出品 21ic論壇 逍遙李
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滑步車是一種不帶腳蹬的自行車,主要給3歲左右的幼兒練習(xí)平衡感使用,玩熟練了可以跑得很快~
但買的時候發(fā)現(xiàn),各種高中低配款都沒有車燈(可能商家認(rèn)為這個是白天玩的,但白天上班沒時間帶孩子出去玩)……帶音樂的見過,但帶車燈的還真沒有!
而我的兒子比較皮,還專門喜歡去黑的地方“探險”,有時候拿手機(jī)給他照著路,但跟不上他,而且手機(jī)燈光也不足,所以我就考慮自己做一個車燈,給他的滑步車裝上。
01
需求分析與方案構(gòu)思
基本的需求有以下幾點(diǎn):
- 用干電池供電,方便更換電池,安全可靠
- 亮度足夠,照射角度可以調(diào)節(jié)
- 有開關(guān),最好不騎的時候能夠自動關(guān)閉
分析以上需求,方案大概就是——通過光敏電阻、震動開關(guān)等傳感器,檢測外界信號,然后控制電子開關(guān)通斷。
02
電路設(shè)計
方案A:
本來最先想到的是使用三極管 光敏電阻,但光敏電阻有個問題,那就是晚上忘記關(guān)的話,燈也會一直亮,可能會把電源耗盡;后準(zhǔn)備用震動開關(guān)作為傳感器,因為車子沒有腳蹬,也沒有支架,不騎的時候一般是放倒的。
根據(jù)這個思路,我設(shè)計的原理圖如下:
在上圖中,S1和S2就是兩個震動開關(guān)(為什么是兩個串聯(lián),本文后面會提到)。
不過,這個方案也有問題:實際測試發(fā)現(xiàn),震動開關(guān)一斷開燈就會立即熄滅,即使加了電容,延遲效果也不明顯(電容容量1000uF以上可能會好點(diǎn),但那樣體積又會很大,而且手里沒有那么大電容),這樣在實際騎行中,隨著顛簸,車燈就會一直閃爍,無法使用。
隨后我又想到,要想加大延遲,除了增加電容的容量,另一方面也可以通過減弱控制電流來實現(xiàn)。最合適的方案應(yīng)該是用MOS管作為開關(guān)器件,于是設(shè)計了方案B。
方案B:
翻找一番后,手里電阻只有100K和2M的了。為了延遲時間長點(diǎn),我選用了2M的電阻,MOS管選了AO3400,電容選的是10uF,還是0603封裝,體積足夠小了,而LED燈加了一個8.2Ω限流電阻。
03
材料準(zhǔn)備
震動開關(guān)2個,高亮LED燈珠1個:
然后是AA電池盒1只,電阻、電容、MOS管按圖,萬用板手指蓋大小就夠了,都是一些常見的物料。
04
焊接測試
準(zhǔn)備好物料后,接下來就開始焊接了。目前一切都還順利,直接上圖給大家看一下:
這里可以看到,兩個震動開關(guān)呈左右“V”字型布置,這個非常關(guān)鍵,因為我們并不確定車子往左還是往右倒下。
為了實現(xiàn)預(yù)想效果,可以按圖布置成串聯(lián),這樣只要其中一個斷開,整個控制端就會斷開了。
使用自己的燈光,給自己補(bǔ)光拍個照:
在實際測試中發(fā)現(xiàn),控制端斷開后約12秒,燈會自動熄滅,所以這就完全可以解決“騎行中顛簸導(dǎo)致的震動開關(guān)通斷致使燈光閃爍”的問題了。
05
外殼設(shè)計
為了安裝在車頭上,只有電路是完全不夠的,還需要設(shè)計一個外殼。其實這個外殼用3D打印肯定可以做得更好點(diǎn),但是手邊沒有打印機(jī),只有一臺激光切割機(jī),所以也只能用它了。
我先設(shè)計了一張三維圖:
拆圖過程略過……
06
外殼加工與組裝
加工,切割如下:
準(zhǔn)備組裝:
組裝完成:
07
整體效果
視頻展示(復(fù)制下方鏈接,在瀏覽器中打開):
https://player.youku.com/embed/XNTgyMTg3MzU0NA==
做了兩個,一個是給我兒子的,另一個是送給他的好朋友的:
?08
亮點(diǎn)與不足
兩個地方,我覺得比預(yù)期效果還要好,其中一個就是轉(zhuǎn)動的這個關(guān)節(jié):
這里沒有使用螺栓,也沒有使用其他連接件,就是切割下來的小圓,然后中間開方孔。這樣可以轉(zhuǎn)動并且?guī)в幸欢ǖ淖枘?,從而實現(xiàn)手動調(diào)節(jié)照射角度,并能保持這個角度。
第二點(diǎn)是連接件這里:
? ??為了連接垂直的兩個面,可以使用多種方法,比如膠水、過盈配合的卡口(之前設(shè)計常用這種)。但這次因為是裝在車上的,不是擺在家里的,需要足夠牢固,所以就設(shè)計了上圖所示的M2*8螺栓 特制螺母。
這個螺母是用木板切割的,方形的,填充進(jìn)去之后,表面摸上去還是很平齊的,另一側(cè)用螺栓鎖緊,非常牢固!
當(dāng)然,本次設(shè)計也有不足之處:沒有使用光敏電阻,導(dǎo)致在白天的時候,如果忘記關(guān)掉總開關(guān)騎車,燈還是會一直亮的,以后有機(jī)會將嘗試改進(jìn)一下。
既然聊到了這里,神通廣大的網(wǎng)友們,請大家?guī)兔匆幌?,有沒有什么簡單的辦法,在方案B的基礎(chǔ)上,只增加光敏電阻或極少的器件,就可以實現(xiàn)白天也能自動關(guān)機(jī)(或耗電盡量少)?這樣就不需要總開關(guān)了。
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