Laserparkeringsassistent: 12 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Tyvärr måste jag dela min garageverkstad med våra bilar! Detta brukar dock fungera bra, om någon av våra två bilar parkeras för länge i deras bås kan jag knappt röra mig runt min borrpress, fräsmaskin, bordssåg osv. Om motsatt, om en bil inte parkeras tillräckligt långt, garageporten stängs inte eller ännu värre, slår på baksidan av ett fordon medan den stängs!

Som du förmodligen kommer överens om varierar "parkeringsprecision" mellan förare och jag var ofta frustrerad när jag gick runt en skärm bara för att komma till min arbetsbänk. Jag har provat "mekaniska lösningar" som en tennisboll som hänger från ett snöre som är knutet till en takbjälke men upptäckte att de kom i vägen för mig när jag rörde mig eller arbetade inne i en tom bilstall.

För att ta itu med detta dilemma kom jag på den här högteknologiska lösningen (potentiellt överdöd!) Som hjälper till att få bilarna placerade inom en tum eller så perfektion varje gång. Om du möter ett liknande problem erbjuder jag dig Laser Parking Assitant. Denna MICROCOMPUTER-GEEK-lösning fungerar bra, men är ändå enkel nog att byggas och installeras under en helg.

Lasrar till räddning

Jag hade nyligen några kvarvarande lasermoduler i min skräpbox som letade efter något att göra. Så mot bakgrund av mina pågående garageparkeringsproblem utarbetade jag ett schema för att montera lasrarna i takbjälkarna i mitt garage riktade ner mot bilarna nedan. Resultatet är en laserpunkt som projiceras på bilens instrumentbräda exakt där bilen behöver stoppas. Förarinstruktioner är enkla. Kör bara bilen in i garaget och stanna när du först ser den RÖDA DOTEN på instrumentbrädan!

Steg 1: Lasersäkerhet

Innan jag går vidare vill jag stanna upp några ord om lasersäkerhet. Till och med de 5 mw röda lasrarna med relativt låg effekt som används i detta projekt kan producera extremt ljusa, tätt fokuserade, höga energistrålar. Sådant ljus kan skada din syn! STAR INTE direkt i laserstrålen när som helst.

Steg 2: Val av lasermodul

För mina två bilar installerade jag ett par små 5 mw (milliwatt) fokuserbara röda lasermoduler, en över varje bilplats. Som visas i figur 2 är dessa små, fristående moduler som kan drivas från vilken som helst 3 till 6 VDC strömkälla. Dessa moduler kan köpas från eBay för $ 4- $ 10 ea. räckvidd, är lätta att montera och kan fokuseras på bilens instrumentbräda för att ge en röd prick som är lätt att se även i dagsljus. Faktum är att jag rekommenderar att du under installationen mjukar upp fokus lite eftersom detta både kommer att öka storleken på laserdot som ses på instrumentbrädan samt minska dess intensitet lite.

Laseralternativ

Du kanske frågar "Finns det inte billigare lasrar?" Svaret är JA, mycket billiga batteridrivna laserpekare kan hittas för en slant eller två. Jag har faktiskt köpt några för andra projekt men fann att de saknar utgångsljusstyrka. Prova dem gärna eftersom de kanske är tillräckligt ljusa för dig, men för min installation tyckte jag att ljusare, fokuserbara moduler var ett bättre spel.

Men vänta! Vissa lasrar matar ut ett LINE- eller CROSS -mönster. Skulle inte dessa vara ännu bättre? För att skapa ett LINE- eller CROSS -mönster placeras en sekundärlins inuti lasermodulen för att omvandla den normala laserpunktskällans utgång till önskat mönster. Vid generering av LINE- eller CROSS -mönstret distribueras laserutmatningen med hög intensitet, "utspädd" om du vill, för att bilda linjen (eller korsningen). I mina garageprover med dessa linser fann jag de resulterande laserlinjerna för svaga för att kunna ses på den automatiska instrumentbrädan, särskilt på dagtid med solsken som tvättas in genom garagefönstren.

