Laserski pomočnik pri parkiranju: 12 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Na žalost moram svojo garažno delavnico deliti z našimi avtomobili! To ponavadi dobro deluje, če pa je kateri od naših avtomobilov parkiran predaleč na stojnici, se komaj premikam po svojem vrtalnem stroju, rezkalnem stroju, namizni žagi itd. Nasprotno, če avto ni dovolj parkiran, garažna vrata se še ne zaprejo ali še huje, pri zapiranju trčijo na zadnji del vozila!

Kot se boste verjetno strinjali, se "natančnost parkiranja" razlikuje med vozniki in pogosto sem bil razočaran, da sem se izognil okrog odbijača, da bi prišel do svoje delovne mize. Poskušal sem "mehanske rešitve", kot je teniška žogica, ki visi z vrvice, pritrjene na špirovce, vendar sem ugotovil, da mi ovirajo, ko se premikam ali delam v prazni avtomobilski stojnici.

Da bi odpravil to dilemo, sem se odločil za to visokotehnološko (potencialno preveč ubijanje!) Rešitev, ki vsakič pomaga pri postavitvi avtomobilov na nekaj centimetrov popolnosti. Če se soočite s podobno težavo, vam ponujam pomočnika za lasersko parkiranje. Ta rešitev MICROCOMPUTER-GEEK dobro deluje, vendar je dovolj preprosta, da jo lahko zgradite in namestite čez vikend.

Laserji za reševanje

Pred kratkim sem imel v svoji škatli za odpadke nekaj preostalih laserskih modulov, ki so iskali kaj početi. Tako sem v luči (brez besedne igre) mojih stalnih težav s parkiranjem v garaži izdelal shemo za namestitev laserjev v zgornje špirovce moje garaže, usmerjene navzdol v avtomobile spodaj. Rezultat je laserska pika, projicirana na armaturno ploščo avtomobila točno tam, kjer je treba avto ustaviti. Navodila za voznika so preprosta. Avto zapeljite v garažo in ustavite, ko na armaturni plošči prvič zagledate RDEČO MOTO!

Korak: Laserska varnost

Preden nadaljujem, bi se rad ustavil za nekaj besed o laserski varnosti. Tudi relativno rdeči laserji z nizko močjo 5 mw, uporabljeni v tem projektu, lahko proizvajajo izjemno svetle, močno fokusirane, visokoenergetske žarke svetlobe. Takšna svetloba lahko poškoduje vaš vid! V nobenem trenutku ne zaženite neposredno v laserski žarek.

2. korak: Izbira laserskega modula

Za namestitev dveh avtomobilov sem namestil par majhnih rdečih laserskih modulov s fokusom 5 mw (milivatov), enega po vsakem avtomobilskem prostoru. Kot je prikazano na sliki 2, gre za majhne, samostojne module, ki se lahko napajajo iz katerega koli vira napajanja 3 do 6 VDC. Te module lahko kupite pri eBayu za 4 do 10 USD. doseg, so enostavni za namestitev in jih lahko usmerite na armaturno ploščo vašega avtomobila, da dobite rdečo piko, ki jo je enostavno videti tudi v dnevnih pogojih. Pravzaprav priporočam, da med namestitvijo nekoliko omehčate fokus, saj se bo tako povečala velikost laserske pike na armaturni plošči, pa tudi nekoliko zmanjšala njena intenzivnost.

Laserske alternative

Lahko se vprašate: "Ali niso na voljo cenejši laserji?" Odgovor je DA, zelo poceni laserske kazalce na baterijski pogon lahko najdete za dolar ali dva. Pravzaprav sem jih kupil za druge projekte, vendar sem ugotovil, da jim primanjkuje izhodne svetlosti. Lahko jih preizkusite, saj so morda dovolj svetli za vas, toda za mojo namestitev sem ugotovil, da so svetlejši moduli, ki jih je mogoče osredotočiti, boljša igra.

Ampak počakaj! Nekateri laserji oddajajo vzorec LINE ali CROSS. Ali ne bi bile te še boljše? Za izdelavo vzorca LINE ali CROSS je v laserski modul nameščena sekundarna leča, ki pretvori normalni laserski izhodni vir v želeni vzorec. Pri ustvarjanju vzorca LINE ali CROSS se laserski izhod z visoko intenzivnostjo porazdeli, če želite, "razredčen", da tvori linijsko (ali navzkrižno) sliko. V mojih poskusih v garaži s temi lečami se mi je zdelo, da so laserske črte pretemne, da bi jih videli na avtomatski armaturni plošči, še posebej podnevi, ko sončna svetloba spere skozi garažna okna.

