Как сделать моргающий стоп сигнал своими руками?

Мигающая строка из светодиодов для стоп-сигнала на Arduino Pro Mini

Я просто не хотел наклеивать на заднее стекло автомобиля никаких наклеек — не известно кто по ночам проходит мимо машины и какая будет реакция на надпись. Решено было сделать надпись светодиодами под задним стеклом. В неактивное время ее не видно совсем (стекло сзади тонированное), к тому же можно выключать/включать когда нужно. Ну и чуть позже пришла идея включать надпись только когда загорается стоп-сигнал и сделать надпись из красных светодиодов — получается простое дублирование стоп-сигнала, но с дополнительной информацией. Вся работа заняла 3 вечера, вот что получилось.

Конечно, можно просто купить бегущую строку или световую доску и поставить под заднее стекло… Но быстро пробежавшись по ценам этих девайсов сразу стало как-то жалко денег и было решено все сделать своими руками.

Во-первых, я определился с железом — это Arduino Pro Mini, которая стоит 4$ на eBay. Почему именно она? Потому что ее вполне достаточно, даже с избытком. Светодиоды планировалось подключать к ШИМ каналам, чтобы можно было управлять яркостью светодиодов. У Arduino Mini всего 6 таких выходов — нам вполне достаточно. На самом деле, для нашей задачи подойдет абсолютно любая Arduina.

Далее я определился с надписью и разбил ее на 6 независимых секций. Этого оказалось даже много, поэтому оставил только 5 действующих и один канал запланировал на «прозапас». В каждой секции получилось от 2-х до 4-х букв, на каждую букву нужно примерно по 10-20 светодиодов.

Как известно, выход Arduino тянет всего 40ma, из-за этого подключить такую ораву светодиодов напрямую к выходам Arduino не получится. Для решения проблемы использовались мосфеты P16NF06 — мощные полевики, которых у меня оказалось в загашнике штук 20. Конечно, использовать мосфеты для такой задачи — это перебор, т.к. они могут переключать токи вплоть 1 ампера (например, тянут спокойно светодиодную ленту хорошей длины). Вместо них можно использовать простые биполярные транзисторы, которые дешевле. Зато мосфеты можно подключать напрямую к выводам Arduino, т.к. у них высокое входное сопротивление и по этой же причине они не требуют обвеса в виде резистора(-ов).

Далее пришлось выделить из запасов около 130 красных светодиодов 5мм. К сожалению, столько красных светодиодов у меня в наличии не оказалось, поэтому пришлось некоторые буквы сделать зеленого цвета. Как известно, светодиоды нужно подключать через резистор для ограничения тока. Было решено подключать последовательно по 6 штук и уже этот блок светодиодов подключать через резистор к +12В. Было рассчитано и подобрано опытным путем, что для 6-ти светодиодов и напряжении питания 12В нужен резистор номиналом примерно 50 Ом.

Основные моменты будущего девайса обозначены, теперь примемся за дело.

В качестве основы для панели был взят обычный картон от старой коробки. Были вырезаны две полоски размером 80х15 см. Этот размер оказался оптимальным для размещения под задним стеклом автомобиля. Далее на принтере была распечатана текстовая строка и подобран шрифт для букв — Calibri размером 300. Путем прикладывания к картону, надпись была перенесена на полоску. С помощью пинцета были проделаны дырки для светодиодов. Здесь нужно обязательно учесть, что светодиоды подключаются блоками по 6 штук, поэтому к каждому каналу должно быть подсоединено число светодиодов кратное 6-ти. В принципе, это можно обойти, создав последовательную цепочку из светодиодов из любого другого количества и рассчитав резистор для подключения их к 12В.

Также для меня было очень важным сохранить ножки светодиодов в целости и сохранности, чтобы можно было использовать их в других конструкциях. Поэтому для соединения ножки только чуть-чуть отгибались и припаивались друг к другу. Короче говоря, конструкция была собрана и запаяна примерно за 3 часа.

Arduino Mini обычно продается без ножек, поэтому первым делом припаиваем к ней ножки. Получается практически Arduino Nano, но только без 3.3В 🙂

На макетную плату также припаиваются разъемы для вставки платы контроллера. Далее припаиваются мосфеты так, чтобы можно было прикрутить к ним единый теплоотвод (хотя, никакой теплоотвод здесь не нужен, т.к. очень маленькие токи). Выводы ШИМ 3, 5, 6, 9, 10, и 11 из Arduino Mini припаиваются к соответствующим входам соответствующего мосфета.

