Barra LED de señalización para bicicletas, con ATtiny

Construcción de una barra LED, para la señalización trasera en bicicletas, patinetes, etc. El circuito es muy simple y tiene muy pocos componentes electrónicos. Esta barra LED está construida con 5 LED de alta luminosidad, y está controlada con el pequeño procesador ATtiny (ATtiny 25/45/85 de 8 pines). La barra LED está alimentada con una batería de 3,7v (Li-Ion), pero también podría alimentarse con 2/3 pilas en serie de 1,5V.

Iluminación trasera en bicicletas

Luz trasera para bicicletasPor seguridad, cuando se circula con una bicicleta en zonas de baja luminosidad, es muy importante disponer de una buena iluminación trasera.  Por otra parte, es imprescindible señalizar cualquier cambio de dirección cuando se circula con tráfico. Como el ancho de una bicicleta es muy reducido, sólo se necesita un punto de luz, y es muy fácil integrar las luces de cambio de dirección construyendo una barra LED.

Luz intermitente secuencial

 

Al montar las luces de cambio de dirección junto con la iluminación trasera, es aconsejable que la identificación del sentido de giro sea clara, sin crear confusión por estar integradas en una sola barra. La mejor manera de hacerlo es creando una animación con las luces, igual que lo hacen algunos modelos de coche de alta gama.

Barra LED para señalización de bicicletas

El circuito de control está basado en el pequeño micro controlador ATtiny. Debido al número limitado de pines de conexión (8 pines), el modo de funcionamiento se determina en la fase de arranque. Así es necesario desconectar la alimentación del circuito cada vez que necesitemos cambiar su modo de funcionamiento: Luz trasera / Luz de dirección. Utilizando otro modelo de micro controlador con más pines, como el ATmega, se podrían integrar ambas funciones y ampliar el número de LED en la barra.

Programar el ATtiny

La programación del ATtiny se puede hacer con Arduino, mediante el interface ISP.

Programar ATtiny

Shield programador ATmega/ATtiny (ARDUINO)

Firmware

El código de programación de esta barra LED,  se puede descargar desde el siguiente enlace: Luz trasera para bicicletas

Shield programador ATmega/ATtiny (ARDUINO)

Diseño de un Shield programador ISP para la tarjeta de desarrollo Arduino UNO. Este programador es compatible con los micro-controladores: ATmega 48/88/168/328P de 28 pines, y con los ATtiny 25/45/85 de 8 pines.

Shield programador ISP

Este montaje es una modificación del programador ISP para micro-controladores ATmega, que mostraba aquí:

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KT002 Arduino UNO R3 Starter Kit 

Programador ISP para ATmega/ATtiny

Haciendo una pequeña modificación sobre el programador ISP de ATmega, podemos hacer que sea compatible con los micro-controladores de 8 pines ATtiny.

Pinout ATtiny

Si observamos la distribución de los pines de los micro-controladores ATtiny, podemos comprobar que si los insertáramos en el zócalo del programador del ATmega (28 pines), posicionando el pin 1 del ATtiny en el pin 9 del programador ISP, apenas tendríamos que realizar 2 cambios en el circuito para poder programarlos.

Montaje: Programador ISP

  1. El pin 12 del programador ISP lo podríamos conectar directamente a la línea GND, necesaria para alimentar el ATtiny cuando lo estamos programando… y la conexión del pin 12 a GND del ATmega no afecta a su programación.
  2. En el pin 9 del programador ISP tendremos que poner un pequeño conmutador, mediante la posición de un puente, para conectar el cristal de cuarzo cuando tengamos que programar un ATmega. Cuando tengamos que programar un ATtiny, el pin 9 del zócalo habrá que unirlo con el pin 1 (cambiando la posición del puente)… ya que el pin 9 del zócalo se corresponde con el pin 1 del ATtiny = Reset (ver el esquema anterior)

Shield para Arduino UNO

Con la construcción de un PCB hecho a medida de la tarjeta de desarrollo  Arduino UNO, se consigue hacer un programador mucho más compacto y versátil.

Esquema + PCB: Programador ISP

Así no sería necesario realizar la conexión con puentes entre ambas placas, cada vez que quisiéramos utilizar nuestro Arduino UNO como programador.

¿Dónde fabricar el PCB?