Steg 3: Laser Controller Gen 1

För att maximera laserns livslängd krävs vissa kretsar för att slå på lasern när det behövs och sedan AV när den inte är det. Vår elektriska dörröppnare, som de flesta, tänder automatiskt en glödlampa varje gång dörröppnaren cyklar. Denna lampa lyser i cirka 5 minuter och stängs sedan av. I min första implementering placerade jag helt enkelt en ljussensor precis ovanför öppnaren och använde den för att driva en effekttransistor som aktiverade Parking Assistant Lasers. Medan detta fick saker att gå, märkte jag snart att om garageporten redan hade varit öppen ett tag innan jag drog upp för att parkera, skulle lasrarna inte aktiveras. Det vill säga eftersom timern för öppnare glödlampa hade löpt ut, var det faktiskt nödvändigt att cykla garageportöppnaren för att tända öppningslampan och i sin tur få parkeringshjälplasrarna att köra.

För att övervinna denna begränsning kom jag på Gen-2, en mer komplett lösning för att aktivera parkeringsassistentlasrarna VARJE gång en bil kommer in i garaget

Steg 4: Laserkontroller Gen 2 - Användning av öppnarens säkerhetssensor

En”Blockerad dörrsensor” är en obligatorisk säkerhetsfunktion på alla garageportöppnare. Detta uppnås vanligtvis genom att skjuta en infraröd ljusstråle över garageportöppningen, cirka 6 tum över golvnivå. Som visas i figur 3 kommer denna ljusstråle från sändaren 'A' och detekteras av sensorn 'B'. Om något hindrar denna ljusstråle under stängning av dörren, upptäcks en BLOCKED DOOR CONTITION och dörrens stängningsrörelse vänds upp av öppnaren för att återföra dörren till sitt helt upphöjda läge.

Som visas i figuren ovan består säkerhetssensorn 'Blockerad dörr' av IR-Light-Emitter 'A' och IR-Light-Detector 'B'.

Du hittar vanligtvis blockerade dörrsensorer som är anslutna till dörröppnaren med en 2-ledarkabel som de RÖDA linjerna i figur 3. Detta enkla trådpar kopplar ihop sändaren, detektorn och öppnaren. Det visar sig att detta sammankopplingsschema 1) levererar POWER från öppnaren för att köra sensorerna, och 2) tillhandahåller en kommunikationsväg från sensorerna tillbaka till öppnaren.

Steg 5: Hur dörrsäkerhetssensorn fungerar

Eftersom den blockerade dörrsensorn alltid är aktiv fann jag att jag kunde använda sensorn för att upptäcka den tillfälliga "blockerade dörrhändelsen" som inträffar när ett fordon körs in i garaget för parkering. För att få detta att fungera var det bara att förstå effekt- och signalformatet på kablarna för blockerade dörrsensorer.

Figuren ovan visar signalvågformen Blockerad dörr för ett dörröppnarsystem av märket GENIE

Jag har en "GENIE" -märkeöppnare och genom att placera ett oscilloskop över trådparet som löper mellan öppnaren och sensorerna hittade jag en pulserande 12 Volt Peak-Peak-vågform närvarande när dörrsensorn INTE blockerades. Som framgår blir spänningen över sensortrådarna en konstant +12VDC när sensorn BLOCKERAS.

Jag valde att genomföra detta projekt med programvara inuti en liten Arduino NANO mikrokontroller. Den fullständiga schemat över NANO -laserkontrollern finns i nästa steg. Jag använde en liten bit av prototyp kretskortsmaterial av perf-board-stil för att hålla NANO och de få återstående komponenterna som krävs för detta projekt. En liten kopplingsplint eller andra valfria kontakter kan användas för att ansluta till din dörröppnare och lasermodulerna.

Om du hoppar framåt till schemat ser du att den inkommande +12V PP dörrsensorsignalen går igenom några dioder (bara för att få rätt polaritet) och sedan genom en NPN -transistor (Q1) innan den levereras till en ingångsstift på NANO. Som illustreras i vågformer ovan gör denna transistor två saker. 1) Den omvandlar 12 V Peak to Peak -signalen till en 5 volt signal som är kompatibel med NANO, och 2) den INVERTERAR logiknivåerna.

