سنسور پارکینگ LED خورشیدی: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

کانال یوتیوب من بیشتر توسط نویسنده دنبال کنید:

درباره: من معلم هستم که گاهی فیلم می سازم. بیشتر درباره مبلغ بیشتر »

گاراژ ما عمق زیادی ندارد و در انتها کابینت ها عمق را بیشتر کاهش می دهند. ماشین همسرم فقط به اندازه کافی کوتاه است اما مناسب است. من این سنسور را برای ساده کردن روند پارک کردن و اطمینان از پر شدن ماشین در گاراژ قبل از رفتن بیش از حد و برخورد به کابینت ها ایجاد کردم.

پس از طراحی ، تصمیم گرفتم آن را با پنل های خورشیدی تغذیه کنم ، زیرا مکان مناسبی برای قرار دادن آنها داشتم ، و برنامه من این است که این سیستم را گسترش دهم تا در آینده چیزهای بیشتری در گاراژ تغذیه کنم.

برای مشاهده اجمالی این ویدئو را تماشا کنید:

تدارکات

محفظه های چاپ سه بعدی و دیفیوزر LED

گیره سیم چاپ سه بعدی

آردوینو نانو ، Breadboard و Jumper Wires

مدیر انرژی خورشیدی

پنل های خورشیدی

تخته نورد قابل لحیم کاری ، اتصال دهنده 2 سیم ، اتصال 3 سیم ، اتصال 4 سیم

نوار LED (60/متر) WS2812

باتری 14500 لیتیوم یون

پیچ گوشتی برقی

سنسور اولتراسونیک

نوار دو طرفه ، نوار برقی مایع

استریپر سیم ، آهن لحیم کاری

چاپگر سه بعدی

تفنگ هوای گرم

پیچ M3x8mm ، مهره M3

*همه پیوندها پیوندهای وابسته هستند

مرحله 1: ایجاد مدار + کد

طرح آردوینو را بارگیری و نصب کنید. در اینجا یافت شد: طرح سنسور پارکینگ

این مدار شامل یک سنسور اولتراسونیک ، یک آردوینو نانو و یک نوار LED WS2812B 5V آدرس پذیر است. من در ابتدا در مورد استفاده از سنسور اولتراسونیک نگران بودم زیرا سطح خودرو صاف نیست ، اما پس از آزمایش اولیه ، به نظر نمی رسید مشکلی باشد.

موارد زیر را به پین های arduino مشخص شده وصل کنید (یا آنها را در کد خطوط 5-7 تغییر دهید):

نوار LED -> پایه 8

ترانزیت سنسور اولتراسونیک -> پین 12

سنسور التراسونیک اکو -> پین 11

برای تنظیم کد برای مطابقت با برنامه خود ، می توانید خطوط کد زیر را تغییر دهید:

9: این تعداد سانتی متر است که در آن چراغ ها روشن می شوند

10: این آستانه ای است که به شما اطلاع می دهد نزدیک هستید

11: این تعداد سانتی متر است که به شما امکان می دهد بدانید در فاصله ایمن شما هستید

12: در این فاصله ، چراغ ها شروع به بنفش شدن می کنند و به شما اطلاع می دهند که بایستید

13: در این فاصله ، چراغ ها شروع به چشمک زدن می کنند و به شما اطلاع می دهند که خیلی نزدیک هستید

چند عدد دیگر برای تنظیم:

15: این عدد در ثانیه برای منتظر ماندن پس از توقف حرکت خودرو قبل از روشن شدن چراغها و ورود آردوینو به حالت کم مصرف است.

17: این عدد نشان دهنده میزان نوسان فاصله است که قبل از ثبت سنسور حرکت و روشن شدن مجدد مجاز است.

من از کتابخانه "Low Power" برای قرار دادن آردوینو در حالت خواب هنگام استفاده استفاده کردم. این راهنمای Sparkfun یک نمای کلی از نحوه عملکرد آن ارائه می دهد و می توانید آن را از اینجا بارگیری کنید: Low Power Library. چیزی که من دریافتم این بود که کتابخانه با مانیتور سریال تداخل دارد ، بنابراین شما نمی توانید از آن استفاده کنید در حالی که کتابخانه Low Power را نیز شامل و استفاده می کنید.

مرحله 2: لحیم کردن مدار

اجزای مدار را به نمونه اولیه برد و در جای خود لحیم کنید. یک اتصال JST 4 پین برای سنسور اولتراسونیک و یک اتصال JST 3 پین برای نوار LED لحیم کنید. من یک کانکتور 2 سیم JST به 5 ولت و زمین اضافه کردم تا بتوانم قطعات و آردوینو را به صورت خارجی تغذیه کنم.

مرحله 3: نصب سنسور اولتراسونیک

یک قطعه 4 پین از نوار هدر زن را جدا کنید ، پین ها را خم کنید و به یک اتصال 4 پین لحیم کنید ، تا بتوانید آن را روی سنسور اولتراسونیک بکشید. با نوار برقی مایع رنگ کنید.

