Hỗ trợ đỗ xe bằng laser: 12 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Thật không may, tôi phải chia sẻ xưởng để xe của tôi với những chiếc xe của chúng tôi! Điều này thường hoạt động tốt, tuy nhiên, nếu một trong hai chiếc xe của chúng tôi đỗ vào quầy hàng của họ quá xa, tôi hầu như không thể di chuyển xung quanh máy khoan, máy phay, máy cưa bàn, v.v. Ngược lại, nếu một chiếc xe không đỗ đủ xa, cửa nhà để xe vẫn chưa đóng hoặc tệ hơn là đóng sầm vào đuôi xe khi đang đóng!

Như bạn có thể sẽ đồng ý, "độ chính xác đỗ xe" khác nhau giữa các trình điều khiển và tôi thường xuyên thất vọng khi né tránh chắn bùn chỉ để đến băng ghế làm việc của mình. Tôi đã thử 'các giải pháp cơ học' chẳng hạn như một quả bóng tennis treo lơ lửng trên một sợi dây buộc vào một kèo trên cao nhưng nhận thấy rằng chúng cản đường tôi khi di chuyển xung quanh hoặc làm việc bên trong một gian hàng trống.

Để giải quyết tình huống khó xử này, tôi đã đưa ra giải pháp công nghệ cao (có khả năng giết chết quá mức!) Này giúp đưa những chiếc xe vào vị trí hoàn hảo trong vòng một inch hoặc lâu hơn. Nếu bạn gặp phải vấn đề tương tự, tôi cung cấp cho bạn Công cụ hỗ trợ đỗ xe bằng laser. Giải pháp MICROCOMPUTER-GEEK này hoạt động tốt, nhưng đủ đơn giản để được xây dựng và cài đặt trong một ngày cuối tuần.

Laser để giải cứu

Gần đây tôi có một số mô-đun laser còn sót lại trong hộp rác của tôi đang tìm kiếm một cái gì đó để làm. Vì vậy, để giải quyết vấn đề liên quan đến việc đỗ xe trong ga ra của tôi (không có ý định chơi chữ), tôi đã lên một kế hoạch để gắn các tia laser vào xà nhà trên cao của ga ra nhằm vào những chiếc xe bên dưới. Kết quả là một chấm laze được chiếu lên bảng điều khiển của ô tô, chính xác nơi ô tô cần dừng lại. Hướng dẫn trình điều khiển rất đơn giản. Chỉ cần lái xe vào ga ra và dừng lại khi bạn lần đầu tiên nhìn thấy DOT ĐỎ trên bảng điều khiển!

Bước 1: An toàn Laser

Trước khi đi xa hơn, tôi muốn tạm dừng một vài lời về sự an toàn của tia laser. Ngay cả các tia laser RED 5 mw công suất tương đối thấp được sử dụng trong dự án này cũng có thể tạo ra chùm ánh sáng cực kỳ sáng, hội tụ chặt chẽ, năng lượng cao. Ánh sáng như vậy có thể làm hỏng tầm nhìn của bạn! KHÔNG ĐƯỢC TRỰC TIẾP VÀO LASER BEAM BẤT CỨ LÚC NÀO.

Bước 2: Lựa chọn mô-đun Laser

Đối với thiết lập hai chiếc xe của tôi, tôi đã lắp đặt một cặp mô-đun laser màu đỏ có thể tiêu điểm nhỏ 5 mw (milliwatt), một mô-đun trên mỗi khoang xe. Như trong Hình 2, đây là những mô-đun nhỏ, khép kín, có thể được cấp nguồn từ bất kỳ nguồn điện 3 đến 6 VDC nào. Bạn có thể mua các mô-đun này trên eBay với giá từ 4 đến 10 đô la Mỹ. phạm vi, dễ lắp và có thể tập trung vào bảng điều khiển trên ô tô của bạn để cung cấp một chấm đỏ dễ nhìn ngay cả trong điều kiện ánh sáng ban ngày. Trên thực tế, tôi khuyên rằng trong quá trình cài đặt, bạn nên làm mềm tiêu điểm một chút vì điều này sẽ làm tăng kích thước của chấm laser nhìn thấy trên bảng điều khiển cũng như giảm cường độ của nó một chút.