Korak: Laserski krmilnik 1. generacije

Za podaljšanje življenjske dobe laserja je potrebno nekaj vezja za vklop laserja, kadar je to potrebno, in nato IZKLOP, kadar ni. Naše električno odpiranje vrat, tako kot večina, samodejno vklopi žarnico vsakič, ko odprete vrata. Ta žarnica ostane prižgana približno 5 minut in se nato izklopi. V svoji prvi izvedbi sem preprosto postavil svetlobni senzor tik nad odpiralno žarnico in ga uporabil za pogon tranzistorja, ki je aktiviral laserje za pomoč pri parkiranju. Medtem ko se je to dogajalo, sem kmalu opazil, da se laserska vrata ne bi aktivirala, če bi bila garažna vrata že nekaj časa odprta. To pomeni, da je časovnik za odpiralne žarnice potekel, zato je bilo treba dejansko odkolesariti odpirač garažnih vrat, da vklopijo žarnico odpiralnika in nato zaženejo laserje za pomoč pri parkiranju.

Za premagovanje te omejitve sem se domislil Gen-2, popolnejše rešitve za sprožitev laserjev za pomoč pri parkiranju VSAKI ČAS, ko avto vstopi v garažo

4. korak: Laserski krmilnik 2. generacije - uporaba senzorja za odpiranje

"Senzor blokiranih vrat" je obvezna varnostna funkcija pri vseh odpiračih garažnih vrat. To običajno dosežemo s streljanjem infrardečega žarka svetlobe čez odprtino garažnih vrat, približno 6 centimetrov nad tlemi. Kot je prikazano na sliki 3, ta svetlobni žarek izvira iz oddajnika 'A' in ga zazna senzor 'B'. Če kaj zavira ta svetlobni snop med zapiranjem vrat, se zazna POGOJ BLOKIRANIH VRAT in odpirač obrne gib zapiranja vrat, da se vrata vrnejo v popolnoma dvignjen položaj.

Kot je prikazano na zgornji sliki, je varnostni senzor 'Blokirana vrata' sestavljen iz IR-oddajnika svetlobe 'A' in IR-detektorja svetlobe 'B'.

Običajno boste našli senzorje blokiranih vrat, ki so z odvodnikom vrat povezani z 2-žilno žico, kot so RDEČE črte, prikazane na sliki 3. Ta preprost par žic med seboj povezuje oddajnik, detektor in odpirač. Izkazalo se je, da ta shema medsebojnega povezovanja 1) napaja POWER iz odpirača za delovanje senzorjev in 2) zagotavlja komunikacijsko pot od senzorjev nazaj do odpirača.

5. korak: Kako deluje varnostni senzor za vrata

Ker je senzor za blokirana vrata ves čas aktiven, sem ugotovil, da bi lahko s senzorjem zaznal trenutni "dogodek blokiranih vrat", ki se zgodi, ko se vozilo zapelje v garažo za parkiranje. Da bi to delovalo, je bilo le vprašanje razumevanja oblike napajanja in signalizacije, ki je prisotna na ožičenju senzorja blokiranih vrat.

Na zgornji sliki je prikazan signalni signal blokiranih vrat za sistem za odpiranje vrat znamke GENIE

Imam odpirač blagovne znamke “GENIE” in z namestitvijo osciloskopa čez par žic, ki poteka med odpiračem in senzorji, sem odkril utripajočo 12-voltno peak-peak valovno obliko, kadar senzor vrat NI BLOKIRAN. Kot je razvidno, napetost na žicah senzorja postane stalna +12VDC, kadar je senzor blokiran.

Ta projekt sem se odločil izvesti s programsko opremo v majhnem mikrokrmilniku Arduino NANO. Celotno shemo laserskega krmilnika NANO najdete v naslednjem koraku. Uporabil sem majhen košček prototipnega vezja v slogu perf-board, ki drži NANO in nekaj preostalih komponent, potrebnih za ta projekt. Majhen priključni trak ali druge priključke po vaši izbiri lahko uporabite za medsebojno povezavo z odpiračem vrat in laserskimi moduli.

Ko preskočite na shemo, je vidno, da vhodni signal senzorja vrat +12V PP prehaja skozi nekaj diod (samo za pravilno polariteto) in nato skozi tranzistor NPN (Q1), preden se dostavi na vhodni pin na NANO. Kot je prikazano v zgornjih valovnih oblikah, ta tranzistor počne dve stvari. 1) Pretvori 12 V signal Peak to Peak v 5 -voltni signal, ki je združljiv z NANO, in 2) INVERTIRA logične ravni.

