Laserski pomoćnik pri parkiranju: 12 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Nažalost, svoju garažu moram podijeliti s našim automobilima! To obično dobro funkcionira, međutim, ako je jedan od naša dva automobila parkiran predaleko na njihovom štandu, jedva se mogu kretati po bušilici, glodalici, stolnoj pili itd. Obratno, ako automobil nije dovoljno parkiran, garažna vrata se još neće zatvoriti ili još gore, pri zatvaranju tresnu o stražnji dio vozila!

Kao što ćete se vjerojatno složiti, "preciznost parkiranja" varira među vozačima i često sam bio frustriran izbjegavajući branitelj samo da bih došao do svog radnog stola. Pokušao sam s 'mehaničkim rješenjima', poput teniske loptice koja visi sa uzice vezane za gredu iznad glave, ali otkrio sam da su mi se našli na putu pri kretanju ili radu u praznoj kabini za automobile.

Da bih riješio ovu dilemu, smislio sam ovo hi-tech (potencijalno prekomjerno ubijanje!) Rješenje koje pomaže pri postavljanju automobila na svaki centimetar ili više od savršenstva svaki put. Ako se suočite sa sličnim problemom, nudim vam pomoćnika za lasersko parkiranje. Ovo rješenje MICROCOMPUTER-GEEK radi dobro, ali je dovoljno jednostavno za izgradnju i ugradnju tijekom vikenda.

Laseri za spašavanje

Nedavno sam u svojoj kutiji za smeće imao neke preostale laserske module koji su tražili nešto za raditi. Stoga sam, u svjetlu (bez namjere igre riječi) mojih stalnih problema s parkiranjem u garaži, izradio shemu za postavljanje lasera u stropne grede moje garaže usmjerene prema automobilima ispod. Rezultat je laserska točka projicirana na ploču s instrumentima automobila točno na mjestu gdje se automobil mora zaustaviti. Upute za vozača su jednostavne. Samo odvezite automobil u garažu i zaustavite se kad prvi put vidite CRVENU TOČKU na nadzornoj ploči!

Korak 1: Laserska sigurnost

Prije nego nastavim dalje, želim zastati nekoliko riječi o laserskoj sigurnosti. Čak i RED laseri relativno male snage 5 mw koji se koriste u ovom projektu mogu proizvesti izuzetno svijetle, usko fokusirane, visokoenergetske zrake svjetlosti. Takvo svjetlo može oštetiti vaš vid! NE ZBIRAJTE IZRAVNO U LASERSKOM ZRAKU NIKADA.

Korak 2: Izbor laserskog modula

Za postavljanje dva automobila, instalirao sam par malih laserskih modula s fokusom od 5 mw (milivata) koji se mogu fokusirati, po jedan iznad svakog prostora za automobile. Kao što je prikazano na slici 2, to su mali, samostalni moduli koji se mogu napajati iz bilo kojeg izvora napajanja od 3 do 6 VDC. Ovi se moduli mogu kupiti na eBayu po cijeni od 4 do 10 USD. raspona, lako se montiraju i mogu se fokusirati na ploču s instrumentima vašeg automobila kako bi se dobila crvena točka koja se lako vidi čak i pri dnevnom svjetlu. Zapravo, preporučujem da tijekom instalacije malo ublažite fokus jer ćete tako povećati veličinu laserske točke koja se vidi na nadzornoj ploči, kao i malo smanjiti njezin intenzitet.

Laserske alternative

Možda ćete pitati: "Zar nisu dostupni jeftiniji laseri?" Odgovor je DA, vrlo jeftini laserski pokazivači na baterije mogu se pronaći za dolar ili dva. Zapravo sam kupio neke za druge projekte, ali otkrio sam da nemaju izlaznu svjetlinu. Slobodno ih isprobajte jer vam mogu biti dovoljno svijetli, ali za moju instalaciju otkrio sam da su svjetliji moduli s fokusom bolja igra.

Ali čekaj! Neki laseri emitiraju LINE ili CROSS uzorak. Ne bi li ovo bilo još bolje? Da bi se napravio LINE ili CROSS uzorak, sekundarna leća je postavljena unutar laserskog modula za pretvaranje normalnog laserskog točkastog izvora izvora u željeni uzorak. Prilikom generiranja LINE ili CROSS uzorka, laserski izlaz visokog intenziteta se distribuira, "razrijeđen" ako želite, kako bi se formirala linijska (ili križna) slika. U mojim garažnim probama s ovim lećama ustanovio sam da su rezultirajuće laserske linije previše tamne da bi se mogle vidjeti na automatskoj nadzornoj ploči, osobito danju sa sunčevim svjetlom koje se probija kroz prozore garaže.

