Bouw een eenvoudige fietsrichtingaanwijzer: 11 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Met de komst van de herfst is het soms moeilijk te beseffen dat de dagen korter zijn geworden, hoewel de temperatuur hetzelfde kan zijn. Het is iedereen wel eens overkomen: je gaat 's middags fietsen, maar voordat je halverwege bent, is het donker en word je met elk ander voertuig op de weg in een spelletje verstoppertje gegooid. Waarom laat u de wereld niet weten welke kant u op gaat bij het volgende kruispunt door een eenvoudige en goedkope richtingaanwijzer te bouwen?

Dit project is voor mensen die 's nachts een veiligere manier nodig hebben om te fietsen. Het is gemakkelijk te maken, werkt geweldig en is de perfecte manier om meer te weten te komen over elementaire houtbewerking, elektronica en programmeren.

Dus als je aan de slag wilt, lees dan verder!

Benodigdheden

Gereedschap:

• Metaalzaag of een andere zaag
• Boor, met 3/16" en 1/16" boren
• Schroevendraaier(s)
• (Optioneel) Verzinkboren
• Superlijm voor eenmalig gebruik (of vergelijkbaar)
• Soldeerbout, soldeer, soldeerstandaard
• (Goed om te hebben) Tafelklem. Dit is iets waar je in moet investeren als je ruimte hebt, het maakt boren en snijden een stuk eenvoudiger.
• Schuurpapier
• Liniaal, potlood

Elektronica:

• Arduino Nano, bij voorkeur met een breakout board
• Gevlochten draad, een behoorlijke hoeveelheid (je hebt 3 draden nodig die ongeveer 2 meter lang zijn)
• 13x LED's (oranje of geel, de kleur is aan jou). Houd er rekening mee dat het een goed idee is om extra's te krijgen voor het geval je er een paar opbrandt. Het is ook belangrijk om in gedachten te houden dat het mengen van kleuren betekent dat uw LED's met verschillende helderheid zullen oplichten. Dit komt omdat de interne weerstand van een LED uniek is voor zijn kleur. Het is het beste om 13 identieke LED's te gebruiken.
• 13x 220 ohm weerstanden, generiek. Zowel deze als LED's zijn gemakkelijk te vinden op amazon.
• Een SPDT-tuimelschakelaar, AAN-UIT-AAN. Deze bijvoorbeeld

Andere materialen:

• Houten paneel, ongeveer 4 "x2" of groter, en maximaal 1/2" dik. Multiplex is een goede bron.
• (Optioneel) Acryl plastic, 1/16" of dunner
• Ritssluitingen
• Schroeven, relatief klein, zoals deze
• Elektrische tape
• Oude achter/voor fietsreflector, zoals deze. Wat we willen gebruiken, is de montagebeugel. Als je een montagebeugel van een bel, snelheidsmeter, etc. hebt die ook kan worden gebruikt.
• Een soort kneedbaar schuim. Het spul waarmee je de afwas doet, is waarschijnlijk goed.

Stap 1: Beginnen

Hoe gaat dit werken en hoe moet je beginnen?

Er is een algemene procedure die u moet volgen bij het bouwen van dit project; soms moet je de dingen echter in een iets andere volgorde doen om ervoor te zorgen dat alles goed bij elkaar komt. U moet bijvoorbeeld in het begin het meeste knippen en boren doen, maar na het installeren van de elektronica moet u nog wat extra boren en finetunen.

Het concept van het project is eenvoudig: wanneer je een bocht maakt, druk je op een SPDT-tuimelschakelaar op je stuur en een paneel aan de achterkant licht op om de richting van de bocht aan te geven. De microcontroller wordt gebruikt om de richtingaanwijzer te animeren, waardoor deze nog opvallender wordt. Ik zou het niet aanraden om dit op een slanke racefiets te gebruiken omdat het een beetje omvangrijk is, maar het zou er geweldig uitzien op je gemiddelde fiets.

