فهرست مطالب:
- مرحله 1: ایمنی لیزر
- مرحله 2: انتخاب ماژول لیزر
- مرحله 3: کنترل کننده لیزر Gen 1
- مرحله 4: Laser Controller Gen 2 - با استفاده از سنسور Saftey Opener
- مرحله 5: نحوه عملکرد سنسور ایمنی درب
- مرحله 6: سخت افزار
- مرحله 7: ساخت نگهبان پارکینگ لیزری
- مرحله 8: گزینه های منبع تغذیه
- مرحله 9: نصب لیزر
- مرحله 10: چگونه کار می کند
- مرحله 11: خلاصه
- مرحله 12: منابع ، شماتیک ، فایلهای کد منبع آردوینو
تصویری: دستیار پارک لیزری: 12 مرحله
2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55
متأسفانه ، من باید کارگاه گاراژ خود را با اتومبیل هایمان به اشتراک بگذارم! این معمولاً به خوبی کار می کند ، اما اگر هر دو ماشین ما بیش از حد در ایستگاه خود پارک کرده باشند ، من به سختی می توانم در اطراف پرس مته ، فرز ، اره رومیزی و غیره حرکت کنم ، برعکس ، اگر یک ماشین به اندازه کافی پارک نشده باشد ، درب گاراژ هنوز بسته نمی شود یا بدتر از آن نیست ، در حالی که بسته می شود به عقب خودرو ضربه می زند!
همانطور که احتمالاً قبول خواهید داشت ، "دقت پارک" در بین رانندگان متفاوت است و من اغلب برای رسیدن به نیمکت محل کارم از طفره رفتن از یک گلگیر ناراضی بودم. من "راه حل های مکانیکی" را امتحان کرده ام ، مانند یک توپ تنیس که از ریسمانی بسته شده به یک تیرچه سربالایی آویزان است ، اما متوجه شدم که آنها هنگام حرکت یا کار در داخل یک غرفه خالی ماشین مانع کار من می شوند.
برای حل این معضل ، من به این راه حل با فناوری پیشرفته (احتمالاً بیش از حد!) رسیدم که به خودروها کمک می کند هر بار در یک اینچ یا بیشتر از حد کامل قرار بگیرند. اگر با مشکل مشابهی روبرو هستید ، من به شما کمک پارکینگ لیزری را پیشنهاد می کنم. این راه حل MICROCOMPUTER-GEEK خوب کار می کند ، اما به اندازه کافی ساده است که در آخر هفته ساخته و نصب شود.
لیزر برای نجات
من اخیراً تعدادی ماژول لیزر در جعبه آشغال خود داشتم که به دنبال کاری بودند. بنابراین با توجه به مشکلات احتمالی پارکینگ گاراژ (بدون هدف) ، من طرحی را برای نصب لیزر در تیرهای بالای گاراژم طراحی کردم که به سمت اتومبیل های زیر حرکت می کرد. نتیجه این است که یک نقطه لیزری بر روی داشبورد خودرو دقیقاً در جایی که خودرو باید متوقف شود ، قرار گرفته است. دستورالعمل راننده ساده است. فقط کافی است ماشین را به داخل گاراژ برده و وقتی اولین بار RED DOT را روی داشبورد مشاهده می کنید ، متوقف شوید!
مرحله 1: ایمنی لیزر
قبل از ادامه کار ، می خواهم چند کلمه در مورد ایمنی لیزر مکث کنم. حتی لیزرهای RED با قدرت نسبتاً کم 5 مگاوات در این پروژه می توانند پرتوهای نور بسیار روشن ، با تمرکز زیاد و پر انرژی تولید کنند. چنین نوری می تواند به بینایی شما آسیب برساند! در هر زمان مستقیم به پرتو لیزر نگاه نکنید.
