Atbulinės eigos pagalbininkas garaže naudojant esamą saugos jutiklį ir analoginę grandinę: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Įtariu, kad daugelis išradimų žmonijos istorijoje buvo padaryti dėl besiskundžiančių žmonų. Skalbimo mašina ir šaldytuvas tikrai atrodo perspektyvūs kandidatai. Mano mažasis „išradimas“, aprašytas šioje instrukcijoje, yra elektroninis garažo parkavimo asistentas, kuris taip pat yra (taip, jūs atspėjote) žmonos skundų rezultatas.:)

Man patinka pastatyti automobilį mūsų garaže atbuline eiga, kad ryte greitai išvažiuotumėte. Jei pastatysiu jį per toli, mano žmona nepatenkinta siauru praėjimu iki namų durų. Jei pastatysiu jį pakankamai toli, priekinis buferis trukdys nuotoliniu būdu valdomiems garažo vartams. Ideali vieta yra turėti priekinį buferį 1–2 colių atstumu nuo uždarytų durų, o tai pasiekti kiekvieną kartą yra gana sunku.

Natūralu, kad paprasčiausias sprendimas yra klasikinis teniso kamuolys ant virvės, kabančios nuo lubų. Žinoma, tai veiktų, bet kur linksmybės? Tokiam elektroniniam mėgėjui kaip aš pirmoji mintis - sukurti grandinę! Yra bent keliolika instrukcijų, apibūdinančių garažo diapazono ieškiklį, pagrįstą ultragarso jutikliu, „Arduino“ir tam tikru šviesos signalu, naudojant šviesos diodus. Taigi, kad būtų įdomiau, aš pasirinkau alternatyvų sprendimą, kuriame naudojami esami saugos atbulinės eigos jutikliai, kurie yra neatsiejama „LiftMaster“gaminamų automatinių garažo vartų dalis. Šis vaizdo įrašas paaiškina, kaip tai veikia, sutaupydamas daug rašymo.

Jutiklio imtuvas signalizuoja „viskas aišku“, kai priekinis buferis sustoja kertant infraraudonųjų spindulių spindulį. Puikus! Viskas, ką turiu padaryti, tai perimti šį signalą, tiesa? Na, tai lengviau pasakyti nei padaryti …

(Atsakomybės apribojimas: Tęsdami kitą žingsnį, jūs pripažįstate, kad gerai išmanote elektroniką ir puikiai žinote, kad šis projektas yra susijęs su esama saugos įranga. Jei viskas bus padaryta teisingai, tai gerai veikia, bet jei ką nors sugadinsite, rizikuojate tai padaryti Saugos įranga neveiksminga. Tęskite savo rizika, nesu atsakingas už bet kokius blogus padarinius, pvz., negyvus/sužeistus augintinius, vaikus ir pan., atsiradusius įgyvendinus šią instrukciją.)

1 žingsnis: 1 problema: kaip perimti ir panaudoti „LiftMaster“saugos jutiklio signalą?

Kai infraraudonųjų spindulių (IR) spindulio kelias tarp emiterio ir imtuvo yra aiškus, imtuvas per porą laidų siunčia 156 Hz kvadratinių bangų signalą, kaip parodyta pirmame paveikslėlyje. Per vieną laikotarpį 6,5 ms (~ 6 V aukščio) ir ne daugiau kaip 0,5 ms (~ 0 V) (antras ir trečias vaizdas). Kai IR spindulys susiduria su kliūtimi, imtuvas nesiunčia jokio signalo ir linija išlieka aukšta esant maitinimo įtampai (ketvirtas vaizdas). Įdomu tai, kad tiek emiterio, tiek imtuvo maitinimo šaltinis, taip pat imtuvo signalas yra kilę iš vienos poros gnybtų, esančių „LiftMaster“atidarytuvo gale (penktas vaizdas).

