Tagurpidiparkimisabi garaažis, kasutades olemasolevat turvaandurit ja analoogskeemi: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Ma kahtlustan, et paljud leiutised inimkonna ajaloos tehti kaebavate naiste pärast. Pesumasin ja külmik tunduvad kindlasti elujõulised kandidaadid. Minu pisike "leiutis", mida selles juhendis kirjeldatakse, on elektrooniline garaažiparkimisabiline, mis on samuti (jah, arvasite) abikaasade kaebuste tulemus.:)

Mulle meeldib auto parkida meie garaaži tagurpidi, et hommikul kiiresti väljuda. Kui ma selle liiga kaugele pargin, on mu naine õnnetu koduukse kitsaskäigu pärast. Kui ma ei pargi seda piisavalt kaugele, on esikaitseraud kaugjuhtimisega garaažiukse ees. Ideaalne koht on see, et eesmine kaitseraud oleks 1-2 tolli kaugusel suletud uksest, mida on iga kord üsna raske saavutada.

Loomulikult on lihtsaim lahendus laes rippuval nööril olev klassikaline tennisepall. Muidugi, see töötaks, aga kus on lõbu? Minusuguse elektroonikaharrastaja jaoks oli esimene mõte vooluringi ehitamine! On olemas vähemalt tosin Instructable'i, mis kirjeldavad ultraheli anduril, Arduino'l ja mingil valgusdioodil põhinevat valgussignaali. Seega valisin selle huvitavamaks muutmiseks alternatiivse lahenduse, mis kasutab ära olemasolevat tagasikäiguandurit, mis on LiftMasteri toodetud automaatse garaažiukse lahutamatu osa. Järgmine video selgitab, kuidas see töötab, säästes mulle palju kirjutamist.

Anduri vastuvõtja annab "kõik selgeks" hetkel, kui esikaitseraud peatub infrapunakiire lõikamisel. Täiuslik! Kõik, mida ma pean tegema, on selle signaali pealtkuulamine, eks? Noh, seda on lihtsam öelda kui teha…

(Vastutusest loobumine: järgmise sammu juurde minnes tunnistate, et olete elektroonikaga hästi kursis ja teate hästi, et see projekt töötab olemasoleva turvavarustusega. See toimib hästi, kui seda õigesti teha, kuid kui midagi keerate, on oht, et muudate selle turvavarustus on ebaefektiivne. Jätkake omal vastutusel, ma ei vastuta selle juhendi rakendamisest tulenevate kahjulike mõjude eest, nagu surnud/vigastatud lemmikloomad, lapsed jne.)

1. samm: probleem 1: kuidas LiftMasteri ohutusanduri signaali kinni püüda ja kasutada?

Kui infrapuna (IR) kiir kiirguse ja vastuvõtja vahel on vaba, saadab vastuvõtja läbi paari juhtme 156 Hz ruutlaine signaali, nagu on näidatud esimesel pildil. Ühe perioodi jooksul järgneb 6,5 ms ~ 6 V kõrgele ja mitte rohkem kui 0,5 ms ~ 0 V madalale (teine ja kolmas pilt). Kui infrapunakiir kohtub takistusega, ei saada vastuvõtja signaali ja liin jääb toitepinge juures kõrgeks (neljas pilt). Huvitav on see, et nii emitteri kui vastuvõtja toiteallikas ja vastuvõtja signaal pärinevad ühest klemmipaarist LiftMasteri avaja tagaosas (viies pilt).

Seega on selle probleemi olemus see, kuidas tuvastada pildil 4 oleva alalisvoolu signaali 1. pildil olev ruutlaine signaal. Ratast pole vaja uuesti leiutada, kuna selle probleemi on lahendanud teised, kellel on puuduva impulsi detektor. Rakendusi on palju; Olen sellelt Circuits Today lehelt ühe valinud ja veidi muutnud, nagu on näidatud viiendal pildil. Algne leht kirjeldab üksikasjalikult selle tööpõhimõtteid. Ühesõnaga, monostabiilses režiimis töötav taimer NE555 hoiab oma VÄLJUNDI tihvti kõrgel seni, kuni sissetuleva ruutlaine periood (ühendatud TRIGGERiga) on lühem kui ajastusintervall THRESHOLD+DISCHARGE kontaktidel. Viimane sõltub R1 ja C2 väärtustest. Alalispinge TRIGGERil võimaldab C2 -l laadida üle läviväärtuse ja VÄLJUNDI pin läheb madalaks. Probleem lahendatud!

Samm 2: Probleem 2: Kuidas visuaalselt näidata taimeri väljundpinna olekut?

See pole mõttekas: kasutage LED -i. Hoidke see välja, kui infrapunakiir on terve ja VÄLJUND on kõrge (mis juhtub 99,999% juhtudest) ning lülitage see sisse, kui valgusvihk katkeb ja VÄLJUND väheneb. Teisisõnu, inverteerige OUTPUT signaal LED -i toiteks. Seda tüüpi lihtsaim lüliti, IMHO, kasutab P-kanaliga MOSFET-transistorit, nagu on näidatud ülaltoodud pildil. Taimeri VÄLJUND on ühendatud selle väravaga. Kuni see on kõrge, on transistor suure takistusega režiimis ja LED ei põle. Ja vastupidi, värava madalpinge võimaldab voolu voolata. Tõmbetakisti R4 tagab, et värav ei jääks kunagi rippuma ja hoitakse eelistatud olekus. Probleem lahendatud!