FÖRSIKTIGHET: Lednings- och signalplanen som beskrivs ovan gäller för dörröppnare av märket GENIE. Medan jag tror att de flesta tvåtrådssensorsystem fungerar med en liknande signaleringsteknik, kan du behöva sätta ett omfång över sensorkablarna på ditt garageportöppningssystem för att förstå signaldetaljerna och justera projektet efter behov

Steg 6: Hårdvaran

Jag valde att implementera detta projekt i mjukvara med en liten Arduino NANO mikrokontroller. Den fullständiga schemat över NANO -laserkontrollern finns i nästa steg. Jag använde en liten bit av prototyp kretskortsmaterial av perf-board-stil för att hålla NANO och de få återstående komponenterna som krävs för detta projekt. En liten kopplingsplint eller andra valfria kontakter kan användas för att ansluta till din dörröppnare och lasermodulerna.

Som du kan se i schemat, går den inkommande +12V PP dörrsensorsignalen (föregående steg!) Genom några dioder (bara för att få rätt polaritet) och sedan genom en NPN-transistor (Q1) innan den levereras till en ingångs- stift på NANO. Som illustreras i figur 4 -vågformer gör denna transistor två saker. 1) Den omvandlar 12 V Peak to Peak -signalen till en 5 volt signal som är kompatibel med NANO, och 2) den INVERTERAR logiknivåerna.

En NANO -utgångsstift driver en MOSFET -transistor (Q3) för att ge ström till lasrarna. De återstående komponenterna har LED-indikatorer och en "test-mode" omkopplare.

Steg 7: Bygg laserparkeringsvakten

Dellistan för detta projekt finns ovan. Jag använde en liten bit perf-board för att montera NANO, transistorer och andra delar. Ledning från punkt till punkt användes för att slutföra alla sammankopplingar på perf-kortet. Jag hittade sedan en liten verktygslåda i plast för att hysa den färdiga perf -kartongenheten. Jag borrade de nödvändiga hålen i lådan så att lysdioder och testomkopplare var tillgängliga. Jag ledde DC-strömkabeln från väggvattenströmförsörjningen genom fodralet och kopplade den direkt till perf-kortet. Jag använde några "RCA" -stilar för att göra strömanslutningar till lasrarna och hackade upp några gamla ljudkablar för att koppla ihop lasrarna till dessa RCA-uttag genom att helt enkelt splitsa den SVARTA (- LASER VDC) lasertråden till SHIELD och RÖD (+ LASER VDC) lasertråd till mittledaren. Jag täckte sedan varje skarv med ett par lager krympslang för att ge isolering och mekanisk förstärkning.

Jag använde ett par träskruvar för att montera laserkontrollboxen uppe i spärren nära garageportöppnaren.

När det gäller programvara måste du ladda ner källkoden och redigera/kompilera/ladda upp den med ditt Arduio IDE.

Steg 8: Alternativ för strömförsörjning

En liten plug-in strömförsörjning som kan leverera reglerad 5VDC krävs för detta projekt. Eftersom varje laser behöver cirka 40 ma vid 5 VDC behöver en två laserinstallation en strömförsörjning på minst 100 ma. Jag hittade en lämplig reglerad, 5VDC väggvarta strömförsörjning i min skräpbox som fungerade bra. En reglerad 5 VDC mobiltelefonladdare är också ett fungerande alternativ. Dessa är helt isolerade, har en USB -kontakt för anslutning till en mobiltelefon eller surfplatta och är vanligt tillgängliga för bara några dollar. Man kan bara hacka av ena änden av en USB -kabel och ansluta lämpliga 5 VDC- och GROUND -kablar till laserkontrollens ingångskontakter.

STRÖMFÖRSÖRJNING & LASERMODUL FÖRSIKTIGHET:

1. Var noga med att mäta och kontrollera utmatningen av eventuella förbrukningsmaterial du använder. Många väggvårtor är INTE reglerade och kan ha mycket höga spänningsutgångar vid lätt belastning. Överspänning kan överdriva lasrarna och skapa osäkra laserljusnivåer samt förkortad livslängd för lasern.

2. Jag rekommenderar inte att dra +5VDC från NANO för att driva lasrarna eftersom detta kan överskrida NANO: s uteffektström som kan överhettas eller skada NANO CPU -kortet.

