Arduino Nano

Arduino Nano Helmlampe ohne Helm (Lauflicht hier Vorne in weiß)

Nach einigen Tests mit dem Arduino Nano Mikrocontroller habe ich ein erstes praktisches und sinnvolles Projekt umgesetzt. Zur Steigerung der Verkehrssicherheit von Fahrradfahrern habe ich eine LED Fahrradlampe gebaut, welche als Vorbild die Adafruit-Implementierung hat. Die Idee kam mir, da mein Fahrrad auf dem Weg zur Arbeit nur durch die Standardbeleuchtung und Reflektoren im Straßenverkehr zur dunklen Jahreszeit wahrgenommen werden kann. Und da Reflektoren auf Rucksackhöhe von anderen Verkehrsteilnehmern auch nicht mehr so stark angestrahlt werden, habe ich vorgehabt mit einer unterstützenden Beleuchtung im Straßenverkehr besser aufzufallen.

Im Vergleich zum inspirierenden Vorbild muss für meine Variante kein neuer Fahrradhelm gekauft werden, da der LED-Streifen nicht in freie Lücken gedrückt wird.

Warum Arduino Nano für die Helmlampe?

Die Ardunino Hardware ist für dieses Projekt sehr geeignet, da diese inklusive Batterie sehr wenig wiegt und am Fahrradhelm nicht zu schwer zu tragen ist. Auch der LED Streifen ist ein Leichtgewicht. Der im Bild sichtbare Ring kann problemlos auf meinen Fahrradhelm gesteckt werden (Fixierung aber notwendig).

Aufbau der Beleuchtung

Notwendige Bauteile:

Ich habe mich für eine einfache Variante entschieden, bei welcher der LED-Streifen einmal rundum den Fahrradhelm angebracht wird. Dieser befindet sich spritzwassergeschützt in einem transparenten 16mm Wasserschlauch. Der Mikrocontroller findet in einer Zahnstocherbox Platz. Bei der Batterie handelt es sich um eine 9 Volt Blockbatterie, welche in einem externen Gehäuse vorhanden ist. Zahnstocherbox und Batteriefach sind am hinteren luftigen Bereich des Fahrradhelms angebracht.

Die 9 Volt Batterie versorgt den Arduino Nano über Pin 30 (Vin) mit Strom. Masse der Batterie liegt auf Pin 29 (GND). Der LED-Streifen erhält seine Energie über Pin 27 (+5V) und wird mit Masse auf Pin 4 (GND) verbunden. Daten- und Clock-Kanal für den LED-Streifen sind Pin 11 und Pin 13. Diese können im Quellcode auch angepasst werden.

Quellcode

Den Quellcode habe ich auf github hochgeladen. Notwendig sind die Libs LPD8806.h und SPI.h. Im Codekönnen Sie auch gerne weitere Funktionen ergänzen. Wichtig ist nur die Einstellung bzgl. Anzahl der LEDs im LED-Streifen, damit die Farben reihum korrekt berechnet werden können und keine Kanten entstehen. Ich nutze 44 LEDs. Diesen Wert ändern Sie mit:

int nLEDs = 44;

Der Farbverlauf um den Helm herum (Vorne: Weiß, Seite: Gelb, Hinten:Rot) wird über folgende Formel in der Funktion headcolor() berechnet:

    double red = defaultlight;
    double blue = (hb + ( v + i ) * ( v + i ) * z);
    double green = (hg + ( v + i ) * ( v + i ) * z);

Gerne können Sie hier auch andere Farben nutzen. Die Variablen im Einzelnen sind:

  • i = LED Nummer
  • hb + hg + v + z = Parabelparameter (Rot immer volle Helligkeit, Blau nur Vorne volle Helligkeit, Grün ab den Seiten volle Helligkeit)
  • maxlight = helle Lichthelligkeit
  • defaultlight = dunkle Lichthelligkeit

Die 3 Einzelfarbwerte werden anhand der Position der LED im Streifen ermittelt und später mit setPixelColor() auf eine LED übernommen. Vorher wird noch die Helligkeit für den Laufstreifen ermittelt.

Im Normalfall können Sie den Quellcode bei Vorhandensein der Bibliotheken und anpassen der Anzahl der LEDs direkt auf Ihren Arduino Nano hochladen und verwenden.

Sicherheit im Straßenverkehr

Die Helmlampe soll dazu dienen, besser gesehen zu werden. Zwar ist in meiner Ausführung noch ein Schalter vorhanden, welcher einen Blinkmodus aktivieren kann, jedoch sagt die deutsche Straßenverkehrsordnung im § 1 Absatz 2, dass keine anderen Teilnehmer im Straßenverkehr belästigt werden dürfen. Daher habe ich im Quellcode auch den Blinkmodus nicht ergänzt. Durch das sanfte Lauflicht sollte die Gefährdung geringer sein als die im Handel erhältlichen blinkenden Front- und Rückscheinwerfer.

Auch müssen Sie beim Anbringen der LED und Steuerungseinheit darauf achten, dass Sie die Sicherheit des Fahrradhelms nicht beeinträchtigt wird.

Aber verlassen Sie sich nicht nur auf eine Helmlampe. Auch die übrigen Beleuchtungseinrichtungen am Fahrrad sowie Reflektoren sollten funktionstüchtig sein. Weiterhin ist ja laut Straßenverkehrsordnung auch nicht eine beliebige Anpassung der fest verbauten Beleuchtungen am Fahrrad erlaubt.

Fazit

Das Original mit den Adafruit Mikrocontroller sieht auch gut aus, jedoch gefällt mir die Bauform des Ardunino Nano besser, da dieser noch besser am Helm untergebracht werden kann. Ein Raspberry Pi wäre hier auf jeden Fall zu viel des Guten, da dieser nicht nur größer ist, sondern auch mehr Energie benötigt.

Als erstes sinnvolles Projekt zum Arduino Nano finde ich es im Endeffekt gut und sinnvoll.

Mikrocontrollergesteuerte LED Fahrradhelmlampe
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4 thoughts on “Mikrocontrollergesteuerte LED Fahrradhelmlampe

  • 16. Oktober 2014 bei 11:17
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    Kann man diese Leuchte auch für Aluhütchen verwenden?

  • 29. Oktober 2014 bei 16:07
    Permalink

    Hmm klingt interessant, wie viel Arbeitsstunden hast du da den bisher hineingesetzt?

  • 14. November 2014 bei 14:50
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    wow, sieht echt super aus, und dient auch noch der Sicherheit, was will man mehr!

  • 21. Mai 2015 bei 16:33
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    Super! Ich selbst dekoriere mit LED Streifen und bin dabei sehr zufrieden. Ich habe die Streifen nicht nur im Flur, sondern ich nehme die als Deko für mein PC. Finde die LED Streifen einfach fantastisch.

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