Безумно яркий велосипед со светодиодной подсветкой (при ограниченном бюджете)

Люди, которые проектируют велосипеды со светодиодной подсветкой, никогда ими не пользуются или создают просто так, чтобы они хорошо звучали на бумаге.

Популярные велосипедные фонари имеют миллион бессмысленных вариантов для разных стилей мигания, и каждый раз, когда вы их выключаете, они включаются при следующей настройке, поэтому, если я хочу выключить их только на несколько секунд, чтобы не ослепить прохожего, я нужно найти беспорядок с переключателем и снова пройти весь цикл, что невероятно раздражает. Я также считаю, что подавляющее большинство велосипедных фонарей позволяют другим видеть вас, но не освещают ваш путь достаточно хорошо, чтобы безопасно кататься на велосипеде по городу, не говоря уже о тропах.

На велосипеде я также нахожу детали и материалы для своих проектов, и у меня никогда не бывает достаточно света, когда я разбираю то, что нахожу, и возможность просто направить свет на то, что я хочу разобрать, мне очень помогло бы.

Не будем даже браться за задние фонари!

В этом руководстве я покажу вам, как сделать идеальный велосипедный фонарь, который решит ВСЕ эти проблемы — передние и задние! Чтобы сделать его, я потратил всего 25 долларов на запчасти, но на разработку у меня ушло 2 года (решить 1 проблему, возникло 3!) И 1 неделя на сборку, так что для другого велосипеда вам, вероятно, потребуется 1-2 недели. на создание индивидуального дизайна и 1 неделю на его создание, если вы тратите несколько часов на работу над ним каждый день.

Шаг 1. Что вам понадобится

Инструменты:

• Паяльник с регулируемой температурой
• Вращающийся инструмент с гибким валом
• Мини сверлильный станок
• Ножовка
• Аккумуляторная дрель и набор сверл со ступенчатым сверлом
• Ножницы
• Мультиметр
• Мини-горелка (для термоусадочной трубки)
• Мои самодельные тиски для пайки
• Надлежащее защитное оборудование (комплект: СИЗ, которые я рекомендую, если у вас ограниченный бюджет)

Оборудование и расходные материалы:

• Квадратная алюминиевая трубка
• Прямоугольная алюминиевая трубка
• Светодиод 12v 20w (убедитесь, что они на самом деле 12v, а не 36v)
• Линза и отражатель для светодиода мощностью 20 Вт
• Водонепроницаемые красные светодиодные ленты 3/6/9/12 18650 аккумуляторов (мне досталось от аккумулятора ноутбука. Не покупайте дешевые, они засыпаны песком!)
• Зарядное устройство 3S 10A 18650 3 держателя батареи 2×18650
• Высокоскоростной светодиодный диммер 3-кнопочный диммер стробоскопа
• Блокировка соединителей пули
• Радиатор материнской платы Gigabyte Термоклей
• Плоский пруток из алюминия
• Прозрачная утиная лента
• Силиконовый клей
• Пара светодиодов мощностью 15 Вт (фактически 1,5 Вт)
• Болты и гайки из нержавеющей стали
• Термоусадочные трубки 2 водонепроницаемых тумблера
• Застежки-молнии
• Провода
• Светодиодный индикатор емкости аккумулятора 3S
• Заглушки для трубок
• Угол алюминиевый
• Термостат 45 ° C NC (температура выше 45 ° C размыкает цепь для отключения питания)

Шаг 2. Светодиодный налобный фонарь мощностью 20 Вт: зачем нужен и монтаж

Я использовал десятки обычных светодиодов 12 В 10 Вт для своих прошлых проектов, но решил использовать светодиод 20 Вт по нескольким причинам после их сравнения.

Светодиоды мощностью 10 Вт потребляют 0,9–1,2 А при 12 В и перегреваются без радиатора примерно через 2 секунды. Может показаться, что их легче установить, потому что они меньше, но для них требуется больший радиатор, а маленькие конденсаторные линзы найти трудно.

