Асистент за лазерно паркиране: 12 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

За съжаление трябва да споделя гаражната си работилница с нашите коли! Това обикновено работи добре, обаче, ако някоя от двете ни коли е паркирана в кабината им твърде далеч, едва мога да се движа около моята сеялка, фреза, настолен трион и т. Н. Обратно, ако колата не е паркирана достатъчно далеч, вратата на гаража няма да се затвори или още по -лошо, удря се в задната част на превозното средство, докато се затваря!

Както вероятно ще се съгласите, „прецизността при паркиране“варира сред шофьорите и често бях разочарован да се избягвам около калник, само за да стигна до работната си маса. Опитвал съм „механични решения“, като например топка за тенис, висяща от връв, вързана към горния греди, но установих, че те ми пречат, когато се движа или работя в празна кабина за кола.

За да се справя с тази дилема, аз измислих това високотехнологично (потенциално свръх убийство!) Решение, което помага всеки път да се позиционират колите на около един инч или повече от съвършенството. Ако се сблъскате с подобен проблем, предлагам ви помощник за лазерно паркиране. Това решение MICROCOMPUTER-GEEK работи добре, но е достатъчно просто, за да бъде изградено и инсталирано през уикенд.

Лазери за спасяване

Наскоро имах останали лазерни модули в кутията за боклуци, които търсеха какво да правят. Така че в светлината (без намерение за каламбур) на текущите ми проблеми с паркирането в гаража, разработих схема за монтиране на лазерите в горните греди на гаража ми, насочени към колите отдолу. Резултатът е лазерна точка, проектирана върху таблото на автомобила точно там, където колата трябва да бъде спряна. Инструкциите за водача са прости. Просто закарайте колата в гаража и спрете, когато за пръв път видите ЧЕРВЕНАТА ТОЧКА на таблото!

Стъпка 1: Лазерна безопасност

Преди да продължа, искам да направя пауза за няколко думи относно лазерната безопасност. Дори сравнително ниските мощности на 5 mw червени лазери, използвани в този проект, са в състояние да произвеждат изключително ярки, плътно фокусирани, високоенергийни лъчи светлина. Такава светлина може да увреди зрението ви! НЕ ЗАПОЧВАЙТЕ ПЪРВО В ЛАЗЕРНИЯ ЛЪЧ ПО ВСЯКО ВРЕМЕ.

Стъпка 2: Избор на лазерен модул

За моята настройка на две коли, монтирах чифт малки 5 mw (миливата) фокусирани червени лазерни модули, по един над всеки отсек за кола. Както е показано на фигура 2, това са малки самостоятелни модули, които могат да се захранват от всеки източник на захранване от 3 до 6 VDC. Тези модули могат да бъдат закупени от eBay за $ 4- $ 10 ea. диапазон, лесни за монтиране и могат да бъдат фокусирани върху таблото за управление на колата, за да осигурят червена точка, която да се вижда лесно дори при дневна светлина. Всъщност препоръчвам по време на инсталацията да смекчите малко фокуса, тъй като това едновременно ще увеличи размера на лазерната точка, наблюдавана на таблото, както и ще намали малко нейния интензитет.

Лазерни алтернативи

Може да попитате: „Не се ли предлагат по -евтини лазери?“Отговорът е ДА, много евтини лазерни указатели, захранвани с батерии, могат да бъдат намерени за един -два долара. Всъщност купих някои за други проекти, но установих, че им липсва изходна яркост. Чувствайте се свободни да ги пробвате, тъй като те може да са достатъчно ярки за вас, но за моята инсталация открих, че по -ярки, фокусирани модули са по -добра игра.

Но почакай! Някои лазери извеждат LINE или CROSS модел. Няма ли тези да са още по -добри? За да се направи LINE или CROSS модел, вторичен обектив се поставя вътре в лазерния модул, за да преобразува нормалния лазерен източник на източник в желания шаблон. При генериране на LINE или CROSS модел, лазерният изход с висока интензивност се разпределя, „разрежда се“, ако желаете, за да се образува линейно (или кръстосано) изображение. В моите гаражни опити с тези лещи открих, че получените лазерни линии са твърде тъмни, за да се видят на автоматичното табло, особено през деня със слънчева светлина, измита през прозорците на гаража.

