علامت سرعت رادار کم هزینه: 11 مرحله (همراه با تصاویر)

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

آیا تا به حال خواسته اید علامت سرعت کم رادار خود را بسازید؟ من در خیابانی زندگی می کنم که ماشینها با سرعت زیاد حرکت می کنند و نگران امنیت فرزندانم هستم. من فکر می کردم اگر بتوانم یک علامت سرعت رادار برای خود نصب کنم که سرعت را نشان دهد ، بسیار امن تر خواهد بود تا بتوانم رانندگان را وادار به کاهش سرعت کنم. من برای خرید علامت سرعت رادار به صورت آنلاین نگاه کردم ، اما متوجه شدم که هزینه بیشتر علائم بیش از 1،000 دلار است که بسیار گران است. من همچنین نمی خواهم مراحل طولانی نصب تابلو را در شهر طی کنم ، زیرا شنیدم که برای آنها می تواند بیش از 5 تا 10 هزار دلار هزینه داشته باشد. در عوض تصمیم گرفتم خودم یک راه حل کم هزینه بسازم و پس انداز کنم. مقداری پول هنگام تفریح

من OmniPreSense را کشف کردم که یک ماژول کم هزینه سنسور رادار برد کوتاه را برای برنامه من ایده آل می کند. ضریب فرم ماژول PCB بسیار کوچک است و تنها 2.1 2. 2.3 0.5 0.5 اینچ است و وزن آن فقط 11 گرم است. وسایل الکترونیکی مستقل و کاملاً یکپارچه هستند ، بنابراین هیچ لوله برق ، وسایل الکترونیکی حجیم یا نیاز به برق زیاد وجود ندارد. برد یک جسم بزرگ مانند ماشین 50 فوت تا 100 فوت (15 تا 30 متر) است. ماژول تمام اندازه گیری های سرعت را انجام می دهد ، تمام پردازش سیگنال را انجام می دهد و سپس داده های سرعت خام را به سادگی از طریق پورت USB خود خارج می کند. من از رزبری پای ارزان قیمت (یا آردوینو یا هر چیز دیگری که دارای درگاه USB است) برای دریافت داده ها استفاده می کنم. با کمی کد نویسی پایتون و برخی LED های ارزان قیمت که روی برد نصب شده اند ، می توانم سرعت را نشان دهم. صفحه نمایش من را می توان روی یک تیر در کنار جاده وصل کرد. با افزودن یک علامت که روی آن عبارت "Speed Checked by RADAR" نوشته شده است ، من اکنون علامت سرعت راداری خود را دارم که توجه رانندگان را به خود جلب کرده و سرعت آنها را کند می کند! همه اینها با کمتر از 500 دلار!

مرحله 1: مواد و ابزارها

• 1 سنسور رادار OPS241-A برد کوتاه
• 1 پایه OPS241-A (چاپ سه بعدی)
• 1 Raspberry Pi Model B v1.2
• 1 منبع تغذیه microUSB 5 ولت
• 1 کرگدن منبع تغذیه و کابل برق 4 پین مولکس 110V تا 12V/5V 4 پین مولکس
• 1 بلوک ترمینال 3 قطبی عمودی ، مرکز 5.0 میلی متر
• 1 کابل میکرو USB به USB استاندارد
• 4 فاصله ، پیچ ، مهره
• 1 جعبه محفظه و PCB اندود شده
• 4 پیچ مخصوص نصب PCB
• 3 مقاومت 1/8W 330 اهم
• 3 ترانزیستور NTE 490 FET
• 1 NTE 74HCT04 اینورتر شش ضلعی CMOS با سرعت بالا TTL
• 1 تخته نان مینی OSEPP با چسب پشتی
• 2 پین سیم مستقیم 0.156 اینچی ، 8 مدار
• 20 سیم 6 اینچی F/F بلوز پرش 22AWG
• تخته چوب 1 1 اینچ در 12 اینچ در 24 اینچ
• 1 رنگ اسپری سیاه
• 2 صفحه نمایش 7 قسمتی Sparkfun - 6.5 اینچ (قرمز)
• 2 Sparkfun تابلوی راننده بزرگ رقمی (SLDD)
• 1 علامت "سرعت توسط رادار بررسی می شود"

مرحله 2: برنامه ریزی کف برد مدار چاپی الکترونیک

من با سخت افزار اصلی کنترل که رزبری پای است شروع کردم. در اینجا فرض بر این است که شما قبلاً رزبری پای با سیستم عامل روی آن دارید و تجربه کد نویسی پایتون را دارید. رزبری پای سنسور رادار OPS241-A را کنترل کرده و اطلاعات سرعت گزارش شده را دریافت می کند. سپس تبدیل می شود تا روی صفحه نمایش بزرگ LED 7 بخش نمایش داده شود.

