Asistent de parcare cu laser: 12 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Din păcate, trebuie să împărtășesc atelierul meu de garaj cu mașinile noastre! De obicei, acest lucru funcționează bine, totuși, dacă oricare dintre cele două mașini ale noastre este parcată prea mult în taraba lor, abia mă pot mișca în jurul mașinii de găurit, a mașinii de frezat, a ferăstrăului de masă etc. În schimb, dacă o mașină nu este parcată suficient ușa garajului nu se va închide sau mai rău încă, se trântește pe partea din spate a unui vehicul în timp ce se închide!

După cum probabil veți fi de acord, „precizia parcării” variază în funcție de șoferi și am fost frecvent frustrat evitând în jurul unui aripă doar pentru a ajunge la banca mea de lucru. Am încercat „soluții mecanice”, cum ar fi o minge de tenis care atârnă de un șnur legat de o căprioră, dar am constatat că mi-au ieșit în cale atunci când se mișcau sau lucrau într-o tarabă goală.

Pentru a aborda această dilemă, am venit cu această soluție hi-tech (potențial suprasolicitată!) Care ajută mașinile să fie poziționate la un centimetru de perfecțiune de fiecare dată. Dacă vă confruntați cu o problemă similară, vă ofer asistentul de parcare cu laser. Această soluție MICROCOMPUTER-GEEK funcționează bine, dar este suficient de simplă pentru a fi construită și instalată într-un weekend.

Lasere pentru salvare

Recent mi-au rămas câteva module laser în cutia de gunoi care căutau ceva de făcut. Așadar, în lumina problemelor mele permanente de parcare în garaj (nu am intenționat să pun jocul de cuvinte), am elaborat o schemă de montare a laserelor în căpriorii din garajul meu, îndreptate spre mașinile de dedesubt. Rezultatul este un punct laser proiectat pe tabloul de bord al mașinii exact acolo unde trebuie oprită mașina. Instrucțiunile pentru șofer sunt simple. Pur și simplu conduceți mașina în garaj și opriți-vă când vedeți prima dată PUNCTUL ROSU pe tabloul de bord!

Pasul 1: Siguranța laserului

Înainte de a merge mai departe, vreau să fac o pauză pentru câteva cuvinte despre siguranța laserului. Chiar și laserele RED de 5 mw de putere relativ mică utilizate în acest proiect sunt capabile să producă fascicule de lumină extrem de strălucitoare, bine focalizate, cu energie ridicată. O astfel de lumină vă poate deteriora vederea! NU STAREAȚI DIRECT ÎN BAZA LASER ÎN NICIUN MOMENT.

Pasul 2: Selectarea modulului laser

Pentru configurarea celor două mașini, am instalat o pereche de module laser roșu focalizabile mici de 5 mw (milliwatt), câte unul peste fiecare compartiment. Așa cum se arată în Figura 2, acestea sunt module mici, independente, care pot fi alimentate de la orice sursă de alimentare de 3 până la 6 VDC. Aceste module pot fi achiziționate de pe eBay în valoare de 4 USD - 10 USD. gama, sunt ușor de montat și pot fi focalizate pe tabloul de bord al mașinii dvs. pentru a oferi un punct roșu ușor de văzut chiar și în condiții de lumina zilei. De fapt, vă recomand ca în timpul instalării să atenuați puțin focalizarea, deoarece aceasta va crește atât dimensiunea punctului laser văzut pe tabloul de bord, cât și va reduce intensitatea acestuia.

Alternative cu laser

S-ar putea să întrebați: „Nu sunt disponibile lasere mai ieftine?” Răspunsul este DA, pointerii laser foarte ieftini cu baterie pot fi găsiți pentru un dolar sau doi. De fapt, am achiziționat unele pentru alte proiecte, dar am găsit că le lipsește luminozitatea de ieșire. Simțiți-vă liber să le încercați, deoarece acestea pot fi suficient de strălucitoare pentru dvs., dar pentru instalarea mea, am găsit că module mai luminoase și focalizate erau o joacă mai bună.

Dar asteapta! Unele lasere generează un model LINE sau CROSS. Nu ar fi acestea chiar mai bune? Pentru a realiza un model LINE sau CROSS, un obiectiv secundar este plasat în interiorul modulului laser pentru a transforma sursa normală a punctului laser de ieșire, în modelul dorit. La generarea modelului LINE sau CROSS, ieșirea laserului de intensitate mare este distribuită, „diluată” dacă doriți, pentru a forma imaginea linie (sau încrucișată). În încercările de garaj cu aceste lentile, am găsit că liniile laser rezultate sunt prea slabe pentru a fi văzute pe tabloul de bord auto, mai ales în timpul zilei, cu lumina soarelui spălată prin ferestrele garajului.