Actualmente hay muchas empresas que se dedican a fabricar circuitos impresos, pero no en todas podemos conseguir pequeñas tiradas a buen precio. Por suerte, ahora disponemos de Internet y es mucho más fácil que antes. Podemos buscar empresas en cualquier parte del mundo, y es más fácil encontrar un fabricante que haga nuestros prototipos (PCB) a buen precio. Una de las empresas más grandes del sector es PCBWay, y es la empresa PCBWay es un fabricante de circuitos impresos en China. Puedes encargar tus diseños – PCB Low Cost – que yo he elegido en esta ocasión.

Logo: PCBWay

https://www.pcbway.com/

Esta empresa, aparte de ser grande y tener muy buenos precios, dispone de un apartado en su Web para alojar los diseños y poder compartirlos.

Proyectos compartidos en PCBWay

https://www.pcbway.com/project/shareproject/

Link of my shared project: 

PCB from PCBWay

Mini cargador de baterías, regulable de 5A

Construcción de un pequeño cargador de baterías, regulable en tensión y corriente, aprovechando una fuente de alimentación reciclada. El módulo de ajuste y control de carga, está basado en el circuito integrado XL4015 (Step-Down Converter), que permite funcionar con unos valores máximos de 36V y 5A. El conjunto lo he montado en una caja hecha a medida, fabricada con la impresora 3D en PLA.

Gearbest JGAURORA A5 Updated Large Printing Size 3D PrinterJGAURORA A5 Impresora 3D de gran tamaño de impresión

Regulador de tensión XL4015

El circuito integrado XL4015, es un regulador de tensión de bajas pérdidas, que permite funcionar con una tensión y corriente máxima de 36V/5A. La regulación de tensión se realiza modificando el ancho de impulso (PWM) de una señal de alta frecuencia, consiguiendo así un rendimiento muy alto  (>80%).

Chip XL4015

El XL4015 regula la tensión de salida mediante la comparación de una muestra de la tensión de salida y su referencia interna de 1,25V.

Step-Down Cnverter XL4015

Modificando los valores del divisor de tensión a partir de la tensión de salida (ver la fórmula en el esquema), es posible obtener una tensión estabilizada dentro de un amplio margen de tensiones. La tensión máxima de salida será la de entrada, menos algunas décimas de voltio, y la tensión mínima será la tensión de comparación del XL4015 (1,25V).

Cargador de baterías con el XL4015

A partir del circuito integrado XL4015 se puede construir un circuito de control para cargar cualquier tipo de batería, porque tiene un amplio margen de tensión-corriente, y ambos valores son regulables.

Módulo cargador de baterías XL4015

Actualmente se puede conseguir este módulo de control de carga a bajo precio, montado en una pequeña placa de circuito impreso.

Módulo cargador de baterías, con XL4015

Analizando el esquema de este módulo de carga con el XL4015, podemos ver lo fácil y barato que resulta construir un cargador de baterías ajustable en tensión y corriente, Sólo tendríamos que sustituir las 2 resistencias ajustable por 2 potenciómetros, y montarlos en el frontal de una caja junto con sus 3 indicadores LED.

Este mismo circuito también se puede comprar con el XL4005 en lugar del XL4015. El módulo con el XL4005 sería totalmente compatible para realizar este montaje, lo único que cambia es que la tensión de comparación del XL4005 es de 0,8V en lugar de 1,25V. Así la tensión mínima que obtendríamos con el XL4005 será 0,8V.

Cargador de baterías regulable

Para fabricar este cargador de baterías, nos haría falta una fuente de alimentación y un medidor de tensión/corriente.  Yo he utilizado una fuente de alimentación de 19,5VDC, recuperada de una impresora HP Deskject 940C. El medidor de tensión/corriente que he montado, es un analizador de energía eléctrica muy completo.

Medidor de energía eléctrica

 

Este analizador de energía eléctrica es muy adecuado para este montaje, porque muestra datos muy útiles para conocer el estado de carga de la batería: su capacidad, consumo, potencia, tiempo de carga, etc.

Caja a medida con PLA

A pesar de que existen muchos modelos y tamaños de cajas donde podríamos montar este cargador de baterías, he preferido hacer una caja a medida con la impresora 3D.

Caja con PLA

Descargar fichero .stl

Tiny battery charger, adjustable 5A

Hacer la caja de un cargador de baterías con PLA, quizás no sea lo más adecuado para obtener un acabado profesional y robusto. Pero como este cargador lo voy a utilizar de forma ocasional y no me importa mucho su aspecto, el PLA es una buena solución.