Các lựa chọn thay thế bằng laser

Bạn có thể hỏi, "Không có loại laser nào rẻ hơn?" Câu trả lời là CÓ, có thể tìm thấy con trỏ laser chạy bằng pin rất rẻ với giá một hoặc hai đồng. Tôi thực sự đã mua một số cho các dự án khác nhưng thấy chúng thiếu độ sáng đầu ra. Vui lòng dùng thử chúng vì chúng có thể đủ sáng cho bạn, nhưng đối với cài đặt của tôi, tôi thấy các mô-đun sáng hơn, có thể lấy nét là một cách chơi tốt hơn.

Nhưng chờ đã! Một số tia laser tạo ra dạng LINE hoặc CROSS. Những thứ này sẽ không tốt hơn sao? Để tạo mẫu LINE hoặc CROSS, một thấu kính phụ được đặt bên trong mô-đun laser để biến đổi đầu ra nguồn điểm laser bình thường thành mẫu mong muốn. Khi tạo mẫu LINE hoặc CROSS, đầu ra tia laser cường độ cao được phân phối, "pha loãng" nếu bạn muốn, để tạo thành hình ảnh đường thẳng (hoặc chữ thập). Trong các thử nghiệm trong nhà để xe của tôi với các ống kính này, tôi thấy các vạch laser kết quả quá mờ để nhìn thấy trên bảng điều khiển tự động, đặc biệt là vào ban ngày với ánh sáng mặt trời chiếu qua cửa sổ nhà để xe.

Bước 3: Bộ điều khiển Laser Gen 1

Để tối đa hóa tuổi thọ hoạt động của laser, cần có một số mạch điện để BẬT laser khi cần, rồi TẮT khi không. Máy mở cửa điện của chúng tôi, cũng như hầu hết, tự động bật bóng đèn mỗi khi máy mở cửa quay vòng. Bóng đèn này vẫn sáng trong khoảng 5 phút và sau đó tắt. Trong lần thực hiện đầu tiên, tôi chỉ cần đặt một cảm biến ánh sáng ngay trên bóng đèn mở và sử dụng cảm biến đó để điều khiển một bóng bán dẫn điện kích hoạt Đèn chiếu hỗ trợ đỗ xe. Trong khi mọi thứ diễn ra suôn sẻ, tôi nhanh chóng nhận thấy rằng nếu cửa nhà để xe đã mở một lúc trước khi tôi dừng lại để đỗ xe, thì Laser sẽ không kích hoạt. Đó là, vì bộ hẹn giờ Bóng đèn Khai thác đã hết hạn, người ta thực sự cần phải đạp xe mở cửa ga ra để bật bóng đèn mở và lần lượt, để các tia laser hỗ trợ đỗ xe chạy.

Để khắc phục hạn chế này, tôi đã đưa ra Gen-2, một giải pháp hoàn thiện hơn để kích hoạt tia laser hỗ trợ đỗ xe MỌI LÚC một chiếc xe hơi vào ga ra

Bước 4: Bộ điều khiển Laser Gen 2 - Sử dụng Bộ cảm biến Saftey mở

“Cảm biến cửa bị chặn” là một tính năng an toàn bắt buộc trên tất cả các thiết bị mở cửa ga ra. Điều này thường được thực hiện bằng cách bắn một chùm ánh sáng hồng ngoại qua cửa nhà để xe, khoảng 6 inch so với mặt sàn. Như trong hình 3, chùm sáng này bắt nguồn từ Emitter ‘A’ và được phát hiện bởi Sensor ‘B’. Nếu có bất kỳ vật gì cản trở chùm ánh sáng này trong quá trình đóng cửa, một ĐIỀU KIỆN CỬA BỊ CHẶN sẽ được phát hiện và chuyển động đóng cửa sẽ được đảo ngược bởi thiết bị mở để đưa cánh cửa trở lại vị trí nâng lên hoàn toàn của nó.

Như trong hình trên, cảm biến an toàn 'Cửa bị chặn' bao gồm IR-Light-Emitter "A" và IR-Light-Detector "B".

