LED parking senzor sa solarnim napajanjem: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

By More Than the SumMy youtube kanalPratite još autora:

O: Ja sam učitelj koji ponekad snima video zapise. Više o više od zbroja »

Naša garaža nema mnogo dubine, a na kraju ima ormare koji dodatno smanjuju dubinu. Automobil moje žene je tek toliko kratak da stane, ali je blizu. Napravio sam ovaj senzor kako bih pojednostavio proces parkiranja i osigurao da se automobil napuni u garaži prije nego što ode predaleko i udari u ormare.

Nakon što je dizajniran, odlučio sam ga napajati solarnim panelima jer sam imao dobro mjesto za njihovo postavljanje, a moj plan je proširiti ovaj sistem za napajanje više stvari u garaži u budućnosti.

Za kratak pregled pogledajte ovaj video:

Supplies

3D štampana kućišta i LED difuzor

3D ispisane žičane kopče

Arduino Nano, Breadboard i Jumper žice

Menadžer solarne energije

Solarni paneli

Lemljiva ploča, 2 -žični konektor, 3 -žični konektor, 4 -žični konektor

LED traka (60/m) WS2812

14500 litijum -jonskih baterija

Električni odvijač

Ultrazvučni senzor

Dvostrana traka, tekuća električna traka

Skidač žica, lemilica

3d štampač

Pištolj sa toplim vazduhom

M3x8mm vijci, M3 matica

*sve veze su partnerske veze

Korak 1: Izgradnja kola + koda

Preuzmite i instalirajte arduino skicu. Nađeno ovdje: Skica senzora za parkiranje

Krug se sastoji od ultrazvučnog senzora, arduino nano i WS2812B 5V adresabilne LED trake. U početku sam bio zabrinut oko korištenja ultrazvučnog senzora jer površina automobila nije ravna, ali nakon početnog testiranja nije se pojavio problem.

Priključite sljedeće na navedene arduino pinove (ili ih promijenite u kodu na redovima 5-7):

LED traka -> pin 8

Okidač ultrazvučnog senzora -> pin 12

Eho ultrazvučnog senzora -> pin 11

Da biste prilagodili kôd tako da odgovara vašoj aplikaciji, možete promijeniti sljedeće redove koda:

9: Ovo je broj cm pri kojem se svjetla pale

10: ovo je prag koji vam daje do znanja da ste blizu

11: ovo je broj cm koji vam daje do znanja da ste na sigurnoj udaljenosti

12: na ovoj udaljenosti svjetla počinju postajati ljubičasta, dajući vam do znanja da morate prestati

13: na ovoj udaljenosti svjetla počinju bljeskati, dajući vam do znanja da ste preblizu

Neki drugi brojevi za prilagođavanje:

15: Ovo je broj u sekundama koji treba čekati nakon što se automobil prestane kretati prije nego što se upale svjetla i Arduino uđe u režim niske potrošnje energije.

17: Ovaj broj predstavlja količinu fluktuacije udaljenosti koja je dopuštena prije nego što senzor registrira kretanje i ponovo se uključi.

Koristio sam biblioteku "Low Power" za stavljanje Arduina u stanje mirovanja kada se nije koristio. Ovaj vodič za Sparkfun pruža pregled načina na koji radi, a instalaciju možete preuzeti ovdje: Biblioteka niske snage. Ono što sam otkrio je da je biblioteka ometala serijski monitor, pa je nećete moći koristiti dok istovremeno uključujete i koristite biblioteku male snage.

Korak 2: Lemljenje kola

Prenesite komponente kola na prototipnu ploču i lemite ih na mjesto. Lemite 4 -polni JST konektor za ultrazvučni senzor i 3 -polni JST konektor za LED traku. Dodao sam 2 -žični JST konektor na 5V i masu kako bih napajao komponente i arduino izvana.

Korak 3: Instaliranje ultrazvučnog senzora

Odlomite 4 -polni dio ženske trake sa zaglavljem, savijte igle i lemite na 4 -polni konektor tako da ga možete gurnuti na ultrazvučni senzor. Obojite tekućom električnom trakom.