Bekijk de afbeelding en kopieer deze op uw houten paneel. Het is een algemene sjabloon, dus als je wilt, kun je de maten en vorm aanpassen aan je wensen.

Stap 2: Snijden en boren

Het is meestal beter om uw gaten te boren voordat u sneden maakt - grotere stukken zijn gemakkelijker te controleren. Begin dus met het boren van gaten van 1/16" in de markeringen voor de LED's. Nadat u alle gaten hebt geboord, vervolgt u met het boren van 3/16" gaten over de bovenkant. De reden hiervoor is dat het veel gemakkelijker is om de plaatsing van een 1/16" bit te regelen in plaats van een 3/16" bit, zodat uw LED's meer in lijn zullen zijn. Het eerste gat fungeert als geleider voor de tweede, grotere boor.

Als je een verzinkboor hebt, is het een goed idee om die hier te gebruiken. Je hoeft aan de voorkant niet heel diep te gaan, net genoeg om het oppervlak te ontbramen. Hoe diep je op de achterkant gaat, hangt af van hoe ver je wilt dat je LED's uitsteken, dus doe wat je wilt.

Dit is ook een goed moment om 4 gaten op de hoeken te boren met het 1/16 bit als je van plan bent om een acrylplaat aan de achterkant te monteren.

Knip langs uw markeringen om overtollig materiaal van de plaat te verwijderen totdat u tevreden bent met de vorm en schuur het op.

Stap 3: De LED's instellen

Voor mij is dit deel altijd leuk. Plaats de LED's in de gaten, met de polariteit ingesteld zoals weergegeven in het gekleurde diagram hierboven. U zult in de volgende stap zien waarom ze op deze manier zijn gerangschikt. Een beetje lijm op de achterkant van elke LED zou voldoende moeten zijn om hem op zijn plaats te vergrendelen. Als je problemen hebt met het identificeren van de LED-polariteit, bekijk dan dit artikel.

Zorg ervoor dat u de LED's helemaal naar binnen duwt totdat het achterste lipje gelijk ligt met de rest van het oppervlak.

Snelle opmerking: zorg er altijd voor dat uw LED's werken voordat u ze op hun plaats lijmt! Ik kan je niet vertellen hoe vaak ik heb aangenomen dat een LED werkte, en een bijna compleet project moest uit elkaar halen omdat dat niet zo was. Het zou een gewoonte moeten zijn om vooraf elk onderdeel dat u permanent moet installeren te controleren.

Stap 4: Solderen

De allereerste afbeelding is een bedradingsschema dat u moet volgen. Maak verbindingen door de lange LED-poten te buigen - u hoeft geen extra draad te gebruiken als u voorzichtig bent. Zorg ervoor dat u de verbinding goed verwarmt voordat u soldeer aanbrengt en houd deze stabiel terwijl het soldeer afkoelt. Een goede soldeerverbinding zou een inspanning van uw kant moeten kunnen weerstaan om de verbinding uit elkaar te scheuren (trouwens, ik raad om voor de hand liggende redenen niet aan om dit op elke verbinding die u soldeert te doen).

Probeer het schoon te houden. Hoe netter uw verbindingen, hoe gemakkelijker het is om problemen op te lossen als dat nodig is. Voor het overbruggen van een andere draad is het voldoende om 2-3 mm tussen kale oppervlakken te hebben - meestal zijn LED-poten vrij stijf en zullen ze niet gemakkelijk doorhangen.

Je kunt ook op twee van je 220-ohm-weerstanden solderen, zoals hierboven te zien is. Zorg ervoor dat u de verbindingen zo kort mogelijk maakt; zorg er ook voor dat uw weerstanden op de een of andere manier zijn vastgelijmd. Gewrichten zullen breken als er niet-lineair teveel spanning wordt uitgeoefend, zoals gebeurt wanneer u aan een kort stuk draad trekt. Je zult uiteindelijk de weerstand eruit halen, dus houd daar rekening mee.

Stap 5: Nog wat hardware

Hier zijn twee dingen die technisch gezien op bijna elk punt in de assembly kunnen worden gedaan, maar ik raad u aan om dit nu te doen, om verschillende redenen.