Korak 3: Laserski kontroler Gen 1

Kako bi se povećao radni vijek lasera, potrebno je neko strujno kolo za uključivanje lasera po potrebi, a zatim isključenje kada nije. Naš električni otvarač vrata, kao i većina njih, automatski uključuje žarulju svaki put kada se otvarač otvori. Ova žarulja ostaje uključena oko 5 minuta, a zatim se isključuje. U svojoj prvoj implementaciji jednostavno sam postavio svjetlosni senzor točno iznad žarulje za otvaranje i upotrijebio ga za pogon tranzistora koji je aktivirao lasere za pomoć pri parkiranju. Dok je ovo krenulo, ubrzo sam primijetio da se laseri ne bi aktivirali ako su garažna vrata već bila otvorena neko vrijeme prije nego što sam se zaustavila na parkiranju. Odnosno, budući da je mjerač vremena žarulje za otvaranje istekao, trebalo je zapravo biciklirati otvarač garažnih vrata kako bi se uključila žarulja otvarača i zauzvrat pokrenuli laseri za pomoć pri parkiranju.

Kako bih prevladao ovo ograničenje, smislio sam Gen-2, potpunije rješenje za pokretanje lasera pomoćnika pri parkiranju SVAKI PUT kada automobil uđe u garažu

Korak 4: Laserski kontroler Gen 2 - Korištenje senzora za otvaranje otvarača

"Senzor blokiranih vrata" potrebna je sigurnosna značajka na svim otvaračima garažnih vrata. To se obično postiže snimanjem infracrvenog snopa svjetlosti preko otvora garažnih vrata, oko 6 inča iznad razine poda. Kao što je prikazano na slici 3, ovaj svjetlosni snop potječe od odašiljača 'A' i detektira ga senzor 'B'. Ako bilo što ometa ovaj snop svjetlosti tijekom zatvaranja vrata, detektira se STANJE BLOKIRANIH VRATA i otvarač poništava kretanje zatvaranja vrata kako bi se vrata vratila u potpuno podignuti položaj.

Kao što je prikazano na gornjoj slici, sigurnosni senzor 'Blokirana vrata' sastoji se od IR-odašiljača svjetla 'A' i IR-svjetlosnog detektora 'B'.

Obično ćete osjetnike blokiranih vrata povezati s otvaračem vrata pomoću 2-žilne žice poput CRVENIH linija prikazanih na slici 3. Ovaj jednostavni par žica međusobno povezuje odašiljač, detektor i otvarač. Ispostavilo se da ova shema međusobnog povezivanja 1) napaja POWER iz otvarača za pokretanje senzora, i 2) osigurava komunikacijski put od senzora natrag do otvarača.

Korak 5: Kako funkcionira sigurnosni osjetnik vrata

Budući da je osjetnik blokiranih vrata u svakom trenutku aktivan, otkrio sam da bih ih mogao upotrijebiti za otkrivanje trenutnog "događaja blokiranih vrata" koji se događa svaki put kad se vozilo unese u garažu radi parkiranja. Kako bi ovo uspjelo, bilo je samo pitanje razumijevanja snage i formata signalizacije prisutnih na ožičenju osjetnika blokiranih vrata.

Gornja slika prikazuje signalni val blokiranih vrata za sustav otvarača vrata marke GENIE

Imam otvarač marke "GENIE" i postavljanjem osciloskopa preko žičanog para koji prolazi između otvarača i senzora, pronašao sam pulsirajući 12-voltni Peak-Peak valni oblik prisutan kad god senzor vrata NIJE BLOKIRAN. Kao što se vidi, napon na žicama senzora postaje stalan +12VDC kad god se senzor BLOKIRA.

Odlučio sam implementirati ovaj projekt sa softverom unutar malog Arduino NANO mikrokontrolera. Cjelovita shema NANO laserskog kontrolera nalazi se u sljedećem koraku. Koristio sam mali komad perf-board stila prototipa materijala za držanje NANO-a i nekoliko preostalih komponenti potrebnih za ovaj projekt. Mala priključna traka ili drugi konektori po vašem izboru mogu se koristiti za međusobno povezivanje s otvaračem vrata i laserskim modulima.

Ako preskočite na shemu, vidljivo je da dolazni signal osjetnika vrata +12V PP prolazi kroz nekoliko dioda (samo da bi se ispravio polaritet), a zatim kroz NPN tranzistor (Q1) prije nego što se isporuči na ulazni pin na NANO. Kao što je prikazano u gornjim valnim oblicima, ovaj tranzistor radi dvije stvari. 1) Pretvara 12 V Peak to Peak signal u 5 -voltni signal kompatibilan s NANO -om, i 2) INVERTIRA logičke razine.