مکان های سنسور و نوار LED را روی کابینت که قرار است آشکارساز در آن نصب شود علامت گذاری کنید. محل نصب سنسور اولتراسونیک چاپ شده سه بعدی را در محل انتخاب شده با نوار دو طرفه بچسبانید. سوراخ هایی را روی دیوار ایجاد کنید تا سیم را از طریق آن عبور دهید.

مرحله 4: نصب نوار LED

یک نوار LED را به اندازه ای که برای شما مناسب است برش دهید. (طول من 20 LED بود و 60 LED/m فاصله داشت). یک اتصال دهنده 3 پین را به قسمت ورودی لحیم کرده و با نوار برقی مایع رنگ کنید.

اگر LED ها را همانطور که روی دیوار است قرار دهید ، پیکسل ها زاویه دید محدودی دارند و بنابراین مقدار زیادی از نور هدر می رود. تفاوت را در تصویر بالا مشاهده می کنید. جلدی که برای انتشار نور طراحی کردم دارای ضخامت حدود 0.5 میلی متر است که به نظر می رسد تعادل مطلوب بین روشنایی و میزان انتشار را فراهم می کند.

مکانی را که می خواهید LED ها را در آن قرار دهید انتخاب کنید. در حالت ایده آل ، آنها باید در جلوی راننده و نزدیک به سطح چشم از صندلی راننده قرار گیرند. دو قطعه پشتی نگهدارنده را به هم بچسبانید ، نوار LED را به درون نگهدارنده بکشید ، چسب را از پشت نوار LED جدا کرده و در جای خود فشار دهید. روکش ها را روی نگهدارنده بکشید و از نوار دو طرفه برای نصب به محلی که انتخاب کرده اید استفاده کنید.

توجه: طرح برای 20 LED برنامه ریزی شده است ، بنابراین اگر از مقدار متفاوتی استفاده می کنید ، به یاد داشته باشید که عدد را در خط 5 تغییر دهید تا نشان داده شود. اگر از تعداد فرد LED استفاده می کنید ، به گونه ای تنظیم شده است که همچنان مطابق انتظار کار می کند.

مرحله 5: نصب آردوینو و اتصال همه چیز به بالا

از دو پیچ و مهره M3 برای اتصال تخته نان قابل لحیم کاری به محفظه استفاده کنید ، اتصالات را از طریق دهانه های کناری بکشید و درپوش را در جای خود پیچ کنید.

یک مکان مناسب برای اتصال محوطه نزدیک LED ها و سنسور اولتراسونیک انتخاب کنید و یک پیچ اضافه کنید تا بتوانید آن را با استفاده از پایه سوراخ کلید در محل خود آویزان کنید. من مستقیماً در کنار سنسور اولتراسونیک قرار گرفتم تا بتوانم از ایجاد یک سیم چهار سیم برای سنسور جلوگیری کنم.

سنسور و LED را وصل کنید. از براکت های سیم دار سه بعدی برای کمک به مدیریت سیم و جلوگیری از حرکت زیاد سیم ها استفاده کنید.

مرحله 6: افزودن صفحات خورشیدی

تصمیم گرفتم انرژی خورشیدی را به این پروژه اضافه کنم تا نگران باتری ها نباشم و بنابراین آن را دائماً به دیوار وصل نکنم. سیستم خورشیدی مدولار است ، بنابراین من قصد دارم پروژه های گاراژ بیشتری انجام دهم که از آن نیرو می گیرد و می توانم پنل های خورشیدی یا کنترل کننده شارژ و باتری را در صورت نیاز بهبود دهم.

مدیر انرژی خورشیدی مورد استفاده در این پروژه به حداقل ولتاژ 6 ولت و توان حداقل 5 وات برای شارژ باتری نیاز دارد. نکته جالب در مورد پروژه های کوچک خورشیدی این است که باتری های لیتیوم یون برای شارژ شدن به حداقل 1 آمپر جریان نیاز دارند. در این مورد ، من دو پنل 5 ولت داشتم که هر کدام 0.5 A درجه بندی شده بودند. از آنجا که منبع تغذیه حداقل به 6 ولت احتیاج دارد ، پنل ها باید به صورت سری وصل شوند و ولتاژ خود را به هم اضافه کنند. در این ترتیب ، جریان در 0.5A باقی می ماند ، اما از آنجا که توان ارائه شده توسط صفحات ترکیبی 5W است ، هنگامی که کنترل کننده ولتاژ را کاهش می دهد ، جریان کافی برای شارژ باتری خواهد داشت.

توجه: ولتاژ پنل خورشیدی در طول روز نوسان قابل توجهی دارد و در مقادیری بالاتر از ولتاژ نامی به اوج خود می رسد. به همین دلیل شما نمی خواهید آردوینو یا باتری را مستقیماً به پنل وصل کنید.

