עזר חניה הפוך במוסך באמצעות חיישן בטיחות קיים ומעגל אנלוגי: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

אני חושד שהמצאות רבות בהיסטוריה של האנושות נעשו בגלל נשים מתלוננות. מכונת כביסה ומקרר בהחלט נראים כמועמדים קיימא. ה"המצאה "הזעירה שלי המתוארת במדריך זה היא עוזר חניה אלקטרוני בחניון שגם הוא תוצאה של (כן, ניחשתם נכון) מתלונות חביבות.:)

אני אוהב להחנות את הרכב שלי במוסך שלנו לאחור ליציאה מהירה בבוקר. אם אני מחנה אותו רחוק מדי, אשתי לא מרוצה ממעבר צר לדלת הבית. אם אני מחנה אותו לא מספיק רחוק, אז הפגוש הקדמי הוא בדרך לדלת המוסך הנשלטת מרחוק. המקום האידיאלי הוא לקבל פגוש קדמי שנמצא 1-2 סנטימטרים מהדלת הסגורה, וזה די קשה להשיג בכל פעם.

מטבע הדברים, הפתרון הפשוט ביותר הוא כדור הטניס הקלאסי על חוט שתלוי מהתקרה. בטח, זה יעבוד, אבל איפה הכיף? עבור חובב אלקטרוני כמוני המחשבה הראשונה היא בניית מעגל! קיימים לפחות עשרות מדריכים המתארים מאתר טווח מוסכים המבוסס על חיישן אולטרסאונד, Arduino, ואיזה סוג של אור אור באמצעות נוריות LED. מכאן שכדי להפוך אותו למעניין יותר בחרתי בפתרון חלופי המנצל חיישן היפוך בטיחות קיים המהווה חלק בלתי נפרד מדלת המוסך האוטומטית המיוצרת על ידי LiftMaster. הסרטון הבא מסביר איך זה עובד, וחוסך לי הרבה כתיבה.

מקלט החיישן מסמן "הכל ברור" ברגע שהפגוש הקדמי מפסיק לחתוך את הקורה האינפרא אדומה. מושלם! כל מה שאני צריך לעשות זה ליירט את האות הזה, נכון? ובכן, קל יותר לומר מאשר לעשות…

(כתב ויתור: המשך לשלב הבא אתה מכיר בכך שאתה בקיא באלקטרוניקה ויודע היטב כי פרויקט זה משעשע עם ציוד בטיחות קיים. הוא עובד מצוין אם הוא מבוצע כהלכה, אך אם אתה משבש משהו אתה מסתכן בהפיכת האמור ציוד בטיחות לא יעיל. המשך על אחריותך בלבד, אני לא אחראי לכל השפעה רעה, כגון חיות מחמד מתות/פצועות, ילדים וכו ', הנובעות מיישום הוראה זו.)

שלב 1: בעיה 1: כיצד ליירט ולנצל אות מחיישן הבטיחות של LiftMaster?

כאשר נתיב קרן האינפרא אדום (IR) בין פולט ומקלט ברור, המקלט שולח באמצעות זוג חוטים אות גל מרובע של 156 הרץ כפי שמוצג בתמונה הראשונה. בתקופה בודדת 6.5 ms של ~ 6 V גבוה ואחריו לא יותר מ 0.5 ms של ~ 0 V נמוך (תמונה שנייה ושלישית). כאשר קרן ה- IR פוגשת מכשול, המקלט לא שולח שום אות והקו נשאר גבוה במתח האספקה (תמונה רביעית). מעניין לציין כי אספקת החשמל הן לפולט והן למקלט, כמו גם לאות של המקלט, מקורם בצמד מסופים בודד בחלק האחורי של פותחן LiftMaster (תמונה חמישית).