OPREZ: Gore opisana shema ožičenja i signalizacije odnosi se na otvarače vrata marke GENIE. Iako vjerujem da većina shema dvožičnih senzora radi pomoću slične tehnike signalizacije, možda ćete morati staviti opseg preko ožičenja senzora na vašem sustavu otvaranja garažnih vrata kako biste razumjeli detalje signala i po potrebi prilagodili projekt

Korak 6: Hardver

Odlučio sam ovaj projekt implementirati u softver koristeći mali Arduino NANO mikrokontroler. Cjelovita shema NANO laserskog kontrolera nalazi se u sljedećem koraku. Koristio sam mali komad perf-board stila prototipa materijala za držanje NANO-a i nekoliko preostalih komponenti potrebnih za ovaj projekt. Mala priključna traka ili drugi konektori po vašem izboru mogu se koristiti za međusobno povezivanje s otvaračem vrata i laserskim modulima.

Kao što možete vidjeti na shemi, dolazni signal osjetnika vrata +12V PP (prethodni korak!) Prolazi kroz nekoliko dioda (samo da bi se ispravio polaritet), a zatim kroz NPN tranzistor (Q1) prije nego što se isporuči na ulaz- pričvrstite na NANO. Kao što je prikazano na slici 4 valnih oblika, ovaj tranzistor čini dvije stvari. 1) Pretvara 12 V Peak to Peak signal u 5 -voltni signal kompatibilan s NANO -om, i 2) INVERTIRA logičke razine.

Izlazni pin NANO pokreće snažni MOSFET tranzistor (Q3) za napajanje lasera. Preostale komponente imaju LED indikatore i ulaz prekidača za "testni način rada".

Korak 7: Izgradnja laserskog pomoćnika za parkiranje

Popis dijelova za ovaj projekt nalazi se gore. Koristio sam mali komad perf-ploče za montiranje NANO-a, tranzistora i drugih dijelova. Ožičenje od točke do točke upotrijebljeno je za dovršetak svih međusobnih veza na perf-ploči. Zatim sam locirao malu plastičnu kutiju za pomoćne radove u koju je smješten dovršeni sklop perf ploče. Izbušio sam potrebne rupe u kutiji tako da su LED diode i TEST SWITCH bili dostupni. Provukao sam istosmjerni kabel za napajanje iz zidnog napajanja kroz kućište i ožičio ga pravo do perf-ploče. Koristio sam neke fono utičnice u stilu "RCA" za povezivanje napajanja s laserima i hakirao neke stare audio kabele za povezivanje lasera s ovim RCA priključcima jednostavnim spajanjem CRNE (- LASER VDC) laserske žice na SHIELD, a CRVENA (+ LASER VDC) laserska žica do središnjeg vodiča. Zatim sam prekrio svaki spoj s nekoliko slojeva skupljajućih cijevi kako bih osigurao izolaciju i mehaničko pojačanje.

Koristio sam nekoliko vijaka za drvo da montiram kutiju za lasersku kontrolu gore u rogove blizu otvarača garažnih vrata.

Što se tiče softvera, morat ćete preuzeti izvorni kod i urediti ga/kompajlirati/učitati koristeći svoj Arduio IDE.

Korak 8: Opcije napajanja

Za ovaj projekt potreban je mali utični izvor napajanja koji može osigurati regulirano 5VDC. Budući da svakom laseru treba oko 40 ma pri 5 VDC, instalaciji s dva lasera potrebna je opskrba sposobna najmanje 100 ma. Našao sam prikladno regulirano napajanje od 5VDC za zidne bradavice u mojoj kutiji za smeće koje je dobro radilo. Regulirani punjač za mobitele od 5 VDC također je učinkovita opcija. Oni su potpuno izolirani od tla, imaju USB utičnicu za povezivanje s mobitelom ili tabletom i obično su dostupni za samo nekoliko dolara. Jednostavno možete odsjeći jedan kraj USB kabela i spojiti odgovarajuće žice od 5 VDC i GROUND u ulazne priključke za lasersku kontrolu napajanja.

NAPAJANJE I LASERSKI MODUL OPREZ:

1. Pazite da izmjerite i provjerite izlaz bilo kojeg opskrbnog materijala koji koristite. Mnoge zalihe zidnih bradavica NISU REGULIRANE i mogu imati vrlo visoke naponske izlaze kada su blago opterećene. Prenapon može preopteretiti lasere stvarajući nesigurne razine laserske svjetlosti kao i skratiti radni vijek lasera.

2. Ne preporučujem izvlačenje +5VDC iz NANO -a za napajanje lasera jer bi to moglo premašiti izlazni kapacitet izlazne snage NANO -a koji bi se mogao pregrijati ili oštetiti NANO CPU ploču.