Pasul 3: Laser Controller Gen 1

Pentru a maximiza durata de funcționare a laserului, sunt necesare unele circuite pentru a porni laserul PORNIT atunci când este necesar și apoi OPRIT când nu. Deschizătorul nostru electric, la fel ca majoritatea, pornește automat un bec de fiecare dată când deschizătorul de uși circulă. Acest bec rămâne aprins aproximativ 5 minute și apoi se oprește. În prima mea implementare, am plasat pur și simplu un senzor de lumină chiar deasupra becului deschizătorului și l-am folosit pentru a conduce un tranzistor de putere care a activat laserele de asistent de parcare. În timp ce lucrurile mergeau, am observat curând că, dacă ușa garajului ar fi fost deja deschisă cu puțin timp înainte de a parca, laserele nu s-ar activa. Adică, întrucât temporizatorul becului de deschidere a expirat, a trebuit să circulați cu bicicleta deschizătorul ușii de garaj pentru a porni becul deschizătorului și, la rândul său, pentru a pune în funcțiune laserele de asistență la parcare.

Pentru a depăși această limitare, am venit cu Gen-2, o soluție mai completă pentru a declanșa laserele asistente de parcare DE FIECARE DATĂ când o mașină intră în garaj

Pasul 4: Laser Controller Gen 2 - Utilizarea senzorului de siguranță Opener

Un „senzor de ușă blocat” este o caracteristică de siguranță necesară pentru toate deschizătoarele de uși de garaj. Acest lucru se realizează de obicei prin tragerea unui fascicul de lumină în infraroșu peste deschiderea ușii garajului, la aproximativ 6 inci deasupra nivelului etajului. Așa cum se arată în Figura 3, acest fascicul de lumină provine de la emițătorul ‘A’ și detectat de senzorul ‘B’. Dacă ceva obstrucționează acest fascicul de lumină în timpul închiderii ușii, este detectată o CONDIȚIE DE UȘĂ BLOCATĂ și mișcarea de închidere a ușii este inversată de deschizător, astfel încât să readucă ușa în poziția complet ridicată.

Așa cum se arată în figura de mai sus, senzorul de siguranță „Ușă blocată” constă din emițătorul de lumină IR „A” și detectorul de lumină IR „B”.

Veți găsi în mod obișnuit senzorii cu ușă blocată conectați la deschizătorul de uși folosind un fir cu 2 conductoare, cum ar fi Liniile RED, care apar în Figura 3. Această pereche simplă de fire interconectează Emițătorul, Detectorul și Deschizătorul împreună. Se pare că această schemă de interconectare 1) furnizează POWER din deschizător pentru a rula senzorii și 2) oferă o cale de comunicație de la senzori înapoi la deschizător.

Pasul 5: Cum funcționează senzorul de siguranță al ușii

Deoarece senzorul ușii blocate este activ în orice moment, am constatat că aș putea folosi senzorul pentru a detecta momentan „evenimentul ușii blocate” care apare ori de câte ori un vehicul este condus în garaj pentru parcare. Pentru ca acest lucru să funcționeze, a fost doar o chestiune de a înțelege puterea și formatul de semnalizare prezent pe cablajul senzorului ușii blocate.

Figura de mai sus arată forma de undă de semnalizare ușă blocată pentru un sistem de deschidere a ușii marca GENIE

Am un deschizător de mărci „GENIE” și, plasând un osciloscop peste perechea de sârmă care se desfășoară între deschizător și senzori, am găsit o formă de undă pulsantă de 12 Volți Vârf-Vârf prezentă ori de câte ori senzorul ușii NU a fost BLOCAT. După cum s-a văzut, tensiunea pe firele senzorului devine constantă + 12VDC ori de câte ori senzorul este BLOCAT.

Am ales să implementez acest proiect cu software într-un mic microcontroler Arduino NANO. Schema completă a controlerului laser NANO se găsește în pasul următor. Am folosit o mică bucată de material pentru placa de circuit prototip în stil perf-board, pentru a păstra NANO și câteva componente rămase necesare pentru acest proiect. O mică bandă de borne sau alți conectori la alegere poate fi utilizată pentru interconectarea la deschizătorul de ușă și la modulele laser.

Dacă treceți înainte la schemă, se vede că semnalul senzorului de ușă de intrare + 12V PP trece prin câteva diode (doar pentru a obține polaritatea corectă) și apoi printr-un tranzistor NPN (Q1) înainte de a fi livrat la un pin de intrare pe NANO. După cum este ilustrat în formele de undă de mai sus, acest tranzistor face două lucruri. 1) Convertește semnalul de vârf de 12 V în vârf într-un semnal de 5 volți compatibil cu NANO și 2) INVERSĂ nivelurile logice.

