سنسور پارک: مقدمه: 23 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

این مدار سنسور پارکینگ خودرو با استفاده از گیرنده گیرنده IR و دستیار LM324 می تواند خودرو شما را در برابر هرگونه آسیب هنگام پارک معکوس محافظت کند. این فاصله خودرو را از هر جسمی نشان می دهد و هنگامی که به دیوار یا شی می رسد و باید متوقف شود زنگ خطر را به صدا در می آورد. در این دستورالعمل ، من طرح PCB سنسور را با استفاده از CAD Soft EAGLE ایجاد کرده ام. همچنین مدار آن را روی تخته نان تست کرده ام. طراحی PCB در EAGLE یک فرایند دو مرحله ای است. ابتدا شماتیک خود را طراحی می کنید ، سپس یک PCB را بر اساس آن طرح ریزی می کنید.

مرحله 1: آنچه ما نیاز داریم

CAD Soft EAGLE- EAGLE یک برنامه اتوماسیون طراحی الکترونیکی قابل برنامه نویسی (EDA) با ضبط شماتیک ، طرح برد مدار چاپی (PCB) ، روتر خودکار و ویژگی های ساخت کامپیوتر (CAM) است.

مرحله 2: بارگیری ، نصب و اجرا

در اینجا پیوندی برای بارگیری رایگان وجود دارد: EAGLE درست مانند هر برنامه قدیمی نصب می شود ، به صورت خودکار استخراج می شود و سپس مجموعه ای از گفتگوها را برای پیکربندی نصب به شما ارائه می دهد. پس از نصب ، پنجره ای به شما نشان داده می شود ، جایی که باید مجوز نرم افزار عقاب را دریافت کنید. برای اولین بار که EAGLE را باز می کنید ، کنترل پنل به شما ارائه می شود. در اینجا ، نمادهای زیادی وجود دارد که می تواند برای ایجاد یک پروژه جدید ، مدیریت کتابخانه ها ، برای افزودن کتابخانه های جدید و بسیاری دیگر استفاده شود.

مرحله 3: بارگیری کتابخانه های مورد نیاز

اکنون ، همه شما آماده ایجاد پروژه هایی در CAD Soft EAGLE هستید.

به عنوان مثال: در این دستورالعمل ، ما کتابخانه ای از LM324 را بارگیری کردیم

(برای بارگیری رایگان LM324)

componentsearchengine.com/LM324N/Texas+In…

مرحله 4: ایجاد پروژه

اکنون ، ما شروع به ایجاد یک پروژه جدید می کنیم. ابتدا به کنترل پنل رفته و روی نماد پروژه ها کلیک کنید. اکنون ، روی دایرکتوری ای که می خواهید پروژه در آن زندگی کند راست کلیک کنید (به طور پیش فرض EAGLE یک پوشه "عقاب" را در پوشه اصلی شما ایجاد می کند) ، و "New Project" را انتخاب کنید. سپس ، پوشه پروژه جدید ایجاد شده خود را نامگذاری کنید. برای این پروژه ، ما در واقع یک سنسور پارکینگ می سازیم. بنابراین ، نام "Parking_Sensor" خواهد بود.

مرحله 5: یک طرحواره ایجاد کنید

اکنون ، ما یک طرح کلی برای پروژه خود با نام "Parking_Sensor" ایجاد می کنیم. برای افزودن شماتیک به پوشه پروژه ، روی پوشه راست کلیک کرده ، به "New" بروید و "Schematic" را انتخاب کنید. اکنون ، ویرایشگر شماتیک به شما ارائه می شود.

مرحله 6: افزودن قطعات به طرحواره

در اینجا ، ما با استفاده از ابزار ADD اجزا را اضافه می کنیم ، قاب را اضافه می کنیم ، ورودی برق را اضافه می کنیم و اتصالات را اضافه می کنیم. طراحی شماتیک یک فرایند دو مرحله ای است. ابتدا باید همه قسمتها را به صفحه شماتیک اضافه کنید ، سپس باید آن قسمتها را به هم متصل کنید.