Светодиод «20 Вт» потребляет 0,75 А при 12 В (если, конечно, я не знаю, что это странно), выглядит примерно на 50% ярче и может прослужить добрых 30 секунд без радиатора без какого-либо охлаждения. Вы можете легко найти линзы и отражатели для них, но важно помнить, что большинство 20 Вт работают при более высоком напряжении, поэтому важно случайно не купить не тот!

В своей коллекции я нашел радиатор, который поместился прямо под руль моего велосипеда. После отрезания плавника (см. Рисунок 2) он стал достаточно большим для светодиода, но достаточно маленьким, чтобы его можно было установить, не касаясь рулевой трубы. Приклеил светодиод термопастой.

После того, как я сломал себе мозг и попытался придумать способ его крепления, я придумал простое решение, которое состоит из короткого куска изогнутой алюминиевой плоской планки, которая скользит между ребрами радиатора и крепится к проставкам гарнитуры. просто!

Когда я приклеиваю вещи к велосипеду, я люблю обматывать раму прозрачной утиной лентой. Таким образом я могу легко удалить клей, если мне когда-нибудь понадобится, не повредив краску. Если бы я только подумал об этом раньше!

Шаг 3: Установка обоих проблесковых маячков

Эти маленькие светодиоды могут рекламироваться как 15 Вт … Но они по 1,5 Вт каждый, продавались с большими шестигранными гайками, тонкими проводами, и один сломался, как только я попытался его затянуть. Поэтому я бы порекомендовал использовать что-то другое, но они такие же яркие, как мне нужно, поэтому я не вижу причин беспокоиться о их замене в ближайшее время.

Я просверлил три отверстия в небольшом куске алюминиевого лома, два для установки светодиодов, а другое — для крепления на велосипед через резьбовое отверстие в вилке велосипеда. Я не подумал о том, что когда вилка сжимается, она почти попадает в светодиоды. Так что время покажет, раздавятся ли они!

Не знаю, где я взял этот небольшой кусок лома, но это был худший алюминиевый сплав, с которым я когда-либо работал. Он был настолько липким, что я едва мог просверлить его, и когда я попытался скруглить углы вращающимся инструментом с гибким валом, заусенец продолжал цепляться за него.

Шаг 4: Установка светодиодных лент

Велосипедная стойка, которую я построил в прошлом году, является важной частью этого проекта, и я спроектировал ее со стальным уголком специально, чтобы на нее можно было приклеивать светодиодные ленты.

Клей на красных светодиодных лентах, которые я купил, похоже, вышел из строя еще до того, как я их использовал, поэтому я приклеил их к велосипедной стойке силиконовым клеем и добавил несколько стяжек, чтобы они оставались на месте.

Шаг 5: Блок управления: изготовление и подключение

Здесь начинается сложная часть. С тех пор, как я начал разрабатывать этот проект, я сосредоточился в основном на блоке управления, тестируя десятки различных компонентов. Я тестировал обычные тумблеры, поворотные переключатели и многие другие, и в конце концов решил использовать тот, который вы видите здесь, по разным причинам, которые, по моему мнению, были наиболее разумными, но в основном простота и надежность, помня, что мой велосипед будет подвергаться воздействию элементы и бесконечное количество вибрации во время езды.

Решил, что светодиод на 20w надо запитать от скоростного диммера. Я использовал их годами и никогда не имел с ними проблем. Этот тип диммера очень эффективен, поэтому электричество почти не тратится впустую, и, в отличие от многих диммеров с ШИМ, он мерцает (вот как они работают) намного быстрее, поэтому раздражающие мигающие линии не видны на камере.

Что касается обоих светодиодов на передней панели и светодиодных лент на стойке, я хотел, чтобы они мигали одновременно и получали питание от одного и того же стробоскопа / диммера, но я хотел иметь возможность включать и выключать их независимо, поскольку Я знал, что большую часть времени я бы предпочел кататься на велосипеде с мигающими красными светодиодными полосами позади меня и с постоянно включенным светодиодом на 20 Вт с регулируемой яркостью, а не с миганием обоих светодиодов по 1,5 Вт. Это потому, что во время езды на велосипеде по городу свет отражается от вещей и обратно на меня, что меня раздражает, и я предпочитаю избегать этого.