Далее встала задача обеспечить Arduino Mini стабильным питанием. Как известно, от прикуривателя автомобиля мы имеем 12В, но это напряжение вполне может быть и 13 и 14 вольт в определенные моменты использования автомобиля. В документации Arduino Mini написано, что максимальное питающее напряжение может быть не более 12В, а на форуме было вычитано, что даже небольшое превышение может вывести плату из строя. Поэтому было решено использовать для питания Arduino отдельный регулируемый стабилизатор DC-DC. Его также можно заказать на EBay (стоит 1$), но можно собрать самому. У меня такие блоки есть, поэтому я использовал готовый. Таким образом, на отдельный стабилизатор подается 12В (а может вплоть до 30В), а на выходе установлено, скажем 6В, которые подаются на RAW вывод Arduino Mini. Питание светодиодов же происходит напрямую от 12В (через мосфеты).

В результате проектирования печатной платы в уме получилось следующее расположение элементов:

Теперь настала пора решить по какому сигналу все это будет включаться. Сначала планировалось подключение всего устройства прямо параллельно лампочке стоп-сигнала на автомобиле. Но, к сожалению, при подаче напряжения на Arduino происходит инициализация контроллера и длится это достаточно продолжительное время >1 сек. Более того, сразу после включения выходы Arduino находятся в Z состоянии и мосфеты реагируют на это весьма случайным образом. В результате после включения происходит произвольная индикация в течении всего периода инициализации контроллера. Конечно, с помощью дополнительного обвеса можно задать начальное состояние ключей, но на это нужны еще детали и время…

Вторым вариантом было подключение на цифровой вход Arduino сигнала от стоп-сигнала автомобиля. Для этого нужно было напряжение на лампе стоп-сигнала понизить до 5В, что, в принципе, не сложно. Но и этот вариант оказался непрактичным из-за того, что пришлось бы раскручивать заднюю панель и каким-то образом подключаться к стоп-сигналу…

Хотелось совсем какого-то простого решения и оно было найдено! Было решено использовать простой фоторезистор, подключенный к аналоговому входу Arduino. Сам же фоторезистор просто помещается в коробку со стоп-сигналом. Получается такая своеобразная опто-пара 🙂 Такое решение позволяет совсем не влазить в электрику автомобиля. Правда это возможно только когда стоп-сигнал находится в салоне под стеклом и к нему можно просунуть наш фоторезистор. Короче говоря, у меня такой доступ есть, поэтому я сделал именно так.

Более того, вариант с фоторезистором позволил решить еще одну задачу — яркость свечения в зависимости от внешней освещенности. По фоторезистору можно примерно оценить освещенность на улице и днем включать подсветку ярче, а ночью потускнее. Я это учел в программе, хотя на практике оказалось, что и ночью светодиоды далеко не слепят сзади едущих водителей.

Фоторезистор подключается к выводу А0 и к +5В. Также необходим резистор номиналом 10 кОм от вывода А0 на землю. Тип фоторезистора и номинал резистора в делителе влияют на константы, которые будут заданы в программе (их можно подобрать экспериментальным путем).

В результате получилась вот такая плата:

Теперь приступим к самому любимому занятию — программированию. Для того чтобы залить программу в Arduino Pro Mini нам потребуется преобразователь USB Serial. Я использую для этих целей FTDI Basic, который также можно приобрести на eBay.

Вот так должна выглядеть Arduino Pro Mini перед началом прошивки:

Для этого загружаем среду разработки Arduino. Если у вас все корректно установлено, то COM порт должен появиться в меню Сервис/Последовательный порт. Если его там нет, то вам нужно установить соответствующий драйвер из папки «drivers» самой платформы.

После выбора порта следует обязательно выбрать Сервис/Плата/Arduino Mini. К сожалению, здесь не все так просто. В зависимости от версии bootloader-а у вас может не получится записать программу в контроллер. Если после компиляции будет выдаваться ошибка типа

stk500_getsync(): not in sync: resp=0x00

, то скорее всего скорость COM порта среды разработки не совпадает с этим же параметром, заданным в bootloader. Чтобы это исправить, рекомендуется:

1. Выбрать Сервис/Плата/Arduino Nano. Обычно это помогает, но если не сработало, то см. следующий пункт.
2. В папке среды разработки находим файл “hardwarearduinoavrboards.txt”. В этом файле находим секцию «mini.name=Arduino Mini» и далее параметр «menu.cpu.mini.atmega328.upload.speed=57600». Вот здесь пробуем менять значение 57600 (у вас может быть другое) на другие. Все возможные значения скоростей можно узнать в мониторе: меню Сервис/Монитор порта и здесь выбор в правом нижнем углу. Перед проверкой нужно перегружать среду разработки.

