Laser -pysäköintitutka: 12 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Valitettavasti minun on jaettava autotallini työpaja autojemme kanssa! Tämä toimii yleensä hyvin, mutta jos jompikumpi kahdesta autostamme on pysäköity pysähdykseensä liian kauas, voin tuskin liikkua porapuristimen, jyrsinkoneen, pöytäsahan jne. Ympärillä. Toisaalta, jos autoa ei ole pysäköity tarpeeksi kauas, autotallin ovi ei sulkeudu tai vielä pahempaa, törmää ajoneuvon takaosaan sulkiessaan!

Kuten luultavasti olette samaa mieltä, "pysäköintitarkkuus" vaihtelee kuljettajien kesken, ja olin usein turhautunut väistämään lokasuojan ympärille vain päästäkseni työpenkilleni. Olen kokeillut "mekaanisia ratkaisuja", kuten tennispalloa, joka roikkuu pylvääseen sidotussa narussa, mutta huomasin, että ne menivät tielleni liikkuessani tai työskennellessäni tyhjän autohallin sisällä.

Tämän dilemman ratkaisemiseksi keksin tämän korkean teknologian (mahdollisesti ylitapauksen!) Ratkaisun, joka auttaa saamaan autot paikalleen aina noin tuuman tarkkuudella. Jos kohtaat samanlaisen ongelman, tarjoan sinulle laserpysäköintitutkan. Tämä MICROCOMPUTER-GEEK -ratkaisu toimii hyvin, mutta on kuitenkin riittävän yksinkertainen rakentaa ja asentaa viikonlopun aikana.

Laserit pelastukseen

Minulla oli äskettäin roskapussissani joitain jääneitä lasermoduuleja, jotka etsivät jotain tekemistä. Joten jatkuvien pysäköintihalli -ongelmieni valossa (ei sanaleikkiä) olen laatinut suunnitelman lasereiden kiinnittämiseksi autotallini yläpuolen kattopalkkeihin, jotka on suunnattu alla oleviin autoihin. Tuloksena on laserpiste, joka projisoidaan auton kojelautaan tarkalleen siihen kohtaan, jossa auto on pysäytettävä. Kuljettajan ohjeet ovat yksinkertaisia. Aja vain auto autotalliin ja pysähdy, kun näet PUNAISEN PISTEEN kojelaudalla!

Vaihe 1: Laseriturvallisuus

Ennen kuin menen pidemmälle, haluan pysähtyä muutaman sanan laserturvallisuudesta. Jopa tässä projektissa käytetyt suhteellisen pienitehoiset 5 mw: n PUNAISET laserit pystyvät tuottamaan erittäin kirkkaita, tarkasti tarkennettuja, korkean energian valonsäteitä. Tällainen valo voi vahingoittaa näköäsi! ÄLÄ ALOITA Suoraan LASER -säteeseen MITÄÄN.

Vaihe 2: Lasermoduulin valinta

Kahden auton kokoonpanoa varten asensin pari pientä 5 mw (milliwattia) fokusoitavaa punaista lasermoduulia, yksi jokaisen autopaikan päälle. Kuten kuvassa 2 esitetään, nämä ovat pieniä, itsenäisiä moduuleja, joita voidaan käyttää mistä tahansa 3–6 VDC: n virtalähteestä. Näitä moduuleja voi ostaa eBayssa 4–10 dollarin hintaan. on helppo asentaa, ja ne voidaan keskittyä auton kojelautaan, jolloin saadaan punainen piste, joka on helppo nähdä jopa päivänvalossa. Itse asiassa suosittelen, että asennuksen aikana pehmennät tarkennusta hieman, koska se kasvattaa kojelaudassa näkyvän laserpisteen kokoa ja vähentää sen intensiteettiä hieman.

Laservaihtoehdot

Saatat kysyä: "Eikö halvempia lasereita ole saatavilla?" Vastaus on KYLLÄ, erittäin edullisia paristokäyttöisiä laserosoittimia löytyy yhdestä tai kahdesta. Olen itse ostanut niitä muihin projekteihin, mutta huomasin, että niiden kirkkaus puuttuu. Voit vapaasti kokeilla niitä, koska ne voivat olla tarpeeksi kirkkaita sinulle, mutta asennuksessani huomasin, että kirkkaammat, tarkennettavat moduulit olivat parempi peli.