Я также хотел добавить измеритель емкости (напряжения) светодиода, чтобы мне не приходилось гадать, когда мне нужно его зарядить, или когда я останусь в глуши без электричества.

Чтобы разместить всю электронику, я решил использовать квадратную алюминиевую трубу, которая была немного уже, чем верхняя труба рамы моего велосипеда. Подключение компонентов после того, как они были в корпусе, было бы невозможно, поэтому я подключил переключатели (у них были винтовые клеммы, поэтому я приклеил их клеем CA, чтобы они не открутились из-за вибрации). У диммера также были винтовые разъемы, поэтому я распаял их и припаял провода прямо к печатной плате — каждый винт откроется через некоторое время! Прикрутив болтами оба переключателя и диммер, я пропустил входные провода переключателей через отверстие, которое я просверлил для выхода диммера, спаял их вместе и вставил провода обратно внутрь. Затем я пропустил провода светодиодного вольтметра и приклеил его на место. Оставшись с входными проводами для стробоскопа, диммера и вольтметра, я спаял их вместе, а затем припаял их к водонепроницаемому гнездовому коннектору, который позже будет подключен к батарее.

Проще говоря, все компоненты (кроме обоих переключателей) получают питание непосредственно от входа. Высокоскоростной диммер приводит в действие светодиодную фару мощностью 20 Вт. Выход стробоскопического диммера подключается к обоим переключателям, левый питает оба светодиода на передней панели, а правый — красные светодиодные ленты. Я рекомендую заранее продумать каждую часть процесса подключения, чтобы уменьшить количество необходимых проводов. Каждый дополнительный провод и паяное соединение — это рецепт беспорядка в будущем, если что-то перестанет работать, и вам нужно все разобрать, чтобы найти причину. В итоге у меня есть 3 пары проводов, входящих в блок управления, и только 3 пары выходящих. Я действительно рад, что потратил время, пытаясь свести к минимуму количество паяных соединений и проводов, потому что в противном случае был бы беспорядок.

Затем я установил его на свой велосипед, защитив раму лентой, как я делал раньше, и закрепил ее силиконовым клеем и стяжками. Оглядываясь назад, я мог бы оставить диммер стробоскопа внутри блока управления (чтобы сделать его еще меньше), поскольку я не планирую когда-либо снова менять настройки.

Шаг 6: Пайка светодиодов

Краткий обзор — на этом этапе плата управления подключена и смонтирована на раме, а три (выходных) провода ждут пайки.

Я припаял провода (которые я расширил на предыдущем шаге) непосредственно к их светодиодам, но решил не делать этого для светодиодных лент на велосипедной стойке, потому что я хочу иметь возможность снимать велосипедную стойку на случай, если мне когда-нибудь понадобится транспортировка или если она когда-нибудь сломается. Я подключил светодиодные ленты через фиксирующий соединитель, чтобы я мог легко их отсоединить, а также, если какая-то часть в блоке управления (которую я не могу определить вовремя для ремонта) когда-либо ломается, я знаю, что всегда могу включить красный светодиод полосы напрямую от другого источника питания. Я не ожидаю, что что-то из этого произойдет, но я не люблю застревать посреди никуда без каких-либо огней!

Я люблю оставлять немного провисающих проводов (которые я прикрепляю к раме молнией) на тот случай, если мне когда-нибудь придется ремонтировать. Я также заделал все открытые паяные соединения силиконовым клеем, чтобы защитить их от дождя.

Шаг 7: Завершающие штрихи

Чтобы закончить это, я привязал молнию к объективу 60 ° и отражателю с помощью прилагаемого к нему кронштейна. Он должен был быть прикручен к радиатору, но он был слишком маленьким, и это было лучшее, что я мог придумать.

