Odava radari kiiruse märk: 11 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Kas olete kunagi tahtnud ehitada oma odava radari kiiruse märgi? Ma elan tänaval, kus autod sõidavad liiga kiiresti, ja muretsen oma laste turvalisuse pärast. Arvasin, et oleks palju turvalisem, kui saaksin paigaldada oma radari kiiruse märgi, mis kuvab kiirust, et saaksin juhtidel aeglustada. Vaatasin internetis radari kiiruse märgi ostmist, kuid leidsin, et enamik märke maksab üle 1000 dollari, mis on päris kallis. Samuti ei taha ma läbida linna märgi paigaldamise pikka protsessi, kuna kuulsin, et see võib neile maksta rohkem kui 5 000–10 000 dollarit. Selle asemel otsustasin ma ise ehitada odava lahenduse ja säästa natuke raha lõbutsedes.

Avastasin OmniPreSense'i, mis pakub odavat lühiraja radarianduri moodulit, mis sobib ideaalselt minu rakenduseks. PCB mooduli vormitegur on väga väike, ainult 2,1 x 2,3 x 0,5 tolli ja kaalub ainult 11 g. Elektroonika on iseseisev ja täielikult integreeritud, seega puuduvad toitetorud, mahukas elektroonika või palju energiat. Suurte objektide, näiteks auto, tööulatus on 50–100 jalga (15–30 m). Moodul võtab kõik kiiruse mõõtmised, tegeleb kogu signaalitöötlusega ja väljastab seejärel lihtsalt toored kiiruse andmed üle oma USB -pordi. Ma kasutan andmete vastuvõtmiseks odavat Raspberry Pi (või Arduino või midagi muud, millel on USB-port). Väikese python-kodeeringu ja mõne suure odava LED-i abil, mis on tahvlile paigaldatud, saan kiirust kuvada. Minu ekraaniplaadi saab kinnitada tee ääres olevale vardale. Lisades ekraani kohale märgi „Kiiruse kontrollitud RADAR”, on mul nüüd oma radari kiiruse märk, mis köidab juhtide tähelepanu ja aeglustab neid! Seda kõike vähem kui 500 dollari eest!

Samm: materjalid ja tööriistad

• 1 OPS241-A lühiraja radariandur
• 1 OPS241-A kinnitus (3D trükitud)
• 1 Raspberry Pi mudel B v1.2
• 1 5V microUSB toiteallikas
• 1 Ninasarviku mudel AS-20 110V kuni 12V/5V 4-pin Molex toiteallikas ja toitekaabel
• 1 Klemmiplokk 3 -pooluselised vertikaalsed, 5,0 mm keskused
• 1 Micro-USB-standard USB-kaabel
• 4 Vahed, kruvid, mutrid
• 1 Korpuse karp ja kaetud PCB
• 4 kaetud PCB kinnituskruvid
• 3 1/8W 330ohm takistit
• 3 NTE 490 FET transistor
• 1 NTE 74HCT04 Integreeritud TTL High Speed CMOS hex inverter
• 1 OSEPP mini leivalaud liimiga
• 2 0,156-tollist ruudukujulist sirget traatnõela, 8-ahelaline
• 20 6”F/F esmaklassilised hüppajajuhtmed 22AWG
• 1 1 x 12 tolli 24 tolli puidust kinnitusplaat
• 1 Must pihustusvärv
• 2 7 -segmendilist Sparkfuni ekraani - 6,5 tolli (punane)
• 2 Sparkfuni suure numbriga draiveriplaati (SLDD)
• 1 Märk „Radari poolt kontrollitud kiirus”

2. etapp: elektroonika trükkplaadi korruse planeerimine

Alustasin peamise juhtimisriistvaraga, milleks on Raspberry Pi. Siinkohal eeldatakse, et teil on juba Raspberry Pi koos OS -iga ja teil on Pythoni kodeerimise kogemus. Raspberry Pi juhib radari andurit OPS241-A ja võtab vastu teatatud kiirusteabe. Seejärel teisendatakse see kuvamiseks suurele LED-segmendile.

a. Tahan paigutada kõik elektrilised komponendid peale radari anduri ja LED -ekraanide ühele suletud elektroonilisele trükkplaadile, mis on paigaldatud kuvari tagaküljele. See hoiab plaadi silma alt eemal ja elementide eest kaitstuna. Sel viisil tuleb plaadi tagaosast esiosa juhtida ainult kaks kaablit. Üks kaabel on USB-kaabel, mis toidab moodulit OPS241-A ja võtab vastu mõõdetud kiiruse andmeid. Teine kaabel juhib 7-segmendilist ekraani.

b. PCB -plaat peab võimaldama palju ruumi Raspberry Pi jaoks, mis võtab suurema osa piirkonnast. Samuti pean veenduma, et pärast monteerimist saan hõlpsasti juurde mitmele selle pordile. Pordid, millele pean juurde pääsema, on USB-port (OPS241-A mooduli kiiruse andmed), Etherneti port (arvutiliides Pythoni koodi arendamiseks/silumiseks), HDMI-port (kuva Raspberry Pi aken ja silumine/arendus) ning mikro-USB-port (5V toide Raspberry Pi jaoks).

