ВЕЛОСИПЕД КРАСИВЫЙ И БЕЗОПАСНЫЙ

Как известно, велосипед — любимый транспорт детворы всех возрастов, увлекаются им и взрослые. Однако наряду с массой положительных черт есть у двухколесной машины и недостаток -плохая заметность в условиях недостаточной видимости, в сумерках, например, на неосвещенных участках дорог. Конечно, почти все велосипеды оборудованы пассивными отражателями света — катафотами, пользуются популярностью и различные дополнительные электрические источники света — задний габаритный огонь или фара спереди. Учащиеся средней школы № 3 города Амурска Хабаровского края Руслан Кузнецов, Максим Лопатин и Сергей Головчик в рамках курса внеурочной деятельности «Схемотехника» решили создать свой вариант «световой оснастки», направленный на повышение пассивной безопасности, а именно — сделать велосипед более заметным на улице, не нарушая, а даже подчеркивая его техническую эстетику.

Идея заключается в том, чтобы подсветить колеса велосипеда при помощи многоцветной светодиодной ленты. Такая подсветка компактна, а значит, она не будет мешаться при езде. Наконец, на наш взгляд, она красивая и неминуемо добавит велосипеду индивидуальности.

Трехцветную LED-ленту закрепили отдельными сегментами по окружности обода каждого колеса между спицами. Это легко сделать, поскольку существуют ленты с шагом нарезки 50 мм, например, LED-RGB-SMD-5050/60 IP68. Маркировка означает, что лента цветная (RGB), выполнена на крупных светодиодах типоразмера 5050, имеет класс защиты IP68, то есть она покрыта герметичной силиконовой оболочкой, защищающей ленту от влаги и внешних воздействий. Крепление произвели при помощи клея «Момент универсальный», а также термоклея, поскольку собственный липкий слой ленты держал очень слабо.

Электрическую часть нарезанных сегментов соединили многожильным монтажным проводом сечением 0,5 мм2. Места пайки защитили силиконовым герметиком. Провод зафиксирован монтажными хомутами к спицам колеса.

В соответствии с электрической схемой, полученные шины питания R, G, В и общий провод подключили к RGB контроллеру, который соединили со схемой BMS-3S заряда и защиты аккумуляторов. Для питания схемы на спицах закреплены литий-ионные аккумуляторы стандарта 18650, упрятанные в отрезки металлопластиковой трубы диаметром 20 мм, заглушенных с обоих торцов тем же силиконовым герметиком. В результате каждый аккумулятор находится в герметичной капсуле, только провода выведены наружу. На каждое колесо требуется три аккумулятора, соединенных последовательно, тогда на выходе получим необходимое напряжение 12 В. По мере разряда аккумуляторов, при снижении суммарного напряжения ниже 9 В, плата BMS отключит их во избежание выхода из строя. Аккумуляторы в корпусах закреплены равномерно вокруг ступицы колеса, чтобы не нарушать его балансировку. Контроллер и BMS-схема закреплены на спицах максимально близко к ступице, также равномерно относительно нее. На одной из спиц установлена кнопка включения питания подсветки. Для крепления всех комплектующих также используются монтажные хомуты.

В электрической схеме предусмотрена цепь для заряда аккумуляторов при помощи обычного адаптера питания типа RS-14-1 от сети 220 В в перерывах между поездками. Для подключения адаптера прямо в схеме заряда и защиты АКБ каждого колеса установлен миниатюрный разъем, который на время поездки закрыт герметичной крышкой. Для одновременной зарядки аккумуляторов на двух колесах низковольтный шнур адаптера пришлось доработать: он расходится на два отдельных провода с коннекторами под каждое колесо.

Нам показалось интересным сделать управление подсветкой колес при помощи ПДУ. Если правильно подобрать положение инфракрасного приемника контроллера, то предположительно появится возможность переключать режимы подсветки прямо на ходу. Подтвердить или опровергнуть это должны были испытания, которые школьники провели с большим энтузиазмом, с удовольствием катаясь по городу и совершая поездки на дачу.

Контроллер оказался настолько чувствительным к пульту, что реагировал даже на отражения сигналов от зеркальных поверхностей витрин и бортов автомобилей. Аккумуляторов уверенно хватает на пять часов работы. После этого схема защиты BMS-3S срабатывает и отключает подсветку. Расчеты показывают, что при рабочем напряжении 12 вольт на каждый светодиод LED ленты приходится ток 20 мА. Значит, один сегмент ленты потребляет максимальный ток 60 мА, а колесо из 10 сегментов — 600 мА. Аккумуляторы стандарта 18650 имеют емкость 2700 мАч, соответственно, теоретически схема должна работать 2700/600 = 4,5 часа. Превышение времени работы на 30 — 40 минут объясняется тем, что контроллер RGB при переборе цветов и оттенков постоянно варьирует питание R, G и В-светодиодов от 0 до 100%, и на практике лента потребляет в среднем уже меньше 600 мА. К слову, на полный заряд аккумуляторов тоже требуется примерно пять часов.

Реализованная нами подсветка колес велосипеда с успехом выдержала вот уже три летних сезона. Ребята ездили и по городу, и на дачи, и на рыбалку. А хороших дорог, поверьте, у нас не много. Схема побила и все рекорды по продолжительности работы батареи аккумуляторов. Изучение аналогичных конструкций других любителей тюнинга в интернете показало, что обычно их подсветка работает не более двух часов, при этом светит менее ярко (применяются батареи «Крона»), либо опасна в эксплуатации (не догадались применить BMS контроллер). Ну а возможность управлять схемой дистанционно, не прерывая поездку, на данный момент, думаю, есть только у нас. Презентабельность конструкции не раз подтвердила администрация нашей школы: велосипед с подсветкой был неоднократно задействован как «гвоздь программы» в различных школьных мероприятиях.

Многочисленные поездки показали, что смонтированная схема нисколько не ухудшила управляемость велосипеда. Ребята говорили, что не раз их останавливали инспектора ДПС и с интересом расспрашивали о конструкции. Все они сходились во мнении, что идея подобного светового тюнинга весьма полезна, поскольку заметно улучшается видимость велосипеда на дороге для других участников движения. Высказывались пожелания, чтобы такой техники на улицах было как можно больше. Не знаю, возьмет ли нашу идею на вооружение какой-нибудь производитель или продавец велосипедов, но уверен, что практически каждый любитель этой техники сможет сделать подобную подсветку. Ее бюджет в ценах прошлого года составил не более 3000 рублей. Если же отказаться от RGB-контроллера и пульта для дистанционного переключения цвета подсветки, а ограничиться простым трехпозиционным переключателем, то схема выйдет еще дешевле. Наконец, можно использовать просто одноцветные LED-ленты, при этом несколько пострадает привлекательность конструкции, но никак ни ее главная функция — повышение пассивной безопасности велосипеда, а значит, и того, кто на нем едет.

Максим ЛАВРУХИН г. Амурск, Хабаровский край