POZOR: Zgoraj opisana shema ožičenja in signalizacije velja za odpirače vrat znamke GENIE. Čeprav menim, da večina dvožičnih senzorskih shem deluje s podobno tehniko signalizacije, boste morda morali postaviti senzor na ožičenje senzorja v sistemu odpiranja garažnih vrat, da boste razumeli podrobnosti signala in po potrebi prilagodili projekt

6. korak: Strojna oprema

Ta projekt sem se odločil za programsko opremo z majhnim mikrokrmilnikom Arduino NANO. Celotno shemo laserskega krmilnika NANO najdete v naslednjem koraku. Uporabil sem majhen košček prototipnega vezja v slogu perf-board, ki drži NANO in nekaj preostalih komponent, potrebnih za ta projekt. Majhen priključni trak ali druge priključke po vaši izbiri lahko uporabite za medsebojno povezavo z odpiračem vrat in laserskimi moduli.

Kot lahko vidite na shemi, vhodni signal senzorja vrat +12V PP (predhodni korak!) Gre skozi nekaj diod (samo zato, da se polariteta popravi), nato pa skozi tranzistor NPN (Q1), preden se dostavi na vhod- pripnite na NANO. Kot je prikazano na sliki 4 valovne oblike, ta tranzistor naredi dve stvari. 1) Pretvori 12 V signal Peak to Peak v 5 -voltni signal, ki je združljiv z NANO, in 2) INVERTIRA logične ravni.

Izhodni zatič NANO poganja močnostni MOSFET tranzistor (Q3) za napajanje laserjev. Preostale komponente imajo LED indikatorje in vhod za stikalo za "preskusni način".

Korak 7: Izgradnja laserskega parkirnega delavca

Seznam delov za ta projekt najdete zgoraj. Za namestitev NANO, tranzistorjev in drugih delov sem uporabil majhen kos perf-plošče. Ožičenje od točke do točke je bilo uporabljeno za dokončanje vseh medsebojnih povezav na plošči perf. Nato sem našel majhno plastično omarico za shranjevanje dokončane montažne plošče. V škatli sem izvrtal potrebne luknje, tako da so bile LED in TEST SWITCH dostopne. Napajalni kabel enosmernega toka sem napeljal iz stenskega napajalnika skozi ohišje in ga trdo ožičil naravnost do plošče. Uporabil sem nekaj fono vtičnic v slogu "RCA" za priključitev napajanja na laserje in vdrl nekaj starih zvočnih kablov za povezovanje laserjev s temi vtičnicami RCA, tako da preprosto povežem lasersko žico BLACK (- LASER VDC) na SHIELD in RDEČA (+ LASER VDC) laserska žica do sredinskega vodnika. Nato sem vsako spojnico prekril z nekaj sloji skrčljivih cevi, da sem zagotovil izolacijo in mehansko ojačitev.

Uporabil sem nekaj lesenih vijakov, da sem omarico za laserski nadzor namestil v špirovce blizu odpirača garažnih vrat.

Kar zadeva programsko opremo, boste morali prenesti izvorno kodo in jo urediti/prevesti/naložiti z uporabo vašega Arduio IDE.

8. korak: Možnosti napajanja

Za ta projekt je potreben majhen vtični napajalnik, ki lahko zagotovi regulirano 5VDC. Ker vsak laser potrebuje približno 40 ma pri 5 VDC, namestitev dveh laserjev potrebuje napajanje, ki je zmožno najmanj 100 ma. V svoji škatli za smeti sem našel primeren reguliran 5VDC napajalnik za stenske bradavice, ki je dobro deloval. Delovna možnost je tudi reguliran polnilec za 5 VDC mobilnih telefonov. Ti so popolnoma ozemljeni, opremljeni z vtičnico USB za povezavo z mobilnim telefonom ali tabličnim računalnikom in so običajno na voljo za le nekaj dolarjev. Eden lahko preprosto odsekate en konec kabla USB in priključite ustrezne žice 5 VDC in GROUND v vhodne vhodne sponke laserskega krmiljenja.

NAPAJANJE IN LASERSKI MODUL POZOR:

1. Pazljivo izmerite in preverite moč vsakega porabljenega materiala. Številne zaloge za stenske bradavice NISO REGULIRANE in imajo lahko rahlo obremenjene izhode z visoko napetostjo. Prenapetost lahko preobremeni laserje in ustvari nevarne ravni laserske svetlobe ter skrajša življenjsko dobo laserja.

2. Ne priporočam, da za napajanje laserjev izvlečete +5VDC iz NANO, ker bi to lahko preseglo zmogljivost izhodne moči NANO, kar bi lahko pregrelo ali poškodovalo ploščo procesorja NANO.