آ. من می خواهم همه اجزای الکتریکی غیر از سنسور رادار و نمایشگرهای LED را بر روی یک برد مدار چاپی الکترونیکی بسته شده که در پشت صفحه نمایش نصب شده است ، قرار دهم. این باعث می شود که تخته دور از چشم و در برابر عناصر محافظت شود. به این ترتیب ، فقط دو کابل باید از پشت تخته به جلو اجرا شود. یک کابل کابل USB است که ماژول OPS241-A را تغذیه می کند و داده های اندازه گیری شده سرعت را دریافت می کند. کابل دوم صفحه نمایش 7 قسمتی را هدایت می کند.

ب برد PCB باید فضای زیادی برای رزبری پای ، که بیشتر منطقه را اشغال می کند ، اختصاص دهد. همچنین باید مطمئن شوم که پس از نصب به راحتی می توانم به چندین پورت آن دسترسی داشته باشم. پورت هایی که باید به آنها دسترسی داشته باشم عبارتند از: پورت USB (داده سرعت ماژول OPS241-A) ، پورت اترنت (رابط کامپیوتر برای توسعه/اشکال زدایی کد پایتون) ، پورت HDMI (نمایش پنجره رزبری پای و اشکال زدایی/توسعه) و پورت میکرو USB (قدرت 5 ولت برای رزبری پای).

ج برای دسترسی به این پورت ها ، سوراخ هایی در محوطه بریده می شود که با محل پورت رزبری پای مطابقت دارد.

د در مرحله بعد باید فضایی برای صفحه نان پیدا کنم که شامل قطعات الکترونیکی مجزا برای هدایت LED های صفحه نمایش باشد. این دومین مورد بزرگ است. باید فضای کافی در اطراف آن وجود داشته باشد تا بتوانم سیم های رزبری پای را به آن متصل کرده و سیگنال هایی را برای هدایت LED ها به هدر ارسال کنم. در حالت ایده آل ، اگر زمان بیشتری داشتم ، به جای استفاده از تخته نان ، قطعات و سیم ها را مستقیماً به برد PCB لحیم می کردم ، اما برای اهداف من به اندازه کافی خوب است.

ه من قصد دارم هدر درایور صفحه نمایش را در کنار صفحه نان در لبه PCB داشته باشم ، به طوری که بتوانم طول سیم خود را کوتاه نگه دارم و همچنین بتوانم یک سوراخ در قاب را بریده و کابل را به کانکتور وصل کنم.

f در نهایت ، من برای PCB فضا را برای یک بلوک قدرت مجاز می کنم. این سیستم برای تغییر سطح و درایور صفحه نمایش 5 ولت و برای LED ها 12 ولت نیاز دارد. من یک کانکتور برق استاندارد 5V/12V را به پاور بلوک وصل می کنم ، سپس سیگنال های برق را از بلوک به تخته نان و هدر LED هدایت می کنم. من یک سوراخ روی کاور بریدم تا بتوانم سیم برق 12 ولت/5 ولت را به کانکتور برق وصل کنم.

گرم به نظر می رسد طرح نهایی PCB الکترونیکی (با پوشش خاموش):

مرحله 3: نصب Raspberry Pi

من Raspberry Pi خود را با استفاده از 4 فاصله دهنده ، پیچ و مهره روی یک تخته PCB سوراخ دار و آبکاری شده نصب کردم. من دوست دارم از یک صفحه PCB اندود شده استفاده کنم تا در صورت نیاز قطعات و سیم ها را لحیم کنم.

مرحله 4: تغییر دهنده های سیگنال LED

GPIO های رزبری پای می توانند هر کدام حداکثر 3.3 ولت را تامین کنند. با این حال ، صفحه نمایش LED به سیگنال های کنترل 5V نیاز دارد. بنابراین ، من نیاز به طراحی یک مدار ساده و کم هزینه برای تغییر سطح سیگنال های کنترل Pi از 3.3V به 5V داشتم. مدار مورد استفاده من شامل 3 ترانزیستور FET گسسته ، 3 مقاومت گسسته و 3 اینورتر یکپارچه است. سیگنال های ورودی از GPIO های رزبری پای می آیند و سیگنال های خروجی به سرصفحه ای هدایت می شوند که از LED ها به کابل متصل می شود. سه سیگنال تبدیل شده عبارتند از GPIO23 به SparkFun LDD CLK ، GPIO4 به SparkFun LDD LAT و SPIO5 به SparkFun LDD SER.

