22 марта 2014

Велокофта с сигналами поворота



Хочу поделиться интереснейшим проектом. Он не только поможет повысить безопасность в отсутствии велодорожек, но и будет невероятно удивительно смотреться живьем. И да, смею вас успокоить, в ближайшее время я больше не буду тревожить вас переводами. *прим. переводчика

«Я понял одну нехитрую истину. Она в том, чтобы делать чудеса своими руками.»
© А. Грин «Алые Паруса»

В этом руководстве я расскажу как сделать кофту с сигналами поворота, дабы при велопробегах люди знали точно когда (и куда) вы будете поворачивать. В конечном итоге, у вас получится удобная и ноская кофта, которую к тому же можно будет стирать, благо материалы позволяют. Наслаждайтесь!

Материалы



Нам понадобятся:
Плата LilyPad Arduino
модуль конвертор USB в Serial FTDI Basic Breakout 3.3V
мини-usb кабели
Плата питания для LilyPad Arduino
16 светодиодов LilyPad
2 миниатюрных кнопочных переключателя
катушка проводящей нити
цифровой мультиметр с «прозвоном»
собственно кофта
иголка или даже две, кусок мела, фабричный клей и линейка
ножницы
двусторонний скотч
швейная машинка

Дизайн







Размещение деталей

Основная задача — решить где и как должны располагаться детали конструкции, чтобы проводники как можно меньше пересекались между собой. Переда началом собственно работы стоит разработать эскиз. На фото сверху эскизы для моей кофты. Красным цветом показано соединение питания (+), черным — земли (-), зеленым — светодиодов, а фиолетовым — переключателей.

Важное о питании

Настоятельно рекомендую размещать плату питания рядом с LilyPad Arduino. В противном случае, вы рискуете тем, что LilyPad Arduino может вообще не заработать.
Почему? Просто у проводящих нитей не вполне обычное сопротивление (в использованной нити сопротивление составляет 46 Ом/м). В зависимости от того, какие детали вы используете в своей конструкции, ток может составлять 0,05А. Закон Ома гласит, что падение напряжение на токопроводящих материалах равно сопротивлению этого материала на ток, который через него течет.
Например, если питание от LilyPad разместить на расстоянии 0,3м, падение напряжения составит 1,4 В. Получится, что при напряжении в 5 В на батарее, до LilyPad будет доходить лишь 3,6 В, а когда его значение достигнет 3,3 В, LilyPad вообще не будет запускаться. В общем, сопротивление при соединении питания с LilyPad должно быть не более 10 Ом.

Но не стоит сразу расстраиваться от всего вышесказанного! Просто размещайте питание и LilyPad на соответствующем расстоянии.

Переносим эскиз на одежду



Для переноса вашего эскиза на кофту, используйте мел или другую временную разметку. С помощью двустороннего скотча приклейте LilyPad туда, где плата будет располагаться в конечном итоге. Это поможет оценить картину в целом и будет легче окончательно пришивать плату к кофте.





Пришиваем плату питания и LilyPad к кофте



Для начала, разбираем плату питания

Снимите заднюю крышку от платы питания и уберите металлическую отделку. Для этого можете использовать мелкие кусачки как на фото, ну или воспользоваться ножницами.

Крепим аккумулятор к ткани

Итак, самое главное — это прочно зафиксировать батарею на ткани. Лично я рекомендую приклеить или пришить её прежде чем продолжать дальше. Кстати, можно приклеить или пришить что-нибудь под неё, чтоб уменьшить контакт с тянущейся тканью.

Если вы решили «прокачать» тонкую или сильно тянущуюся ткань… Пересмотрите свой выбор! Гораздо легче будет работать с плотным и не растягивающимся материалом. Если вы все-таки полны решимости продолжать работу с тонкой тканью, хорошенько подумайте над местом размещения платы питания, ведь это самая тяжелая деталь конструкции. Так что крепите его куда-нибудь, где он не будет сильно оттягивать материал. И да, в этом случае без вариантов — обязательно приклейте или пришейте что-нибудь под плату питания.