Taigi, šios problemos esmė yra tai, kaip 1 paveikslėlyje iš 4 paveiksle esančio nuolatinės srovės signalo aptikti kvadratinių bangų signalą. Nereikia išradinėti rato iš naujo, nes šią problemą išsprendė kiti, turintys trūkstamo impulso detektoriaus grandinę. Yra daug įgyvendinimo būdų; Aš pasirinkau vieną iš šio „Circuits Today“puslapio ir šiek tiek pakeičiau, kaip parodyta penktame paveikslėlyje. Originaliame puslapyje išsamiai aprašyti jo veikimo principai. Trumpai tariant, laikmatis NE555, veikiantis monostabiliuoju režimu, išlaikys aukštą OUTPUT kaištį tol, kol įeinančios kvadratinės bangos (prijungtos prie TRIGGER) laikotarpis yra trumpesnis už laiko intervalą THRESHOLD+DISCHARGE kaiščiuose. Pastarasis priklauso nuo R1 ir C2 reikšmių. Nuolatinė įtampa „TRIGGER“leis C2 įkrauti virš ribinės vertės, o OUTPUT kaištis sumažės. Problema išspręsta!

2 veiksmas: 2 problema: kaip vizualiai parodyti laikmačio išvesties kaiščio būseną?

Tai nėra protas: naudokite šviesos diodą. Laikykite jį išjungtą, kai IR spindulys nepažeistas ir OUTPUT yra didelis (tai atsitinka 99,999% atvejų), ir įjunkite jį, kai šviesa nutrūksta ir OUTPUT sumažėja. Kitaip tariant, apverskite OUTPUT signalą, kad maitintumėte šviesos diodą. Paprasčiausias tokio tipo jungiklis IMHO naudoja P kanalo MOSFET tranzistorių, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Laikmačio išėjimas yra prijungtas prie jo vartų. Kol jis yra aukštas, tranzistorius veikia didelės varžos režimu, o šviesos diodas yra išjungtas. Ir atvirkščiai, žema įtampa vartuose leis tekėti srovei. Patraukiamasis rezistorius R4 užtikrina, kad vartai niekada nebus palikti kabantys ir laikomi pageidaujamoje būsenoje. Problema išspręsta!

3 žingsnis: 3 problema: kaip įjungti iki šiol aprašytą grandinę?

1 žingsnyje parodytam trūkstamam pulso detektoriui reikia pastovios nuolatinės srovės įtampos. Galėčiau naudoti baterijas arba nusipirkti tinkamą AC/DC adapterį. Mh, per daug vargo. Kaip naudoti patį „LiftMaster“pateiktą saugos jutiklio tiekimą? Na, problema ta, kad jis perduoda IR imtuvo signalą, kuris nėra nei „pastovus“, nei „nuolatinis“. Tačiau jį galima tinkamai filtruoti ir išlyginti labai paprasta grandine, parodyta aukščiau. Didelis 1 mF elektrolitinis kondensatorius yra pakankamai geras filtras, o prijungtas diodas užtikrina, kad jis neišsikrauna, kai signalas silpnas. Problema išspręsta!

Apgaulė yra ta, kad iš „LiftMaster“nepritraukiama per daug srovės, kitaip saugos jutiklio veikimas gali būti pažeistas. Dėl šios priežasties aš nenaudojau standartinio NE555 laikmačio, bet jo CMOS klono TS555 su labai mažomis energijos sąnaudomis.

4 žingsnis: 4 problema: kaip sudėti visus komponentus?

Lengvai; žiūrėkite visą grandinę aukščiau. Čia yra mano naudojamų dalių sąrašas:

• U1 = mažos galios vieno CMOS laikmatis TS555, pagamintas STMicroelectronics.
• M1 = P kanalo MOSFET tranzistorius IRF9Z34N.
• Q1 = PNP BJT tranzistorius BC157.
• D1 = diodas 1N4148.
• D2 = geltonas šviesos diodas, tipas nežinomas.
• C1 = 10 nF keraminis kondensatorius.
• C2 = 10 uF elektrolitinis kondensatorius.
• C3 = 1 mF elektrolitinis kondensatorius.
• R1 ir R2 = 1 k-omo rezistoriai.
• R3 = 100 omų rezistorius.
• R4 = 10 k-omo rezistorius.

