Laserski pomoćnik pri parkiranju: 12 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Nažalost, svoju garažu moram podijeliti s našim automobilima! Ovo obično dobro funkcionira, međutim, ako je bilo koji od naša dva automobila parkiran predaleko u njihovoj kabini, 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 se tresnu o stražnji dio vozila!

Kao što ćete se vjerojatno složiti, “preciznost parkiranja” varira među vozačima i često sam bio frustriran izbjegavajući odbojnik samo da bih došao do svog radnog stola. Pokušao sam s 'mehaničkim rješenjima', poput teniske loptice koja visi sa vezice 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 rješenje (potencijalno prekomjerno ubijanje!) Koje pomaže da se automobili svaki put pozicioniraju na centimetar do savršenosti. 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 instalaciju tokom vikenda.

Laseri za spašavanje

Nedavno sam imao nekoliko preostalih laserskih modula u mojoj kutiji za otpatke koji su tražili nešto za raditi. Dakle, u svjetlu (bez namjere igre) mojih tekućih problema sa parkiranjem u garaži, razradio sam shemu za postavljanje lasera u nadzemne grede moje garaže, usmjerene prema donjim automobilima. Rezultat je laserska točka projicirana na ploču s instrumentima na mjestu gdje automobil treba zaustaviti. Upute za vozača su jednostavne. Samo odvezite automobil u garažu i zaustavite se kada prvi put vidite CRVENU TAČKU na nadzornoj ploči!

Korak 1: Laserska sigurnost

Prije nego što nastavim, želim zastati na nekoliko riječi o laserskoj sigurnosti. Čak i RED laseri relativno male snage od 5 mw koji se koriste u ovom projektu mogu proizvesti izuzetno svijetle, usko fokusirane, visokoenergetske zrake svjetlosti. Takvo svjetlo može oštetiti vaš vid! NE ZDRAVLJAJTE DIREKTNO U LASERSKI ZRAK U NIKADA.

Korak 2: Izbor laserskog modula

Za postavljanje dva automobila, instalirao sam par malih fokusiranih crvenih laserskih modula snage 5 mw (milivata), po jedan iznad svakog odeljka za automobile. Kao što je prikazano na slici 2, ovo su mali, samostalni moduli koji se mogu napajati iz bilo kojeg izvora napajanja od 3 do 6 VDC. Ovi moduli se mogu kupiti na eBayu po cijeni od 4 do 10 USD. raspona, lako se montiraju i mogu se fokusirati na komandnu ploču vašeg automobila kako bi se dobila crvena tačka koju je lako vidjeti čak i pri dnevnom svjetlu. Zapravo, preporučujem da tijekom instalacije malo ublažite fokus jer će to povećati veličinu laserske točke na nadzornoj ploči, ali 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 par ili dva dolara. Zapravo sam kupio neke za druge projekte, ali otkrio sam da im nedostaje izlazna svjetlina. Slobodno ih isprobajte jer vam mogu biti dovoljno svijetli, ali za moju instalaciju otkrio sam da su svjetliji moduli s fokusom bolja igra.

Ali čekajte! Neki laseri emituju LINE ili CROSS uzorak. Zar ovo ne bi bilo još bolje? Da bi se napravio LINE ili CROSS uzorak, sekundarno sočivo je postavljeno unutar laserskog modula za pretvaranje normalnog laserskog izlaza tačke 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 unakrsna) slika. U mojim garažnim probama sa ovim sočivima, otkrio sam da su rezultujuće laserske linije suviše tamne da bi se mogle videti na automatskoj kontrolnoj tabli, posebno tokom dana sa sunčevim svetlom koje se probija kroz prozore garaže.

Korak 3: Laserski kontroler prve generacije

Da bi se produžio radni vijek lasera, potrebno je neko 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 otvarač otvori vrata. Ova sijalica ostaje uključena oko 5 minuta, a zatim se isključuje. U svojoj prvoj implementaciji jednostavno sam postavio svjetlosni senzor tik iznad sijalice za otvaranje i upotrijebio ga za pogon tranzistora koji je aktivirao lasere za pomoć pri parkiranju. Iako je ovo krenulo, ubrzo sam primijetio da se laserska vrata neće aktivirati ako su garažna vrata već bila otvorena neko vrijeme prije nego što sam se zaustavila na parkiranju. Odnosno, budući da je mjerač vremena za žarulju otvarača 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 nivoa 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, otkriva 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 jednostavan 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 senzor vrata

Budući da je senzor za blokirana vrata u svakom trenutku aktivan, otkrio sam da bih mogao koristiti senzor za otkrivanje trenutnog „događaja blokiranih vrata“koji se događa svaki put kada se vozilo vozi u garažu radi parkiranja. Da bi ovo funkcioniralo, bilo je samo pitanje razumijevanja snage i formata signalizacije prisutnih na ožičenju osjetnika blokiranih vrata.