Thông thường, bạn sẽ tìm thấy các cảm biến cửa bị chặn được kết nối với thiết bị mở cửa bằng cách sử dụng dây 2 ruột giống như Dây ĐỎ xuất hiện trong Hình 3. Cặp dây đơn giản này kết nối Bộ phát, Bộ phát hiện và Bộ mở với nhau. Hóa ra là sơ đồ kết nối này 1) cung cấp NGUỒN ĐIỆN từ thiết bị mở để chạy các cảm biến và 2) cung cấp đường truyền thông tin từ các cảm biến trở lại thiết bị mở.

Bước 5: Cách thức hoạt động của cảm biến an toàn cửa

Vì cảm biến cửa bị chặn luôn hoạt động, nên tôi thấy mình có thể sử dụng cảm biến để phát hiện “sự kiện cửa bị chặn” tạm thời xảy ra bất cứ khi nào có xe chạy vào ga ra để đỗ. Để làm được điều này, vấn đề chỉ là hiểu nguồn điện và định dạng tín hiệu có trên hệ thống dây điện của Cảm biến Cửa bị Chặn.

Hình trên cho thấy dạng sóng báo hiệu Cửa bị chặn cho Hệ thống mở cửa thương hiệu GENIE

Tôi có một dụng cụ mở cửa hiệu “GENIE” và bằng cách đặt một máy hiện sóng trên cặp dây chạy giữa thiết bị mở và các cảm biến, tôi đã tìm thấy dạng sóng Đỉnh-Đỉnh 12 Volt hiện diện bất cứ khi nào cảm biến cửa KHÔNG BỊ CHẶN. Như đã thấy, điện áp trên các dây cảm biến trở thành + 12VDC ổn định bất cứ khi nào cảm biến BỊ CHẶN.

Tôi đã chọn thực hiện dự án này với phần mềm bên trong một vi điều khiển Arduino NANO nhỏ. Sơ đồ hoàn chỉnh của bộ điều khiển laser NANO được tìm thấy trong bước tiếp theo. Tôi đã sử dụng một mảnh nhỏ của vật liệu bảng mạch nguyên mẫu theo phong cách perf-board để giữ NANO và một vài thành phần còn lại cần thiết cho dự án này. Một dải thiết bị đầu cuối nhỏ hoặc các đầu nối khác mà bạn chọn có thể được sử dụng để kết nối với thiết bị mở cửa của bạn và các mô-đun laser.

IIt bạn bỏ qua phía trước đến sơ đồ, người ta thấy rằng tín hiệu cảm biến cửa PP + 12V đến đi qua một vài điốt (chỉ để lấy đúng cực) và sau đó qua một bóng bán dẫn NPN (Q1) trước khi được chuyển đến một chân đầu vào. NANO. Như được minh họa trong các dạng sóng ở trên, bóng bán dẫn này thực hiện hai điều. 1) Nó chuyển đổi tín hiệu Đỉnh 12 V sang Đỉnh thành tín hiệu 5 volt tương thích với NANO, và 2) nó BAO GIỜ các mức logic.

THẬN TRỌNG: Sơ đồ đấu dây và tín hiệu được mô tả ở trên áp dụng cho các thiết bị mở cửa nhãn hiệu GENIE. Mặc dù tôi tin rằng hầu hết các sơ đồ cảm biến hai dây hoạt động bằng cách sử dụng một kỹ thuật tín hiệu tương tự, bạn có thể phải đặt một phạm vi trên hệ thống dây cảm biến trên hệ thống mở cửa nhà để xe của bạn để hiểu chi tiết tín hiệu và điều chỉnh dự án khi cần thiết

Bước 6: Phần cứng

Tôi đã chọn thực hiện dự án này trong phần mềm sử dụng vi điều khiển Arduino NANO nhỏ. Sơ đồ hoàn chỉnh của bộ điều khiển laser NANO được tìm thấy trong bước tiếp theo. Tôi đã sử dụng một mảnh nhỏ của vật liệu bảng mạch nguyên mẫu theo phong cách perf-board để giữ NANO và một vài thành phần còn lại cần thiết cho dự án này. Một dải thiết bị đầu cuối nhỏ hoặc các đầu nối khác mà bạn chọn có thể được sử dụng để kết nối với thiết bị mở cửa và mô-đun laser.