مرحله 2: انتخاب ماژول لیزر
برای نصب دو خودروی خود ، من یک جفت ماژول لیزری قرمز متمرکز 5 میلی وات (میلی وات) کوچک ، یکی روی هر قسمت خودرو نصب کردم. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است ، این ماژول های کوچک و مستقل هستند که می توانند از هر 3 تا 6 منبع تغذیه VDC تغذیه شوند. این ماژول ها را می توان از eBay با قیمت 4 تا 10 دلار خریداری کرد. برد ، به راحتی قابل سوار شدن هستند و می توانند روی داشبورد ماشین شما متمرکز شوند تا یک نقطه قرمز ایجاد شود که حتی در شرایط روز نیز به راحتی قابل مشاهده است. در واقع ، توصیه می کنم در حین نصب ، فوکوس را کمی نرم کنید زیرا این کار هم اندازه نقطه لیزری را که روی داشبورد دیده می شود بزرگتر می کند و هم شدت آن را کمی کاهش می دهد.
جایگزین های لیزری
ممکن است بپرسید "آیا لیزر ارزان تر در دسترس نیست؟" پاسخ بله است ، نشانگرهای لیزری ارزان قیمت باتری را می توان برای یک یا دو دلار پیدا کرد. من در واقع برخی از پروژه های دیگر را خریداری کرده ام ، اما درخشندگی خروجی آنها مشخص نیست. با خیال راحت آنها را امتحان کنید زیرا ممکن است برای شما به اندازه کافی روشن باشند ، اما برای نصب من ، ماژول های روشن تر و قابل تمرکز بازی بهتری بودند.
اما صبر کن! برخی از لیزرها دارای الگوی LINE یا CROSS هستند. آیا اینها حتی بهتر نیستند؟ برای ایجاد یک الگوی LINE یا CROSS ، یک لنز ثانویه در داخل ماژول لیزر قرار می گیرد تا خروجی منبع نقطه لیزری معمولی را به الگوی مورد نظر تبدیل کند. در ایجاد الگوی LINE یا CROSS ، خروجی لیزر با شدت بالا توزیع می شود ، در صورت تمایل "رقیق" می شود تا تصویر خطی (یا متقاطع) ایجاد شود. در آزمایشات گاراژ من با این لنزها ، خطوط لیزری حاصله را بسیار کمرنگ دیدم که روی داشبورد اتومبیل قابل مشاهده نیست ، به ویژه در روز با شستشوی نور خورشید از پنجره های گاراژ.
مرحله 3: کنترل کننده لیزر Gen 1
برای به حداکثر رساندن عمر مفید لیزر ، مقداری مدار نیاز است تا در مواقع ضروری لیزر را روشن کرده و در مواقع دیگر خاموش باشد. درب بازکن برقی ما ، مانند بیشتر موارد ، به طور خودکار هر بار که دوچرخه درب باز می شود ، یک لامپ روشن می کند. این لامپ حدود 5 دقیقه روشن می ماند و سپس خاموش می شود. در اولین اجرای خود ، من به سادگی یک سنسور نور را درست بالای لامپ بازکن قرار دادم و از آن برای هدایت ترانزیستور قدرت استفاده کردم که لیزرهای پارکینگ را فعال می کرد. در حالی که همه چیز پیش می رفت ، من به زودی متوجه شدم که اگر درب گاراژ مدتی قبل از حرکت من به پارک باز شده باشد ، لیزرها فعال نمی شوند. به این معنی که از آنجا که زمان سنج لامپ بازکن به پایان رسیده است ، در واقع لازم است درب بازکن گاراژ را دوچرخه سواری کنید تا لامپ بازکن روشن شود و به نوبه خود ، لیزرهای کمک پارکینگ را روشن کنید.
برای غلبه بر این محدودیت ، من Gen-2 را پیدا کردم ، یک راه حل کاملتر برای فعال کردن لیزرهای دستیار پارک در هر زمان ورود یک ماشین به گاراژ
مرحله 4: Laser Controller Gen 2 - با استفاده از سنسور Saftey Opener
"سنسور درب مسدود شده" یک ویژگی ایمنی مورد نیاز در همه بازکنهای درب گاراژ است. این امر معمولاً با شلیک یک پرتو مادون قرمز از طریق درب گاراژ ، در حدود 6 اینچ بالاتر از سطح کف انجام می شود. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است ، این پرتو نور از امیتر "A" سرچشمه می گیرد و توسط سنسور "B" تشخیص داده می شود. اگر هنگام بسته شدن درب چیزی مانع از این پرتو نور شود ، یک شرایط درب مسدود شده تشخیص داده می شود و حرکت بسته شدن درب توسط بازکن معکوس می شود تا درب به حالت کاملا برآمده خود بازگردد.
همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است ، سنسور ایمنی "Blocked Door" شامل IR-Light-Emitter "A" و IR-Light-Detector "B" می باشد.
معمولاً سنسورهای درب مسدود شده را با استفاده از سیم 2 رسانا مانند خطوط قرمز در شکل 3 مشاهده می کنید. این جفت سیم ساده ، Emitter ، Detector و Opener را با هم متصل می کند. به نظر می رسد که این طرح اتصال 1) برای باز کردن سنسورها POWER را از بازکن تامین می کند و 2) یک مسیر ارتباطی از سنسورها به بازکننده فراهم می کند.
مرحله 5: نحوه عملکرد سنسور ایمنی درب
از آنجا که سنسور درب مسدود شده همیشه فعال است ، متوجه شدم که می توانم از سنسور برای تشخیص "رویداد درب مسدود شده" لحظه ای که هر زمان که وسیله ای برای پارک به داخل گاراژ رانده می شود ، استفاده کنم. برای کارکردن این امر ، فقط درک قدرت و قالب سیگنالینگ موجود در سیم کشی سنسور درب مسدود شده بود.
شکل بالا شکل موج سیگنالینگ Blocked-Door را برای سیستم بازکن درب با نام تجاری GENIE نشان می دهد
من یک بازکن مارک "GENIE" دارم و با قرار دادن یک اسیلوسکوپ روی جفت سیم که بین بازکن و سنسورها کار می کند ، یک شکل موج 12 ولت Peak-Peak ضربان دار در هر زمان که سنسور درب مسدود نشده بود ، پیدا کردم. همانطور که مشاهده می شود ، هر زمان که سنسور مسدود شده باشد ، ولتاژ روی سیم های سنسور ثابت +12VDC می شود.
من تصمیم گرفتم این پروژه را با نرم افزار داخل یک میکروکنترلر کوچک Arduino NANO پیاده سازی کنم. شماتیک کامل کنترل کننده لیزری NANO در مرحله بعد یافت می شود. من از یک قطعه کوچک از نمونه اولیه مدار مدار استفاده کردم که شامل NANO و چند قطعه باقی مانده مورد نیاز برای این پروژه است. از یک نوار پایانه کوچک یا سایر اتصالات دلخواه می توانید برای اتصال به بازکن درب و ماژول های لیزر استفاده کنید.
اگر از روی شماتیک پیش نروید ، مشاهده می شود که سیگنال سنسور درب ورودی +12V PP از طریق چند دیود (فقط برای درست شدن قطب) و سپس از طریق ترانزیستور NPN (Q1) قبل از تحویل به پین ورودی در NANO همانطور که در شکل موج بالا نشان داده شده است ، این ترانزیستور دو کار انجام می دهد. 1) سیگنال 12V Peak را به Peak به سیگنال 5 ولت سازگار با NANO تبدیل می کند و 2) سطوح منطقی را وارونه می کند.
احتیاط: طرح سیم کشی و سیگنال دهی که در بالا توضیح داده شد در مورد دربازکن های برند GENIE اعمال می شود. در حالی که من معتقدم که اکثر طرح های سنسور دو سیم با استفاده از یک تکنیک سیگنال دهی مشابه عمل می کنند ، ممکن است مجبور شوید برای درک جزئیات سیگنال و تنظیم پروژه در صورت نیاز ، یک محدوده در سیم کشی سنسور در سیستم بازکردن درب گاراژ خود قرار دهید
مرحله 6: سخت افزار
من تصمیم گرفتم این پروژه را با استفاده از یک میکروکنترلر کوچک Arduino NANO در نرم افزار پیاده سازی کنم. شماتیک کامل کنترل کننده لیزری NANO در مرحله بعد یافت می شود. من از یک قطعه کوچک از نمونه اولیه مدار تخته مدار استفاده کردم تا بتوان NANO و چند قطعه باقی مانده مورد نیاز برای این پروژه را نگه داشت. از یک نوار پایانه کوچک یا سایر اتصالات دلخواه می توانید برای اتصال به درب بازکن و ماژول های لیزر استفاده کنید.
