Senzor de parcare LED alimentat cu energie solară: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

De Mai mult decât canalul de YouTube SumMy Urmăriți mai multe de la autor:

Despre: Sunt un profesor care uneori realizează videoclipuri. Mai multe despre mai mult decât suma »

Garajul nostru nu are multă adâncime și are dulapuri la final, cu atât reduce adâncimea. Mașina soției mele este suficient de scurtă pentru a se potrivi, dar este aproape. Am creat acest senzor pentru a simplifica procesul de parcare și pentru a mă asigura că mașina plină în garaj înainte de a merge prea departe și de a lovi dulapurile.

Odată ce a fost proiectat, am decis să-l alimentez cu panouri solare, deoarece aveam un loc bun pentru a le pune, iar planul meu este să extind acest sistem pentru a alimenta mai multe lucruri în garaj în viitor.

Urmăriți acest videoclip pentru o scurtă prezentare generală:

Provizii

Carcase imprimate 3D și difuzor LED

Cleme de sârmă tipărite 3D

Arduino Nano, Breadboard și Jumper Wires

Manager de energie solară

Panouri solare

Panou de sudat, conector cu 2 fire, conector cu 3 fire, conector cu 4 fire

Benzi LED (60 / m) WS2812

14500 baterii litiu-ion

Șurubelniță electrică

Senzor cu ultrasunete

Bandă dublă, bandă electrică lichidă

Stripper de sârmă, fier de lipit

imprimantă 3d

Arma cu aer cald

Șuruburi M3x8mm, piuliță M3

* toate linkurile sunt linkuri afiliate

Pasul 1: Construirea circuitului + cod

Descărcați și instalați schița arduino. Găsit aici: schița senzorului de parcare

Circuitul constă dintr-un senzor cu ultrasunete, un nano arduino și o bandă LED adresabilă WS2812B 5V. Inițial am fost îngrijorat de utilizarea senzorului cu ultrasunete, deoarece suprafața mașinii nu este plană, dar după testarea inițială, nu a părut a fi o problemă.

Conectați următoarele la pinii arduino specificați (sau schimbați-i în codul de pe liniile 5-7):

Banda LED -> pinul 8

Trig senzor cu ultrasunete -> pin 12

Ecoul senzorului cu ultrasunete -> pinul 11

Pentru a regla codul pentru a se potrivi aplicației dvs., puteți schimba următoarele linii de cod:

9: Acesta este numărul de cm la care se aprind luminile

10: acesta este pragul pentru a vă informa că sunteți aproape

11: acesta este numărul de cm care vă permite să știți că sunteți la o distanță sigură

12: la această distanță, luminile încep să devină violete, anunțându-vă să vă opriți

13: la această distanță, luminile încep să clipească, anunțându-vă că sunteți prea aproape

Câteva alte numere de ajustat:

15: Acesta este numărul în secunde de așteptat după ce mașina încetează să se miște înainte ca luminile să se aprindă și Arduino să intre în modul de consum redus de energie.

17: Acest număr reprezintă cantitatea de fluctuație a distanței care este permisă înainte ca senzorul să înregistreze mișcarea și să se repornească.

Am folosit biblioteca „Low Power” pentru a pune Arduino într-o stare de somn atunci când nu era în uz. Acest ghid Sparkfun oferă o prezentare generală a modului în care funcționează și îl puteți descărca și instala aici: Low Power Library. Ceea ce am constatat a fost că biblioteca a interferat cu monitorul serial, deci nu l-ați putea folosi în timp ce includeți și utilizați biblioteca Low Power.

Pasul 2: lipirea circuitului

Transferați componentele circuitului pe placa prototip și lipiți la loc. Lipiți un conector JST cu 4 pini pentru senzorul cu ultrasunete și un conector JST cu 3 pini pentru banda LED. Am adăugat un conector JST cu 2 fire la 5V și la masă pentru a alimenta componentele și arduino-ul extern.

Pasul 3: Instalarea senzorului cu ultrasunete

Desprindeți o bucată cu 4 pini a benzii antetului feminin, îndoiți pini și lipiți la un conector cu 4 pini, astfel încât să o puteți glisa pe senzorul cu ultrasunete. Vopsiți cu bandă electrică lichidă.