Mutta odota! Jotkut laserit tuottavat LINE- tai CROSS -kuvion. Eivätkö nämä olisi vielä parempia? LINE- tai CROSS -kuvion luomiseksi lasermoduulin sisään on sijoitettu toissijainen linssi, joka muuttaa normaalin laserpistelähteen ulostulon halutuksi kuvioksi. LINE- tai CROSS -kuvion luomisessa suuritehoinen laserlähtö jakautuu, "laimennettuna", jos haluat, muodostaaksesi viiva- tai ristikuvan. Autotallikokeissani näillä linsseillä havaitsin tuloksena olevat laserlinjat liian himmeiksi, jotta niitä voitaisiin nähdä automaattisessa kojelaudassa, varsinkin päivällä, jolloin auringonvalo pesi autotallin ikkunoista.

Vaihe 3: Laser Controller Gen 1

Laserin käyttöiän maksimoimiseksi tarvitaan joitain piirejä, jotta laser kytketään PÄÄLLE tarvittaessa ja sitten POIS, kun ei. Sähköinen ovenavaajamme, kuten useimmat, sytyttää hehkulampun automaattisesti aina, kun ovenavaaja pyörii. Tämä lamppu palaa noin 5 minuuttia ja sammuu sitten. Ensimmäisessä toteutusvaiheessani asetin yksinkertaisesti valoanturin aivan avauslampun yläpuolelle ja käytin sitä pysäköintitutkalasereita aktivoivan tehotransistorin käyttämiseen. Vaikka tämä sai asiat etenemään, huomasin pian, että jos autotallin ovi olisi jo ollut auki jonkin aikaa ennen kuin nousin parkkiin, laserit eivät aktivoituisi. Toisin sanoen, koska Opener Light Bulb -ajastin oli kulunut umpeen, yksi tarve oli itse asiassa pyöräillä autotallin ovenavaajaa kääntääkseen avauslampun päälle ja käynnistämään pysäköintitutkalaserit.

Tämän rajoituksen voittamiseksi keksin Gen-2: n, täydellisemmän ratkaisun pysäköintiavustimen lasereiden käynnistämiseksi AINA, kun auto tulee autotalliin

Vaihe 4: Laser -ohjain, 2. sukupolvi - Avaaja Saftey -anturin käyttäminen

"Lukittu ovi -anturi" on pakollinen turvaominaisuus kaikissa autotallin ovenavauksissa. Tämä saavutetaan yleensä ampumalla infrapunavalonsäde autotallin oviaukon yli, noin 6 tuumaa lattiatason yläpuolelle. Kuten kuvassa 3 esitetään, tämä valonsäde on peräisin lähettimestä "A" ja tunnistettu anturilla "B". Jos jokin estää tätä valonsädettä oven sulkemisen aikana, TUKITTU OVEN KUNTO havaitaan ja avaaja kääntää oven sulkemisliikkeen niin, että ovi palautetaan täysin ylös.

Kuten yllä olevasta kuvasta näkyy, '' Estettyjen ovien '' turvatunnistin koostuu IR-valonlähteestä 'A' ja IR-valonilmaisimesta 'B'.

Löydät tyypillisesti suljetun oven anturit, jotka on liitetty ovenavaajaan käyttämällä 2-johtimista johtoa, kuten PUNAISET viivat, jotka näkyvät kuvassa 3. Tämä yksinkertainen johdinpari yhdistää lähettimen, ilmaisimen ja avaajan yhteen. Osoittautuu, että tämä yhdistämismenetelmä 1) syöttää avaimesta VIRTAA antureiden käyttämiseksi ja 2) tarjoaa tietoliikennepolun antureista takaisin avaajaan.

