Pigių radarų greičio ženklas: 11 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Ar kada nors norėjote sukurti savo pigių radarų greičio ženklą? Gyvenu gatvėje, kurioje automobiliai važiuoja per greitai, ir nerimauju dėl savo vaikų saugumo. Maniau, kad būtų daug saugiau, jei galėčiau įdiegti savo radaro greičio ženklą, rodantį greitį, kad galėčiau priversti vairuotojus sulėtinti greitį. Ieškojau internete, kaip nusipirkti radaro greičio ženklą, tačiau pastebėjau, kad dauguma ženklų kainuoja daugiau nei 1 000 USD, o tai yra gana brangu. Aš taip pat nenoriu išgyventi ilgo miesto įrengimo ženklo, nes girdėjau, kad tai gali kainuoti daugiau nei 5 000–10 000 USD. Vietoj to nusprendžiau pats sukurti nebrangų sprendimą ir sutaupyti šiek tiek pinigų linksmindamiesi.

Atradau „OmniPreSense“, kuri siūlo nebrangų trumpojo nuotolio radaro jutiklio modulį, idealiai tinkantį mano reikmėms. PCB modulio formos koeficientas yra labai mažas - tik 2,1 x 2,3 x 0,5 colio ir sveria tik 11 g. Elektronika yra savarankiška ir visiškai integruota, todėl nėra maitinimo vamzdžių, didelių gabaritų elektronikos ar daug energijos. Didelio objekto, pvz., Automobilio, diapazonas yra nuo 50 pėdų iki 100 pėdų (nuo 15 m iki 30 m). Modulis atlieka visus greičio matavimus, tvarko visą signalo apdorojimą ir tada tiesiog išvedžioja neapdorotus greičio duomenis per savo USB prievadą. Duomenims priimti naudoju nebrangų „Raspberry Pi“(arba „Arduino“ar bet ką kitą, turintį USB prievadą). Turėdamas šiek tiek „python“kodavimo ir keletą didelių pigių šviesos diodų, sumontuotų prie plokštės, galiu parodyti greitį. Mano ekrano lenta gali būti pritvirtinta ant stulpo kelio šone. Virš ekrano pridėjęs ženklą „Greitis patikrintas RADAR“, dabar turiu savo radaro greičio ženklą, kuris patraukia vairuotojų dėmesį ir juos sulėtina! Visa tai už mažiau nei 500 USD!

1 žingsnis: medžiagos ir įrankiai

• 1 OPS241-A trumpo nuotolio radaro jutiklis
• 1 OPS241-A laikiklis (atspausdintas 3D)
• 1 „Raspberry Pi“modelis B v1.2
• 1 5V „microUSB“maitinimo šaltinis
• 1 „Rhino“modelis AS-20 110V iki 12V/5V 4 kontaktų „Molex“maitinimo šaltinis ir maitinimo kabelis
• 1 Gnybtų blokas 3 poliai Vertikalūs, 5,0 mm centrai
• 1 Micro-USB į standartinį USB kabelį
• 4 Tarpikliai, varžtai, veržlės
• 1 Dėžutė ir padengta PCB
• 4 Padengti PCB tvirtinimo varžtai
• 3 1/8W 330ohm rezistoriai
• 3 NTE 490 FET tranzistorius
• 1 NTE 74HCT04 Integruotas TTL didelės spartos CMOS šešiakampis keitiklis
• 1 OSEPP mini duonos lenta su klijais
• 2 0,156 colių antraštės kvadratinės tiesios vielos kaištis, 8 grandinės
• 20 6 colių F/F aukščiausios kokybės jungiamieji laidai 22AWG
• 1 1 x 12 colių x 24 colių medžio tvirtinimo lenta
• 1 Juodi purškiami dažai
• 2 „Sparkfun“7 segmentų ekranas - 6,5 colio (raudona)
• 2 „Sparkfun“didelio skaitmens vairuotojo plokštė (SLDD)
• 1 ženklas „Greičio patikrintas radaras“