Стъпка 3: Лазерен контролер Gen 1

За да се удължи експлоатационният живот на лазера, са необходими някои схеми за включване на лазера, когато е необходимо, и след това изключване, когато не е. Нашето електрическо отваряне на врати, както и повечето, автоматично включва електрическа крушка всеки път, когато отварянето на вратата се включва. Тази крушка остава включена за около 5 минути и след това се изключва. В първото си изпълнение просто поставих светлинен сензор точно над крушката за отваряне и го използвах за задвижване на захранващ транзистор, който активира лазерите за помощ при паркиране. Докато това вървеше, скоро забелязах, че ако вратата на гаража вече беше отворена известно време, преди да стигна да паркирам, лазерите няма да се активират. Тоест, тъй като таймерът на крушката за отваряне е изтекъл, всъщност трябваше да прекарате с отваряне отварачката на гаражната врата, за да включите крушката за отваряне и на свой ред да включите помощните лазери за паркиране.

За да преодолея това ограничение, измислих Gen-2, по-цялостно решение за задействане на лазерите за помощ при паркиране ВСЕКИ път, когато кола влезе в гаража

Стъпка 4: Лазерен контролер Gen 2 - Използване на сензора за безопасност на отварянето

„Сензор за блокирани врати“е необходима функция за безопасност при всички отварящи устройства за гаражни врати. Това обикновено се постига чрез изстрелване на инфрачервен лъч светлина през отвора на гаражната врата, на около 6 инча над нивото на пода. Както е показано на фигура 3, този светлинен лъч произхожда от излъчвател „А“и се открива от сензор „В“. Ако нещо попречи на този лъч светлина по време на затваряне на вратата, се открива СЪСТОЯНИЕ ЗА БЛОКИРАНА ВРАТА и движението на затваряне на вратата се обръща от отварящия механизъм, така че да се върне вратата в напълно повдигнатото си положение.

Както е показано на горната фигура, сензорът за безопасност „Блокирана врата“се състои от IR-излъчвател на светлина „A“и IR-детектор на светлина „B“.

Обикновено ще откриете сензорите за блокирани врати, свързани към отварящия механизъм на вратата, като използвате 2-проводников проводник като червените линии, показани на Фигура 3. Тази проста двойка жици свързва заедно излъчвателя, детектора и отварачката. Оказва се, че тази схема за взаимно свързване 1) захранва POWER от отварящия механизъм за управление на сензорите и 2) осигурява комуникационен път от сензорите обратно към отварящия механизъм.

Стъпка 5: Как работи сензорът за безопасност на вратата

Тъй като сензорът за блокирана врата е активен по всяко време, открих, че мога да използвам сензора за откриване на моментното „събитие на блокирана врата“, което се случва винаги, когато превозно средство се кара в гаража за паркиране. За да работи това, беше само въпрос на разбиране на захранването и формата на сигнализацията, присъстващи на окабеляването на сензора за блокирана врата.

Фигурата по-горе показва сигналната форма на блокираната врата за система за отваряне на врати с марка GENIE

Имам отварачка с марка „GENIE“и като поставих осцилоскоп върху двойката тел, която минава между отварачката и сензорите, открих пулсираща 12-волтова форма на пик-пик, която присъства винаги, когато сензорът на вратата НЕ Е БЛОКИРАН. Както се вижда, напрежението на проводниците на сензора става постоянно +12VDC, когато сензорът е БЛОКИРАН.

Избрах да реализирам този проект със софтуер в малък микроконтролер Arduino NANO. Пълната схема на лазерния контролер NANO се намира в следващата стъпка. Използвах малко парче прототипна платка в стил перф-борд, за да държа NANO и малкото останали компоненти, необходими за този проект. Малка клемна лента или други конектори по ваш избор могат да бъдат използвани за свързване към отварящата ви врата и лазерните модули.

Ако преминете напред към схемата, се вижда, че входящият +12V PP сензор за вратата преминава през няколко диода (само за да се оправи полярността) и след това през NPN транзистор (Q1), преди да бъде доставен на входен щифт на NANO. Както е илюстрирано във формите на вълните по -горе, този транзистор прави две неща. 1) Той преобразува 12 V пиков към пиков сигнал в 5 -волтов сигнал, съвместим с NANO, и 2) ИНВЕРТИРА логическите нива.