مرحله 7: با استفاده از ابزار ADD

ابزار ADD - (در نوار ابزار سمت چپ ، یا در زیر منوی Edit) - همان چیزی است که شما برای قرار دادن تک تک اجزای آن در شماتیک استفاده می کنید. ابزار ADD یک ناوبر کتابخانه را باز می کند ، که در آن می توانید کتابخانه های خاصی را گسترش داده و قسمتهایی را که در آن نگهداری می شود مشاهده کنید. با انتخاب قسمتی در سمت چپ ، نمای سمت راست باید به روز شود تا نماد شماتیک قطعه و بسته آن نشان داده شود. در اینجا ، لیست داده شده ای از اجزا را اضافه می کنیم: توضیحات قسمت | کتابخانه |

LM324P | سازهای تگزاس |

LED | آدافروت |

مقاومت 10K | آدافروت |

مقاومت های 1K | آدافروت |

330 اهم | آدافروت |

470 اهم | آدافروت |

15K | آدافروت |

4.7K | آدافروت |

دیود عکس | زیمنس |

مرحله 8: یک قاب اضافه کنید

فریم جزء مهمی برای طرح نهایی PCB نیست ، اما ظاهر شماتیک شما را تمیز و منظم نگه می دارد. فریمی که می خواهید اضافه کنید ، باید در کتابخانه SparkFun-Aesthetics باشد و نام آن FRAME-LETTER است. آن را با جستجو یا پیمایش پیدا کنید و آن را به طرح کلی خود اضافه کنید. پس از انتخاب قسمتی که می خواهید اضافه کنید ، "درخشان" می شود و شروع به حرکت می کند و مکان نما را دنبال می کند. برای قرار دادن قسمت ، روی چپ کلیک کنید (یکبار!). پس از قرار دادن یک قسمت ، ابزار add فرض می کند که می خواهید قسمت دیگری را اضافه کنید - یک فریم جدید باید به دنبال مکان نما شما شروع شود. برای خروج از حالت افزودنی یا دوبار با فرار (ESC) یا فقط یک ابزار دیگر را انتخاب کنید.

مرحله 9: اغلب ذخیره و ذخیره کنید

برای ذخیره یا به File> Save بروید یا فقط روی نماد فلاپی دیسک آبی کلیک کنید. برای این پروژه ، "Parking_Sensor".

مرحله 10: افزودن ورودی برق

در مرحله بعد ، بخشهای مختلفی را که به ورودی منبع تغذیه اختصاص داده شده است اضافه می کنیم. از ابزار add برای این قسمت ها استفاده کنید: توضیحات قسمت | کتابخانه |

بلوک ترمینال 3.5 میلی متر | آدافروت |

VCC | SparkFun-Aesthetics |

GND | SparkFun-Aesthetics |

مرحله 11: سیم بندی طرحواره

با اضافه شدن همه قسمتها به شماتیک ما ، وقت آن است که آنها را به هم وصل کنیم. ما از ابزار net استفاده خواهیم کرد زیرا عملکرد بهتری در اتصال قطعات دارد.

مرحله 12: استفاده از ابزار NET

برای استفاده از ابزار NET ، بر روی انتهای یک پین (تا حد امکان نزدیک ، در صورت لزوم بزرگنمایی کنید) ، و یکبار برای شروع سیم ، چپ کلیک کنید. حالا یک خط سبز باید نشانگر ماوس شما را دنبال کند. برای خاتمه شبکه ، روی یکی دیگر از پین ها یا شبکه کلیک چپ کنید. شروع به مسیریابی کل مدار خود کنید. از بالا سمت چپ شروع کرده و مدار خود را حرکت دهید. هرگاه یک شبکه به دو جهت تقسیم شود ، یک گره اتصال ایجاد می شود. این نشان می دهد که هر سه شبکه متقاطع متصل هستند. اگر دو شبکه از یکدیگر عبور کنند ، اما محل اتصال وجود نداشته باشد ، آن شبکه ها متصل نیستند. سپس مسیریابی کل مدار خود را شروع کنید.

مرحله 13: نامها و ارزشها

هر جزء در شماتیک شما باید دارای دو فیلد متنی قابل ویرایش باشد: نام و مقدار. ارزش یک قطعه به شما امکان می دهد ویژگی های منحصر به فرد آن قسمت را تعریف کنید. به عنوان مثال ، می توانید مقاومت یک مقاومت یا خازن خازن را تنظیم کنید.

به عنوان مثال: در این دستورالعمل ، من مقادیر زیر را نامگذاری و داده ام:

LED1 - فرستنده IR

D1 --- گیرنده IR

R1-10K

R2-470E

R3-1-1K

R4-1-1

R5-1K

R6-10 K

R7- 15K

R8-10K

R9-10K

R10-4.7K

R11-10K

R12--10K

R13-330E

بلوک ترمینال-- Power_supply

مرحله 14: تبدیل طرحواره خود به یک طرح بندی تخته

برای تبدیل طرحواره خود به طرح PCB ، این کار را انجام دهید:

1. پروژه شماتیک خود را از کنترل پنل Autodesk EAGLE باز کنید.

2. در بالای رابط کاربری خود ، نماد SCH/BRD sch-brd-icon را انتخاب کنید. با این کار فرایند ایجاد یک طرح PCB بر اساس اجزا و سیم کشی شماتیک شما آغاز می شود.