مرحله 5: نمایشگر بزرگ LED هفت قسمتی

برای نمایش سرعت از دو LED بزرگ که در SparkFun پیدا کردم استفاده کردم. ارتفاع آنها 6.5 اینچ است که باید از فاصله خوبی قابل خواندن باشد. برای خواندن بیشتر آنها ، من از نوار آبی برای پوشاندن زمینه سفید استفاده کردم ، اگرچه مشکی ممکن است کنتراست بیشتری را ایجاد کند.

مرحله 6: برد راننده LED

هر LED برای ثبت سیگنال های کنترل از Raspberry Pi و هدایت بخش های LED نیاز به یک ثبت کننده و ضامن تغییر سری دارد. SparkFun برای انجام این کار در اینجا یک نوشتار بسیار خوب دارد. Raspberry Pi داده های سریال را به نمایشگرهای هفت قسمتی LED ارسال می کند و زمان چفت را کنترل می کند. تابلوهای راننده در پشت LED نصب شده اند و از جلو قابل مشاهده نیستند.

مرحله 7: نصب ماژول رادار OPS241-A

سنسور رادار OPS241-A روی یک پرینت سه بعدی که دوستی برای من ایجاد کرده است ، اسکن می شود. متناوباً می توانستم آن را مستقیماً در برد بچرخانم. سنسور رادار در قسمت جلویی برد در کنار LED ها نصب شده است. ماژول سنسور با آنتن ها (تکه های طلا در بالای صفحه) به صورت افقی نصب شده است ، اگرچه برگه مشخصات می گوید الگوی آنتن در دو جهت افقی و عمودی بسیار متقارن است ، بنابراین چرخاندن آن در 90 درجه احتمالاً خوب خواهد بود. هنگامی که روی یک ستون تلفن نصب می شود ، سنسور رادار به سمت بیرون در خیابان است. چندین ارتفاع مختلف مورد آزمایش قرار گرفت و مشخص شد که ارتفاع آن در حدود 6 اینچ (2 متر) بهترین است. هر بالاتر و من احتمالاً پیشنهاد می کنم که تخته را کمی به سمت پایین خم کنید.

مرحله 8: اتصالات برق و سیگنال

دو منبع تغذیه برای علامت وجود دارد. یکی منبع تغذیه HDD تبدیل شده است که 12 ولت و 5 ولت را تأمین می کند. صفحه نمایش 7 قسمتی برای LED ها و سطوح سیگنال 5V به 12 ولت نیاز دارد. برد مبدل سیگنالهای 3.3V را از Raspberry Pi می گیرد و سطح را به صفحه نمایش 5V منتقل می کند ، همانطور که در بالا توضیح داده شد. منبع تغذیه دیگر یک آداپتور USB 5V تلفن همراه یا رایانه لوحی استاندارد با اتصال میکرو USB برای رزبری پای است.

مرحله 9: نصب نهایی

برای نگه داشتن سنسور رادار ، LED ها و برد کنترل ، همه چیز روی یک قطعه چوب 12 اینچ در 24 اینچ در 1 اینچ نصب شده بود. LED ها در قسمت جلویی به همراه سنسور رادار و برد کنترل در محفظه آن نصب شده بود چوب به رنگ مشکی رنگ آمیزی شده است تا LED ها بیشتر خوانا شوند. سیگنال های قدرت و کنترل LED از طریق سوراخی در چوب پشت LED ها هدایت می شوند. سنسور رادار در قسمت جلویی در کنار LED ها نصب شده است. کابل برق و کنترل USB برای سنسور رادار از قسمت بالای آن به تخته چوبی پیچیده شده بود. چند سوراخ در بالای تخته با روکش های کراواتی وسیله ای برای نصب برد بر روی یک تیر تلفن در کنار "Speed Checked by علامت رادار"

برد کنترل به همراه آداپتور برق به پشت بورد متصل شده است.