Основная «сложность» в программе это обход стандартной функции delay. Дело в том, что нам нужно выключать все сразу после того, как стоп-сигнал погаснет. Для этого нужно использовать либо прерывания, либо постоянно опрашивать освещенность фоторезистора. Т.к. прерывания по аналоговому входу человечество еще не придумало (либо нужно делать обвес и зашивать пороговые значения в схему), то мы просто используем самодельную функцию delayWithStateCheck, которая «вылетает» когда стоп-сигнал гаснет.

Результат получился следующим:

Девайс в сборе, готовый к установке:

Стоп-сигнал с внедренным фоторезистором:

Стоимость

Все компоненты покупались на eBay в Китае или Гонконге заблаговременно.

• Arduino Pro Mini — 150 руб
• 6 шт P16NF06 — 120 руб
• 130 шт светодиоды — 90 руб
• Фоторезистор — 3 руб
• Преобразователь DCDC — 30 руб
• Резисторы 20 шт — 10 руб
• Провода из пары старого Ethernet кабеля — 0 руб

Итого: 403 рубля.

Как собрать мигающий стоп сигнал?

Те, кто смотрит соревнования Формулы 1, обращали внимание на то, что у многих автомобилей установлен мигающий стоп-сигнал. То есть сигнал не просто горит красным, давая понять преследующим машинам, что выполняется торможение, а еще и мигает. Что это — новая «фишка», дань моде или способ повысить безопасность?

1 Что представляет собой устройство?

Согласно статистике, 24% всех дорожно-транспортных происшествий возникает в результате столкновения с автомобилем, который движется впереди.

Своевременное привлечение внимания водителя к загоревшимся «стопам» позволит намного снизить этот процент. Так считает известный аналитик по ДТП в Германии Йорг Олгримм. И это действительно так. Доказано, что человек больше реагирует на динамические раздражители, чем на статические. Поэтому использование моргающего стоп-сигнала, конечно, повысит безопасность на дороге и поможет избежать дорожно-транспортного происшествия.

Использование моргающего стоп-сигнала Стоп-сигнал — это привлекающий внимание красный фонарь, который мигает. Его устанавливают сзади машины, на уровне глаз водителя. Таким образом все водители, которые будут ехать сзади этого автомобиля, обязательно увидят данный сигнал и смогут вовремя среагировать.

Мигающий стоп-сигнал — это простое устройство, поэтому его вполне реально сделать своими руками. Для того чтобы собрать стоп-сигнал своими руками, достаточно воспользоваться специальной схемой.
Выдавать импульсы будет микровибратор, который основан на микросхеме К661ЛА7. Для управления более весомого тока питания надо использовать транзистор. Чтобы разобраться с работой стоп-сигнала, для начала нужно изучить схему.

2 Как собрать стоп-сигнал?

Существует множество различных схем, с помощью которых можно собрать стоп-сигнал.

Например, одна из них подразумевает, что это устройство просто будет моргать. Также можно найти и более «продвинутую» схему, то есть когда устройство будет работать по определенному алгоритму. К примеру, сначала сигнал моргает один или два раза. После прекращения подачи на транзистор тока (во время паузы) сигнал будет гореть на половину накала. Именно таким образом и появляются эффекты мерцания.

Чтобы было проще понять, как работают эти схемы, можно взять одну из них в качестве примера, например, К561ЛА7.

Микросхема К561ЛА7 является сердцевиной этой разработки, которая состоит из 5 элементов «2И-НЕ». На первом и втором элементе расположен мультивибратор, а на третьем — инвентор. Благодаря последнему создается нужный сигнал на выходе, так как инвентор разделяет мультивибратор от схемы. Функцию открытия и питания нагрузки на эмиттере выполняет транзистор КТ816Б, на который и подается сигнал, проходящий через инвентор.

