Parkavimo pagalbininkas lazeriu: 12 žingsnių

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

Deja, turiu pasidalyti savo garažo dirbtuvėmis su mūsų automobiliais! Paprastai tai veikia gerai, tačiau jei kuris nors iš mūsų dviejų automobilių yra pastatytas per toli, aš vos galiu judėti po savo grąžtą, frezavimo staklę, stalo pjūklą ir pan. Priešingai, jei automobilis stovi nepakankamai toli, Garažo durys dar neužsidarys arba dar blogiau, užsidarant trenkia į automobilio galą!

Kaip jūs tikriausiai sutiksite, vairuotojo „stovėjimo tikslumas“skiriasi, ir aš dažnai nusivyliau vengdamas sparno, norėdamas patekti į savo darbo suolą. Išbandžiau „mechaninius sprendimus“, pvz., Teniso kamuoliuką, kabantį ant virvės, pririštos prie gegnių, bet pastebėjau, kad jie man trukdė judant ar dirbant tuščioje automobilio kioske.

Norėdami išspręsti šią dilemą, aš sugalvojau šį aukštųjų technologijų (galimai per daug nužudyti!) Sprendimą, kuris padeda automobiliams kiekvieną kartą būti maždaug per colį. Jei susiduriate su panašia problema, siūlau jums parkavimo lazeriu asistentą. Šis MICROCOMPUTER-GEEK sprendimas veikia gerai, tačiau yra pakankamai paprastas, kad jį būtų galima pastatyti ir įdiegti per savaitgalį.

Lazeriai gelbėjimui

Neseniai savo šiukšliadėžėje turėjau likusių lazerinių modulių, kurie ieškojo ką veikti. Taigi, atsižvelgdamas į mano nuolatines garažo stovėjimo problemas (nenumatytas kalambūras), aš sukūriau schemą, kaip pritvirtinti lazerius prie mano garažo viršutinių gegnių, nukreiptų į žemiau esančius automobilius. Rezultatas - lazerinis taškas, suprojektuotas ant automobilio prietaisų skydelio tiksliai ten, kur reikia sustabdyti automobilį. Vairuotojo instrukcijos yra paprastos. Tiesiog įveskite automobilį į garažą ir sustokite, kai pirmą kartą prietaisų skydelyje pamatysite RED ROT!

1 žingsnis: lazerio sauga

Prieš eidamas toliau, noriu sustoti keliems žodžiams apie saugumą lazeriu. Netgi šiame projekte naudojami santykinai mažos galios 5 mW raudoni lazeriai gali sukurti itin ryškius, tvirtai sufokusuotus, didelės energijos šviesos spindulius. Tokia šviesa gali pakenkti jūsų regėjimui! NIEKADA NELEISKITE TIESIOGIAI Į LAZERINĘ SISTEMĄ.

2 žingsnis: lazerio modulio pasirinkimas

Dviejų automobilių sąrankai sumontavau porą mažų 5 mw (milivatų) fokusuojamų raudonų lazerinių modulių, po vieną virš kiekvienos automobilio vietos. Kaip parodyta 2 paveiksle, tai yra nedideli, savarankiški moduliai, kurie gali būti maitinami iš bet kurio 3–6 V nuolatinės srovės šaltinio. Šiuos modulius galima įsigyti „eBay“už $ 4–10 USD. diapazoną, yra lengvai montuojami ir gali būti sutelkti į jūsų automobilio prietaisų skydelį, kad būtų raudonas taškas, kurį būtų lengva pamatyti net dienos šviesoje. Tiesą sakant, rekomenduoju diegimo metu šiek tiek sušvelninti fokusavimą, nes tai padidins prietaisų skydelyje matomo lazerio taško dydį ir šiek tiek sumažins jo intensyvumą.

Lazerio alternatyvos

Galite paklausti: "Ar nėra pigesnių lazerių?" Atsakymas yra TAIP, labai nebrangių lazerinių rodyklių su baterijomis galima rasti už du ar du pinigus. Aš iš tikrųjų nusipirkau kai kuriuos kitiems projektams, bet pastebėjau, kad jiems trūksta išvesties ryškumo. Nedvejodami pabandykite juos, nes jie jums gali būti pakankamai ryškūs, tačiau mano diegimo metu radau ryškesnius, fokusuojamus modulius.