Переключатели, которые я купил, также поставлялись с резиновым чехлом для гидроизоляции, поэтому я добавил их, а также ручку для диммера.

У меня были квадратные колпачки для трубок, которые точно подходили к диаметру блока управления, поэтому я приклеил их на место после отрезания нескольких частей, потому что переключатели не позволяли его вставить. В алюминиевой трубке, которую я использовал для блока управления, было отверстие с одной стороны (изначально я использовал эту трубку в качестве прототипа для своего самодельного штатива), и мне пришлось работать над этим, но в конце концов все обошлось.

А теперь займемся сборкой аккумулятора!

Шаг 8: Батарея: зачем она нужна

Мне потребовалось много времени, чтобы взвесить плюсы и минусы всех возможных вариантов питания велосипедного фонаря. Я мог бы привести его в действие аккумулятором дрели, свинцово-кислотным аккумулятором (который был бы очень тяжелым), построить или купить никель-металлогидридный аккумулятор или построить или купить литий-ионный аккумулятор.

Я решил собрать свой собственный литий-ионный аккумулятор из 18650 ячеек, которые я получил бесплатно от аккумулятора ноутбука. Они поместятся внутри прямоугольной алюминиевой трубы под верхней трубой рамы моего велосипеда. Заключение в алюминиевую трубку защищает элементы от элементов, но, что важнее всего, оно пожаробезопасно (в случае аварии с зарядкой), устойчиво к проколам и ударам (в случае реальной аварии), и то и другое. очень важны для литий-ионных аккумуляторов! В зависимости от вашего подседельного штыря вы можете поместить в него весь аккумулятор, но я не хочу, чтобы его оставили без питания, если его украдут.

Я впервые создаю такой тип аккумуляторной батареи, и все получилось именно так, как я планировал, но сборка такой аккумуляторной батареи может быть очень опасной, если все сделано неправильно, поэтому я не буду предоставлять пошаговые инструкции для как я это сделал, поскольку, возможно, я пропустил важные меры безопасности, и я рекомендую вам провести собственное исследование. Но в основном я сгруппировал 6 аккумуляторов 18650 в 3 пары и спаял их в соответствии со схемой используемой мной платы защиты 3S, дважды проверяя миллион раз до и после каждого шага, чтобы убедиться, что я не ошибся. . У меня не было точечного сварочного аппарата, который обычно используется для сборки аккумуляторных блоков, и я читал, что их пайка напрямую может быть опасной, поэтому вместо этого я использовал 3 плоских подпружиненных аккумуляторных отсека. Не используйте кейсы со спиральными пружинами сжатия, они плохо удерживают батареи и постоянно отключаются.

Спаяв все провода и убедившись, что он работает, я вставил аккумулятор в трубку и сделал два алюминиевых кронштейна, чтобы прикрепить его к верхней трубке с помощью стяжек. Проходящие провода предназначены для входа и выхода зарядки, а также для термостата на 45 градусов (c), который должен отключать питание в случае перегрева. Я неправильно рассчитал размер батарейного блока, поэтому я привязал одну его сторону молнией прямо к раме, поэтому я вернусь и установлю его правильно с использованной внутренней трубкой, чтобы уменьшить вибрации, а также как можно скорее.

Когда я собирал велосипедную стойку, я намеревался установить батарею под велосипедной стойкой между U-образным замком, но передумал, потому что предпочитаю, чтобы вес батареи был посередине велосипеда. Мне нравится подниматься по лестнице на велосипеде, и любой вес, который я могу снять с заднего колеса, снижает вероятность того, что я получу прокол в стиле змеиного укуса. Батарея весит менее полукилограмма (<1 фунта), что значительно меньше, чем свинцово-кислотная батарея, так что в любом случае мне было бы хорошо с точки зрения веса, но недавно я понял, что крепление для велосипеда становится опасно горячим. когда я оставляю его на солнце, даже если он сделан из алюминия, и я предпочитаю, чтобы он был как можно более прохладным.

