Fahrrad Rücklicht 2.0 - Nie mehr übersehen werden in der Dunkelheit

Mal ehrlich, normale Ruecklichter sind nur eines: laaangweilig.

Im besten Fall koennen sie nur folgendes: "blink blink - hallo, hier bin ich!". Wenn man als Autofahrer eine gewisse Zeit hinter so etwas hergefahren ist, wird das ebenso ausgeblendet, wie alles andere. Als Radfahrer ist mir daher nie so ganz wohl in meiner Haut, wenn ich in der Dunkelheit unterwegs bin. Es gibt immer irgendeinen 'Schlaefer' am Steuer, der einem gefaehrlich werden kann.

Das muss behoben werden!

Ich war zu Silvester mit meiner Version eines Ruecklichts unterwegs und es hat den Leuten gefallen. Nicht alle waren alkoholisiert ;-)

Die technische Umsetzung ist recht einfach zu ueberschauen:

• 2x Mignon Batterie
• DC-DC Wandler mit 5V Ausgang
• RGB Leuchtdioden
• Der obligatorische Mikrokontroller zur Steuerung
• 2 gefertigte Platinen von einem bezahlbaren Prototypenservice
• Lochrasterplatine und das uebliche Loetzubehoer

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Hinweis: Nach der StVZO ist es vermutlich illegal, solch ein Ruecklicht zu betreiben. Zumindest, wenn man andere Farben als 'rot' einstellt.

Alles was Spass macht ist irgendwo verboten.

Als passionierter Radfahrer bin ich aber der Ansicht, je mehr Licht am Rad, desto besser. Egal welche Farbe. Ob man das Risiko eingeht, von einem Verkehrsueberwacher einen Rueffel zu bekommen,  muss jeder fuer sich selbst entscheiden.

Ich halte es wie Goethe schon trefflich vermerkte (auch wenn unter anderen Umstaenden): "Mehr Licht!"

Die Hardwareseite dieses Projekts ist mit einer minimalen Anzahl von Bauteilen realisierbar und daher leicht zu verstehen. Wenn man schonmal einen AVR prozessor (oder einen Arduino, falls das leichter klingt) auf einer Steckplatine zum laufen bekommen hat, dann ist alles Weitere kein Problem. Wenn nicht, es ist auch nicht viel schwieriger, als einen neuen Camcorder oder aehnliches in Betrieb zu nehmen.

Der Schaltplan und das Platinenlayout wurden mit KICAD erstellt, ein kostenloses open source Programm fuer alle gaengigen Betriebssysteme inklusive M$ Windows. Im Gegensatz zur Freeware Version von Eagle gibt es hier keine Groessenbeschraenkung fuer Projekte. Als Endergebnis erhaelt man 'Gerber' Daten, der Industriestandard fuer die Fertigung von Platinen, die man beim Platinenservice der Wahl fertigen lassen kann.

Die Schaltung besteht nur aus wenigen Komponenten: CPU, LEDs, Widerstaende, Kondenstatoren, Steckverbinder. Ein Steckverbinder wird 1x benoetigt, um einen Bootloader aufzuspielen. Hierfuer ist ein einfacher und preiswerter AVR Programmieradapter noetig (z.B. USBtinyISP). Vergleichbare Adapter sind z.B. bei Watterott.net guenstig zu haben. Danach kann neuer Code bequem ueber ein USB-Seriell (5V TTL !) Adapter Kabel aufgespielt werden.

Die letzten 2 Steckverbinder sind fuer die Spannungsversorgung zustaendig und beinhalten 4 IO pins, welche fuer I2C oder Analog/Digitalwandlung verwendet werden koennen. Schalter oder Photowiderstaende koennen so leicht verwendet werden.

Die Leuchtdioden werden ueber 11 pins der cpu angesteuert. Die ersten 3 liefern die Farbinformation parallel an alle Leuchtdioden, die verbleibenden 8 pins schalten dann die Lichter an bzw. aus. Die Schaltung unterstuetzt direkte Ansteuerung (hohe Helligkeit, 6 Farben und Weiss) und Multiplexing (niedrigere Helligkeit, aber individuelle Farbsteuerung moeglich).

Verwendete Bauteile:

• ATmega168-20AU TQFP32: guenstig z.B. bei Segor zu bekommen
• SMD Widerstaende: 0805 Bauform
• SMD Kondensatoren: 0805/1206 Bauform
• Stift/Buchsenleisten 2.54mm Raster
• SMD RGB LED: PLCC6 5050 Bauform (5.0x5.0mm)

Leuchtdioden wurden bestimmt schon oefter behandelt, daher werde ich hier nicht auf Details eingehen. Wichtig ist nur, den Maximalstrom der Dioden und des Mikrokontrollers nicht zu ueberschreiten. Hier sind das 35mA per Pin fuer die CPU und 20mA fuer die Leuchtdioden. Je nach Typ unterscheiden sich diese in Ihrer Kniespannung, daher sollte diese immer mit einem Multimeter bestimmt werden.

Die Vorwiderstaende berechnen sich dann mit dem Ohm'schen Gesetz nach:

R = (U_bat - U_led) / I_led

Fuer eine gute Widergabe des weissen Lichts muss noch das Verhaeltnis der Widerstaende zueinander bestimmt werden. Am einfachsten ist das mit 3 Potentiometern zu erreichen, wie im Bild unten angedeutet. Die so bestimmten Vorwiderstaende werden dann auf der Platine verwendet.

Diese Methode ist allerdings nur fuer kleine Leuchtdioden zu gebrauchen und keinesfalls fuer Luxeon Stars oder CREEs zu verweden. Hierfuer gibt es Konstantstromtreiber, welche die Temperaturabhaengigkeit des LED Stroms ausgleichen koennen. Ein normaler Vorwiderstand kann das nicht.