Bet palauk! Kai kurie lazeriai išleidžia LINE arba CROSS modelį. Ar šie nebūtų dar geresni? Norėdami sukurti LINE arba CROSS modelį, lazerio modulio viduje įdedamas antrinis lęšis, kuris normalų lazerinio taško šaltinio išėjimą paverčia norimu modeliu. Kuriant LINE arba CROSS modelį, didelio intensyvumo lazerio išvestis pasiskirsto, jei norite, „atskiesta“, kad susidarytų linijinis (arba kryžminis) vaizdas. Atliekant bandymus garaže su šiais lęšiais, susidariau dėl to, kad gautos lazerio linijos per silpnos, kad jas būtų galima matyti automatiniame prietaisų skydelyje, ypač dienos metu, kai pro garažo langus plaunama saulės šviesa.

3 žingsnis: 1 lazerio valdiklis

Kad lazerio veikimo trukmė būtų kuo ilgesnė, reikia tam tikros grandinės, kad prireikus įjungtumėte lazerį, o tada, kai ne. Mūsų elektrinis durų atidarytuvas, kaip ir dauguma, automatiškai įjungia lemputę kiekvieną kartą, kai atidaromas durų atidarymo ciklas. Ši lemputė dega apie 5 minutes, o tada išsijungia. Pirmą kartą įdiegęs šviesos daviklį tiesiog įdėjau virš atidarymo lemputės ir panaudojau jį maitinimo tranzistoriui, kuris suaktyvino parkavimo pagalbinius lazerius, valdyti. Nors viskas susitvarkė, netrukus pastebėjau, kad jei garažo durys jau kurį laiką buvo atidarytos, kol aš patraukiau stovėti, lazeriai neįsijungs. Tai yra, kadangi pasibaigė atidarymo lemputės laikmačio laikas, iš tikrųjų reikėjo važiuoti dviračiu garažo durų atidarytuvu, kad įjungtumėte atidarymo lemputę ir savo ruožtu paleistumėte parkavimo pagalbinius lazerius.

Norėdami įveikti šį apribojimą, aš sugalvojau „Gen-2“-išsamesnį sprendimą, kaip įjungti parkavimo asistento lazerius KAS KADA automobilis įvažiuoja į garažą

4 žingsnis: 2 kartos lazerinis valdiklis - atidarytuvo „Saftey“jutiklio naudojimas

„Užblokuotas durų jutiklis“yra būtina saugos funkcija visuose garažo vartuose. Paprastai tai pasiekiama nušovus infraraudonųjų spindulių spindulį per garažo durų angą, maždaug 6 colius virš grindų lygio. Kaip parodyta 3 paveiksle, šis šviesos spindulys kilęs iš spinduliuotės „A“ir aptiktas jutiklio „B“. Jei kas nors trukdo šiam šviesos spinduliui uždaryti duris, aptinkama BLOKUOTŲ DURŲ BŪKLĖ ir atidarytuvas pakeičia durų uždarymo judesį, kad durys grįžtų į visiškai pakeltą padėtį.

Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, „Užblokuotų durų“saugos jutiklį sudaro IR šviesos skleidėjas „A“ir IR šviesos detektorius „B“.

Paprastai užblokuotų durų jutiklius rasite prijungtus prie durų atidarytuvo, naudojant 2 laidų laidą, pvz., RED Lines, pateiktas 3 paveiksle. Ši paprasta laidų pora sujungia spinduliuotę, detektorių ir atidarytuvą. Pasirodo, kad ši sujungimo schema 1) tiekia MAITINIMĄ iš atidarytuvo, kad veiktų jutikliai, ir 2) suteikia ryšio kelią nuo jutiklių atgal iki atidarytuvo.