3. Da bi se izognili morebitnim težavam pri ozemljitvi z odpiračem garažnih vrat, se prepričajte, da je napajalnik 5VDC, ki ga uporabljate za ta projekt, PLAŽAJO glede na tla.

Upoštevajte, da je kovinsko ohišje vsakega laserskega modula električno priključeno na POZITIVNO (RDEČO) lasersko napajalno žico. Tako je treba celotno vezje, kot je prikazano, zgraditi tako, da bo popolnoma izolirano (znano tudi kot "lebdeče") glede na ozemljitev

9. korak: Namestitev laserjev

Za pritrditev vsakega laserja na leseni blok sem uporabil ½ -palčne kabelske sponke, ki sem jih nato privijal na garažni špirovci. Okoli vsakega laserja je bilo potrebnih nekaj plasti električnega traku za povečanje premera laserskega modula 12 mm, tako da ga bo kabelska svetilka tesno držala. En sam vijak kabelske sponke omogoča, da se laser po potrebi vrti za poravnavo. Kot je navedeno, je sam lesni blok pritrjen na špirovce z enim vijakom, tako da se lahko sam lesni blok po potrebi zavrti.

Z uporabo stikala "TEST MODE" in dveh "nastavitev optične poravnave" je enostavno doseči nastavitev za natančno lociranje laserske pike na desni strani armaturne plošče vozila.

10. korak: Kako deluje

Logika delovanja laserskega krmilnika je precej preprosta. Takoj, ko signalna linija senzorja blokiranih vrat preide iz utripajoče na enakomerno raven, vemo, da imamo dogodek Blokirana vrata. Ob predpostavki, da so blokirana vrata posledica vstopa vozila v garažo in za trenutek prekinitve žarka senzorja vrat, lahko takoj vklopimo laserje za pomoč pri parkiranju. Po približno 30 sekundah lahko nato laserje izklopimo.

Koda programske opreme "run-mode", ki izvaja to logiko, je prikazana na sliki 5. NANO preprosto nadzira vhodni zatič senzorja vrat in kadar koli ta signal ostane na logični 0 več kot ½ sekunde, sklene, da imamo blokiran senzor- dogodka in VKLOPI laserje za pomoč pri parkiranju. Ko se utripajoči signal vrne (avto je popolnoma v garaži, senzor vrat ni več blokiran), zaženemo 30-sekundni časovnik »Laser-OFF«. Ko ta časovnik poteče, se zaporedje zaključi in laserji se izklopijo.

Celoten nabor kod je le nekoliko bolj zapleten, saj mora obravnavati tudi nekaj LED indikatorjev in preklopno stikalo. Preklopno stikalo izbira med običajnimi »NAČINI RUN« in »TESTNI NAČIN«. V NAČINU TESTIRANJA se senzor garažnih vrat ne upošteva, laserji pa se le vklopijo. To se uporablja med namestitvijo in nastavitvijo, tako da lahko laser usmerite na pravo mesto na vetrobranskem steklu/armaturni plošči avtomobila. Tri LED diode prikazujejo POWER-ON, LASER-ON in STATUS. LED-lučka STATUS sveti, ko zazna blokirana vrata. Ta lučka utripa približno enkrat na sekundo, ko vrata niso več blokirana in časovnik za laserski izklop odšteva. Lučka STATUS bo hitro utripala, kadar je stikalo nastavljeno v položaj TEST MODE.

11. korak: Povzetek

Projekt Laser Parking Assistant mi dela delo in moja "skupnost uporabnikov" (zakonec) je presenetljivo dobro sprejel. Zdaj je rutinsko doseženo visoko natančno parkiranje. Ugotovil sem, da je laserska pika zlahka vidna v vseh svetlobnih pogojih, vendar voznika pika ne moti preveč in med parkiranjem ostaja pozoren na okolico.

Če se soočate s podobno težavo pri parkiranju in iščete NERDINTENZIVEN pristop, bi to lahko bila rešitev, ki deluje tudi za vas!

Srečno parkiranje!

Korak 12: Reference, sheme, datoteke izvorne kode Arduino

Oglejte si priložene datoteke za izvorno kodo in datoteko PDF s celotno shemo.

DRUGE REFERENCE

Viri laserskih modulov:

Poiščite eBay za: 5mW Dot Laser Focus

Viri miniaturnega preklopnega stikala:

Poiščite stikalo za pohištvo na eBayu

Viri za MOSFET IRFD9120:

Iskanje na eBayu za: IRFD9120

Viri za napajanje +5VDC

Na eBayu poiščite: 5VDC polnilec za mobilni telefon

Podatkovni list za P-kanalno MOSFET napravo

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