3. اگر یک کادر گفتگوی هشدار دهنده دریافت کردید که می گوید فایل.brd وجود ندارد و می خواهید آن را از طرحواره خود ایجاد کنید ، Yes را انتخاب کنید. برای تغییر از ویرایشگر شماتیک به برد مربوطه ، کافی است روی فرمان Generate/Switch to Board - (در نوار ابزار بالا ، یا در زیر منوی File) کلیک کنید - که باید پنجره جدید ویرایشگر برد را باز کند. تمام قسمتهایی که از طرح کلی اضافه کرده اید باید در آنجا قرار گرفته و روی هم چیده شده و آماده قرارگیری و مسیریابی باشند.

مرحله 15: ترتیب هیئت مدیره

اگر قبلاً این کار را نکرده اید ، روی نماد Generate/Switch to Board در ویرایشگر شماتیک کلیک کنید تا یک طرح جدید PCB بر اساس طرحواره شما ایجاد شود:

فایل هیئت مدیره جدید باید تمام قسمت های شماتیک شما را نشان دهد. خطوط طلا که Airwires نامیده می شوند ، بین پین ها متصل می شوند و اتصالات خالصی را که در طرح کلی ایجاد کرده اید منعکس می کند. همچنین باید یک طرح خاکستری کم رنگ و روشن از ابعاد تخته در سمت راست همه قسمت ها وجود داشته باشد. اولین کار ما در این طرح PCB ، مرتب سازی قطعات و سپس به حداقل رساندن مساحت نمای ابعاد PCB ما خواهد بود. هزینه های PCB معمولاً به اندازه برد مربوط می شود ، بنابراین یک برد کوچکتر یک برد ارزان تر است.

مرحله 16: جابجایی قطعات

با استفاده از ابزار MOVE می توانید قسمت ها را در کادر بعد حرکت دهید. در حالی که شما در حال جابجایی قطعات هستید ، می توانید آنها را با کلیک راست یا تغییر زاویه در کادر کشویی نزدیک به بالا بچرخانید. نحوه چیدمان قطعات تأثیر بسزایی در آسان یا سخت بودن مرحله بعدی دارد. هنگام حرکت ، چرخش و قرار دادن قطعات ، برخی عوامل را باید در نظر بگیرید. قسمت ها را روی هم قرار ندهید: همه اجزای شما برای تنفس به فضایی نیاز دارند. سبز بودن سوراخ ها نیز نیاز به فاصله زیادی بین آنها دارد. به یاد داشته باشید که حلقه های سبز در دو طرف تخته مس در معرض دید هستند ، اگر مس با هم همپوشانی داشته باشند ، جریانها عبور کرده و اتصال کوتاه رخ می دهد. خطوط متقاطع را به حداقل برسانید: در حالی که قطعات را جابجا می کنید ، به نحوه حرکت ایر ایرها با آنها توجه کنید. تا آنجا که می توانید محدودیت عبور از خطوط هوایی متقاطع را داشته باشید ، مسیریابی را در دراز مدت بسیار ساده تر می کند. در حین جابجایی قطعات ، دکمه RATSNEST را فشار دهید تا Airwires دوباره محاسبه شود. الزامات قرار دادن قطعات: برخی از قطعات ممکن است در هنگام قرار دادن نیاز به توجه ویژه داشته باشند. قرار دادن محکم تر به معنای تخته کوچکتر و ارزان تر است ، اما مسیریابی را نیز سخت تر می کند.

مرحله 17: مسیریابی هیئت مدیره

Autorouter را باز کنید ، در حال حاضر نگران این برگه های دیگر نباشید ، روی Auto برای 1 بالا کلیک کنید. و N/A برای 16 قسمت پایین ، فقط روی OK کلیک کنید.

autorouter همیشه نمی تواند کار را به پایان برساند ، بنابراین هنوز مهم است که چگونه مسیرهای پد را به صورت دستی (به علاوه مسیرهای دستی بسیار بهتر به نظر می رسند) درک کنید. پس از اجرای autorouter ، کادر وضعیت پایین سمت چپ را علامت بزنید تا نحوه عملکرد آن را ببینید. اگر چیزی غیر از "بهینه سازی شده: 100٪ تمام شده" می گوید ، هنوز کارهایی برای انجام دادن دارید. به نماد Display بروید و برای لایه های بالا ، پایین ، pads ، vias ، unrouted و ابعاد کلیک کنید ، اکنون روی Apply کلیک کنید و سپس OK کنید ، سعی کنید Routing Grid را از 50mil 10mil به پایین تبدیل کنید. اکنون ، پنجره ای را که در تصاویر نشان داده شده است ، به شما نشان می دهد.