3. För att undvika jordstötningar med din garageportöppnare, se till att 5VDC -strömförsörjningen som du använder för detta projekt flyter i förhållande till marken.

Lägg märke till att metallhöljet för varje lasermodul är elektriskt anslutet till POSITIV (RÖD) laserkraftkabel. Som sådan bör hela kretsen som visas vara byggd för att vara helt isolerad (aka: "flytande") med avseende på markjord

Steg 9: Montering av lasrar

Jag använde ½ tum kabelklämmor för att fästa varje laser på ett träblock som jag sedan skruvade fast i garagebommen. Några lager av tejp behövdes runt varje laser för att förstora lasermodulens 12 mm diameter så att den skulle hållas tätt på plats av kabellampan. Den enda skruven på kabelklämman gör att lasern kan rotera efter behov för inriktning. Som nämnts är själva träklossen förankrad i taket med en enda skruv så att själva träklosset kan roteras efter behov.

Med hjälp av "TEST MODE" -knappen och de två "optiska justeringsjusteringarna" är det enkelt att uppnå laserpunkten exakt på rätt plats på fordonets instrumentbräda.

Steg 10: Hur det fungerar

Operationslogiken för laserkontrollen är ganska enkel. Så snart den blockerade dörrsensorns signalledning går från pulserande till en stabil nivå, vet vi att vi har en Blocked-Door-händelse. Om vi antar att den blockerade dörren beror på att ett fordon kommer in i garaget och ett ögonblick avbryter dörrsensorstrålen, kan vi omedelbart slå på parkeringshjälplasrarna. Efter cirka 30 sekunder kan vi sedan stänga av lasrarna.

Programkoden "körläge" som implementerar denna logik ses i figur 5. NANO övervakar helt enkelt dörrensensorns ingångsstift och när den signalen stannar vid logik 0 i mer än ½ sekund, drar det slutsatsen att vi har en blockerad sensor- händelse och slår på Parking Assist Lasers. När pulssignalen återkommer (bilen helt i garaget, dörrsensorn inte längre blockerad) startar vi en 30 sekunders”Laser-OFF-timer”. När denna timer går ut är sekvensen klar och lasrarna stängs av.

Hela koduppsättningen är bara lite mer komplex eftersom den också måste hantera några LED -indikatorer och en omkopplare. Vippomkopplaren väljer mellan normalt "RUN MODE" och "TEST MODE". I TESTLÄGE ignoreras garageportssensorn och lasrarna slås bara PÅ. Detta används under installation och installation så att man kan rikta lasrarna till rätt plats på bilens vindruta/instrumentbräda. Tre lysdioder visar POWER-ON, LASER-ON och STATUS. STATUS-lysdioden lyser konstant när en blockerad dörr upptäcks. Denna lysdiod blinkar ungefär en gång per sekund när dörren inte längre är blockerad och Laser-OFF-timern räknar ner. STATUS -lampan blinkar snabbt när vippomkopplaren har ställts in på TEST MODE -läget.

Steg 11: Sammanfattning

Laserparkeringsassistentprojektet gör jobbet för mig och blev överraskande väl accepterat av min "användargrupp" (make). Nu uppnås rutinmässigt högprecisionsparkering. Jag tycker att laserpunkten är lätt synlig under alla ljusförhållanden men föraren är inte alltför distraherad av pricken och förblir uppmärksam på omgivningen medan han parkerar.

Om du står inför ett liknande parkeringsproblem och letar efter ett NERD-INTENSIVT tillvägagångssätt kan detta vara lösningen som fungerar för dig också!

Trevlig parkering!

Steg 12: Referenser, schematiska, Arduino -källkodfiler

Se bifogade filer för källkoden och en PDF -fil av hela schemat.

ÖVRIGA REFERENSER

Källor till lasermoduler:

Sök på eBay efter: 5mW Dot Laser Focus

Källor till miniatyrväxlingsomkopplare:

Sök på eBay efter omkopplare för miniturer

Källor till IRFD9120 MOSFET:

Sök på eBay efter: IRFD9120

Källor för +5VDC nätaggregat

Sök på eBay efter: 5VDC mobiltelefonladdare

Datablad för P-kanal MOSFET-enhet

www.vishay.com/docs/91139/sihfd912.pdf