ВНИМАНИЕ: Описаната по -горе схема на окабеляване и сигнализация се прилага за отварящите врати на марката GENIE. Въпреки че смятам, че повечето двужични сензорни схеми работят по подобна техника за сигнализиране, може да се наложи да поставите обхват през сензорното окабеляване на вашата система за отваряне на гаражни врати, за да разберете подробностите за сигнала и да коригирате проекта според нуждите

Стъпка 6: Хардуерът

Избрах да реализирам този проект в софтуер, използвайки малък микроконтролер Arduino NANO. Пълната схема на лазерния контролер NANO се намира в следващата стъпка. Използвах малко парче прототипна платка в стил перф-борд, за да държа NANO и малкото останали компоненти, необходими за този проект. Малка клемна лента или други конектори по ваш избор могат да бъдат използвани за свързване към отварящата ви врата и лазерните модули.

Както можете да видите на схемата, входящият +12V PP сензор за вратата (предходна стъпка!) Преминава през няколко диода (само за да се оправи полярността) и след това през NPN транзистор (Q1), преди да бъде доставен на вход- щифт на NANO. Както е илюстрирано на фигура 4 вълнови форми, този транзистор прави две неща. 1) Той преобразува 12 V пиков към пиков сигнал в 5 -волтов сигнал, съвместим с NANO, и 2) ИНВЕРТИРА логическите нива.

Изходният извод NANO задвижва захранващ MOSFET транзистор (Q3), за да осигури захранване на лазерите. Останалите компоненти осигуряват светодиодни индикатори и вход за превключвател „тестов режим“.

Стъпка 7: Изграждане на лазерно паркиране

Списъкът с части за този проект се намира по -горе. Използвах малко парче перф дъска за монтиране на NANO, транзистори и други части. Окабеляването от точка до точка беше използвано за завършване на всички взаимовръзки на перф таблото. След това разположих малка пластмасова кутия за помощни средства, за да приютя завършения монтаж на перф дъска. Пробих необходимите отвори в кутията, така че светодиодите и TEST SWITCH да са достъпни. Прокарах захранващия кабел за постоянен ток от захранването на стена с брадавици през кутията и го свързах правилно към перф платката. Използвах някои фоно жакове в стил „RCA“, за да направя захранващите връзки към лазерите и пробих някои стари аудио кабели, за да свържа лазерите към тези RCA жакове, като просто слагам черния (- LASER VDC) лазерен проводник към SHIELD и ЧЕРВЕН (+ LASER VDC) лазерен проводник към централния проводник. След това покрих всяко снаждане с няколко слоя свиващи се тръби, за да осигуря изолация и механична армировка.

Използвах няколко винта за дърво, за да монтирам кутията за лазерно управление нагоре в гредите близо до отварянето на гаражните врати.

Що се отнася до софтуера, ще трябва да изтеглите изходния код и да го редактирате/компилирате/качите с помощта на вашата Arduio IDE.

Стъпка 8: Опции за захранване

За този проект е необходимо малко щепселно захранване, което може да осигури регулирани 5VDC. Тъй като всеки лазер се нуждае от около 40 ma при 5 VDC, инсталацията с два лазера се нуждае от захранване, способно поне 100 ma. Намерих подходящо регулирано, 5VDC захранване за стена с брадавици в кутията за боклуци, което работи добре. Регулираното зарядно устройство за 5 VDC мобилен телефон също е работеща опция. Те са напълно изолирани от земята, разполагат с USB гнездо за връзка с мобилен телефон или таблет и обикновено се предлагат само за няколко долара. Човек може просто да отсече единия край на USB кабел и да свърже съответните 5 VDC и GROUND проводници към входовете за захранване на лазерното управление.

ЗАХРАНВАНЕ И ЛАЗЕРЕН МОДУЛ ВНИМАНИЕ:

1. Внимавайте да измерите и проверите изхода на всички консумативи, които използвате. Много консумативи за стенни брадавици НЕ СА РЕГУЛИРАНИ и могат да имат много високо напрежение при леко зареждане. Пренапрежението може да презареди лазерите, създавайки опасни нива на лазерна светлина, както и съкратен експлоатационен живот на лазера.

2. Не препоръчвам изтегляне на +5VDC от NANO за захранване на лазерите, тъй като това може да надхвърли мощността на изходния ток на NANO, което може да прегрее или да повреди платката на процесора NANO.

3. За да избегнете каквито и да било заземяващи проблеми с Вашия отварач за гаражни врати, уверете се, че 5VDC захранването, което използвате за този проект, е ПЛАВАЩО спрямо земята.

