天黑了如何安全骑车？——滑步小车改装记

只看该作者 · 2021-11-21 14:42

本帖最后由逍遥李于 2021-11-23 12:16 编辑

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滑步车是一种不带脚蹬的自行车，主要给三岁左右的幼儿练习平衡感使用，玩熟练了可以跑得很快

但是买的时候发现各种高中低配款都没有车灯（可能大家都默认这个是白天玩的，但是白天上班又没时间带他出去玩），带音乐的是见过，带车灯的没有

但是我儿子比较皮，还喜欢专门去黑的地方“探险”，有时候拿手机给他照着路，跟不上他，手机灯光也不足，因此就考虑自己做一个车灯，给他装上。
一、需求分析与方案构思
基本的需求有几点：
1.用干电池供电，方便更换电池，安全可靠；
2.亮度足够，照射角度可以调节；
3.有开关，最好不骑的时候能够自动关闭；
分析以上需求，方案大概就是通过光敏电阻、震动开关等传感器，检测外界信号，然后控制电子开关通断。
二、电路设计
方案A：最先想到的是使用三极管+光敏电阻，但是光敏电阻有个问题就是晚上忘记关的话，灯也会一直亮，可能会把电源耗尽；后准备用震动开关作为传感器，因为车子没有脚蹬，也没有支架，不骑的时候一般是放倒的，根据这个思路设计的原理图如下：

图中S1和S2就是两个震动开关（为什么是两个串联，这个后面会提到），这个方案也有个问题：实际测试发现，震动开关一断开灯就会立即熄灭，即使加了电容，延迟效果也不明显（电容容量1000uF以上可能会好点，但那样体积又会很大，而且手里没有那么大电容），这样实际骑行中随着颠簸，车灯就会一直闪烁，无法使用。
随后，就想到要想加大延迟，除了增加电容的容量，另一方面也可以通过减弱控制电流来实现，最合适的方案应该是用MOS管作为开关器件，于是设计了方案B。
方案B：

翻找一番，手里电阻只有100K和2M的了，为了延迟时间长点，选了2M的电阻，MOS管选了AO3400，电容选10uF,还是0603封装，体积足够小了，LED灯加了一个8.2欧姆限流电阻。

三、材料准备
震动开关2个，高亮LED灯珠1个

然后是AA电池盒1只，电阻、电容、MOS管按图，万用板手指盖大小就够了，都是一些常见的物料。

四、焊接测试
准备好物料，开始焊接，一切都还顺利，直接上图看下：

这里可以看到两个震动开关呈左右“V”字型布置，这个非常关键，因为我们并不确定车子往左还是往右倒下，为实现预想效果，可以按图布置，串联，这样只要其中一个断开，整个控制端就断开了。

使用自己的灯光给自己补光拍个照

：

实际测试发现，控制端断开后约12秒，灯会自动熄灭，所以这就完全可以解决“骑行中，颠簸导致的震动开关通断致使灯光闪烁问题”。
五、外壳设计
为了安装在车头上，只有电路是完全不够的，需要设计一个外壳，其实这个外壳用3D打印肯定可以做得更好点，但是手边没有打印机，只有一台激光切割机，那只能还用它了，先设计了三维图：

拆图过程略过……。
六、外壳加工与组装
加工，切割如下：

准备组装：

组装完成：

七、整体效果
视频展示一下：

做了两个，一个是给儿子，另一个送给他的好朋友的

八、亮点与不足
两个地方，我觉得比预期效果还要好，其中一个是转动的这个关节：

这里没有使用螺栓，也没有使用其他连接件，就是切割下来的小圆然后中间开方孔，这样可以转动并且带有一定的阻尼，可以实现手动调节照射角度，又能保持这个角度。
第二点是连接件这里：

为了连接垂直的两个面，可以有多种方法，比如胶水、过盈配合的卡口（之前设计常用这种），但是这次因为是装在车上不是摆在家里，要足够牢固，所以就设计了上图所示的M2*8螺栓+特制螺母，这个螺母是用木板切割的，方形的，填充进去之后表面摸上去还是平齐的，另一侧用螺栓锁紧，非常牢固！
当然设计也有不足之处：
没有使用光敏电阻，导致在白天时候如果忘记关总开关骑车，灯还是会一直亮的。
以后可以尝试改进一下

既然聊到这里了，神通广大的坛友们：请大家看下有没有什么简单的方法在这个方案B基础上上，只增加光敏电阻或极少的器件，实现白天也自动关机（耗电尽量少），这样就不需要总开关了