مرحله 10: کد پایتون

پایتون که روی Raspberry Pi اجرا می شد برای جمع آوری سیستم مورد استفاده قرار گرفت. کد در GitHub قرار دارد. قسمتهای اصلی کد شامل تنظیمات پیکربندی ، داده های خوانده شده از طریق درگاه سریال USB از حسگر رادار ، تبدیل داده های سرعت به صفحه نمایش و کنترل زمان نمایش است.

پیکربندی پیش فرض روی سنسور رادار OPS241-A خوب است ، اما متوجه شدم تعدادی تنظیمات برای پیکربندی راه اندازی مورد نیاز است. این موارد شامل تغییر از گزارش m/s به mph ، تغییر سرعت نمونه به 20ksps و تنظیم تنظیمات squelch بود. نرخ نمونه به طور مستقیم حداکثر سرعت قابل گزارش (139 مایل در ساعت) را تعیین می کند و سرعت گزارش را افزایش می دهد.

یک یادگیری کلیدی تنظیم ارزش کشیدن است. در ابتدا متوجه شدم سنسور رادار اتومبیل ها را در فاصله بسیار دور ، شاید فقط 15-30 فوت (5-10 متر) نمی برد. من فکر کردم ممکن است سنسور رادار را بسیار بالا تنظیم کرده باشم زیرا در فاصله 7 فوت بالاتر از خیابان قرار گرفته است. پایین آوردن آن تا 4 پا کمکی نمی کند. سپس تنظیمات squelch را در سند API مشاهده کردم و آن را به حساس ترین (QI یا 10) تغییر دادم. با این کار محدوده تشخیص به میزان قابل توجهی به 30-100 فوت (10-30 متر) افزایش یافت.

گرفتن داده ها از طریق یک پورت سریال و ترجمه برای ارسال به LED ها نسبتاً مستقیم بود. در سرعت 20 ثانیه ، داده های سرعت حدود 4-6 بار در ثانیه گزارش می شود. این کمی سریع است و خوب نیست که صفحه نمایش به سرعت تغییر کند. کد کنترل نمایش داده شد تا سریعترین سرعت گزارش شده در هر ثانیه را جستجو کرده و سپس آن عدد را نمایش دهد. این یک ثانیه تأخیر در گزارش شماره ایجاد می کند ، اما مشکلی نیست یا به راحتی قابل تنظیم است.

مرحله 11: نتایج و پیشرفت ها

من خودم در حال رانندگی با اتومبیل در سرعتهای تعیین شده تست کردم و قرائتها با سرعت من نسبتاً خوب مطابقت داشتند. OmniPreSense گفت که آنها ماژول را آزمایش کرده اند و می تواند همان آزمایش را انجام دهد که اسلحه راداری پلیس استاندارد با دقت 0.5 مایل در ساعت از آن عبور می کند.

به طور خلاصه ، این یک پروژه عالی و راه خوبی برای ایجاد امنیت در خیابان من بود. چند پیشرفت وجود دارد که می تواند این کار را مفیدتر کند ، که در به روز رسانی بعدی به بررسی آنها می پردازم. اولین مورد ، یافتن LED های بزرگتر و روشن تر است. برگه داده می گوید اینها 200-300 میکرومتر (میلی کاندلا) هستند. قطعاً چیزی بالاتر از این مورد نیاز است زیرا خورشید به راحتی با مشاهده آنها در نور روز شسته می شود. روش دیگر ، افزودن محافظ در اطراف لبه های LED می تواند نور خورشید را از بین ببرد.

اگر به طور دائمی ارسال شود ، تهیه کل راه حل اثبات آب و هوا مورد نیاز است. خوشبختانه این رادار است و سیگنال ها به راحتی از یک محفظه پلاستیکی عبور می کنند ، فقط باید یک اندازه مناسب پیدا کنید که ضد آب نیز باشد.

در نهایت افزودن یک ماژول دوربین به رزبری پای برای گرفتن عکس از هرکسی که از سرعت مجاز در خیابان ما تجاوز کند واقعاً عالی خواهد بود. من می توانم با استفاده از WiFi داخلی و ارسال هشدار و تصویری از ماشین با سرعت زیاد این موضوع را بیشتر پیش ببرم. افزودن مهر زمان ، تاریخ و سرعت تشخیص داده شده به تصویر واقعاً کار را تمام می کند. شاید حتی یک برنامه ساده برای ساخت وجود داشته باشد که بتواند اطلاعات را به زیبایی ارائه دهد.