ATENȚIE: Schema de cablare și semnalizare descrisă mai sus se aplică deschizătorilor de uși marca GENIE. Deși cred că majoritatea schemelor de senzori cu două fire funcționează utilizând o tehnică de semnalizare similară, este posibil să trebuiască să puneți o lunetă pe cablajul senzorului de pe sistemul de deschidere a ușii de garaj pentru a înțelege detaliile semnalului și a ajusta proiectul după cum este necesar

Pasul 6: Hardware-ul

Am ales să implementez acest proiect în software folosind un mic microcontroler Arduino NANO. Schema completă a controlerului laser NANO se găsește în pasul următor. Am folosit o mică bucată de material pentru placa de circuit prototip în stil perf-board, pentru a păstra NANO și câteva componente rămase necesare pentru acest proiect. O bandă de borne mică sau alți conectori la alegere pot fi folosiți pentru interconectarea la deschizătorul de ușă și la modulele laser.

După cum puteți vedea în schemă, semnalul senzorului ușii de intrare + 12V PP (pasul anterior!) Trece prin câteva diode (doar pentru a obține polaritatea corectă) și apoi printr-un tranzistor NPN (Q1) înainte de a fi livrat la o intrare- fixați pe NANO. După cum este ilustrat în Figura 4 forme de undă, acest tranzistor face două lucruri. 1) Convertește semnalul de vârf de 12 V în vârf într-un semnal de 5 volți compatibil cu NANO și 2) INVERSĂ nivelurile logice.

Un pin de ieșire NANO acționează un tranzistor MOSFET de putere (Q3) pentru a furniza energie laserelor. Restul componentelor oferă indicatori LED și o intrare de comutare „test-mode”.

Pasul 7: Construirea asistentului de parcare cu laser

Lista pieselor pentru acest proiect se găsește mai sus. Am folosit o mică bucată de bord pentru a monta NANO, tranzistoare și alte părți. Cablarea punct la punct a fost utilizată pentru a finaliza toate interconectările de pe placa de perf. Am localizat apoi o cutie mică de plastic pentru a adăposti ansamblul completat al tabloului perf. Am forat găurile necesare în cutie, astfel încât LED-urile și TEST SWITCH să fie accesibile. Am direcționat cablul de alimentare DC de la sursa de alimentare cu negi de perete prin carcasă și l-am conectat direct la placa de perf. Am folosit niște mufe phono stil „RCA” pentru a face conexiunile de alimentare la lasere și am spart câteva cabluri audio vechi pentru a interconecta laserele la aceste mufe RCA prin simpla îmbinare a firului laser BLACK (- LASER VDC) la SHIELD și Sârmă laser roșu (+ LASER VDC) către conductorul central. Am acoperit apoi fiecare îmbinare cu câteva straturi de tuburi termocontractabile pentru a oferi izolație și armare mecanică.

Am folosit câteva șuruburi de lemn pentru a monta cutia de control laser în căpriori lângă deschizătorul ușii garajului.

În ceea ce privește software-ul, va trebui să descărcați codul sursă și să îl editați / compilați / încărcați folosind ID-ul dvs. Arduio.

Pasul 8: Opțiuni de alimentare

Pentru acest proiect este necesară o mică sursă de alimentare plug-in capabilă să furnizeze 5VDC reglementat. Deoarece fiecare laser are nevoie de aproximativ 40 ma la 5 VDC, o instalare cu două laser necesită o sursă capabilă de cel puțin 100 ma. Am găsit o sursă de alimentare adecvată, regulată, de 5VDC, care a funcționat bine. Un încărcător de telefon mobil reglementat de 5 VDC este, de asemenea, o opțiune funcțională. Acestea sunt izolate complet la sol, dispun de o priză USB pentru conectarea la un telefon mobil sau tabletă și sunt disponibile în mod obișnuit pentru doar câțiva dolari. Se poate rupe doar un capăt al unui cablu USB și conecta firele corespunzătoare de 5 VDC și GROUND la terminalele de intrare a puterii de control cu laser.

PRECAUȚII PENTRU ALIMENTARE ȘI MODUL LASER:

1. Aveți grijă să măsurați și să verificați producția oricărei surse pe care o utilizați. Multe surse de verucă de perete NU SUNT REGULATE și pot avea ieșiri de înaltă tensiune atunci când sunt încărcate ușor. Supratensiunea poate suprasolicita laserele creând niveluri de lumină laser nesigure, precum și durata de funcționare a laserului scurtată.

2. Nu recomand să scoateți + 5VDC din NANO pentru a alimenta laserele, deoarece acest lucru ar putea depăși puterea de curent de ieșire a NANO, care ar putea supraîncălzi sau deteriora placa CPU NANO.