Gornja slika prikazuje signalni talas blokiranih vrata za sistem za otvaranje vrata marke GENIE

Imam otvarač marke "GENIE" i postavljanjem osciloskopa preko žičanog para koji se nalazi 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 je senzor BLOKIRAN.

Odlučio sam implementirati ovaj projekt sa softverom unutar malog Arduino NANO mikrokontrolera. Kompletna 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 senzora 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 the NANO. Kao što je ilustrirano u gornjim talasnim oblicima, ovaj tranzistor radi dvije stvari. 1) Pretvara signal od 12 V Peak to Peak u signal od 5 V kompatibilan s NANO -om, i 2) INVERTIRA logičke nivoe.

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

Korak 6: Hardver

Odlučio sam ovaj projekt implementirati u softver koristeći mali Arduino NANO mikrokontroler. Kompletna 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 senzora 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- zakačite na NANO. Kao što je prikazano na slici 4 talasnih oblika, ovaj tranzistor radi dvije stvari. 1) Pretvara signal od 12 V Peak to Peak u signal od 5 V kompatibilan s NANO -om, i 2) INVERTIRA logičke nivoe.

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

Korak 7: Izgradnja laserskog parking servisera

Lista 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 korišteno je za dovršetak svih međusobnih veza na perf-ploči. Zatim sam locirao malu plastičnu pomoćnu kutiju za smještaj kompletne montažne 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 spojio 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 je potrebno malo priključno napajanje koje može osigurati regulirano 5VDC. Budući da svakom laseru treba oko 40 ma pri 5 VDC, za instalaciju dva lasera potrebno je napajanje koje može biti najmanje 100 ma. Pronašao sam odgovarajuće regulirano napajanje od 5VDC za zidne bradavice u mojoj kutiji za otpad koje je dobro radilo. Regulirani punjač za mobitele od 5 VDC je također izvodljiva 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 izvora napajanja koji koristite. Mnoge zalihe zidnih bradavica NISU REGULISANE i mogu imati jako visoke izlaze kada su blago opterećene. Prenapon može preopteretiti lasere stvarajući nesigurne nivoe laserske svjetlosti, kao i skratiti radni vijek lasera.

2. Ne preporučujem izvlačenje +5VDC iz NANO -a za napajanje lasera jer bi to moglo premašiti izlaznu snagu izlazne snage NANO -a koja bi se mogla pregrijati ili oštetiti NANO CPU ploču.

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

Primijetite da je metalno kućište svakog laserskog modula električno povezano s POZITIVNOM (CRVENOM) žicom laserskog napajanja. 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 stezaljke za kablove od pola inča da pričvrstim svaki laser za 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 lampa čvrsto drži na mjestu. Jednostruki vijak stezaljke kabela omogućuje laseru da se okreće prema potrebi za poravnavanje. Kao što je navedeno, sam drveni blok je pričvršćen za gredu jednim vijkom kako bi se sam drveni blok mogao rotirati po potrebi.

Pomoću prekidača "TEST MODE" i dva "podešavanja optičkog poravnanja" lako je postići postavljanje laserske tačke na desno mjesto na instrument tabli.

Korak 10: Kako to funkcionira

Logika rada laserskog kontrolera je prilično jednostavna. Čim signalna linija blokiranog senzora vrata pređe s pulsirajuće na stabilan nivo, znamo da imamo događaj Blokirana vrata. Pretpostavimo da je do blokiranih vrata došlo zbog ulaska vozila u garažu i trenutnog prekida snopa senzora 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, senzor vrata više nije blokiran), pokrećemo „Tajmer za isključivanje lasera“od 30 sekundi. Kada taj timer istekne, niz je završen i laseri su isključeni.

Potpuni skup kodova samo je malo složeniji jer mora rukovati i sa nekoliko LED indikatora i prekidačem. Prekidač bira između normalnog “RUN MODE” i “TEST MODE”. U NAČINU TESTIRANJA senzor garažnih vrata se zanemaruje i laseri se samo UKLJUČUJU. Ovo 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 tajmer za isključivanje lasera odbrojava. Lampica STATUS će brzo treptati kad god je prekidač postavljen u položaj TEST MODE.

Korak 11: Sažetak

Projekt Laser Parking Assistant radi za 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 ta točka ne odvraća previše pažnje i ostaje pažljiv prema okolini dok parkira.

Ako se suočite sa sličnim problemom parkiranja, a tražite pristup NERDINTENZIVAN, ovo bi moglo biti rješenje koje i vama odgovara!

Sretan parking!

Korak 12: Reference, sheme, Arduino datoteke izvornog koda

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

OSTALE REFERENCE

Izvori laserskih modula:

Pretražite eBay za: Laserski fokus sa tačkama snage 5 mW

Izvori minijaturnih prekidača:

Potražite prekidač za minijaturni namještaj 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