Vaihe 5: Kuinka oven turva -anturi toimii

Koska lukittu oven tunnistin on aina aktiivinen, huomasin voivani käyttää tunnistinta havaitakseen hetkellisen "lukitun oven tapahtuman", joka tapahtuu aina, kun ajoneuvo ajetaan pysäköintihalliin. Jotta tämä toimisi, riitti vain ymmärtää estetyn ovianturin johdotuksessa oleva teho- ja signalointimuoto.

Yllä oleva kuva esittää GENIE-merkkisen ovenavausjärjestelmän estetyn oven merkinantoaaltomuotoa

Minulla on "GENIE" -merkinavaaja ja asettamalla oskilloskooppi avaimen ja anturien välillä kulkevan lankaparin poikki, löysin sykkivän 12 voltin huippu-huippu-aaltomuodon aina, kun ovianturi EI ole tukossa. Kuten nähdään, anturijohtimien jännite muuttuu tasaiseksi +12VDC aina, kun anturi TUKEE.

Päätin toteuttaa tämän projektin ohjelmistolla pienen Arduino NANO -mikro -ohjaimen sisällä. Täydellinen kaavio NANO -laserohjaimesta on seuraavassa vaiheessa. Käytin pientä palaa perf-board-tyylistä prototyyppistä piirilevymateriaalia, jolla pidän NANO: n ja muutamat jäljellä olevat komponentit, joita tarvitaan tähän projektiin. Pientä riviliitintä tai muita valitsemiasi liittimiä voidaan käyttää yhdistämään ovenavaaja ja lasermoduulit.

Kun siirryt kaavioon, huomaat, että tuleva +12 V: n PP -ovianturin signaali kulkee muutaman diodin läpi (vain napaisuuden saamiseksi oikein) ja sitten NPN -transistorin (Q1) läpi ennen kuin se toimitetaan syöttönasta NANO. Kuten yllä olevissa aaltomuodoissa on havaittu, tämä transistori tekee kaksi asiaa. 1) Se muuntaa 12 V: n huippusignaalin huippusignaaliksi 5 voltin signaaliksi, joka on yhteensopiva NANO: n kanssa, ja 2) se MUUTTAA logiikkatasot.

VAROITUS: Edellä kuvattu johdotus- ja merkinantojärjestelmä koskee GENIE -merkkisiä ovenavaimia. Vaikka uskon, että useimmat kaksijohtimiset anturijärjestelmät toimivat samanlaisella signalointitekniikalla, saatat joutua asettamaan laajuuden autotallin oven avausjärjestelmän anturijohtimien yli, jotta ymmärrät signaalin yksityiskohdat ja mukautat projektia tarpeen mukaan

Vaihe 6: Laitteisto

Päätin toteuttaa tämän projektin ohjelmistossa pienellä Arduino NANO -kontrollerilla. Täydellinen kaavio NANO -laserohjaimesta on seuraavassa vaiheessa. Käytin pientä palaa perf-board-tyylistä prototyyppistä piirilevymateriaalia, jolla pidän NANO: n ja muutamat jäljellä olevat komponentit, joita tarvitaan tähän projektiin. Pientä riviliitintä tai muita valitsemiasi liittimiä voidaan yhdistää ovenavaajaan ja lasermoduuleihin.

Kuten kaaviosta näet, tuleva +12 V: n PP-ovianturin signaali (edellinen vaihe!) Kulkee muutaman diodin läpi (vain napaisuuden saamiseksi) ja sitten NPN-transistorin (Q1) läpi ennen kuin se toimitetaan tuloon- nastaa NANO: ssa. Kuten kuviossa 4 on esitetty, tämä transistori tekee kaksi asiaa. 1) Se muuntaa 12 V: n huippusignaalin huippusignaaliksi 5 voltin signaaliksi, joka on yhteensopiva NANO: n kanssa, ja 2) se MUUTTAA logiikkatasot.

NANO -ulostulotappi ohjaa MOSFET -tehotransistoria (Q3) tuottamaan virtaa laserille. Muissa komponenteissa on LED-merkkivalot ja testitilakytkin.