همانطور که در شماتیک می بینید ، سیگنال سنسور درب +12V PP ورودی (مرحله قبل!) از طریق چند دیود (فقط برای درست شدن قطبیت) و سپس از طریق ترانزیستور NPN (Q1) قبل از تحویل به ورودی- پین روی NANO همانطور که در شکل 4 شکل موج نشان داده شده است ، این ترانزیستور دو کار انجام می دهد. 1) سیگنال 12V Peak را به Peak به سیگنال 5 ولت سازگار با NANO تبدیل می کند و 2) سطوح منطقی را وارونه می کند.
یک پین خروجی NANO یک ترانزیستور MOSFET قدرت (Q3) را برای تأمین برق لیزرها هدایت می کند. اجزای باقی مانده نشانگرهای LED و ورودی سوئیچ "حالت آزمایش" را ارائه می دهند.
مرحله 7: ساخت نگهبان پارکینگ لیزری
لیست قطعات این پروژه در بالا موجود است. من برای نصب NANO ، ترانزیستورها و سایر قطعات از یک تکه کوچک از تخته چوبی استفاده کردم. سیم کشی نقطه به نقطه برای تکمیل کلیه اتصالات روی تخته پرفورمنس استفاده شد. سپس یک جعبه کوچک پلاستیکی برای قرار دادن مونتاژ کامل تخته چوبی قرار دادم. من سوراخ های مورد نیاز را در جعبه ایجاد کردم تا LED ها و TEST SWITCH در دسترس باشند. من سیم برق DC را از منبع تغذیه زگیل دیواری از طریق کیس عبور دادم و آن را مستقیماً به پرفرفورد وصل کردم. من از چند جک فونو سبک "RCA" برای برقراری اتصال برق به لیزرها استفاده کردم و برخی از کابلهای صوتی قدیمی را برای اتصال لیزرها به این جکهای RCA با اتصال سیم لیزری BLACK (- LASER VDC) به SHIELD و سیم لیزری RED (+ LASER VDC) به هادی مرکزی. سپس هر یک از اتصالات را با چند لایه لوله کوچک برای پوشش عایق و تقویت مکانیکی پوشاندم.
من از چند پیچ چوبی برای نصب جعبه کنترل لیزری در تیرهای نزدیک درب بازکن گاراژ استفاده کردم.
در مورد نرم افزار ، باید کد منبع را بارگیری کرده و با استفاده از Arduio IDE خود آن را ویرایش/کامپایل/بارگذاری کنید.
مرحله 8: گزینه های منبع تغذیه
برای این پروژه یک منبع تغذیه کوچک کوچک با قابلیت ارائه 5VDC تنظیم شده مورد نیاز است. از آنجایی که هر لیزر در 5 VDC به حدود 40 کارخانه نیاز دارد ، نصب دو لیزری به منبع حداقل 100 مترمربع نیاز دارد. من یک منبع تغذیه تنظیم شده و 5VDC مناسب برای زگیل در جعبه آشغال خود پیدا کردم که خوب کار می کرد. یک شارژر تلفن همراه تنظیم شده 5 VDC نیز یک گزینه قابل اجرا است. این دستگاه ها کاملاً جدا شده اند ، دارای یک کانکتور USB برای اتصال به تلفن همراه یا رایانه لوحی هستند و معمولاً فقط با چند دلار در دسترس هستند. فقط می توان یک سر کابل USB را هک کرد و 5 سیم مناسب VDC و GROUND را به پایانه های ورودی قدرت کنترل لیزری متصل کرد.
منبع تغذیه و مدول لیزر احتیاط:
1. مراقب اندازه گیری و بررسی خروجی هر نوع منبع مورد استفاده خود باشید. بسیاری از لوازم زگیل دیواری تنظیم نمی شوند و در صورت بارگذاری سبک می توانند خروجی ولتاژ بسیار بالایی داشته باشند. ولتاژ بیش از حد می تواند لیزرها را تحت فشار قرار دهد و سطح نور لیزر ناامن ایجاد کند و همچنین عمر مفید لیزر را کوتاه کند.