Samm: probleem 3: kuidas seni kirjeldatud vooluahelat toita?

1. etapis näidatud puuduva impulsi andur vajab ühtlast alalisvoolu toitepinget. Võiksin kasutada patareisid või osta sobiva vahelduvvoolu-/alalisvooluadapteri. Mh, liiga palju vaeva. Kuidas oleks kasutada LiftMasteri pakutavat ohutusanduri varustust? Probleem on selles, et see kannab IR -vastuvõtja signaali, mis pole "stabiilne" ega "DC". Kuid seda saab korralikult filtreerida ja siluda ülaltoodud väga lihtsa vooluringiga. Suur 1 mF elektrolüütkondensaator on piisavalt hea filter ja kinnitatud diood tagab, et see ei tühjene tagasi, kui signaal on madal. Probleem lahendatud!

Nipp on selles, et LiftMasterist ei võeta liiga palju voolu, vastasel juhul võib ohutusanduri töö olla ohus. Sel põhjusel ei kasutanud ma tavalist NE555 taimerit, vaid selle väga madala energiatarbega CMOS klooni TS555.

4. samm: probleem 4: kuidas kõik komponendid kokku panna?

Lihtsalt; vaadake ülaltoodud täielikku vooluringi. Siin on kasutatud osade loend:

• U1 = väikese võimsusega üksik CMOS -taimer TS555, tootja STMicroelectronics.
• M1 = P-kanaliga MOSFET-transistor IRF9Z34N.
• Q1 = PNP BJT transistor BC157.
• D1 = diood 1N4148.
• D2 = kollane LED, tüüp teadmata.
• C1 = 10 nF keraamiline kondensaator.
• C2 = 10 uF elektrolüütkondensaator.
• C3 = 1 mF elektrolüütkondensaator.
• R1 ja R2 = 1 k-oomi takistid.
• R3 = 100 oomi takisti.
• R4 = 10 k-oomi takisti.

5,2 V toite korral tarbib ülaltoodud ahel ainult ~ 3 mA, kui LED ei põle, ja ~ 25 mA, kui see on sisse lülitatud. Voolutarvet saab veelgi vähendada ~ 1 mA-ni, muutes R1 väärtuseks 100 k-oomi ja C2 väärtuseks 100 nF. Resistentsuse edasine suurendamine ja mahtuvuse vähendamine, mida piirab RC toote konstantsena hoidmine (= 0,01), ei vähenda voolu.

Olen LED -i ja R3 -takisti asetanud armsasse väikesesse Altoids -pleki ja naelutanud seina külge. Sealt jooksin pika kaabli kuni laes oleva LiftMasteri avajani. Juhi vooluring oli joodetud üldotstarbelisele tahvlile ja asetatud armsasse väikesesse karpi, mille sain Adafruitilt. Karp on kinnitatud LiftMasteri raami külge ja paar toitejuhet on kinnitatud ohutusanduri klemmidele.

Autoga garaaži tagasi sõites peatun kohe, kui LED kustub. Tulemuseks on täiuslik joondus, nagu on näidatud viimasel pildil. Probleem lahendatud!

5. samm. Lisand: kergem, kuigi mitte heledam parkimisabiline:)

10 päeva pärast selle juhendi esmakordset avaldamist ehitasin oma teise garaažiukse jaoks juhtiva parkimistule. Siinkohal tasub mainida, kuna olen ahela kujunduses väikseid parandusi teinud. Vaata esimest pilti. Esiteks valisin eelmises etapis kirjeldatud RC paari jaoks madalama voolu valiku, kus madal mahtuvus 100 nF vastab suuremale takistusele 100 k-oomi. Järgmisena kõrvaldasin PMOS-transistori ja 10 k-oomi tõmbetakistuse ning ühendasin LED-maanduse otse TS555 väljundpistikuga. See on võimalik, sest infrapunakiire teel olev objekt viib väljundpinge madalaks, lülitades LED -i tõhusalt sisse. Selle lihtsustamise eest tuleb siiski maksta. PMOS -i olemasolul ei pidanud ma muretsema LED -voolu pärast: IRF9Z34N võib võtta 19 A, nii et LED võib särada nii heledalt kui tahan. TS555 VÄLJUNDI tihvt võib uputada ainult 10 mA, seega pidin LED -i siduma kõrgema 220 -oomise takistiga, mis vähendas selle heledust. See on endiselt hästi nähtav, nagu näitab neljas pilt, nii et see töötab minu jaoks. Selle disaini osade loend on järgmine:

• U3 = väikese võimsusega üksik CMOS -taimer TS555, tootja STMicroelectronics.
• Q3 = PNP BJT transistor BC157.
• D5 = diood 1N4148.
• D6 = kollane LED, tüüp teadmata.
• C7 = 10 nF keraamiline kondensaator.
• C8 = 100 nF keraamiline kondensaator.
• C9 = 1 mF elektrolüütkondensaator.
• R9 = 100 k-oomi takisti.
• R10 = 1 k-oomi takisti.
• R11 = 220 oomi takisti.

Vooluahel tarbib olekus OFF ja ON 1 mA ja 12 mA.