Označite mjesta za senzor i LED traku na ormariću gdje će se detektor montirati. Zalijepite 3D štampani nosač ultrazvučnog senzora na odabrano mjesto dvostranom trakom. Izbušite rupe u zidu kako biste provukli žicu.

Korak 4: Ugradnja LED trake

Izrežite LED traku na dužinu koja vam odgovara. (Moj je imao 20 LED dioda i bio je raspoređen na 60 LED/m). Lemite 3 -polni konektor na ulaznu stranu i obojite tekućom električnom trakom.

Ako LED diode postavite onakve kakve jesu na piksele, pikseli imaju ograničen ugao gledanja, pa se mnogo svjetla troši. Razliku možete vidjeti na gornjoj slici. Poklopac koji sam dizajnirao za raspršivanje svjetlosti ima debljinu od oko 0,5 mm, što je činilo da pruža optimalnu ravnotežu između svjetline i količine difuzije.

Odaberite mjesto na koje želite postaviti LED diode. U idealnom slučaju, oni bi trebali biti centrirani ispred vozača, blizu nivoa očiju sa vozačevog sjedišta. Spojite dva zadnja dijela držača zajedno, gurnite LED traku u držač, uklonite ljepilo sa stražnje strane LED trake i pritisnite je na mjesto. Gurnite poklopce na držač i pomoću dvostrane trake pričvrstite na mjesto koje ste odabrali.

Napomena: skica je programirana za 20 LED dioda, pa ako koristite drugu količinu, ne zaboravite promijeniti broj u retku 5 kako bi to odražavalo. Ako koristite neparan broj LED dioda, ona je postavljena tako da će i dalje raditi kako se očekuje.

Korak 5: Instalirajte Arduino i sve ga spojite

Pomoću dva vijka i matice M3 pričvrstite lemljivu ploču za napajanje na kućište, gurnite konektore kroz otvore sa strane i pričvrstite poklopac.

Odaberite prikladno mjesto za pričvršćivanje kućišta u blizini LED dioda i ultrazvučnog senzora i dodajte vijak tako da ga možete objesiti na mjesto pomoću ključaonice. Postavio sam ih neposredno pored ultrazvučnog senzora kako bih izbjegao potrebu da napravim četverožični nastavak za senzor.

Priključite senzor i LED diodu. Koristite 3D štampane držače za žicu kako biste lakše upravljali žicom i spriječili da se žice mogu previše pomicati.

Korak 6: Dodavanje solarnih panela

Odlučio sam ovom projektu dodati solarnu energiju kako ne bih morao brinuti o baterijama, pa je nisam imao stalno priključenu na zid. Solarno postavljanje je modularno, pa planiram raditi više garažnih projekata koji će iz njega crpiti energiju, a prema potrebi mogu poboljšati solarne panele ili regulator punjenja i bateriju.

Menadžer solarne energije koji se koristi u ovom projektu zahtijeva minimalni napon od 6v i snagu od najmanje 5W za punjenje baterije. Škakljiva stvar kod malih solarnih projekata je ta da litij -ionskim baterijama za punjenje treba najmanje 1 amper struje. U ovom slučaju, imao sam dva 5v panela čija je vrijednost bila 0,5 A svaki. Budući da menadžeru napajanja treba najmanje 6v, ploče moraju biti povezane žicom, dodajući im napon. U ovom aranžmanu, struja ostaje na 0,5A, ali budući da je snaga koju daju kombinirane ploče 5 W, kada regulator punjenja padne napon, imat će dovoljnu struju za punjenje baterije.

Napomena: Napon solarnih panela značajno varira tokom dana i doseći će vrhunac pri vrijednostima većim od nazivnog napona. Iz tog razloga ne želite povezati Arduino ili bateriju izravno na ploču.