5 veiksmas: kaip veikia durų saugos jutiklis

Kadangi užblokuotų durų jutiklis yra aktyvus visą laiką, pastebėjau, kad galėčiau panaudoti jutiklį, kad aptikčiau momentinį „užblokuotų durų įvykį“, kuris įvyksta, kai automobilis įvažiuojamas į garažą stovėti. Kad tai veiktų, tereikėjo suprasti energijos ir signalų formatą, esantį užblokuotų durų jutiklio laiduose.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta užblokuotų durų signalų bangos forma, skirta GENIE prekės ženklo durų atidarymo sistemai

Turiu „GENIE“prekės ženklo atidarytuvą ir, uždėjęs osciloskopą per laidų porą, einančią tarp atidarytuvo ir jutiklių, radau pulsuojančią 12 voltų smailės ir smailės bangos formą, kai durų jutiklis nebuvo užblokuotas. Kaip matyti, jutiklio laidų įtampa tampa pastovi +12VDC, kai jutiklis yra užblokuotas.

Aš nusprendžiau įgyvendinti šį projektą su programine įranga mažame „Arduino NANO“mikrovaldiklyje. Išsamią NANO lazerinio valdiklio schemą rasite kitame žingsnyje. Aš naudojau nedidelį gabalėlį perf-board stiliaus prototipo plokštės medžiagos, kad galėčiau laikyti NANO ir keletą likusių komponentų, reikalingų šiam projektui. Maža gnybtų juostelė arba kitos jūsų pasirinktos jungtys gali būti sujungtos su durų atidarytuvu ir lazerio moduliais.

Jei pereisite prie schemos, matysite, kad įeinantis +12 V PP durų jutiklio signalas praeina per kelis diodus (kad būtų teisingas poliškumas) ir tada per NPN tranzistorių (Q1) prieš pristatant į įvesties kaištį NANO. Kaip parodyta aukščiau esančiose bangų formose, šis tranzistorius atlieka du dalykus. 1) Jis paverčia 12 V „Peak“į „Peak“signalą į 5 voltų signalą, suderinamą su NANO, ir 2) ĮVERTINA loginius lygius.

ATSARGIAI: Aukščiau aprašyta elektros instaliacijos ir signalizacijos schema taikoma GENIE prekės ženklo durų atidarytuvams. Nors manau, kad dauguma dviejų laidų jutiklių schemų veikia naudojant panašią signalizavimo techniką, jums gali tekti uždėti savo garažo vartų atidarymo sistemos jutiklio laidus, kad suprastumėte išsamią signalo informaciją ir prireikus pakoreguotumėte projektą

6 žingsnis: Aparatūra

Aš nusprendžiau įgyvendinti šį projektą programinėje įrangoje, naudojant mažą „Arduino NANO“mikrovaldiklį. Išsamią NANO lazerinio valdiklio schemą rasite kitame žingsnyje. Aš naudojau nedidelį gabalėlį perf-board stiliaus prototipo plokštės medžiagos, kad galėčiau laikyti NANO ir keletą likusių komponentų, reikalingų šiam projektui. Maža gnybtų juostelė arba kitos jūsų pasirinktos jungtys gali būti sujungtos su durų atidarytuvu ir lazerio moduliais.

Kaip matote schemoje, prieš tiekiant įvestį, įeinantis +12 V PP durų jutiklio signalas (ankstesnis žingsnis!) Praeina per kelis diodus (kad tik būtų teisingas poliškumas), o paskui per NPN tranzistorių (Q1). smeigtukas ant NANO. Kaip parodyta 4 paveiksle, šis tranzistorius atlieka du dalykus. 1) Jis paverčia 12 V „Peak“į „Peak“signalą į 5 voltų signalą, suderinamą su NANO, ir 2) ĮVERTINA loginius lygius.

NANO išvesties kaištis varo maitinimo MOSFET tranzistorių (Q3), kad lazeriai būtų aprūpinti energija. Likusiuose komponentuose yra šviesos diodų indikatoriai ir „bandymo režimo“jungiklio įvestis.