Marcați locațiile pentru senzor și banda LED pe dulapul în care urmează să fie montat detectorul. Bandați cu bandă suportul senzorului cu ultrasunete imprimat 3D în locația aleasă cu bandă dublă. Faceți găuri în perete pentru a introduce firul.

Pasul 4: Instalarea LED Strip

Tăiați o bandă LED la o lungime care funcționează pentru dvs. (Al meu avea o lungime de 20 de LED-uri și era distanțat la 60 de LED-uri / m). Lipiți un conector cu 3 pini pe partea de intrare și vopsiți cu bandă electrică lichidă.

Dacă așezați LED-urile așa cum sunt pe perete, pixelii au un unghi de vizualizare limitat, astfel încât o mare parte a luminii se risipesc. Puteți vedea diferența în imaginea de mai sus. Capacul pe care l-am proiectat pentru a difuza lumina are o grosime de aproximativ 0,5 mm, ceea ce părea să ofere echilibrul optim între luminozitate și cantitatea de difuzie.

Alegeți locul în care doriți să plasați LED-urile. În mod ideal, acestea ar trebui să fie centrate în fața șoferului, aproape de nivelul ochilor de pe scaunul șoferului. Introduceți împreună cele două bucăți din spate ale suportului, glisați banda LED în suport, îndepărtați adezivul din spatele benzii LED și apăsați în poziție. Glisați capacele pe suport și folosiți bandă dublă pentru a monta în locația pe care ați selectat-o.

Notă: schița este programată pentru 20 de LED-uri, deci dacă utilizați o cantitate diferită, nu uitați să schimbați numărul de pe linia 5 pentru a reflecta acest lucru. Dacă utilizați un număr impar de LED-uri, acesta este configurat astfel încât să funcționeze în continuare conform așteptărilor.

Pasul 5: Instalarea Arduino și conectarea la toate

Utilizați două șuruburi și piulițe M3 pentru a atașa placa de sudură sudabilă la carcasă, glisați conectorii prin deschiderile laterale și înșurubați capacul în poziție.

Alegeți un loc convenabil pentru a atașa carcasa în apropierea LED-urilor și a senzorului cu ultrasunete și adăugați un șurub, astfel încât să îl puteți agăța în loc folosind suportul pentru gaură. M-am așezat direct lângă senzorul cu ultrasunete, astfel încât să pot evita să fac o extensie cu patru fire pentru senzor.

Atașați senzorul și LED-ul. Utilizați suporturi de sârmă imprimate 3D pentru a ajuta la gestionarea sârmei și pentru a împiedica mișcarea prea mare a firelor.

Pasul 6: Adăugarea panourilor solare

Am decis să adaug energie solară la acest proiect, astfel încât să nu fiu nevoit să-mi fac griji cu privire la baterii și, astfel, să nu-l am conectat constant la perete. Instalarea solară este modulară, așa că intenționez să fac mai multe proiecte de garaj care să tragă energie din ea și pot îmbunătăți panourile solare sau controlerul de încărcare și bateria, după cum este necesar.

Managerul de energie solară utilizat în acest proiect necesită o tensiune minimă de 6v și o putere de cel puțin 5W pentru a încărca bateria. Lucrul dificil la proiectele solare mici este că bateriile litiu-ion au nevoie de cel puțin 1 amp de curent pentru a se încărca. În acest caz, am avut două panouri de 5V care au fost evaluate la 0,5 A fiecare. Deoarece managerul de energie are nevoie de cel puțin 6v, panourile trebuie să fie conectate în serie, adăugându-și tensiunea. În acest aranjament, curentul rămâne la 0,5A, dar deoarece puterea furnizată de panourile combinate este de 5W, atunci când controlerul de încărcare scade tensiunea, va avea suficient curent pentru a încărca bateria.

Notă: tensiunea panoului solar fluctuează semnificativ pe parcursul zilei și va atinge valori maxime mai mari decât tensiunea nominală. Din acest motiv nu doriți să conectați un Arduino sau o baterie direct la panou.