2 žingsnis: Elektronikos plokštės grindų planavimas

Pradėjau nuo pagrindinės valdymo aparatūros, kuri yra „Raspberry Pi“. Čia daroma prielaida, kad jau turite „Raspberry Pi“su OS ir turite tam tikrą „Python“kodavimo patirtį. „Raspberry Pi“valdo OPS241-A radaro jutiklį ir priima informaciją apie greitį. Tada jis konvertuojamas taip, kad būtų rodomas dideliame 7 segmentų LED ekrane.

a. Noriu visus elektrinius komponentus, išskyrus radaro jutiklį ir LED ekranus, sudėti į vieną uždarą elektroninę PCB plokštę, sumontuotą ekrano pusėje. Tai apsaugo plokštę nuo akių ir apsaugo nuo elementų. Tokiu būdu iš plokštės galo į priekį reikia nuvesti tik du kabelius. Vienas kabelis yra USB kabelis, kuris maitina OPS241-A modulį ir priima išmatuotus greičio duomenis. Antrasis kabelis varo 7 segmentų ekraną.

b. PCB plokštėje turi būti daug vietos „Raspberry Pi“, kuri užima didžiąją teritorijos dalį. Taip pat turiu įsitikinti, kad prijungęs galėsiu lengvai pasiekti kelis jo prievadus. Prievadai, kuriuos turiu pasiekti, yra USB prievadas (OPS241-A modulio greičio duomenys), Ethernet prievadas (kompiuterio sąsaja „Python“kodo kūrimui/derinimui), HDMI prievadas (rodomas „Raspberry Pi“langas ir derinimas/kūrimas) ir „micro USB“prievadas (5 V maitinimas „Raspberry Pi“).

c. Siekiant užtikrinti prieigą prie šių prievadų, gaubte išpjautos skylės, atitinkančios „Raspberry Pi“prievado vietas.

d. Toliau turiu rasti vietos duonos lentai, kurioje yra atskiri elektronikos komponentai, kad būtų galima valdyti ekrano šviesos diodus. Tai antras pagal dydį elementas. Aplinkui turi būti pakankamai vietos, kad galėčiau perjungti laidus iš „Raspberry Pi“ir išvesti signalus į antraštę, skirtą šviesos diodams valdyti. Idealiu atveju, jei turėčiau daugiau laiko, komponentus ir laidus lituosiu tiesiai prie PCB plokštės, o ne naudoju duonos lentą, tačiau mano tikslams tai pakankamai gerai.

e. Planuoju, kad ekrano tvarkyklės antraštė būtų šalia duonos plokštės PCB krašte, kad mano laidų ilgis būtų trumpas, taip pat kad galėčiau iškirpti skylę dangtelyje ir prijungti laidą prie jungties.

f. Galiausiai, aš leidžiu vietos PCB maitinimo blokui. Sistemai reikia 5 V lygio perjungikliams ir ekrano tvarkyklėms, o 12 V - šviesos diodams. Prie maitinimo bloko prijungiu standartinę 5V/12V maitinimo jungtį, tada nukreipiu maitinimo signalus iš bloko į duonos lentą ir LED antraštę. Dangtelyje išpjoviau skylę, kad prie maitinimo jungties galėčiau prijungti 12V/5V maitinimo laidą.

g. Taip atrodo galutinis elektronikos PCB grindų planas (nuėmus dangtelį):

3 žingsnis: Raspberry Pi montavimas

„Raspberry Pi“pritvirtinau prie perforuotos ir padengtos PCB plokštės, naudodamas 4 tarpiklius, varžtus ir veržles. Man patinka naudoti padengtą PCB plokštę, kad prireikus galėčiau lituoti komponentus ir laidus.

4 žingsnis: LED signalo lygio perjungikliai

„Raspberry Pi GPIO“gali tiekti ne daugiau kaip 3,3 V. Tačiau LED ekranui reikia 5 V valdymo signalų. Todėl man reikėjo sukurti paprastą, nebrangią grandinę, kad būtų galima perjungti Pi valdymo signalus nuo 3,3 V iki 5 V. Mano naudojamą grandinę sudaro 3 atskiri FET tranzistoriai, 3 atskiri rezistoriai ir 3 integruoti keitikliai. Įvesties signalai gaunami iš „Raspberry Pi GPIO“, o išvesties signalai nukreipiami į antraštę, jungiančią prie kabelio iš šviesos diodų. Trys konvertuojami signalai yra GPIO23 į „SparkFun LDD CLK“, GPIO4 į „SparkFun LDD LAT“ir SPIO5 į „SparkFun LDD SER“.