2. من برای خاموش کردن لیزرها کشیدن +5VDC از NANO را توصیه نمی کنم ، زیرا این می تواند از ظرفیت فعلی خروجی NANO فراتر رود که می تواند بیش از حد گرم شود یا به برد CPU NANO آسیب برساند.
3. برای اجتناب از هرگونه اعتراض با Garage Door Opener ، مطمئن شوید که منبع تغذیه 5VDC که برای این پروژه استفاده می کنید نسبت به زمین شناور است.
توجه داشته باشید که قاب فلزی هر ماژول لیزر به صورت الکتریکی به سیم منبع تغذیه لیزر POSITIVE (RED) متصل است. به این ترتیب ، کل مدار همانطور که نشان داده می شود باید کاملاً منزوی (با نام مستعار: "شناور") نسبت به زمین باشد
مرحله 9: نصب لیزر
من از گیره های کابل ½ اینچی برای محکم کردن هر لیزر در یک بلوک چوبی استفاده کردم و سپس آن را به چارچوب گاراژ متصل کردم. چند لایه نوار الکتریکی در اطراف هر لیزر لازم بود تا قطر 12 میلی متر ماژول لیزر را بزرگتر کند تا توسط لامپ کابل محکم در جای خود نگه داشته شود. پیچ تک گیره گیره لیزر را قادر می سازد تا در صورت نیاز برای تراز شدن بچرخد. همانطور که اشاره شد ، بلوک چوبی خود با یک پیچ به چارچوب متصل می شود تا بتواند خود بلوک چوبی را در صورت نیاز بچرخاند.
با استفاده از سوئیچ "TEST MODE" و دو "تنظیم تراز نوری" ، به راحتی می توانید نقطه لیزر را در محل مناسب داشبورد خودرو قرار دهید.
مرحله 10: چگونه کار می کند
منطق عملکرد کنترل کننده لیزری بسیار ساده است. به محض اینکه خط سیگنالینگ سنسور درب مسدود شده از حالت تپنده به سطح ثابت برسد ، می دانیم که یک رویداد Blocked-Door داریم. با فرض اینکه درب مسدود شده به دلیل ورود خودرو به گاراژ و قطع لحظه ای پرتو سنسور در باشد ، می توانیم فوراً لیزرهای کمک پارک را روشن کنیم. پس از حدود 30 ثانیه ، می توانیم لیزرها را خاموش کنیم.
کد نرم افزاری "run-mode" که این منطق را پیاده می کند در شکل 5 دیده می شود. NANO به سادگی پین ورودی سنسور در را کنترل می کند و هر زمان که این سیگنال بیش از ½ ثانیه در منطق 0 بماند ، نتیجه می گیرد که ما یک سنسور مسدود شده داریم- رویداد و لیزرهای کمک پارکینگ را روشن می کند. پس از بازگشت سیگنال ضربان دار (اتومبیل به طور کامل در گاراژ ، سنسور درب دیگر مسدود نشده است) ، یک "تایمر Laser-OFF" 30 ثانیه ای را راه اندازی می کنیم. هنگامی که این تایمر به پایان می رسد ، توالی کامل می شود و لیزرها خاموش می شوند.
مجموعه کد کامل فقط کمی پیچیده تر است زیرا باید دارای چند نشانگر LED و یک کلید تعویض نیز باشد. سوئیچ ضامن بین "RUN MODE" معمولی و "TEST MODE" انتخاب می کند. در TEST MODE ، سنسور درب گاراژ نادیده گرفته می شود و لیزرها فقط روشن می شوند. از این دستگاه در هنگام نصب و راه اندازی استفاده می شود تا بتوان لیزرها را در نقطه صحیح شیشه جلو اتومبیل یا صفحه داشبورد خودرو هدف قرار داد. سه LED نشانگر POWER-ON ، LASER-ON و STATUS است. هرگاه درب مسدود شده تشخیص داده شود ، چراغ STATUS روشن خواهد بود. هنگامی که درب دیگر مسدود نشده و تایمر Laser-OFF در حال شمارش پایین است ، این LED حدود یک بار در ثانیه چشمک می زند. هرگاه کلید تعویض در موقعیت TEST MODE تنظیم شده باشد ، چراغ STATUS سریع چشمک می زند.