De eerste is het gebruik van uw oude reflectorbeugel. Je hebt de reflector zelf niet nodig, alleen de klem waarmee hij aan het stuur of de achterkant wordt bevestigd. Afhankelijk van het type kun je ook een koplampbevestiging of iets dergelijks gebruiken; je zou zelfs een montagebeugel kunnen 3D-printen. Boor twee gaten in de basis en monteer zoals afgebeeld. Zorg ervoor dat de kant die open buigt, zodat je het geheel op de bar kunt schuiven, voldoende ruimte heeft om dit te doen zonder je elektronica te beschadigen. Ik stel voor dat u dit nu doet, in plaats van eerder of later, omdat het gemakkelijk is om te zien waar uw belangrijkste, vaste verbindingen zijn.

Het tweede dat u misschien wilt doen, is een acrylpaneel aan de achterkant installeren (zowel voor esthetische doeleinden als om het oppervlak te beschermen tegen spatten). Snijd een rechthoek met dezelfde afmetingen als uw richtingaanwijzer (in dit geval ongeveer 2 "x4"). Gebruik uw voorgeboorde gaten als richtlijn, boor door het plastic met de 1/16 "bit en schroef het paneel vast. U kunt het resultaat zien in de uiteindelijke foto.

U kunt ook eventuele markeringen wissen die u voorafgaand aan deze stap op het blok hebt aangebracht (oeps).

Stap 6: Afwerking van het solderen

Nu we een paar extra dingen aan de richtingaanwijzer hebben gemonteerd, kun je de laatste 3 of zo weerstanden afwerken volgens dezelfde methode (de componenten vastlijmen, de draadlengte minimaal houden).

Controleer nogmaals of uw verbindingen functioneel zijn. U kunt dit doen door een spanning van 5 V of minder rechtstreeks van uw Arduino of stroombron over het segment aan te leggen. Individuele LED's die niet oplichten, kunnen worden omgekeerd. Als dat zo is, verbreekt u gewoon de verbinding, duwt u de LED aan de andere kant naar buiten met een schroevendraaier en lijmt u deze op de juiste manier terug.

Zodra uw assemblage functioneel is, kunt u verder gaan!

Stap 7: Voer de Arduino in

Tijd om een microcontroller toe te voegen! Het zou nu relatief duidelijk moeten zijn waarom ik je heb voorgesteld een breakout-bord te gebruiken dat lijkt op het getoonde - het veilig monteren van elektronica is een lastig karwei en dit ding maakt het veel, veel gemakkelijker.

Je zult zien dat er twee stukjes foam zijn gebruikt om wat ruimte te creëren tussen de print en het houten blok. Dit a) zorgt ervoor dat er geen kortsluiting is, omdat beide zijden kale oppervlakken hebben, en b) dempt de Arduino-module.

Wat ik hier heb gedaan, is eerst gaten in het schuim geprikt en daarna het vierkant uitgesneden. Monteer de Arduino met dezelfde schroeven waarmee u de acrylafdekplaat hebt gemonteerd en zorg ervoor dat er voldoende ruimte is tussen de Arduino en het bord. U moet verwijzen naar de bovenstaande foto's om een idee te krijgen hoe het moet worden gedaan.

Sluit je pinnen aan. Hier is nog een voordeel van deze module: solderen is niet nodig! Je kunt de Arduino altijd verwijderen om later opnieuw te gebruiken in een ander project als je dat wilt. Dit zijn de verbindingen die u wilt maken als u voorbeeldcode wilt gebruiken zonder enige wijzigingen:

A2- links

A5- midden

A4- pijl naar links

A3- pijl naar rechts

A1- rechts

Sluit bovendien de 9V-batterijconnector aan op +Vcc en GND.

Stap 8: Basiscode en probleemoplossing

Nu de meeste hardware compleet is, kunt u even de tijd nemen om te controleren of uw verbindingen correct zijn. Als je er redelijk zeker van bent, sluit je je Arduino aan op een beschikbare USB-poort.