5 veiksmas: didelis LED septynių segmentų ekranas

Norėdami parodyti greitį, naudoju du didelius šviesos diodus, kuriuos radau „SparkFun“. Jie yra 6,5 colio aukščio ir turėtų būti įskaitomi iš didelio atstumo. Kad būtų lengviau įskaitomi, baltą foną padengiau mėlyna juosta, nors juoda spalva gali suteikti daugiau kontrasto.

6 žingsnis: LED tvarkyklės plokštė

Kiekvienam šviesos diodui reikia nuoseklaus poslinkio registro ir fiksatoriaus, kad būtų galima laikyti „Raspberry Pi“valdymo signalus ir valdyti LED segmentus. „SparkFun“turi labai gerą parašymą, kaip tai padaryti čia. „Raspberry Pi“siunčia serijinius duomenis į LED septynių segmentų ekranus ir valdo fiksavimo laiką. Vairuotojo plokštės yra sumontuotos šviesos diodo gale ir nėra matomos iš priekio.

7 žingsnis: OPS241-A radaro modulio montavimas

„OPS241-A“radaro jutiklis suplaktas į 3D spausdintą laikiklį, kurį man sukūrė draugas. Arba galėjau jį tiesiogiai įsukti į plokštę. Radaro jutiklis yra sumontuotas priekinėje plokštės pusėje šalia šviesos diodų. Jutiklio modulis sumontuotas taip, kad antenos (auksinės dėmės plokštės viršuje) būtų sumontuotos horizontaliai, nors specifikacijų lape teigiama, kad antenos raštas yra gana simetriškas tiek horizontalia, tiek vertikalia kryptimi, todėl pasukti 90 ° greičiausiai būtų gerai. Montuojamas prie telefono stulpo, radaro jutiklis nukreiptas į išorę gatve. Buvo išbandyta pora skirtingų aukščių ir nustatyta, kad ji yra geriausia maždaug 2 m aukščio. Bet koks aukštesnis ir siūlyčiau galbūt šiek tiek pakreipti lentą žemyn.

8 veiksmas: maitinimo ir signalo jungtys

Yra du ženklo maitinimo šaltiniai. Vienas iš jų yra konvertuotas HDD maitinimo šaltinis, tiekiantis tiek 12V, tiek 5V. 7 segmentų ekranui reikia 12V šviesos diodams ir 5V signalo lygiui. Keitiklio plokštė paima 3,3 V signalus iš „Raspberry Pi“ir lygis perkelia juos į 5 V, kad būtų rodomas ekranas, kaip aptarta aukščiau. Kitas maitinimo šaltinis yra standartinis mobilusis telefonas arba planšetinio kompiuterio 5V USB adapteris su USB mikro jungtimi „Raspberry Pi“.

9 žingsnis: galutinis montavimas

Norėdami laikyti radaro jutiklį, šviesos diodus ir valdiklio plokštę, viskas buvo sumontuota ant 12 x 24 colių x 1 colio medžio gabalo. Šviesos diodai buvo sumontuoti priekinėje pusėje kartu su radaro jutikliu ir valdiklio plokšte galinė pusė. Mediena buvo nudažyta juodai, kad šviesos diodai būtų lengviau skaitomi. Šviesos diodų maitinimo ir valdymo signalai buvo nukreipti per skylę medyje už šviesos diodų. Radaras jutiklis buvo sumontuotas priekinėje pusėje šalia šviesos diodų. USB maitinimo ir radaro jutiklio valdymo kabelis buvo apvyniotas viršuje prie medinės lentos. Keletas skylių plokštės viršuje su kaklaraiščiais suteikė galimybę pritvirtinti plokštę prie telefono stulpo šalia „Greitis patikrintas Radaras “ženklas.

Valdiklio plokštė buvo pritvirtinta varžtais prie galinės plokštės pusės kartu su maitinimo adapteriu.