לפיכך, מהות הבעיה היא כיצד לזהות את אות הגל המרובע בתמונה הראשונה מתוך אות DC בתמונה 4. אין צורך להמציא את הגלגל מחדש, שכן בעיה זו נפתרה על ידי אחרים עם מעגל גלאי דופק חסר.. יש יישומים רבים; בחרתי אחד מהדף הזה של מעגלים היום ושיניתי אותו מעט כפי שמוצג בתמונה החמישית. העמוד המקורי מתאר את עקרונות הפעולה שלו בפירוט. בקיצור, הטיימר NE555 הפועל במצב חד -יציב ישמור על סיכת ה- OUTPUT שלו גבוה כל עוד תקופת הגל המרובע הנכנס (המחובר ל- TRIGGER) קצרה יותר מרווח העיתוי בסיכות THRESHOLD+DISCHARGE. האחרון תלוי בערכים של R1 ו- C2. מתח DC ב- TRIGGER יאפשר ל- C2 לטעון מעל ערך הסף וסיכת OUTPUT תרד. הבעיה נפתרה!

שלב 2: בעיה 2: כיצד להצביע חזותית על מצב סיכת ה- OUTPUT של טיימר?

זה לא פשוט: השתמש בל LED. שמור אותו כאשר קרן ה- IR שלמה ו- OUTPUT גבוה (מה שקורה 99.999% מהזמן) והפעל אותה כאשר הקרן נקטעת וה- OUTPUT יורד. במילים אחרות, הפוך אות OUTPUT להפעלת הנורית. המתג הפשוט ביותר מסוג זה, IMHO, משתמש בטרנזיסטור MOSFET של ערוץ P, כפי שמוצג בתמונה למעלה. OUTPUT של טיימר מחובר לשער שלו. כל עוד הוא גבוה, הטרנזיסטור נמצא במצב עכבה גבוהה והנורית כבויה. ולהיפך, מתח נמוך בשער יאפשר זרם זרם. הנגד הנמשך R4 מבטיח שהשער לעולם לא יישאר משתלשל וישמור על המצב המועדף עליו. הבעיה נפתרה!

שלב 3: בעיה 3: כיצד להפעיל את המעגל שתואר עד כה?

גלאי הדופק החסר המוצג בשלב 1 זקוק למתח אספקת DC יציב. אני יכול להשתמש בסוללות או לקנות מתאם AC/DC מתאים. מה, יותר מדי צרות. מה דעתך להשתמש באספקת חיישן הבטיחות עצמה המסופקת על ידי LiftMaster? ובכן, הבעיה היא שהוא נושא את האות של מקלט ה- IR, שאינו "יציב", ואינו "DC". אך ניתן לסנן אותו ולהחליק אותו כראוי באמצעות מעגל פשוט מאוד המוצג למעלה. קבל אלקטרוליטי גדול של 1 mF הוא מסנן מספיק טוב והדיודה המצורפת מוודאת שהוא לא נזרק בחזרה כשהאות נמוך. הבעיה נפתרה!

הטריק הוא לא לשאוב יותר מדי זרם מ- LiftMaster, אחרת פעולת חיישן הבטיחות עלולה להיפגע. מסיבה זו לא השתמשתי בטיימר NE555 הסטנדרטי אלא בשיבוט ה- CMOS שלו TS555 עם צריכת חשמל נמוכה מאוד.

שלב 4: בעיה 4: כיצד לחבר את כל הרכיבים יחד?

בְּקַלוּת; ראה את המעגל השלם למעלה. להלן רשימת החלקים בהם השתמשתי:

• U1 = טיימר CMOS בודד בעל עוצמה נמוכה TS555 מתוצרת STMicroelectronics.
• M1 = טרנזיסטור MOSFET P-channel IRF9Z34N.
• Q1 = טרנזיסטור PNJ BJT BC157.
• D1 = דיודה 1N4148.
• D2 = LED צהוב, סוג לא ידוע.
• C1 = 10 nF קבלים קרמיים.
• C2 = 10 קבלים אלקטרוליטיים uF.
• C3 = קבל אלקטרוליטי mF 1.
• R1 ו- R2 = נגדים של k-ohm.
• R3 = נגד של 100 אוהם.
• R4 = נגד 10 k-ohm.