3. Kako biste izbjegli bilo kakve probleme s uzemljenjem s vašim otvaračem garažnih vrata, pobrinite se da napajanje od 5VDC koje koristite za ovaj projekt PLIVA u odnosu na uzemljenje.

Uočite da je metalno kućište svakog laserskog modula električno spojeno na POZITIVNU (CRVENU) lasersku žicu za napajanje. Kao takav, cijeli krug kako je prikazano trebao bi biti izgrađen tako da bude potpuno izoliran (poznat i kao: "plutajući") u odnosu na uzemljenje

Korak 9: Montiranje lasera

Koristio sam kabelske stezaljke ½ inča za pričvršćivanje svakog lasera na drveni blok koji sam zatim pričvrstio na garažnu gredu. Nekoliko slojeva električne trake bilo je potrebno oko svakog lasera da se poveća promjer laserskog modula od 12 mm tako da ga kabelska svjetiljka čvrsto drži na mjestu. Jednostruki vijak stezaljke kabela omogućuje laseru da se okreće prema potrebi za poravnavanje. Kao što je napomenuto, sam drveni blok usidren je na gredu jednim vijkom kako bi se sam drveni blok mogao okretati prema potrebi.

Pomoću prekidača "TEST MODE" i dva "podešavanja optičkog poravnanja" lako je postići postavljanje laserske točke točno na desno mjesto na ploči s instrumentima.

Korak 10: Kako to radi

Radna logika laserskog kontrolera prilično je jednostavna. Čim signalna linija osjetnika blokiranih vrata prijeđe s pulsirajuće na stalnu razinu, znamo da imamo događaj Blokirana vrata. Pretpostavimo da je do blokiranih vrata došlo zbog ulaska vozila u garažu i na trenutak prekida zrake osjetnika vrata, možemo odmah uključiti lasere za pomoć pri parkiranju. Nakon otprilike 30 sekundi tada možemo isključiti lasere.

Softverski kod "načina rada" koji implementira ovu logiku prikazan je na slici 5. NANO jednostavno nadgleda ulazni pin osjetnika vrata i kad god taj signal ostane na logičkoj 0 dulje od ½ sekunde, zaključuje se da imamo blokiran senzor- događaj i UKLJUČUJE Lasere za pomoć pri parkiranju. Nakon što se pulsirajući signal vrati (automobil je potpuno u garaži, osjetnik vrata više nije blokiran), pokrećemo 30-sekundni "Laser-OFF timer". Kad taj mjerač istekne, niz je dovršen i laseri su isključeni.

Cijeli skup kodova samo je malo složeniji jer također mora rukovati s nekoliko LED indikatora i prekidačem. Prekidač odabire između normalnih “RUN MODE” i “TEST MODE”. U NAČINU TESTIRANJA senzor garažnih vrata se zanemaruje i laseri se samo UKLJUČUJU. To se koristi tijekom instalacije i postavljanja tako da se laseri mogu usmjeriti na točno mjesto na vjetrobranu/ploči s instrumentima automobila. Tri LED diode prikazuju POWER-ON, LASER-ON i STATUS. LED STATUS će stalno svijetliti kad god se otkriju blokirana vrata. Ova LED lampica će treperiti otprilike jednom u sekundi kada vrata više nisu blokirana i kada mjerač laserskog isključivanja odbrojava. Lampica STATUS će brzo treptati kad god je prekidač postavljen u položaj TEST MODE.

Korak 11: Sažetak

Projekt Laser Parking Assistant radi posao umjesto mene i bio je iznenađujuće dobro prihvaćen od strane moje „korisničke zajednice“(supružnika). Sada se rutinski postiže parkiranje visoke preciznosti. Smatram da je laserska točka lako vidljiva u svim svjetlosnim uvjetima, ali vozaču točka ne odvraća previše pažnje i ostaje pažljiv prema okolici tijekom parkiranja.

Ako se suočite sa sličnim problemom parkiranja i tražite NERDINTENZIVAN pristup, ovo bi moglo biti rješenje i za vas!

Sretno parkiranje!

Korak 12: Reference, sheme, datoteke izvornog koda Arduino

Izvorne kodove i PDF datoteku s potpunom shemom potražite u priloženim datotekama.

OSTALE REFERENCE

Izvori laserskih modula:

Potražite na eBayu: Laserski fokus s točkom od 5 mW

Izvori minijaturnih prekidača:

Potražite prekidač za minijaturu na eBayu

Izvori za IRFD9120 MOSFET:

Pretraživanje eBaya za: IRFD9120

Izvori za napajanje +5VDC

Potražite eBay na: 5VDC Punjač za mobitel

Tehnički list za P-kanalni MOSFET uređaj

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