7 žingsnis: statykite lazerio parkavimo prižiūrėtoją

Šio projekto dalių sąrašas pateiktas aukščiau. NANO, tranzistorių ir kitų dalių tvirtinimui naudoju nedidelę perf-plokštės dalį. Laidai nuo taško iki taško buvo naudojami visoms jungtims užbaigti. Tada aš radau nedidelę plastikinę komunalinę dėžę, kurioje buvo sumontuotas užbaigtas perforavimo plokštės mazgas. Aš gręžiau reikiamas skyles dėžutėje, kad būtų galima pasiekti šviesos diodus ir TESTO JUNGIKLĮ. Aš išvedžiau nuolatinės srovės maitinimo laidą iš sieninio karpų maitinimo šaltinio per korpusą ir prijungiau jį tiesiai prie plokštės. Aš naudoju kai kuriuos „RCA“stiliaus foninius lizdus, kad galėčiau prijungti lazerius, ir įsilaužiau į kai kuriuos senus garso kabelius, kad sujungčiau lazerius su šiais RCA lizdais, tiesiog sujungdamas JUODĄ (- LASER VDC) lazerio laidą prie SHIELD ir RAUDONAS (+ LASER VDC) lazerinis laidas prie centrinio laidininko. Tada kiekvieną sujungimą padengiau poros sluoksnių susitraukiančiu vamzdeliu, kad būtų užtikrinta izoliacija ir mechaninis sutvirtinimas.

Aš naudoju porą medinių varžtų, kad pritvirtinčiau „Lazerio valdymo“dėžutę į gegnes šalia garažo durų atidarytuvo.

Kalbant apie programinę įrangą, turėsite atsisiųsti šaltinio kodą ir jį redaguoti/kompiliuoti/įkelti naudodami „Arduio IDE“.

8 žingsnis: Maitinimo šaltinio parinktys

Šiam projektui reikalingas nedidelis kištukinis maitinimo šaltinis, galintis tiekti reguliuojamą 5 V nuolatinę srovę. Kadangi kiekvienam lazeriui reikia apie 40 mA esant 5 VDC, dviejų lazerių įrenginiui reikia mažiausiai 100 mA maitinimo šaltinio. Savo šiukšliadėžėje radau tinkamą reguliuojamą 5 V nuolatinės srovės karpų maitinimo šaltinį, kuris puikiai veikė. Reguliuojamas 5 VDC mobiliųjų telefonų įkroviklis taip pat yra tinkamas pasirinkimas. Jie yra visiškai izoliuoti, turi USB lizdą, skirtą prijungti prie mobiliojo telefono ar planšetinio kompiuterio, ir paprastai prieinami tik už kelis dolerius. Galima tiesiog nulaužti vieną USB kabelio galą ir prijungti atitinkamus 5 VDC ir GROUND laidus prie lazerio valdymo maitinimo įvesties gnybtų.

MAITINIMO IR LAZERIO MODULIO ATSARGIAI:

1. Atidžiai išmatuokite ir patikrinkite bet kokio naudojamo maitinimo šaltinio išvestį. Daugelis sieninių karpų atsargų NEREGULIUOJAMOS ir gali būti labai aukštos įtampos išvesties, kai yra lengvai pakrautos. Per didelė įtampa gali perkrauti lazerius, sukurdama nesaugius lazerio šviesos lygius, taip pat sutrumpinti lazerio veikimo laiką.

2. Nerekomenduoju ištraukti +5VDC iš NANO maitinti lazerius, nes tai gali viršyti NANO išėjimo srovės galią, o tai gali perkaisti arba sugadinti NANO procesoriaus plokštę.

3. Kad išvengtumėte įžeminimo nesklandumų su garažo durų atidarytuvu, įsitikinkite, kad 5 V nuolatinės srovės maitinimo šaltinis, kurį naudojate šiam projektui, yra PLAUKIANTIS žemės atžvilgiu.

Atkreipkite dėmesį, kad kiekvieno lazerio modulio metalinis korpusas yra elektriškai prijungtas prie POSITIVE (RED) lazerio maitinimo laido. Taigi visa grandinė, kaip parodyta, turėtų būti pastatyta taip, kad būtų visiškai izoliuota (dar vadinama „plaukiojančia“) žemės paviršiaus atžvilgiu

9 žingsnis: Lazerių montavimas

Aš naudoju ½ colio kabelių spaustukus, kad pritvirtinčiau kiekvieną lazerį prie medžio bloko, kurį tada prisukau prie garažo gegnės. Aplink kiekvieną lazerį reikėjo kelių sluoksnių elektros juostos, kad padidėtų 12 mm skersmens lazerio modulis, kad jį tvirtai laikytų kabelinė lempa. Vienas kabelio gnybto varžtas leidžia lazeriui suktis, kaip reikia išlyginimui. Kaip pažymėta, pats medinis blokas yra pritvirtintas prie gegnės vienu varžtu, kad pats medinis blokas galėtų būti pasuktas pagal poreikį.