مرحله 11: خلاصه
پروژه لیزر پارکینگ دستیار این کار را برای من انجام می دهد و شگفت آور است که توسط "جامعه کاربر" (همسر) من پذیرفته شد. در حال حاضر پارکینگ با دقت بالا به طور معمول انجام می شود. من متوجه می شوم که نقطه لیزر به راحتی در هر شرایط نوری قابل مشاهده است ، در حالی که راننده بیش از حد حواس او را پرت نمی کند و هنگام پارک کردن به محیط اطراف توجه می کند.
اگر با مشکل مشابه پارکینگ روبرو هستید و به دنبال رویکرد NERD-INTENSIVE هستید ، این می تواند راه حلی باشد که برای شما نیز مفید است!
پارکینگ مبارک!
مرحله 12: منابع ، شماتیک ، فایلهای کد منبع آردوینو
فایلهای پیوست را برای کد منبع و یک فایل PDF از شماتیک کامل مشاهده کنید.
منابع دیگر
منابع ماژول های لیزر:
در eBay جستجو کنید: 5mW Dot Laser Focus
منابع سوئیچ تغییر حالت مینیاتوری:
در eBay برای جستجوی کلید تعویض جستجو کنید
منابع ماسفت IRFD9120:
جستجوی eBay برای: IRFD9120
منابع +5VDC منبع تغذیه
در eBay جستجو کنید: شارژر تلفن همراه 5VDC
برگه داده برای دستگاه MOSFET کانال P
www.vishay.com/docs/91139/sihfd912.pdf
توصیه شده:
سیستم هشدار پارک معکوس خودرو آردوینو - گام به گام: 4 مرحله
سیستم هشدار پارک معکوس خودرو آردوینو | گام به گام: در این پروژه ، من یک مدار ساده سنسور پارک معکوس اتومبیل آردوینو را با استفاده از سنسور اولتراسونیک Arduino UNO و HC-SR04 طراحی می کنم. این سیستم هشدار معکوس اتومبیل مبتنی بر آردوینو می تواند برای ناوبری خودکار ، ربات رنج و سایر محدوده های دوربرد استفاده شود
دستیار پارک آردوینو - هر بار اتومبیل خود را در نقطه مناسب پارک کنید: 5 مرحله (همراه با تصاویر)
Arduino Parking Assistant - هر بار اتومبیل خود را در نقطه صحیح پارک کنید: در این پروژه ، به شما نشان خواهم داد که چگونه می توانید دستیار پارک خود را با استفاده از Arudino بسازید. این دستیار پارک با اتومبیل شما فاصله را اندازه گیری می کند و شما را راهنمایی می کند تا آن را با استفاده از یک صفحه نمایش LCD و یک LED در محل مناسب پارک کنید ، که به تدریج
پروژه مدل پارک آلودگی نور: 15 مرحله
پروژه مدل پارک آلودگی نور: آلودگی نوری یک مشکل جدی در بسیاری از شهرهای بزرگ در سراسر جهان است. میزان زیاد نور در شهرهای ما می تواند الگوهای مهاجر حیوانات مختلف مانند لاک پشت ها و پرندگان را مختل کرده و باعث کشته شدن آنها شود و غذا را به هم بریزد
DIY - دستیار پارک مبتنی بر آردوینو V2: 6 مرحله
DIY - دستیار پارکینگ مبتنی بر آردوینو V2: وقتی زندگی به شما موز می دهد !!!!! فقط آنها را بخورید. ضرورت مادر اختراعات است و من این واقعیت را انکار نمی کنم. صادقانه بگویم ، این دومین باری است که از زمان ورود به این خانه جدید به دیوار گاراژمان برخورد می کنم. تمام است ، هیچ چیزی وجود نخواهد داشت
دستیار پارک آردوینو: 17 مرحله (همراه با تصاویر)
دستیار پارک آردوینو: کسانی از ما که گاراژهای کوچک داریم ، می دانیم که از پارک کردن خیلی دور یا کمی خارج از پارک و دور زدن وسیله نقلیه ناراحت هستیم. ما به تازگی یک وسیله بزرگتر خریداری کرده ایم و باید کاملاً در گاراژ پارک شود تا