Esant 5,2 V maitinimo šaltiniui, minėta grandinė sunaudoja tik ~ 3 mA, kai šviesos diodas yra išjungtas, ir ~ 25 mA, kai jis įjungtas. Srovės suvartojimą galima dar sumažinti iki ~ 1 mA, pakeitus R1 į 100 k-om ir C2 iki 100 nF. Tolesnis pasipriešinimo padidėjimas ir sumažinta talpa, ribojama išlaikant pastovų RC produktą (= 0,01), srovės nesumažina.

Įdėjau LED ir R3 rezistorių į mielą mažą „Altoids“skardą ir prikaliau prie sienos. Nuo jo aš vedžiau ilgą kabelį iki pat „LiftMaster“atidarymo ant lubų. Vairuotojo grandinė buvo lituojama ant bendros paskirties lentos ir įdėta į mielą mažą dėžutę, kurią gavau iš „Adafruit“. Dėžutė pritvirtinta prie „LiftMaster“rėmo, o maitinimo laidų pora pritvirtinta prie saugos jutiklių gnybtų.

Grąžindamas automobilį į garažą, sustoju, kai tik užgęsta šviesos diodas. Rezultatas yra puikus derinimas, kaip parodyta paskutiniame paveikslėlyje. Problema išspręsta!

5 veiksmas: papildymas: lengvesnis, nors ir ne ryškesnis parkavimo asistentas:)

Praėjus 10 dienų po to, kai pirmą kartą buvo paskelbtas šis „Instructable“, aš pastatiau kreipiamąjį antrųjų garažo durų stovėjimo žibintą. Čia verta paminėti, nes aš šiek tiek patobulinau grandinės dizainą. Žiūrėkite pirmąjį vaizdą. Pirma, aš pasirinkau mažesnės srovės parinktį RC porai, aprašytai ankstesniame žingsnyje, kai maža 100 nF talpa atitinka didesnį 100 k-omo atsparumą. Tada pašalinau PMOS tranzistorių ir 10 k ohm traukimo varžą ir prijungiau LED įžeminimą tiesiai prie TS555 OUTPUT kaiščio. Tai įmanoma, nes objektas, esantis IR spindulio kelyje, sumažina OUTPUT įtampą, efektyviai įjungdamas šviesos diodą. Tačiau už šį supaprastinimą reikia sumokėti. Kai buvo PMOS, man nereikėjo jaudintis dėl LED srovės: IRF9Z34N gali priimti 19 A, todėl šviesos diodas gali spindėti taip ryškiai, kaip aš noriu. TS555 OUTPUT kaištis gali nuskęsti tik 10 mA, todėl turėjau suporuoti šviesos diodą su didesniu 220 omų rezistoriumi, kuris sumažino jo ryškumą. Jis vis dar gerai matomas, kaip rodo ketvirtas vaizdas, todėl jis man tinka. Šio dizaino dalių sąrašas yra toks:

• U3 = mažos galios vieno CMOS laikmatis TS555, pagamintas STMicroelectronics.
• Q3 = PNP BJT tranzistorius BC157.
• D5 = diodas 1N4148.
• D6 = geltonas šviesos diodas, tipas nežinomas.
• C7 = 10 nF keraminis kondensatorius.
• C8 = 100 nF keraminis kondensatorius.
• C9 = 1 mF elektrolitinis kondensatorius.
• R9 = 100 k-omo rezistorius.
• R10 = 1 k-omo rezistorius.
• R11 = 220 omų rezistorius.

Grandinė sunaudoja 1 mA ir 12 mA išjungtoje ir įjungtoje būsenose.