برای لحیم کاری پانل ها به صورت سری از سیم استفاده کنید و یک کانکتور JST 2 پین به آن اضافه کنید تا بتوانید به راحتی آنها را از منبع تغذیه متصل کرده و جدا کنید. برای نصب صفحات یک سطح صاف پیدا کنید که نور زیادی از خورشید دریافت می کند. برای من ، جایی داشتم که به راحتی می توانم آنها را با استفاده از نوار دو طرفه بچسبانم. ابتدا سطح را تمیز کردم ، سپس پانل ها را به هم چسباندم. این مهار به اندازه کافی قوی به نظر می رسد ، اما زمان نشان می دهد که آیا این مقدار برای مقابله با برخی از بادهای قوی که ما در اینجا می گیریم کافی است یا خیر. من از زیپ استفاده کردم تا سیم را در محل خود نگه دارم زیرا در گاراژ دوباره تغذیه می شود.

هنگام اعمال ولتاژ به بسیاری از ژنراتورهای الکتریکی نیز می توان به عنوان بار استفاده کرد. در مورد میکروفون ، می توان از آن به عنوان بلندگو استفاده کرد. ژنراتور همچنین می تواند به عنوان موتور عمل کند. برای اندازه گیری میزان وجود نور می توان از LED استفاده کرد. اگر ولتاژی به پنل خورشیدی اعمال شود ، جریان را می کشد و من معتقدم که نور ساطع می کند (مطمئن نیستم که چه فرکانسی است). در چنین مواردی ، یک دیود مسدود کننده باید در جایی از مدار نصب شود تا مانع تخلیه باتری خورشیدی در صورت عدم وجود نور خورشید شود. من تصور می کردم که مدار مدیریت قدرت این را در خود دارد ، اما پس از چند روز باران ، باتری کاملاً خالی شد.

من از یک دیود که در اطراف آن قرار داشتم استفاده کردم و آن را به انتهای سیم لحیم کردم که به ترمینال 5 ولت در کنترلر شارژ متصل می شد. اگر به همان محل لحیم می کنید ، انتهای دیود با نوار باید به سمت کنترل کننده شارژ و دور از پایانه مثبت پنل خورشیدی باشد. این مانع از نشت جریان به داخل پانل می شود. من از اتصال دهنده سیم لحیم حرارتی برای لحیم کاری در محل استفاده کردم ، زیرا بعد از اینکه سیستم را در محل خود داشتم ، سیم خود را نصب می کردم.

مرحله 7: افزودن مدیر انرژی خورشیدی

مدیر تغذیه گزینه هایی برای اتصال با استفاده از سیم های بلوز زن یا کابل های USB دارد. هیچ کدام از آنها برای مسافتی که می خواستم سیم را اجرا کنم مناسب نیست ، بنابراین در عوض ، سیمها را به قسمت زیرین برد که محل اتصال پین 5 ولت و زمین است ، لحیم کردم.

با استفاده از نوار دو طرفه ، دو مهره اهرمی Wago 5 پین را به محفظه وصل کنید. این به شما امکان می دهد چندین دستگاه را از طریق این منبع تغذیه تغذیه کنید. قادر به خروجی تا 1 آمپر جریان در 5 ولت است ، بنابراین اگر برنامه های آینده شما به جریان بیشتری از آن نیاز دارند ، باید با استفاده از سایر مدیران قدرت کاوش کنید.

در قسمت پشتیبان منبع تغذیه ، یک سری کلید وجود دارد تا بتوانید ولتاژ تقریبی صفحات خورشیدی خود را تنظیم کنید ، بنابراین آن را تغییر دهید تا با مجموعه خورشیدی مورد استفاده شما مطابقت داشته باشد. در مورد من ، آن را روی 9 ولت تنظیم کردم ، زیرا پانل های موجود در سری 10V هستند.

مدیر تغذیه با مشکلاتی مواجه می شود ، بنابراین دو مورد از آنها را بردارید و با استفاده از این سوراخ ها با استفاده از پیچ M3x8 ، منبع تغذیه را به محفظه وصل کنید. سیمهایی را که به ولتاژ 5 وصل شده و از طریق سوراخ در قسمت پایین سیم کشی کرده اید ، تغذیه کرده و آنها را به مهره های اهرم Wago محکم کنید.

یک مکان مناسب برای مدیر برق پیدا کنید و یک پیچ به دیوار اضافه کنید. از سوراخ کلید روی محفظه برای آویزان کردن آن در محل استفاده کنید. سیم را از آردوینو به منبع تغذیه وصل کنید و با استفاده از اتصالات 5 ولت و زمین Wago در محل خود قرار دهید. بسیار مراقب باشید که آن را به عقب متصل نکنید ، بردهای آردوینو دارای محافظ هایی هستند ، اما اگر پین 5 ولت را به صورت معکوس سیم کشی کنید ، می توانید به طور بالقوه آن را در اینجا سرخ کنید. برای نگه داشتن سیم در امتداد دیوار از پایه های سیم استفاده کنید.

همین کار را با سیم خروجی از پنل خورشیدی انجام دهید. قبل از اتصال سیمها به ورودی کنترلر تغذیه ، پنلهای خورشیدی را قطع کنید تا به طور تصادفی آنها را کوتاه نکنید و به برد آسیب نرسانید.

پس از اتمام کار ، درپوش را به محفظه وصل کنید ، کلید باتری را روشن کرده و پنل های خورشیدی را دوباره وصل کنید.

مرحله 8: آزمایش آن

اولین جایزه در چالش سرعت نوار LED