Vaihe 7: Laserpysäköinnin hoitajan rakentaminen

Tämän projektin osaluettelo löytyy yllä. Käytin pientä palaa perf-levyä NANO: n, transistorien ja muiden osien kiinnittämiseen. Pisteestä pisteeseen johdotusta käytettiin kaikkien liitäntöjen suorittamiseen. Sitten löysin pienen muovisen käyttölaatikon valmiiden perf -levyjen kokoonpanoon. Porasin tarvittavat reiät laatikkoon niin, että LEDit ja TESTIKYTKIN olivat käytettävissä. Reititin tasavirtajohdon seinän syylän virtalähteestä kotelon läpi ja johdotin sen suoraan perf-boardiin. Käytin joitakin "RCA" -tyyppisiä phono-liittimiä liittämään laserit ja hakkasin joitakin vanhoja äänikaapeleita yhdistämään laserit näihin RCA-liittimiin yksinkertaisesti liittämällä MUSTA (- LASER VDC) -johto SHIELDiin ja PUNAINEN (+ LASER VDC) laserjohto keskijohtimeen. Peitin sitten jokaisen liitoksen parilla kerroksella kutisteputkea eristyksen ja mekaanisen vahvistuksen aikaansaamiseksi.

Asensin pari puuruuvia Laser Control -laatikon kiinnittämiseen autotallin ovenavaajan lähellä oleviin kattoihin.

Ohjelmiston osalta sinun on ladattava lähdekoodi ja muokattava/käännettävä/ladattava se Arduio IDE -laitteellasi.

Vaihe 8: Virtalähteen asetukset

Tätä projektia varten tarvitaan pieni pistokkeinen virtalähde, joka pystyy tarjoamaan säänneltyä 5 VDC: tä. Koska jokainen laser tarvitsee noin 40 mA 5 VDC: n jännitteellä, kahden laserin asennukseen tarvitaan vähintään 100 ma: n jännite. Löysin roskapostistani sopivan säädetyn, 5 VDC: n seinä-syylän virtalähteen, joka toimi hyvin. Säädetty 5 VDC matkapuhelinlaturi on myös toimiva vaihtoehto. Nämä ovat täysin maadoitettuja, niissä on USB -liitäntä matkapuhelimeen tai tablettiin yhdistämistä varten, ja ne ovat yleisesti saatavilla vain muutamalla dollarilla. Voidaan vain hakata USB -kaapelin toinen pää ja liittää asianmukaiset 5 VDC- ja GROUND -johdot laserohjauksen tehon tuloliittimiin.

VIRRANSYÖTTÖ- JA LASERModuuli VAROITUKSET:

1. Mittaa ja tarkista käyttämäsi tarvikkeiden lähtö. Monet seinän syylätarvikkeet EI OLE SÄÄNTELYT ja niillä voi olla erittäin korkea jännitelähtö kevyesti ladattuna. Ylijännite voi ajaa lasereita liikaa, jolloin syntyy vaarallisia laservalotasoja ja lyhenee laserin käyttöikä.

2. En suosittele +5VDC: n irrottamista NANO -laitteesta lasereiden syöttämiseksi, koska tämä voi ylittää NANO: n lähtövirtakapasiteetin, mikä voi ylikuumentua tai vahingoittaa NANO -CPU -korttia.

3. Vältä maadoitusongelmat autotallin ovenavaajan kanssa varmista, että tässä projektissa käyttämäsi 5 VDC: n virtalähde on KELLUVA maan suhteen.

Huomaa, että jokaisen lasermoduulin metallikotelo on kytketty sähköisesti POSITIIVISEEN (PUNAISEEN) laservirtalähdejohtoon. Näin ollen koko piirin pitäisi olla rakennettu siten, että se on täysin eristetty (eli "kelluva") maanpinnan suhteen

Vaihe 9: Laserien asentaminen

Käytin ½ tuuman kaapelikiinnikkeitä kiinnittääkseni jokaisen laserin puukappaleeseen, jonka ruuvasin sitten autotallin kattoon. Jokaisen laserin ympärille tarvittiin muutama kerros sähköteippiä lasermoduulin halkaisijan 12 mm suurentamiseksi niin, että kaapelivalaisin pitää sen tiukasti paikallaan. Kaapelipuristimen yksi ruuvi mahdollistaa laserin pyörimisen kohdistuksen tarpeen mukaan. Kuten on todettu, itse puupalikka on ankkuroitu kattoon yhdellä ruuvilla, jotta itse puupalkkia voidaan kääntää tarpeen mukaan.