В целом батарея составляет около 75 Втч, так что она сопоставима со свинцово-кислотной батареей 12 В, 6 А, которая весит ТОЛЬКО в пять раз больше 🙂

Шаг 9: ГОТОВО!

Мне нравится, как это получилось, я катался с ним на велосипеде последние несколько недель, и это самый крутой и один из самых полезных проектов, которые я когда-либо делал! Я ехал на велосипеде в темноте с посредственными фарами в течение многих лет и всегда чувствовал, что водители не видят меня достаточно хорошо — больше нет! И не только это, внимательно посмотрите на цемент на колесных дисках — это результат того, что произошло, когда мой предыдущий свет был недостаточно ярким, и я не видел лужу цемента до того, как почувствовал его!

Моя любимая деталь — красные светодиодные ленты. Во-первых, они выглядят эпично! Мне удалось использовать все доступное пространство на стойке для велосипеда, поэтому они очень яркие и видны издалека, но не сковывают вас, потому что свет распространяется на большую площадь, в отличие от маленьких фонарей. Думаю, теперь водители видят меня более отчетливо, а не только мигающую красную точку, вылетающую из их глаз.

Большую часть времени я езжу на велосипеде с мигающими светодиодными полосами и включенным налобным фонарем мощностью 20 Вт на полную мощность, а батарея, кажется, работает вечно! Результатом я очень доволен и, безусловно, стоило потраченных усилий!

Еще несколько мыслей:

• В общем, я потратил 25 долларов на его сборку (7 долларов на компоненты батареи, 18 долларов на все остальное). Это было больше, чем я думал (в основном я повторно использовал компоненты, которые купил много лет назад, для других проектов), но это все еще ничто для такого рода света.
• Если у вас нет стойки для велосипеда, я рекомендую купить красный светодиод мощностью 10 Вт (или красные светодиоды мотоцикла в зеркале заднего вида) для установки на стойку вместо светодиодных лент. Это был мой первоначальный план до того, как я подумал о постройке велосипедной стойки.
• Теперь я думаю об обновлении светодиодных лент неоновыми светодиодными лентами, которые выглядят более единообразно.
• Если у вас есть большая подставка для велосипеда, вы можете даже сделать светодиодные ленты и формы, и они могут мигать, как световые индикаторы, вот такие, но намного большего размера.
• Я также подумал о том, чтобы внутри батареи был повышающий преобразователь USB, таким образом я мог бы заряжать его через микро-USB или даже через линии 12 В USB-C, но это оказалось слишком сложным с разными напряжениями, и батарея в основном длится. В любом случае навсегда. Это было бы полезно только в чрезвычайной ситуации, которой у меня нет, и я всегда могу построить более точный внешний повышающий преобразователь, чтобы правильно заряжать его через USB. Я не хочу возиться с зарядкой аккумуляторов, что может привести к пожару везде, где его можно избежать.
• Я также подумал о том, чтобы сделать его на солнечной энергии, так как я оставляю свой велосипед на солнце на много часов каждый день, пока я в школе, но они дорогие и хрупкие, и у меня нет места для одного на моем велосипеде. Хотя, если бы я это сделал, солнечная панель USB, вероятно, была бы самым простым способом убедиться, что зарядка регулируется должным образом, и я также мог бы использовать ее для зарядки своего телефона.
• Еще одна идея заключалась в том, чтобы приклеить светодиодные ленты по бокам рамы, чтобы их было лучше видно сбоку. Обратите внимание на эти разноцветные светодиодные ленты для автомобильных дверей.
• Если вы хотите включить налобный фонарь, но вам не нужен диммер, обратите внимание на этот переключатель на руле, сделанный для мотоциклов.
• Меня беспокоит то, что фара слегка мерцает, когда я также включаю красные светодиодные ленты, потому что они заставляют немного падать напряжение батареи. Но когда я еду, этого не видно, только когда байк стоит. Я думаю, что конденсатор может решить эту проблему, но я не знаю, как именно это можно сделать, и я не хочу повредить диммер.

Материал переведен для читателей modelist-konstruktor.com