10 veiksmas: „Python“kodas

Sistema buvo sujungta naudojant „Raspberry Pi“veikiantį „Python“. Kodas yra „GitHub“. Pagrindinės kodo dalys yra konfigūracijos nustatymai, duomenys, nuskaityti per USB serijos prievadą iš radaro jutiklio, greičio duomenų konvertavimas į rodymą ir ekrano laiko valdymas.

Numatytoji OPS241-A radaro jutiklio konfigūracija yra tinkama, tačiau radau, kad reikia pakoreguoti keletą paleidimo konfigūracijų. Tai apėmė m/s ataskaitų keitimą į mph, imties dažnio keitimą į 20 kps/s ir suspaudimo nustatymo koregavimą. Imties dažnis tiesiogiai nurodo didžiausią greitį, apie kurį galima pranešti (139 mylių per valandą), ir pagreitina ataskaitos rodiklį.

Pagrindinis mokymasis yra „squelch“vertės nustatymas. Iš pradžių radau, kad radaro jutiklis nepriėmė automobilių labai toli, gal tik 15-30 pėdų (5-10 m). Maniau, kad radaras gali būti nustatytas per aukštai, nes jis buvo pastatytas maždaug 7 pėdų aukštyje virš gatvės. Atrodo, kad nuleidimas žemyn iki 4 pėdų nepadėjo. Tada pamačiau „squelch“nustatymą API dokumente ir pakeičiau jį į jautriausią (QI arba 10). Dėl to aptikimo diapazonas žymiai padidėjo iki 30–100 pėdų (10–30 m).

Duomenų priėmimas per nuoseklųjį prievadą ir vertimas siuntimui į šviesos diodus buvo gana paprastas. Esant 20 kps greičiui, greičio duomenys pateikiami maždaug 4–6 kartus per sekundę. Tai šiek tiek greita ir nėra gerai, kad ekranas keičiasi taip greitai. Ekrano valdymo kodas buvo pridėtas siekiant ieškoti greičiausio pranešamo greičio kas sekundę ir tada rodyti tą skaičių. Tai užtrunka vieną sekundę pranešant apie numerį, bet tai gerai arba jį galima lengvai koreguoti.

11 veiksmas: rezultatai ir patobulinimai

Aš pats išbandžiau važiuodamas automobiliu pro jį nustatytu greičiu, o rodmenys palyginti gerai atitiko mano greitį. „OmniPreSense“teigė, kad jie išbandė modulį ir gali išlaikyti tuos pačius bandymus, kuriuos standartinis policijos radaras patiria 0,5 mph tikslumu.

Apibendrinant galima pasakyti, kad tai buvo puikus projektas ir puikus būdas apsaugoti mano gatvę. Yra keletas patobulinimų, kurie gali padaryti tai dar naudingesnį. Pirmasis yra rasti didesnius ir ryškesnius šviesos diodus. Duomenų lape nurodyta, kad tai yra 200–300 mcd (milicandela). Tikrai reikia kažko aukštesnio už tai, nes saulė lengvai nuplovė juos žiūrėdama dienos šviesoje. Arba pridėjus ekraną aplink šviesos diodų kraštus, saulės spinduliai gali nepatekti.

Jei sprendimas bus paskelbtas visam laikui, reikės, kad visas sprendimas būtų atsparus oro sąlygoms. Laimei, tai radaras ir signalai lengvai praeis per plastikinį gaubtą, tereikia rasti tinkamą dydį, kuris taip pat būtų atsparus vandeniui.

Galiausiai būtų labai puiku pridėti „Raspberry Pi“fotoaparato modulį, kad nufotografuotų visus, kurie viršija greitį mūsų gatvėje. Galėčiau tai padaryti toliau, naudodamasis borto „Wi-Fi“ryšiu ir išsiųsdamas įspėjimą bei greitį viršijančio automobilio vaizdą. Jei prie vaizdo pridėsite laiko žymę, datą ir nustatytą greitį, viskas tikrai baigsis. Galbūt net yra sukurta paprasta programa, kuri gali gražiai pateikti informaciją.