c. Nendele sadamatele juurdepääsu tagamiseks lõigatakse korpusesse augud, mis sobivad Raspberry Pi sadama asukohtadega.

d. Järgmisena pean leidma ruumi leivalauale, mis sisaldab diskreetseid elektroonikakomponente ekraani LED -ide juhtimiseks. See on suuruselt teine objekt. Selle ümber peab olema piisavalt ruumi, et saaksin Raspberry Pi -st juhtmeid sellele hüpata ja LED -ide juhtimiseks päisesse signaale väljastada. Ideaalis, kui mul oleks rohkem aega, jootaksin leivadetaili asemel komponendid ja juhtmed otse trükkplaadile, kuid minu jaoks on see piisavalt hea.

e. Kavatsen paigutada kuvaridraiveri päise trükkplaadi serva leivaplaadi kõrvale, et saaksin oma juhtmete pikkused lühikesed hoida, ja ka selleks, et saaksin kaanesse augu lõigata ja kaabli pistikusse ühendada.

f. Lõpuks luban PCB -l ruumi toiteploki jaoks. Süsteem nõuab tasemelülitite ja kuvaridraiveri jaoks 5 V ja LED -ide jaoks 12 V. Ühendan toiteplokiga tavalise 5V/12V toitepistiku, seejärel suunan voolusignaalid plokilt leivalauale ja LED -päisele. Lõikasin kaanesse augu, et saaksin toitepistikuga ühendada 12V/5V toitejuhtme.

g. Nii näeb välja elektroonilise trükkplaadi lõplik plaan (kattega):

Samm: Raspberry Pi paigaldamine

Ma paigaldasin oma Raspberry Pi perforeeritud ja kaetud plaatplaadile, kasutades 4 vahekaugust, kruvi ja mutrit. Mulle meeldib kasutada kaetud PCB plaati, et saaksin vajadusel komponente ja juhtmeid joota.

Samm: LED -signaali taseme nihutajad

Raspberry Pi GPIO -d võivad toita maksimaalselt 3,3 V. LED -ekraan vajab aga 5 V juhtimissignaale. Seetõttu pidin ma kavandama lihtsa ja odava vooluahela, et nihutada Pi juhtimissignaale tasemelt 3,3 V kuni 5 V. Ahel, mida ma kasutasin, koosneb 3 diskreetsest FET -transistorist, 3 diskreetsest takistist ja 3 integreeritud muundurist. Sisendsignaalid pärinevad Raspberry Pi GPIO -dest ja väljundsignaalid suunatakse päisesse, mis ühendatakse LED -idest kaabliga. Kolm teisendatavat signaali on GPIO23 - SparkFun LDD CLK, GPIO4 - SparkFun LDD LAT ja SPIO5 - SparkFun LDD SER.

Samm: suur LED-seitsme segmendi ekraan

Kiiruse kuvamiseks kasutasin kahte suurt LED -i, mille leidsin SparkFunist. Need on 6,5 tolli pikkused, mis peaksid olema kaugelt loetavad. Nende loetavamaks muutmiseks kasutasin valge tausta katmiseks sinist linti, kuigi must võib pakkuda rohkem kontrasti.

6. samm: LED -draiveriplaat

Iga LED vajab Raspberry Pi juhtsignaalide hoidmiseks ja LED -segmentide juhtimiseks seeriavahetuse registrit ja riivi. SparkFunil on selle tegemiseks siin väga hea kirjutis. Raspberry Pi saadab seeriaandmed seitsme segmendi LED-ekraanidele ja juhib riivi ajastust. Juhtplaadid on paigaldatud LED -i tagaküljele ega ole eestpoolt nähtavad.

Samm 7: OPS241-A radarmooduli paigaldamine

OPS241-A radariandur pestakse 3D-trükitud kinnitusse, mille sõber mulle tegi. Teise võimalusena oleksin võinud selle otse plaadile keerata. Radari andur on paigaldatud plaadi esiküljele LED -ide kõrvale. Andurimoodul on paigaldatud horisontaalselt paigaldatud antennidega (kuldsed laigud tahvli ülaosas), kuigi spetsifikatsioonilehe kohaselt on antenni muster nii horisontaalses kui ka vertikaalses suunas üsna sümmeetriline, nii et 90 ° keeramine oleks ilmselt hea. Telefonipostile paigaldatuna on radari andur suunatud tänavalt väljapoole. Prooviti paari erinevat kõrgust ja leiti, et see on parimaks umbes 2 m kõrguseks. Mis tahes kõrgem ja ma soovitaksin lauda veidi allapoole kallutada.

