一個(gè) 3 按鈕項(xiàng)目盒，為三個(gè)繼電器中的每一個(gè)提供 9v。三個(gè)按鈕分別代表：左、右、剎車信號，您可以測試所有組合。

Arduino項(xiàng)目

我很早就了解到，最好將 LED 動畫封裝在類庫中。這使得動畫可重復(fù)使用。

類庫的缺點(diǎn)是編寫起來有點(diǎn)痛苦。缺乏調(diào)試工具（我習(xí)慣于使用 Microsoft Visual Studio 和 Eclipse），而且當(dāng)事情不正常時(shí)，幾乎沒有什么線索可以說明哪里出了問題。我的最佳建議是慢慢構(gòu)建功能并保存?zhèn)浞莞北尽．?dāng)您遇到問題時(shí)，請仔細(xì)檢查您最近所做的更改。C/C++ 中最常見的災(zāi)難性錯(cuò)誤可能是緩沖區(qū)溢出。

編譯這個(gè) Arduino 草圖需要下載 4 個(gè)庫：

Adafruit neopixel 庫

BlinkLed

CascadeLed

尾燈

BlinkLed 類庫
在類庫的頭文件中查看調(diào)用序列的詳細(xì)信息。您還可以在草圖中找到用于實(shí)例化和調(diào)用剎車燈和行車燈的示例。將一組像素傳遞給光和頻率。

例子：

字節(jié)最大停止 = 25；

字節(jié) StopPix[MAXSINGLEROW] = { 3, 4, 5, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 23, 27, 28, 29, 30, 31, 35, 36 , 37, 38, 39};

BlinkLed LStopLed = BlinkLed(&lstrip, &StopPix, maxstop, R, G, B, 19);

BlinkLed RStopLed = BlinkLed(&rstrip, &StopPix, maxstop, R, G, B, 19);

CascadeLed 類庫
在類庫的頭文件中查看調(diào)用序列的詳細(xì)信息。您還可以在草圖中找到用于實(shí)例化和調(diào)用轉(zhuǎn)向信號信號的示例。將二維像素陣列傳遞給光和頻率。然后該類將循環(huán)遍歷像素行并按該順序點(diǎn)亮它們。

警告：為簡單起見，我選擇創(chuàng)建常量來定義數(shù)組大小。為了便于使用，這會消耗一些內(nèi)存。如果您選擇驅(qū)動每組超過 40 個(gè)像素，您可能需要更改定義在 CascadeLed\ArrayConstants.h 中的常量。

例子：

常量字節(jié) maxrow = 5;

常量字節(jié) maxcol = 8;

字節(jié) Rightpix[MAXROW][MAXCOL] = { { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}, { 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15}, {16, 17 , 18, 19, 20, 21, 22, 23}, {24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31}, {32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39}} ;

CascadeLed RightLed = CascadeLed(&rstrip, &Rightpix, maxrow, maxcol, RT, GT, BT, 80, 900);

TailLight.ino Arduino 草圖
這里不多說。控制回路非常簡單：

void loop() {

byte leftpin = (analogRead(LEFTPIN) > 50);

byte brakepin = (analogRead(BRAKEPIN) > 50);

byte rightpin = (analogRead(RIGHTPIN) > 50);

// animate or clear the turn signals

// PsudoOn is true when pin is high or between turn signal blinks (pin is actually low)

bool lPsudoOn = LeftLed.Blink(leftpin);

bool rPsudoOn = RightLed.Blink(rightpin);

// animate or clear the brake lights LStopLed.Blink(brakepin); RStopLed.Blink(brakepin);

// only turn on running lights. Let the overlays turn it off // Clear will interfere with overlapping lights

if (!lPsudoOn && !brakepin) LRunLed.Set(true);

if (!rPsudoOn && !brakepin) RRunLed.Set(true);

}

備注：
轉(zhuǎn)向信號開關(guān)會中斷像素動畫，因?yàn)殚W爍比一個(gè)動畫序列更快。CascadeLed 類有一個(gè)超時(shí)值來吸收閃爍的“關(guān)閉”部分并假裝信號仍然打開。這個(gè)偽開啟被傳遞回主控制回路，因此它需要知道是否應(yīng)該考慮開啟或關(guān)閉轉(zhuǎn)向信號，而不是使用當(dāng)前引腳值。