Ik hoop dat je wat basiservaring hebt gehad met Arduino-codering. Zo niet, dan kunt u altijd een snelle beoordeling krijgen op sites zoals deze. Het project komt voort uit het meest elementaire dat je in Arduino kunt doen: de "knipper"-code.

Download de bijgevoegde code en voer deze uit. Zorg ervoor dat je "Arduino Nano" hebt geselecteerd als je bordtype en de juiste COM-poort hebt geselecteerd. Zodra de upload is voltooid, zou je je richtingaanwijzer op dezelfde manier moeten zien knipperen als in de bovenstaande video. Zo ja, blijf bewegen!

Stap 9: De hardware afronden

Je bent klaar om de zaken af te ronden. Neem 3 stukken draad van ongeveer 2 meter lang, of zoveel als je nodig hebt om van je stuur naar de achterkant van je fiets te reiken waar je het signaal monteert. Soldeer elk van deze 3 draden aan een aansluiting van uw SPDT-tuimelschakelaar.

Knip een vrij lang (zei ik al lang? Ja, het is aan jouw oordeel) stuk acrylplastic, ongeveer de breedte van je tuimelschakelaar. Verwarm het plastic met je soldeerbout op een plek zodat je het als een beugel kunt buigen. Buig het in vorm zoals op de bovenstaande foto's. Een beetje secondelijm op de tuimelschakelaar zou hem op zijn plaats moeten houden.

Aansluitingen die gemaakt moeten worden zijn: de middelste klem van je tuimelschakelaar gaat naar GND, terwijl de andere twee naar D2 en D3 gaan. Sluit alles aan en voer de onderstaande code uit. Je zou moeten ontdekken dat je het apparaat nu kunt instellen om aan te geven in welke richting je gaat! U hoeft hem alleen nog maar op uw fiets te monteren.

Stap 10: Installatie

Eindelijk! We zijn bijna klaar.

Begin met het monteren van het hoofdapparaat op de schacht die het zadel vasthoudt. Daar is niets extreem ingewikkelds aan, wat een van de voordelen is van zo'n ontwerp. Sluit vervolgens de batterij met een ritssluiting aan dezelfde schacht. Waarom een ritssluiting? Het is goedkoop, gemakkelijk te verwijderen/vervangen en veilig.

Gebruik een paar kabelbinders over de hele lengte van de draad om ervoor te zorgen dat deze nergens in verstrikt kan raken. Zorg ervoor dat de draad voldoende speling heeft zodat u het voorwiel vrij kunt draaien zonder iets te scheuren.

Bevestig de tuimelschakelaar aan het stuur zoals afgebeeld, met een ritssluiting aan elke kant. Knip eventuele lange uiteinden af. En je bent klaar! U kunt het systeem in-/uitschakelen door de batterijconnector los te koppelen.

Stap 11: Conclusie

Hoewel ik redelijk tevreden ben met deze versie van de richtingaanwijzer, valt er nogal wat te verbeteren. Er is geen bescherming tegen externe elementen, of het nu kou, modder of regen is. Ik heb in een eerdere versie (de tweede afbeelding bij de inleiding) ontdekt dat water eigenlijk minder een probleem is dan je zou denken; het is niet echt een probleem totdat het in de elektrische aansluitingen sijpelt en dat kost nogal wat water. Met andere woorden, dit zou nog steeds prima zijn in een lichte motregen.

Andere verbeteringen zijn onder meer een schakelaar met draaischakelaar in plaats van een handmatige, een stopindicator die oplicht als je remt, en misschien… knipperende alarmlichten? Het doel is om de standaard fietsfuncties te geven die het 's nachts net zo gemakkelijk maken om te onderscheiden als een auto. Dit kan een grote bijdrage leveren aan het verminderen van verwondingen en aanrijdingen op de weg.

Dit is echter een goed begin! Het is ook een leuk klein project dat een goed doel kan dienen. Ik hoop dat je het leuk vond!

Runner Up in de Bikes Challenge