3. Pentru a evita orice confruntare la împământare cu dispozitivul de deschidere a ușii de garaj, asigurați-vă că sursa de alimentare de 5VDC pe care o utilizați pentru acest proiect este FLOTANȚĂ în raport cu solul.

Observați că carcasa metalică a fiecărui modul laser este conectată electric la firul de alimentare cu laser POZITIV (ROȘU). Ca atare, întregul circuit așa cum se arată ar trebui să fie construit pentru a fi complet izolat (alias: „plutitor”) în raport cu pământul

Pasul 9: Montarea laserelor

Am folosit cleme de ½ inch pentru a fixa fiecare laser pe un bloc de lemn pe care l-am înșurubat apoi la căpriorul garajului. Câteva straturi de bandă electrică erau necesare în jurul fiecărui laser pentru a mări diametrul de 12 mm al modulului laser, astfel încât acesta să fie ținut strâns în poziție de lampa cu cablu. Șurubul unic al clemei cablului permite rotirea laserului, după cum este necesar pentru aliniere. După cum sa menționat, blocul de lemn în sine este ancorat de căprior cu un singur șurub, astfel încât blocul de lemn în sine să poată fi rotit după cum este necesar.

Folosind comutatorul „TEST MODE” și cele două „reglaje optice de aliniere”, este ușor de realizat configurarea pentru a localiza punctul laser exact pe locul corect al tabloului de bord al vehiculului.

Pasul 10: Cum funcționează

Logica de operare a controlerului laser este destul de simplă. De îndată ce linia de semnalizare a senzorului ușii blocate trece de la impulsuri la un nivel constant, știm că avem un eveniment ușă blocată. Presupunând că ușa blocată se datorează intrării unui vehicul în garaj și care întrerupe momentan grinda senzorului ușii, putem porni imediat laserele de asistență la parcare. După aproximativ 30 de secunde, putem apoi să oprim laserele.

Codul software „run-mode” care implementează această logică este văzut în Figura 5. NANO monitorizează pur și simplu pinul de intrare al senzorului ușii și ori de câte ori semnalul respectiv rămâne la logica 0 mai mult de ½ secundă, concluzionează că avem un senzor blocat- eveniment și pornește laserele de asistență la parcare. Odată ce semnalul pulsator revine (mașina complet în garaj, senzorul ușii nu mai este blocat), pornim un „temporizator laser-OFF” de 30 de secunde. Când expiră acest cronometru, secvența este finalizată și laserele sunt stinse.

Setul complet de cod este puțin mai complex, deoarece trebuie să gestioneze și câteva indicatoare LED și un comutator. Comutatorul de comutare selectează între „RUN MODE” și „TEST MODE” normale. În TEST MODE, senzorul ușii de garaj este ignorat, iar laserele sunt doar pornite. Acesta este utilizat în timpul instalării și configurării, astfel încât să poți orienta laserele către locul corect de pe parbrizul / tabloul de bord al mașinii. Trei LED-uri arată POWER-ON, LASER-ON și STATUS. LED-ul STATUS va fi aprins de fiecare dată când este detectată o ușă blocată. Acest LED va clipi aproximativ o dată pe secundă atunci când ușa nu mai este blocată și cronometrul Laser-OFF este în număr redus. Indicatorul luminos STATUS va clipi rapid ori de câte ori comutatorul de comutare a fost setat pe poziția TEST MODE.

Pasul 11: Rezumat

Proiectul Laser Parking Assistant face treaba pentru mine și a fost surprinzător de bine acceptat de „comunitatea mea de utilizatori” (soț). Acum parcarea de înaltă precizie este realizată în mod obișnuit. Constat că punctul laser este ușor vizibil în toate condițiile de iluminare, dar șoferul nu este prea distras de punct și rămâne atent la împrejurimi în timp ce parcează.

Dacă vă confruntați cu o problemă similară de parcare și căutați o abordare NERD-INTENSIVĂ, aceasta ar putea fi soluția care funcționează și pentru dvs.!

Parcare fericită!

Pasul 12: Referințe, schemă, fișiere cod sursă Arduino

Vedeți fișierele atașate pentru codul sursă și un fișier PDF al schemei complete.

ALTE REFERINȚE

Surse de module laser:

Căutați pe eBay: 5mW Dot Laser Focus

Surse de comutare miniatură:

Căutați pe eBay comutatorul de comutare

Surse pentru MOSFET IRFD9120:

Căutare pe eBay pentru: IRFD9120

Surse pentru sursa de alimentare + 5VDC

Căutați pe eBay: Charfer telefon mobil 5VDC

Fișă tehnică pentru dispozitivul MOSFET cu canal P

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