تعداد زیادی بهینه سازی و تنظیمات در autorouter وجود دارد. اگر می خواهید موضوع را عمیق تر بررسی کنید ، راهنمای EAGLE را که در آن یک فصل کامل به آن اختصاص داده شده است ، بررسی کنید. پس از انجام تمام بهینه سازی ها. دوباره به آیکون نمایش بروید و ALL و سپس Apply و سپس OK را بزنید. همه اجزای شما برای شما قابل مشاهده خواهد بود.

مرحله 18: تنظیم لایه بعد

اکنون که قطعات قرار گرفته اند ، شروع به درک بهتر چگونگی ظاهر صفحه می کنیم. اکنون ما فقط نیاز داریم تا طرح ابعاد خود را اصلاح کنیم. شما می توانید خطوط ابعادی موجود را حرکت دهید یا فقط از ابتدا شروع کنید. از ابزار DELETE برای پاک کردن هر چهار خط بعد استفاده کنید. سپس از ابزار WIRE برای ترسیم طرح کلی جدید استفاده کنید. قبل از کشیدن هر چیزی ، به نوار گزینه ها بروید و لایه را روی 20 Dimension تنظیم کنید. همچنین در آنجا ، ممکن است بخواهید عرض را کمی کاهش دهید.

مرحله 19: پایان لمس

راه های زیادی برای به پایان رساندن پروژه شما وجود دارد مانند:

• افزودن پورهای مس
• افزودن Silkscreen

اما در اینجا ، من از هیچ یک از اینها استفاده نکرده ام. پس از این ، من مستقیماً به مرحله Export منتقل شدم.

مرحله 20: طرحواره و طرح بندی را صادر کنید

Eagle را راه اندازی کنید و نمای هیئت مدیره پروژه خود را باز کنید.

شبکه را از طریق منوی View-> Grid یا با استفاده از دستور "grid off" خاموش کنید.

همه لایه ها را به جز لایه هایی که می خواهید چاپ کنید خاموش کنید. من دوست دارم لایه های 1 ، 17 ، 18 و 20 را ببینم. اگر صفحه شما دو طرفه است ، فقط می خواهید یک طرف را در یک زمان چاپ کنید.

اگر پس زمینه سیاه است ، باید آن را سفید کنیم. این کار را از طریق گفتگو Options-> User Interface انجام دهید یا از دستور: “set palette white؛ پنجره ؛”.

فایل-> صادرات-> تصویر.

فایل مقصد را انتخاب کنید. من ترجیح می دهم از فرمت-p.webp

کادر انتخاب Monochrome را علامت بزنید.

وضوح تصویر را به چند نقطه در اینچ صفحه نمایش تغییر دهید. وضوح صفحه پیش فرض در ویندوز 96 dpi است بنابراین من معمولاً از 555 استفاده می کنم.

برای صادر کردن تصویر ، روی Ok کلیک کنید.

مرحله 21: کار کردن

دریافت کننده توسط گیرنده IR توسط تقویت کننده عملیاتی U2: A تقویت می شود. مقاومت R4 و C4 یک پیک آشکارساز برای تشخیص پیک سیگنال تقویت شده است. OP-آمپر به عنوان مقایسه کننده: Op-amp دارای دو ورودی (غیر معکوس و معکوس) و یک خروجی است. وقتی ولتاژ غیر معکوس بیشتر از ولتاژ معکوس باشد ، خروجی تقویت کننده عملیاتی زیاد است. هنگامی که ولتاژ معکوس بیشتر از ولتاژ غیر معکوس است ولتاژ خروجی کم است. در مدار بالا ، ولتاژهای پایه های معکوس مقایسه کننده به عنوان ولتاژ مرجع عمل می کند و ولتاژهای ورودی در مقایسه کننده ها با ولتاژهای مرجع برای تولید خروجی مقایسه می شود. در اینجا از مقاومت R8 تا R11 برای تنظیم ولتاژهای مرجع مختلف در پین های غیر وارونه استفاده می شود. مقاومت R12 ، R13 و R14 برای محافظت از LED ها در برابر ولتاژهای بالا استفاده می شود.

مرحله 22: لذت ببرید

بعد از همه اینها ، همه چیز آماده است. اکنون ، می توانید طرح های خود را برای ساخت به فروشنده ارسال کنید.

مرحله 23: برنامه ها

از این مدار می توان در موبایل های اتومبیل برای ایمن پارک کردن خودرو استفاده کرد.

ما می توانیم از این مدار برای اندازه گیری فاصله استفاده کنیم.

ما همچنین می توانیم از این مدار به عنوان آشکارساز سطح مایع IR با انجام چند اصلاح استفاده کنیم.