Пришиваем + контакт платы питания к кофте



Если вы никогда раньше не держали в руках иголку с ниткой, поцените вот эту инструкцию(она, конечно, на буржуйском, но там много понятных картинок*). Отрежьте 0,9-1,2 метра проводящей нити. Теперь проденьте нитку в иголку. Завяжите на конце узел, но не слишком близко к концу нити, а то узел быстро развяжется.

Пришивайте плату питания, начиная с изнаночной стороны, как можно ближе к + платы. Сделайте несколько стежков, чтоб она лучше держалась, и контакт между питанием и нитью был хорошим. Рекомендую сделать штук 5 стежков, во всяком случае, делайте стежки до тех пор, пока иголка не будет с трудом проходить в отверстие.



Шьем от аккумулятора к LilyPad и завершаем соединение



После того, как вы пришили + контакт питания, делайте аккуратные стежки по направлению к + контакту LilyPad. Я пришивала к флисовой подкладке, чтоб на лицевой стороне кофты не были видны швы. Устанавливайте соединение с контактом LilyPad аналогично как с контактом платы питания. Когда завершите процедуру, обработайте узлы фабричным клеем.







Проверяем получившееся соединение

Меряем сопротивление



Расчехлите мультиметр и поставьте его в режим замера сопротивления. Меряйте сопротивления на 2-х участках: от + питания к + LilyPad и от — питания к — LilyPad. Если сопротивления любого из этих участков будет больше 10 Ом, придется перешивать соединение.



Поставьте батарейку AAA в плату питания и включите её. Должен зажечься красный диод. Если этого не произошло, и вы уверены, что выключатель находится в правильной позиции, быстро снимите батарею и проверьте соединение на короткое замыкание. Собственно говоря, вы можете проверить на короткое замыкание с помощью мультиметра.

А проверьте на сопротивление между + и -. Если оно меньше 10 кОм, поздравляю, у вас короткое замыкание. Далее следует найти его и устранить.

Если с платой питания все в порядке, займитесь LilyPad. При каждом нажатии на выключатель, на нем должна мигать лампочка. После того, как все соединения работают, выключите питание и извлеките аккумулятор.

Изолируем питание и заземляем

Чтож, теперь ваша кофта битком набита не изолированными проводящими швами. В этом нет ничего страшного, когда кофта одета на вас, ибо тело не позволит проводам замыкаться между собой. Но вы же не будете как манекен просто стоять. Если вы снимите кофту или просто будете двигаться, велика вероятность короткого замыкания между проводами. Чтобы не допустить такого, используйте дутые краски для ткани (или другой изоляционный материал). Конечно, стоит накладывать изоляцию только в том случае, если вы уверены в соединении. Так что этот шаг стоит проводить в тот момент, когда посчитаете нужным.

Пришиваем сигналы поворота





Используйте ту же технику, которой пришивали питание к LilyPad. Соедините + контакты светодиодов для поворота налево с 9 контактом LilyPad, а для поворота направо — с 11 контактом LilyPad. Теперь соедините все — контакты светодиодов и крепите их к — контакту или к 10 контакту LilyPad. Если у вас возникли какие-то непонятки с соединением, обратитесь к эскизу выше.

Не забывайте покрывать все узлы клеем во избежании разрыва соединения. А также не допускайте короткого замыкания. После соединения светодиодов убедитесь, что плюсовые соединения не касаются минусовых.

Проверяем сигналы поворота

Загрузите тестовую программу в LilyPad. Вот текст моей:

int ledPin = 13; // the LED on the LilyPad
int leftSignal = 9; // my left turn signal is attached to petal 9
int rightSignal = 11; // my right turn signal is attached to petal 11
int signalLow = 10; // the — sides of my signals are attached to petal 10

void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the ledPin to be an output
pinMode(leftSignal, OUTPUT); // sets the leftSignal petal to be an output
pinMode(rightSignal, OUTPUT); // sets the rightSignal petal to be an output
pinMode(signalLow, OUTPUT); // sets the signalLow petal to be an output
digitalWrite(signalLow, LOW); // sets the signalLOW petal to LOW (-)
}

void loop() // run over and over again
{
delay(1000); // wait for 1 second
digitalWrite(leftSignal, LOW); // turn the left signal off
delay(1000); // wait for 1 second
digitalWrite(rightSignal, HIGH); // turn the right signal on
delay(1000); // wait for 1 second
digitalWrite(rightSignal, LOW); // turn the right signal off
delay(1000); // wait for 1 second
}