Обърнете внимание, че металният корпус на всеки лазерен модул е електрически свързан към ПОЗИТИВЕН (ЧЕРВЕН) лазерен захранващ проводник. Като такава, цялата схема, както е показано, трябва да бъде изградена така, че да бъде напълно изолирана (известна още като „плаваща“) по отношение на земята

Стъпка 9: Монтиране на лазерите

Използвах ½ инчови кабелни скоби, за да закрепя всеки лазер към дървен блок, който след това завинтвам към гредите на гаража. Около всеки лазер бяха необходими няколко слоя електрическа лента, за да се увеличи диаметърът на лазерния модул от 12 мм, така че да се държи здраво на кабелната лампа. Единичният винт на скобата за кабел позволява на лазера да се върти според нуждите за подравняване. Както бе отбелязано, самият дървен блок е закотвен към гредите с един винт, така че самият дървен блок да може да се завърти според нуждите.

С помощта на превключвателя „TEST MODE“и двете „настройки за оптично подравняване“лесно се постига настройка за локализиране на лазерната точка точно на дясното място на таблото за управление на автомобила.

Стъпка 10: Как работи

Работната логика на лазерния контролер е доста проста. Веднага след като сигналната линия на сензора за блокирана врата премине от пулсираща към стабилно ниво, ние знаем, че имаме събитие блокирана врата. Ако приемем, че блокираната врата се дължи на автомобил, който влиза в гаража и за момент прекъсва лъча на сензора на вратата, можем незабавно да включим лазерите за помощ при паркиране. След около 30 секунди можем да изключим лазерите.

Софтуерният код на „работен режим“, който реализира тази логика, се вижда на Фигура 5. NANO просто наблюдава входния щифт на сензора за врата и винаги, когато този сигнал остане на логика 0 за повече от ½ секунда, заключава, че имаме блокиран сензор- събитие и ВКЛЮЧВА лазерите за помощ при паркиране. След като пулсиращият сигнал се върне (колата е напълно в гаража, сензорът на вратата вече не е блокиран), стартираме 30-секундния „Таймер за лазерно изключване“. Когато този таймер изтече, последователността е завършена и лазерите са изключени.

Пълният набор от кодове е малко по -сложен, тъй като трябва да обработва и няколко LED индикатора и превключвател. Превключвателят избира между нормален „РАБОТЕН РЕЖИМ“и „ТЕСТОВ РЕЖИМ“. В ТЕСТ РЕЖИМ сензорът на гаражната врата се игнорира и лазерите просто се включват. Това се използва по време на инсталирането и настройката, така че човек да може да насочи лазерите към правилното място на предното стъкло/таблото на автомобила. Три светодиода показват POWER-ON, LASER-ON и STATUS. Светодиодът STATUS ще свети постоянно, когато бъде открита блокирана врата. Този светодиод ще мига около веднъж в секунда, когато вратата вече не е блокирана и таймерът за лазерно изключване отброява надолу. Индикаторът STATUS ще мига бързо, когато превключвателят е настроен на позиция TEST MODE.

Стъпка 11: Обобщение

Проектът Laser Parking Assistant ми върши работата и беше изненадващо добре приет от моята „потребителска общност“(съпруг). Сега рутинно се постига високо прецизно паркиране. Намирам, че лазерната точка е лесно видима при всякакви условия на осветление, но шофьорът не е прекалено разсеян от точката и остава внимателен към околната среда, докато паркира.

Ако се сблъскате с подобен проблем с паркирането и търсите НЕРДО-ИНТЕНЗИВЕН подход, това може да е решението, което работи и за вас!

Честит паркинг!

Стъпка 12: Препратки, схеми, файлове с изходния код на Arduino

Вижте прикачените файлове за изходния код и PDF файла с пълната схема.

ДРУГИ ЛИТЕРАТУРИ

Източници на лазерни модули:

Търсете в eBay за: 5mW Dot Laser Focus

Източници на миниатюрен превключвател:

Потърсете превключвател за миниатюри в eBay

Източници за IRFD9120 MOSFET:

Търсене в eBay за: IRFD9120

Източници за +5VDC захранване

Търсете в eBay за: 5VDC зарядно устройство за мобилни телефони

Информационен лист за P-канал MOSFET устройство

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