Также есть аналогичная микросхема, но с добавленными конденсатором и диодом. На протяжении одного или двух импульсов конденсатор заряжается, а затем разряжается на транзистор при непосредственном «провале», в результате чего возникает эффект моргания. Диод добавили для того, чтобы он предотвращал разряд конденсатора. На схеме диод обычно не отображают, поскольку можно применить абсолютно любой диод. После того как моргающий стоп-сигнал будет собран, никакие дополнительные наладки не потребуются, так как он будет уже работоспособным.

Вместимость конденсатора влияет на частоту моргания. Например, на микросхеме К561ЛА7 питание составляет от 3 до 15 В, поэтому ее можно подключать сразу к бортовой сети, что является еще одним плюсом.

Алгоритм работы сигнала следующий: если нажать на педаль тормоза, сигнал мерцает первые 3 секунды, после чего горит постоянно. При повторном нажатии на педаль тормоза все повторяется в точном порядке.

Алгоритм работы мигающего сигнала Но возникает вопрос, а как же быть в пробке? Не будет ли моргание мешать сзади стоящему водителю, слепя его огнями? Будет. Но как раз для этого был придуман контроллер стопа со специальным G-сенсором. Его предназначение заключается в том, чтобы увеличить заметность автомобиля при торможении.

Контроллер следует устанавливать в соответствующем положении и надежно закреплять, чтобы он держался жестко и прочно. Нулевое положение можно установить с помощью специального режима установки, который прилагается в контроллере.

Теперь что касается того, как активировать этот режим. Сделать это достаточно просто, но выполнять данную процедуру необходимо с уже зажатым тормозом. Поэтому проще всего будет попросить о помощи друга, который зажмет тормоз и тем самым подаст питание на устройство. После выставления нулевого положения потребуется настроить частоту мигания. Как правило, контроллер имеет 10 режимов частот. Они могут быть различными — от самого медленного до почти постоянного горения. Для того чтобы выбрать частоту, необходимо зажать кнопку, а затем по количествам моргания определить и выставить нужную частоту. После того как будет выбран оптимальный вариант, необходимо отжать тормоз и провод, которым питается устройство.

После выполнения данных действий можно с помощью кнопки задавать непосредственно порог, при котором будет срабатывать мигание. Его смысл заключается в том, что если водитель не будет превышать этот порог, то стоп будет светиться, как светился все время, а при превышении — уже с выставленными частотами. Контроллер имеет в себе 12 порогов, которые тоже разбиты по группам. Первые 5 порогов — это районы слабого торможения, следующие 3 или 4 — это торможение с АБС. Последние предназначены при перегрузке в 1G. Цены контроллера сравнительно невелики. Как правило, они зависят от нагрузки подключения.

Теперь вы знаете, как сделать стоп-сигнал и зачем он нужен. Осталось только выбрать подходящую схему, и можно приступать к его изготовлению.

Разрешено ли ставить дополнительный мигающий, светодиодный или лазерный стоп-сигнал на машину?

Тюнинг – это эффективный способ выделить свой авто из потока других машин, к которому нередко прибегают собственники. Если некоторые изменения безобидны, например, аэрография на кузове или спортивный обвес, то другие создают опасность на дороге. К таким “доработкам” относится установка на ТС нештатных стоп-сигналов (мигающих, дополнительных, с проекцией и др.). Какой штраф грозит водителям, которые вносят незаконные изменения в конструкцию своих автомобилей – разберем в статье.

Что грозит нарушителям?

Представитель Госавтоинспекции может оштрафовать водителя ТС, стоп-сигналы которого не соответствует Техрегламенту и ПДД по двум пунктам статьи 12.5 Кодекса об административных правонарушениях:

• п. 1 – за наличие неисправностей или несоблюдение условий допустимой эксплуатации (штраф 500 руб.);
• п. 3 – за наличие световых приборов, не соответствующих требованиям безопасности (лишение ВУ на 6-12 мес. и изъятие световых приборов).

Однако судебная практика показывает, что применение третьего пункта статьи 12.5 является законным и обоснованным только в том случае, если в стоп-сигналах одновременно изменен:

Например, стоп-сигналы – мигающие, а их цвет – синий. Если имеет место только одно нарушение, наказание накладывается только по первому пункту.

Штраф в 500 рублей нельзя назвать суровым, скорее это совершенно обоснованное наказание. Мигающие “стопы” отвлекают внимание других участников дорожного движения, их концентрация внимания снижается. Также водители могут обратить внимание на стоп-сигналы идущего впереди ТС в момент, когда они будут погашены, и не успеть вовремя затормозить.