Если ваш схема соединения такой же, как у меня, можете просто копипастить этот код в Arduino window. Если сигналы поворота не работают, берите в руки мультиметр и проверяйте на короткое замыкание или плохое соединение, а также на соответствие программы схеме соединения.

Если же все работает правильно, не забывайте добавлять изоляцию соединения.

Пришиваем переключатели





Найдите такое место для переключателей на кофте, с которого будет удобно на них нажимать, когда вы едете на велосипеде. Лично я пришивала их прямо в районе запястья. Цените фотки.

Когда подходящее место найдено, приложите переключатель с лицевой стороны ткани, проденьте и согните его «ноги» с изнаночной стороны ткани.





Пришиваем переключатели










Пришейте переключатели к одежде. Одну «ножку» переключателя соедините с информационным контактом LilyPad, а другую, ту что диаметрально противоположна вышеуказанной, к земле LilyPad. В моем случае для + использовался 6 контакт для светодиодов левой стороны и 12 контакт для правой. А для земли: — контакт для левой стороны и 4 — для правой. Если возникли непонятки — ознакомьтесь со схемой.



Когда закончите пришивать, дополнительно укрепите переключатели клеем. Вы же не хотите чтоб они отвалились в самый неподходящий момент.

Пришиваем индикаторы рабочего состояния




Пришиваем по одному светодиоду на каждый рукав

В связи с отсутствием глаз на затылке, эти индикаторы позволят наглядно видеть что там у вас творится на спине. Так что размещать их нужно там, где вы будете их видеть. Пришейте + контакты каждого светодиода к LilyPad (в моем случае, 5 контакт для левого и 3 для правого), а — контакты к — контакту переключателя. Опять же, сверьтесь с чертежом если возникли какие-то непонятки.

В очередной раз напоминаю: используйте клей для узлов и проверяйте на отсутствие короткого замыкания.





Итак, как только вы пришьете индикаторы, фаза пришивания закончена! Ура-ура. Теперь перейдем к программированию…

Программируем кофту



Продумываем алгоритм

Вот мой алгоритм: после нажатии на переключатель, сигнал поворота мигает 15 секунд или что-то около того. Повторное нажатие на переключатель, если сигнал поворота все еще работает, приводит к выключению сигнала. Если же нажать оба переключателя, то кофта переходит в режим «ночной езды», чтоб автолюбители видели велосипедиста на дороге. Светодиоды на запястьях, в свою очередь, должны информировать о том, что творится на спине. Вот код, который у меня получился.

Программируем



Чтоб запрограммировать кофту, копипастите мой код в Arduino window и загрузите в LilyPad. Если ваша конструкция отличается от моей, вам придется внести в код соответствующие изменения. Поиграйтесь с настройками, чтоб программа работала наиболее оптимальным для вас способом.

Теперь ставьте аккумулятор, и если все работает… Идите кататься!


?

Комментарии 3

avatar
Замечательная идея, моему сыну очень понравилось, он любит кататься на велосипеде и как раз занимается на кружке электроника. Сказал что мы подобрали хороший урок к занятию.
avatar
  • KsenjaV
  • 24 марта 2014, 14:02
  • 0
Хорошо придумали. Очень полезная вещь. На наших темных дорогах это нужно для всех.
avatar
  • Nina_S
  • 25 марта 2014, 12:54
  • 0
Очень полезная вещь, автор идеи большой молодец. Люблю ездить на велосипеде, но очень боюсь выезжать на дорогу, а в такой кофте, мне кажется уверенности в безопасности чуть больше. Но без обычных правил, где велосипедист показывает куда едет с помощью руки не обойтись, лучше использовать и кофту и руки)))

Регистрация в один клик!


Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.