Na vele proeven, berekeningen, experimenten, en vervolgens prototypes op breadbord (dit is een experimenteerbordje) ben ik tot de volgende schakeling gekomen:

Klik hier op de afbeelding om het schema te downloaden.

Dit soort schakelingen van dit enorme formaat bouw je natuurlijk niet in 1 keer. Ik ben dan ook begonnen met een schakeling waar maar ongeveer 3 transistortjes in zaten. Vervolgens wilde ik meer functies en meer mogelijk heden met het geheel bereiken. Niet noodzakelijk was bijvoorbeeld het knipperen van de lichten bij alarm, of het genereren van pieptonen bij het setten van het systeem, maar het is wel zo professioneel.

    Om een 6 volt lamp te gebruiken in een schakeling die gevoed wordt met een maximaal 12 volt accu zul je bepaalde maatregelen moet en nemen. Indien dit niet gedaan wordt gaat het natuurlijk direct fout. Hiervoor zit er een spanningsstabilisator ingebouwd. Ook is er gedacht aan de verlichting voor als het donker wordt. als de dynamo een kleine spanning geeft van zo'n 2.2 volt, dan gaat de lamp al op volle kracht branden. Dit gebeurt natuurlijk op de accu. Als de fiets eenmaal aan het rijden is, zal de accu verder weer bijgeladen worden. (tevens is er een mogelijkheid om de accu via een externe adapter op te laden.

Later heb ik een betere oplossing gevonden voor dit systeem. Namelijk een witte LED (light emitting diode). Door het gebruik van een witte led, is het verbruik zodanig extreem gedaald, dat sinds de led erin zat, het systeem nooit meer extern opgeladen hoefde te worden. De witte LED stond parallel met het achterlicht. Hiervoor heb ik een nieuwe spanningsstabilisator genomen: namelijk de LM317. Deze zit in een TO-220 behuizing om zodoende genoeg warmte af te kunnen staan indien nodig.

Deze stabilisator heeft als voordeel dat ik met behulp van het 1-malig bepalen van een tweetal weerstanden, een vaste spanning van bijvoorbeeld 3 volt op de uitgang kan zetten.

Formule voor uitgangsspanning is:

R1=220 Ohm
R2= 300 Ohm

U_uit= 1.25V ( 1+ R2 / R1 ) + I_adj *R2

I_adj is in deze formule altijd minder dan 100 micro Ampère. Daarom zou ik er grofweg vanuit kunnen gaan dat als ik 300 Ohm deel door 220 Ohm, en er dan 1 bij optel, en vervolgens vermenigvuldig met 1,25 volt, dat er dan op de uitgang een spanning van 2,954 Volt komt te staan.

Om deze verlichting, sirene, en alle andere elektronische onderdelen te kunnen voeden heb ik persoonlijk mijn voorkeur gegeven aan de volgende accu:

Deze accu zit voor de veiligheid verwerkt in een metalen kastje:

Op deze accu komt de print te zitten, en dat is met een bepaalde reden gedaan. Namelijk dat de accu niet zomaar los gekoppeld kan worden van de print, zodat deze altijd spanning zal blijven krijgen. Uiteindelijk ziet dit kastje er als volgt uit:

Als laatste gaat er een mooie sticker op en kan het kastje geplaatst worden, net achter het achterlicht, en onder de bagagedrager, zodat het geen ongemak biedt in het verdere gebruik van de fiets. Dit alles heb ik simpel uitgebeeld, en in een schema gezet:

Ook een bekend probleem is het doorbranden van fietslichtjes bij hard fietsen. Met dit systeem is dit dus ook voorgoed verleden tijd. De verlichting kan alleen kapot gaan door 'ouderdom'. (achterlicht bestaat uit 2 leds voor als er 1 kapot gaat) Door de spannings stabilisator is het onmogelijk dat de lamp te veel spanning krijgt. En verder is de accu beveiligd tegen stromen groter dan 630 mA. Als de lichten van de fiets ontstoken zijn, dan is dit tevens te zien op het indicatie bordje op het stuur. Ook is te zien wanneer de fiets in protectie/alarm stand staat. De rode led knippert dan. aangelegd

    Deze unit heb ik ten eerste gemaakt om het geheel werkend te maken:

Later ben ik verder gaan zoeken naar een simpele ( spatwaterdichte ) behuizing van goedkope materialen. Vervolgens viel mijn oog op een oude (kapotte)adapter waar ik de pennen voor in de wandcontactdoos heb ingeschroefd, en heb vervangen door 2 LED- houders inclusief LED's. Verder moest ik nog wel een gat boren voor de button...