Upotrijebite žicu za lemljenje ploča u seriju i dodajte 2 -pinski JST konektor kako biste ih mogli lako spojiti i odspojiti s upravljača napajanjem. Pronađite ravnu površinu koja ima puno sunca za postavljanje panela. Za mene je bilo mjesto gdje sam ih lako mogao zalijepiti dvostranom trakom. Prvo sam očistio površinu, a zatim zalijepio ploče. Čini se da je držanje dovoljno jako, ali vrijeme će pokazati je li to dovoljno da izdrži neke od jakih vjetrova koje ovdje obilazimo. Koristio sam patentne zatvarače kako bih žicu zadržao na mjestu dok se vraća u garažu.

Mnogi električni generatori mogu se koristiti i kao opterećenje kada se na njih primijeni napon. U slučaju mikrofona, može se koristiti kao zvučnik. Generator može funkcionirati i kao motor. LED se može koristiti za mjerenje prisutnosti svjetla. Ako se na solarni panel primijeni napon, on će povući struju i vjerujem da će emitirati svjetlost (nisam siguran koje frekvencije). U ovakvom slučaju, dioda za blokiranje mora biti instalirana negdje u krugu kako bi se spriječilo da solarna ploča isprazni bateriju kada nema sunčeve svjetlosti. Pretpostavio sam da je krug upravljača napajanjem ugrađen u to, ali nakon nekoliko dana kiše, baterija se potpuno ispraznila.

Koristio sam diodu koju sam zatekao i lemio je na kraj žice koja bi se spojila na 5V terminal na kontroleru punjenja. Ako lemite na isto mjesto, kraj diode s trakom trebao bi biti usmjeren prema kontroleru punjenja, a dalje od pozitivnog priključka solarne ploče. Ovo će spriječiti curenje struje natrag u ploču. Koristio sam konektor za lemljenje termoskupljajuće lemilice da ga zalemim, jer sam svoj instalirao nakon što sam postavio sistem.

Korak 7: Dodavanje upravitelja solarne energije

Upravljač napajanjem ima mogućnosti povezivanja pomoću ženskih kratkospojnika ili USB kabela. Nijedno od ovih nije osobito prikladno za udaljenost na kojoj sam htio provesti žicu, pa sam umjesto toga lemio žice na donju stranu ploče na kojoj su spojeni igle 5v i uzemljenje.

Pričvrstite dvije 5 -pinne matice poluge Wago na kućište pomoću dvostrane trake. To će omogućiti napajanje više uređaja iz ovog upravitelja napajanja. Sposoban je izlaziti do 1A struje na 5V, pa ako će vaše buduće aplikacije zahtijevati više struje od toga, trebali biste istražiti korištenje drugih menadžera napajanja.

Na stražnjoj strani upravljača napajanjem nalazi se niz prekidača, tako da možete postaviti približni napon vaših solarnih panela, pa ga prebacite tako da odgovara postavci solarne energije koju koristite. U mom slučaju, postavio sam ga na 9v, jer su ploče u serijskom rasporedu ocijenjene kao 10v.

Upravljač napajanjem dolazi s odstojcima, pa uklonite dva od njih i upotrijebite te rupe da pričvrstite upravljač napajanjem u kućište pomoću vijaka M3x8. Provucite žice lemljene na 5v i uzemljene kroz rupu na dnu, te ih pričvrstite u matice poluge Wago.

Pronađite dobro mjesto za upravljača napajanjem i pričvrstite vijak na zid. Pomoću ključanice na kućištu objesite je na mjesto. Provedite žicu od Arduina do upravljača napajanjem i pričvrstite je pomoću 5V i uzemljenih Wago konektora. Budite vrlo oprezni da ga ne pričvrstite unatrag, Arduino ploče dolaze s određenom zaštitom, ali ovdje biste potencijalno mogli ispržiti svoje ako povežete iglu od 5 V obrnuto. Koristite držače za žicu da držite žicu na mjestu uz zid.

Učinite isto sa žicom koja dolazi sa solarnog panela. Obavezno odspojite solarne ploče prije nego što spojite žice na ulaz na regulatoru napajanja kako ih ne biste slučajno spojili ili oštetili ploču.

Kada završite, pričvrstite poklopac na kućište, uključite prekidač za bateriju i ponovno spojite solarne ploče.

Korak 8: Testirajte ga

Prva nagrada u izazovu brzine LED traka