Таким образом, серьезно возрастает риск дорожно-транспортного происшествия.

Что предписывают правила?

Законодательную базу вопроса о “правильных” стоп-сигналах составляют три документа:

1. Ч. 3 п.1 и ч. 7 п. 18 Приложений Постановления Правительства от 23.10.93 г. №1090 “О ПДД”. В них сказано, что запрещено изменять:

• число, вид, цвет, место и режим работы осветительных приборов транспортного средства (они должны отвечать условиям, приведенным в эксплуатационной документации изготовителем);
• вносить изменения в конструкцию авто без согласования с ГАИ.

1. Ч. 8 п. 3 Приложений Техрегламента ТС от 09.12.11 г. дублирует общую информацию относительно световых приборов из ПДД, а также выдвигает к сигналам торможения следующие требования:

• количество – 2 по бокам кузова и 1 в середине, если предусмотрено конструкцией;
• центральный сигнал не должен совмещаться с другими огнями;
• направление света – четко назад;
• включение – при нажатии на тормоз;
• излучение в постоянном режиме.

1. П. 4.3 ГОСТа 33997-2016 – в нем приводятся международные стандарты, применяемые к колесным ТС, и информация, описанная выше в ПДД и Техрегламенте (относительно устройств освещения).

Разрешены ли мигающие сигналы торможения?

Техрегламент запрещает мигающие внешние световые приборы, в частности, стоп-сигналы. Они должны светиться непрерывно при нажатии на педаль тормоза. Внесение изменений в их конструкцию нарушает режим работы, установленный заводом-изготовителем.

Мигание также нарушает требование непрерывности сигнала, прописанное в ГОСТе. Следовательно, заменять штатные сигналы торможения на мигающие – запрещается.

Разрешена ли установка дополнительных сигналов?

Данное действие также запрещено, поскольку в Техрегламенте четко сказано, что допустимое количество стоп-сигналов – один в середине и два по бокам кузова.

Если изготовителем предусмотрено два сигнала, нельзя объединять их в один сплошной. Это будет считаться изменением числа внешних световых приборов.

Разрешено ли изменение цвета?

Изменение цвета сигналов торможения разрешается, но исключительно тогда, когда меняются лампочки, а не конструкция прибора.

Допустимыми цветами являются:

Разрешена ли светодиодная и лазерная проекция?

Проекция от стоп-сигналов формально создает большее число сигналов, а это уже является нарушением условий, приведенных в ч. 8 п.3 Техрегламента.

Конечно, можно попробовать узаконить изменения внешних световых приборов в ГИБДД, но процедура потребует вложения времени, сил и денежных средств.

Как зарегистрировать изменения?

Алгоритм действий, которые необходимо предпринять для официальной регистрации изменений, включает следующие этапы:

1. Получение разрешения на изменение числа сигналов торможения в ГИБДД (велика вероятность получить отказ).
2. Прохождение независимой техэкспертизы в специализированной организации на предмет допустимости изменений конструкции данного авто.
3. Установка стоп-сигналов в аккредитованной мастерской, которая выдает подтверждающие документы (декларацию, акт о проведенных работах).
4. Прохождение экспертизы на соответствие внесенных изменений закону.
5. Прохождение государственного технического осмотра.
6. Посещение ГИБДД и предоставление автомобиля сотруднику для проведения осмотра.
7. При положительном исходе – получение нового СОР, где будут прописаны изменения конструкции.

Разумеется, для того, чтобы не получить отказ еще на первом этапе, собственнику транспортного средства необходимо соблюсти требования, прописанные в ГОСТе, ПДД и Техрегламенте.

Заключение

Подведем итоги. На дорогах сегодня можно встретить автомобили, оборудованные нестандартными стоп-сигналами. Особенно часто их устанавливают собственники отечественных авто. Можно предположить, что такие изменения законны, но не распространены, так как не вызывают интереса у большинства автомобилистов. Однако это не так. Изменение конструкции внешних осветительных приборов, к которым относятся и сигналы торможения, наказывается штрафом 500 рублей (если нарушение одно) или лишением прав на длительный срок (если произведено несколько изменений, например, цвета и прерывности сигнала). Кроме того, установка нестандартных “стопов” увеличивает риск возникновения ДТП, ведь другой водитель может не заметить мерцающий сигнал или не понять его значения.