Naudojant jungiklį „BANDYMO REŽIMAS“ir du „optinio derinimo nustatymus“, lengva nustatyti, kad lazerio taškas būtų tiksliai nustatytas tinkamoje automobilio prietaisų skydelio vietoje.

10 veiksmas: kaip tai veikia

Lazerio valdiklio veikimo logika yra gana paprasta. Kai tik užblokuotų durų jutiklio signalinė linija pereina nuo pulsavimo iki pastovaus lygio, mes žinome, kad turime užblokuotų durų įvykį. Darant prielaidą, kad užblokuotos durys atsirado dėl to, kad automobilis įvažiavo į garažą ir akimirksniu nutraukė durų jutiklio spindulį, galime nedelsdami įjungti parkavimo pagalbinius lazerius. Po maždaug 30 sekundžių mes galime išjungti lazerius.

„Veikimo režimo“programinės įrangos kodas, įgyvendinantis šią logiką, matomas 5 paveiksle. NANO tiesiog stebi durų jutiklio įvesties kaištį ir, kai šis signalas išlieka ties logika 0 ilgiau nei ½ sekundės, jis daro išvadą, kad turime užblokuotą jutiklį. įvykį ir įjungia parkavimo pagalbinius lazerius. Kai pulsuojantis signalas grįžta (automobilis pilnai garaže, durų jutiklis nebėra užblokuotas), pradedame 30 sekundžių „Lazerio išjungimo laikmatį“. Pasibaigus laikmačiui, seka baigta ir lazeriai išjungiami.

Visas kodų rinkinys yra šiek tiek sudėtingesnis, nes jame taip pat turi būti naudojami keli LED indikatoriai ir perjungimo jungiklis. Perjungimo jungiklis pasirenka įprastą „RUN MODE“ir „TEST MODE“. BANDYMO REŽIMU garažo durų jutiklis ignoruojamas ir lazeriai tiesiog įjungiami. Tai naudojama montuojant ir nustatant, kad būtų galima nukreipti lazerius į reikiamą automobilio priekinio stiklo/prietaisų skydelio vietą. Trys šviesos diodai rodo ĮJUNGIMĄ, LAZERĮJUNGIMĄ ir BŪSENĄ. STATUS šviesos diodas degs nuolat, kai aptiksite užblokuotas duris. Šis šviesos diodas sumirksės maždaug kartą per sekundę, kai durys nebebus užblokuotos ir lazerio išjungimo laikmatis skaičiuojamas atgal. STATUS lemputė greitai mirksės, kai tik perjungimo jungiklis bus nustatytas į TEST MODE padėtį.

11 žingsnis: Santrauka

Parkavimo asistento lazeriu projektas atlieka šį darbą už mane ir buvo stebėtinai gerai priimtas mano „naudotojų bendruomenės“(sutuoktinio). Dabar įprasta pasiekti aukšto tikslumo automobilių stovėjimo aikštelę. Manau, kad lazerio taškas yra lengvai matomas esant bet kokioms apšvietimo sąlygoms, tačiau vairuotojas nėra pernelyg išsiblaškęs dėl taško ir yra dėmesingas aplinkai stovėdamas.

Jei susiduriate su panašia automobilių stovėjimo problema ir norite NERD INTENSIVE požiūrio, tai gali būti sprendimas, kuris tinka ir jums!

Laimingo parkavimo!

12 veiksmas: nuorodos, schema, „Arduino“šaltinio kodo failai

Žiūrėkite pridėtus failus, kad gautumėte šaltinio kodą ir visos schemos PDF failą.

KITA NUORODA

Lazerio modulių šaltiniai:

Ieškokite „eBay“: 5 mW taškinis lazerinis fokusavimas

Miniatiūrinio perjungimo šaltinio šaltiniai:

Ieškokite „eBay“perjungimo jungiklio „miniture“

IRFD9120 MOSFET šaltiniai:

Ieškokite „eBay“: IRFD9120

+5VDC maitinimo šaltiniai

Ieškokite „eBay“: 5VDC mobiliojo telefono įkroviklis

P-kanalo MOSFET įrenginio duomenų lapas

www.vishay.com/docs/91139/sihfd912.pdf