Folosiți sârmă pentru a lipi panourile în serie și adăugați un conector JST cu 2 pini, astfel încât să le puteți conecta și deconecta cu ușurință de la administratorul de energie. Găsiți o suprafață plană care primește mult soare pentru a monta panourile. Pentru mine, aveam un loc unde le puteam lipi cu ușurință folosind bandă dublă. Am curățat mai întâi suprafața, apoi am lipit panourile în jos. Calea pare suficient de puternică, dar timpul ne va spune dacă acest lucru este suficient pentru a rezista la unele dintre vânturile puternice pe care le primim aici. Am folosit cravate cu fermoar pentru a menține firul în poziție în timp ce se introduce înapoi în garaj.

Multe generatoare electrice pot fi folosite și ca sarcină atunci când li se aplică o tensiune. În cazul unui microfon, acesta poate fi folosit ca difuzor. Un generator poate funcționa și ca motor. Un LED poate fi folosit pentru a măsura prezența luminii. Dacă se aplică o tensiune la un panou solar, acesta va trage curent și cred că va emite lumină (nu sunt sigur ce frecvență). Într-un caz ca acesta, o diodă de blocare trebuie instalată undeva în circuit pentru a împiedica panoul solar să golească bateria atunci când nu există lumina soarelui. Am presupus că circuitul de gestionare a energiei avea acest lucru încorporat, dar după câteva zile de ploaie, bateria a fost complet descărcată.

Am folosit o diodă pe care am găsit-o situată în jur și am lipit-o la capătul firului care se va conecta la terminalul de 5V de pe controlerul de încărcare. Dacă lipiți în același loc, capătul diodei cu banda ar trebui să indice spre controlerul de încărcare și departe de terminalul pozitiv al panoului solar. Acest lucru va împiedica scurgerea curentului înapoi în panou. Am folosit un conector de sârmă de lipit termocontractibil pentru a-l lipi la loc, pentru că îl instalam pe al meu după ce am pus sistemul în funcțiune.

Pasul 7: Adăugarea Solar Power Manager

Administratorul de energie are opțiuni de conectare utilizând fire jumper de sex feminin sau cabluri USB. Niciunul dintre acestea nu este deosebit de convenabil pentru distanța pe care am vrut să o rulez, așa că, în schimb, am lipit firele pe partea inferioară a plăcii, unde pinii de 5V și de masă erau conectați.

Atașați două piulițe de pârghie Wago cu 5 pini la carcasă folosind bandă dublă. Acest lucru va permite alimentarea mai multor dispozitive de la acest manager de energie. Este capabil să producă până la 1A de curent la 5V, deci dacă viitoarele aplicații vor necesita mai mult curent decât atât, ar trebui să explorați folosind alți manageri de energie.

Pe partea din spate a managerului de energie, există o serie de comutatoare, astfel încât să puteți seta tensiunea aproximativă a panourilor solare, deci comutați-o pentru a se potrivi cu setarea solară pe care o utilizați. În cazul meu, l-am setat la 9v, deoarece panourile din aranjamentul de serie sunt evaluate ca 10v.

Administratorul de energie vine cu opritoare, deci scoateți două dintre ele și folosiți acele găuri pentru a înșuruba administratorul de energie la carcasă folosind șuruburi M3x8. Alimentați firele lipite la 5v și împământate prin orificiul din partea inferioară și fixați-le în piulițele manetei Wago.

Găsiți un loc bun pentru administratorul de energie și adăugați un șurub la perete. Utilizați gaura cheii de pe incintă pentru a o agăța în poziție. Rulați cablul de la Arduino la managerul de alimentare și fixați-l la locul său utilizând conectorii Wago de 5V și la masă. Aveți mare grijă să nu-l atașați înapoi, plăcile Arduino vin cu niște protecții, dar ați putea să le prăjiți aici dacă conectați pinul de 5v în sens invers. Folosiți suporturi de sârmă pentru a menține firul în poziție de-a lungul peretelui.

Faceți același lucru cu firul care vine de la panoul solar. Asigurați-vă că deconectați panourile solare înainte de a atașa firele la intrarea de pe controlerul de alimentare, astfel încât să nu le scurtați accidental sau să deteriorați placa.

Când ați terminat, atașați capacul la carcasă, porniți comutatorul pentru baterie și reconectați panourile solare.

Pasul 8: Testați-l

Premiul I la LED Strip Speed Challenge