Käyttämällä "TEST MODE" -kytkintä ja kahta "optista kohdistuksen säätöä" on helppo saavuttaa lasertulpan paikantaminen tarkasti ajoneuvon kojelaudan oikeaan kohtaan.

Vaihe 10: Näin se toimii

Lasersäätimen toimintalogiikka on melko yksinkertainen. Heti kun tukkeutuneen ovianturin merkinantolinja siirtyy sykkivästä tasaiselle tasolle, tiedämme, että meillä on Estetty ovi -tapahtuma. Olettaen, että oven tukkeutuminen johtuu ajoneuvosta, joka saapuu autotalliin ja katkaisee hetkellisesti oven tunnistimen säteen, voimme kytkeä pysäköintitutkalaserit välittömästi päälle. Noin 30 sekunnin kuluttua voimme sitten sammuttaa laserit.

Tätä logiikkaa toteuttava”run-mode” -ohjelmistokoodi näkyy kuvassa 5. NANO yksinkertaisesti valvoo ovianturin tulotappia ja aina kun tämä signaali pysyy logiikassa 0 yli ½ sekunnin ajan, se päättelee, että meillä on estetty anturi. tapahtuma ja kytkee pysäköintitutkan laserit päälle. Kun sykkivä signaali palaa (auto täysin autotallissa, ovianturi ei ole enää tukossa), aloitamme 30 sekunnin Laser-OFF-ajastimen. Kun tämä ajastin päättyy, sarja on valmis ja laserit sammutetaan.

Koko koodisarja on vain hieman monimutkaisempi, koska sen on myös käsiteltävä muutamia LED -ilmaisimia ja vaihtokytkin. Vaihtokytkimellä valitaan normaali RUN MODE ja TEST MODE. TESTITILASSA autotallin oven anturi jätetään huomiotta ja laserit kytketään päälle. Tätä käytetään asennuksen ja asennuksen aikana, jotta laserit voidaan suunnata oikeaan kohtaan auton tuulilasissa/kojelaudassa. Kolme LEDiä näyttää POWER-ON, LASER-ON ja STATUS. STATUS-merkkivalo palaa jatkuvasti, kun ovi on lukittu. Tämä LED-valo vilkkuu noin kerran sekunnissa, kun ovi ei ole enää tukossa ja Laser-OFF-ajastin laskee alaspäin. STATUS -valo vilkkuu nopeasti aina, kun vaihtokytkin on asetettu TEST MODE -asentoon.

Vaihe 11: Yhteenveto

Laser Parking Assistant -projekti hoitaa homman puolestani, ja "käyttäjäyhteisöni" (puoliso) otti sen yllättävän hyvin vastaan. Nyt korkean tarkkuuden pysäköinti saavutetaan rutiininomaisesti. Huomaan, että laserpiste näkyy helposti kaikissa valaistusolosuhteissa, mutta piste ei häiritse kuljettajaa liikaa ja pysyy tarkkaavaisena ympäristöön pysäköidessään.

Jos kohtaat samanlaisen pysäköintiongelman ja etsit NERD-INTENSIVE-lähestymistapaa, tämä voisi olla ratkaisu, joka toimii myös sinulle!

Hyvää pysäköintiä!

Vaihe 12: Viitteet, kaavamaiset, Arduinon lähdekooditiedostot

Katso lähdekoodin liitteenä olevista tiedostoista ja koko kaavion PDF -tiedostosta.

MUUT VIITTEET

Lasermoduulien lähteet:

Hae eBaysta: 5 mW Dot Laser Focus

Pienoiskytkimen lähteet:

Etsi eBayssa miniture -vaihtokytkin

IRFD9120 MOSFET -lähteet:

Hae eBaysta: IRFD9120

+5VDC virtalähteen lähteet

Hae eBaysta: 5VDC matkapuhelinlaturi

P-kanavaisen MOSFET-laitteen tietolomake

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