Samm: toite- ja signaaliühendused

Märgil on kaks toiteallikat. Üks on konverteeritud kõvaketta toiteallikas, mis pakub nii 12V kui ka 5V. Seitsme segmendi ekraan vajab LED-ide jaoks 12 V ja 5 V signaali taset. Muundurplaat võtab Raspberry Pi -lt saadud 3,3 V signaalid ja nihutab need kuvari jaoks 5 V -le, nagu eespool kirjeldatud. Teine toiteallikas on tavaline mobiiltelefon või tahvelarvuti 5V USB -adapter USB -mikroühendusega Raspberry Pi jaoks.

9. samm: lõplik paigaldamine

Radarianduri, valgusdioodide ja kontrolleriplaadi hoidmiseks paigaldati kõik 12”x 24” x 1”puutükile. LED -id paigaldati esiküljele koos radari anduri ja selle korpuses oleva kontrolleriplaadiga tagakülg. Puit värviti mustaks, et muuta LED -id paremini loetavaks. LED -i toite- ja juhtimissignaalid suunati läbi LED -i taga oleva puiduava. Radari andur paigaldati esiküljele LED -ide kõrvale. Radarianduri USB toite- ja juhtkaabel oli mähitud üle puitplaadi. Paar auku tahvli ülaosas koos lipsukatega võimaldas paigaldada tahvli telefonipostile „Speed Checked by Radar”märk.

Kontrolleri plaat kinnitati koos toiteadapteriga plaadi tagaküljele.

Samm: Pythoni kood

Süsteemi kokku tõmbamiseks kasutati Raspberry Pi peal töötavat Pythonit. Kood asub GitHubis. Koodi põhiosad on konfiguratsiooniseaded, radariandurilt USB-jadapordi kaudu loetud andmed, kiiruse andmete teisendamine kuvamiseks ja ajastusjuhtimine.

OPS241-A radari anduri vaikekonfiguratsioon on korras, kuid leidsin, et käivitamiskonfiguratsioonis on vaja teha mõningaid kohandusi. Nende hulka kuulus m/s aruandluselt mph muutmine, proovivõtu sageduse muutmine 20 kps/s ja squelch -seade reguleerimine. Proovimäär määrab otseselt teatatava tippkiiruse (139 km / h) ja kiirendab aruandluskiirust.

Peamine õppetund on squelch -väärtuse seadistamine. Algselt leidsin, et radariandur ei võtnud autosid väga kaugele, võib-olla ainult 15–30 jalga (5-10 m). Arvasin, et radariandur võis mul olla liiga kõrgele seatud, kuna see asus umbes 7 jalga tänava kohal. Tundus, et selle alandamine 4 jalani ei aita. Siis nägin API dokumendis squelch seadet ja muutsin selle kõige tundlikumaks (QI või 10). Sellega suurenes avastamisulatus märkimisväärselt 10–30 meetrini.

Andmete vastuvõtmine jadapordi kaudu ja LED -idele saatmiseks tõlkimine oli üsna lihtne. Kiirusel 20sps edastatakse kiiruse andmeid umbes 4-6 korda sekundis. See on natuke kiire ja pole hea, kui ekraan muutub nii kiiresti. Ekraani juhtimiskood lisati, et otsida kiireimat teatatud kiirust iga sekund ja seejärel kuvada see number. See viib numbri teatamisel ühe sekundi viivituse, kuid see on okei või seda saab hõlpsasti reguleerida.

11. samm: tulemused ja täiustused

Tegin oma testid, kui sõitsin autoga määratud kiirustel mööda ja näidud vastasid minu kiirusele suhteliselt hästi. OmniPreSense ütles, et nad lasid mooduli testida ja see võib läbida sama testi, mille tavaline politseiradaripüstol läbib 0,5 mph täpsusega.

Kokkuvõtteks võib öelda, et see oli suurepärane projekt ja tore viis oma tänava turvalisuse suurendamiseks. On mõned parandused, mis võivad selle veelgi kasulikumaks muuta, mida ma vaatan järgnevas värskenduses. Esimene on suuremate ja heledamate LED -ide leidmine. Andmelehel on öeldud, et need on 200-300 mcd (millikandela). Kindlasti on vaja midagi kõrgemat kui see, sest päike pesi neid päevavalguses vaadates kergesti välja. Teise võimalusena võib LED -i servade ümber varjestuse lisamine päikesevalgust eemal hoida.

Kogu lahenduse ilmastikukindluse muutmine on vajalik, kui see postitatakse püsivalt. Õnneks on see radar ja signaalid lähevad kergesti läbi plastkorpuse, lihtsalt tuleb leida üks õige suurusega, mis on ka veekindel.

Lõpuks oleks tõesti tore lisada Raspberry Pi kaameramoodul, et pildistada kõiki, kes meie tänaval kiirust ületavad. Ma saaksin seda edasi teha, kui kasutan pardal olevat WiFi-d ja saadan hoiatava ja pildi kiirust ületavast autost. Pildile ajatempli, kuupäeva ja tuvastatud kiiruse lisamine lõpetaks asja tõesti. Võib -olla on isegi lihtne ehitada rakendus, mis suudab teavet kenasti esitada.