Ik kan wel zeggen dat ik hier vervolgens opnieuw leven in heb geblazen...

Wat je op deze schematische afbeelding precies ziet is het volgende:

• 1 blauwe led, om aan te geven of de verlichting van de fiets aan is / of het systeem aan staat / in alarm stand is

• 1 rode led ( dit is een knipperled ) om aan te geven of het systeem in standby stand staat. Als deze aan is, staat het systeem op 'scherp'

• 1 rode knop, deze dient als test knop maar kan ook dienen als claxon indien gewenst...

    Zoals te zien is zit dus alle elektronica op de fiets aan elkaar gekoppeld. Om hier een klein overzicht van te krijgen heb ik er een blokschema van gemaakt:

Zoals goed te zien is, is practisch alles gekoppeld aan de zogenaamde CPU, de verwerkingseenheid van deze schakeling is in dit geval dus niet veel meer dan een handje vol transistortjes, die een paar logische And poortjes of invertertjes betreffen.

    Het alarm staat automatisch in standby stand als de fiets wordt verlaten. Er is wel een mogelijkheid om dit uit te schakelen. Maar dit moet met de afstandsbediening. Verder reageert het alarm op trillingen. Het stelen van een fiets zonder trillingen te veroorzaken is uitgerekend ONMOGELIJK!!! Daarom heb ik een zeer goedkoop, maar ook zeer effectief systeempje bedacht om dit te registreren.

    Dit zijn de benodigdheden:

• een veer (uit een oude pen)

• een geleidend pennetje, dit kan zelfs een restant zijn van een weerstand.

Er gebeurt namelijk het volgende:

Hier zijn 2 meetpennen getekend genaamd pen A en pen B. als er een trilling ontstaat zullen de pennen kortstondig een  weerstand waarde krijgen van rond de 0 ohm ( ideaal gezien ). Deze schakling is in staat om dit signaal te detecteren en om vervolgens een sirene ( voormaximale toegestane waarde 30 seconden ) in te schakelen.  De vertraging in dit analoge circuit wordt bereikt door een simpel condensatortje op te laden, en te ontladen over de basis van een transistor en een weerstand. om de sirene uit te krijgen moet de condensator ontladen worden, dit gebeurt via een transistor door de ontvanger.

    Conclusie: bij een tik tegen het spiraaltje wordt er in een klap een condensator opgeladen, waardoor er een kleine geheugenfunctie ontstaat. En omdat de veer op een print gesoldeerd zit, en verder nergens tegenaan zit, kan de veer vrij bewegen bij een schok. De natuurkundige reden die hierachter zit is simpelweg de zogenaamde 'massatraagheid'. Omdat de massa van de vering traag is zal de veer nog even achter blijven na een schok. De afstand die deze veer naveert is genoeg om de meet-pen aan te tikken. Hier heb ik een print proberen uit te beelden, waar een hand een tik tegenaan geeft met het bovenstaande beschreven effect.

Deze tik is dus schematisch uitgebeeld, maar heeft sterke overeenkomsten met de werkelijkheid.

    Dit project was eigenlijk ontstaan uit een idee van een fiets alarm voor een leuke grap, maar daarentegen is het wel zo dat Nederland met een tamelijk groot probleem kampt: het aantal gestolen fietsen… In het CBS (centraal bureau voor statistieken) in Nederland worden in grote lijnen bij gehouden hoeveel fietsen er op jaarbasis gestolen worden (afgezien van de mensen die geen aangifte doen)

Bron: CBS.

Aan de cijfers is te zien dat veel fietsen gestolen waren in deze ‘kleine’ momentopname, maar wat vooral opvalt is het aantal gestolen fietsen per jaar. Er werden namelijk per jaar dus ongeveer 900.000 fietsen gestolen. Uit bronnen van de politie blijkt bijvoorbeeld dat het in het jaartal 1998 over 140.000 fietsen ging die zelfs op slot stonden. Zodoende ziet het er naar uit dat "het fiets alarm" een toekomst kan bieden op het termijn van een paar jaar. Het enige dat nog veranderd zou moeten worden is de omvang van het apparaat en de coderingen van de codes, zodat iedere fiets een unieke code zou kunnen krijgen.

    Met dit project heb ik op de open dag van de "Jonge Onderzoekers Eindhoven" in november 2006 de eerste prijs behaald.