עם אספקת 5.2 V המעגל הנ ל צורך רק ~ 3 mA כאשר נורית כבויה ו- ~ 25 mA כאשר הוא דולק. ניתן לצמצם עוד יותר את הצריכה הנוכחית ל- ~ 1 mA על ידי שינוי R1 ל- 100 k-ohm ו- C2 ל- 100 nF. עלייה נוספת בהתנגדות וצמצום הקיבול המוגבל על ידי שמירה על המוצר RC קבוע (= 0.01) אינה מפחיתה את הזרם.

הנחתי את הנגד LED ו- R3 בתוך פח קטן וחמוד של אלטוידס וסמרתי אותו לקיר. ממנו העברתי כבל ארוך עד לפותחן LiftMaster שעל התקרה. מעגל הנהגים מולחם על לוח למטרות כלליות והונח בקופסה קטנה וחמודה שקיבלתי מ- Adafruit. התיבה מחוברת למסגרת של LiftMaster וזוג חוטי האספקה מחוברים למסופי חיישן הבטיחות.

תוך גיבוי המכונית שלי למוסך אני עוצר ברגע שהנורית כבה. התוצאה היא יישור מושלם, כפי שמוצג בתמונה האחרונה. הבעיה נפתרה!

שלב 5: תוספת: עוזר חניה בהיר יותר, אם כי לא בהיר יותר:)

10 ימים לאחר פרסום המדריך הזה לראשונה, בניתי את מנורת החניה המנחה לדלת המוסך השנייה שלי. ראוי להזכיר כאן מכיוון שביצעתי שיפורים קטנים בעיצוב המעגל. ראו את התמונה הראשונה. ראשית, בחרתי באפשרות זרם נמוך יותר עבור זוג RC המתואר בשלב הקודם שבו קיבול נמוך של 100 nF תואם התנגדות גבוהה יותר של 100 k-ohm. לאחר מכן, חיסלתי את הטרנזיסטור PMOS ואת הנגד הנמשך של 10 קילו-אוהם וחיברתי את קרקע ה- LED ישירות לסיכת OUTPUT של TS555. זה אפשרי מכיוון שאובייקט בנתיב קרן ה- IR מביא למתח OUTPUT נמוך, ומדליק למעשה את הנורית. עם זאת, יש מחיר לשלם עבור הפשט הזה. עם PMOS נוכח לא הייתי צריך לדאוג לגבי זרם LED: IRF9Z34N יכול לקחת 19 A, כך שהנורית יכולה להאיר בהירה כמו שאני רוצה. סיכת OUTPUT של TS555 יכולה לשקוע רק 10 mA, ומכאן שהייתי צריך לשייך את הנורית לנגד גבוה יותר של 220 אוהם, מה שהוריד את בהירותו. זה עדיין גלוי היטב, כפי שמראה התמונה הרביעית, כך שזה עובד בשבילי. רשימת החלקים לעיצוב זה היא כדלקמן:

• U3 = טיימר CMOS בודד בעל עוצמה נמוכה TS555 מתוצרת STMicroelectronics.
• Q3 = טרנזיסטור PNJ BJT BC157.
• D5 = דיודה 1N4148.
• D6 = LED צהוב, סוג לא ידוע.
• C7 = קבל קרמיקה של 10 nF.
• C8 = 100 nF קבלים קרמיים.
• C9 = קבל אלקטרוליטי mF 1.
• R9 = 100 k-ohm נגד.
• R10 = 1 k-ohm נגד.
• R11 = נגד של 220 אוהם.

המעגל צורך 1 mA ו- 12 mA במצב OFF ו- ON, בהתאמה.