Như bạn có thể thấy trong sơ đồ, tín hiệu cảm biến cửa PP + 12V đến (bước tiếp theo!) Đi qua một vài điốt (chỉ để lấy đúng cực) và sau đó qua bóng bán dẫn NPN (Q1) trước khi được chuyển đến đầu vào- ghim trên NANO. Như được minh họa trong các dạng sóng Hình 4, bóng bán dẫn này thực hiện hai việc. 1) Nó chuyển đổi tín hiệu 12 V Peak to Peak thành tín hiệu 5 volt tương thích với NANO và 2) nó INVERT các mức logic.

Chân đầu ra NANO điều khiển một bóng bán dẫn MOSFET nguồn (Q3) để cung cấp năng lượng cho các tia laser. Các thành phần còn lại cung cấp đèn chỉ báo LED và đầu vào chuyển đổi "chế độ kiểm tra".

Bước 7: Xây dựng Người phục vụ đỗ xe bằng tia laser

Danh sách các bộ phận cho dự án này được tìm thấy ở trên. Tôi đã sử dụng một miếng bảng điều khiển nhỏ để gắn NANO, bóng bán dẫn và các bộ phận khác. Hệ thống dây điểm tới điểm được sử dụng để hoàn thành tất cả các kết nối trên bảng mạch hoàn hảo. Sau đó, tôi đặt một hộp tiện ích nhỏ bằng nhựa để chứa bộ lắp ráp bảng hoàn chỉnh. Tôi đã khoan các lỗ cần thiết trên hộp để đèn LED và CÔNG TẮC KIỂM TRA có thể truy cập được. Tôi đã định tuyến dây nguồn DC từ nguồn điện của ổ cắm điện trên tường qua vỏ máy và đấu dây cứng vào bảng mạch hoàn chỉnh. Tôi đã sử dụng một số giắc cắm phono kiểu "RCA" để tạo kết nối nguồn với laser và hack một số cáp âm thanh cũ để kết nối laser với các giắc cắm RCA này bằng cách chỉ cần nối dây laser ĐEN (- LASER VDC) với SHIELD và Dây laser RED (+ LASER VDC) đến dây dẫn trung tâm. Sau đó, tôi bao phủ mỗi mối nối bằng một vài lớp ống co ngót để cung cấp cách nhiệt và gia cố cơ học.

Tôi đã sử dụng một vài vít gỗ để gắn hộp Điều khiển Laser lên xà nhà gần thiết bị mở cửa nhà để xe.

Đối với phần mềm, bạn sẽ cần tải xuống mã nguồn và chỉnh sửa / biên dịch / tải lên bằng IDE Arduio của mình.

Bước 8: Tùy chọn nguồn điện

Cần có một bộ nguồn nhỏ cắm vào có khả năng cung cấp 5VDC được quy định cho dự án này. Vì mỗi tia laser cần khoảng 40 ma ở 5 VDC, nên lắp đặt hai tia laser cần một nguồn cung cấp có khả năng tối thiểu là 100 ma. Tôi đã tìm thấy một bộ nguồn 5VDC được điều chỉnh phù hợp trong hộp rác của mình và hoạt động tốt. Bộ sạc điện thoại di động 5 VDC được quy định cũng là một lựa chọn khả thi. Chúng được cách ly hoàn toàn, có ổ cắm USB để kết nối với điện thoại di động hoặc máy tính bảng và thường có sẵn với giá chỉ vài đô la. Người ta có thể chỉ cần bẻ một đầu của cáp USB và kết nối các dây 5 VDC và GROUND thích hợp vào các thiết bị đầu cuối đầu vào nguồn điều khiển laser.

CUNG CẤP NGUỒN & LASER MODULE CẢNH BÁO:

1. Cẩn thận để đo lường và kiểm tra đầu ra của bất kỳ nguồn cung cấp nào bạn sử dụng. Nhiều nguồn cung cấp thuốc trị mụn cóc trên tường KHÔNG ĐƯỢC QUY ĐỊNH và có thể có đầu ra điện áp rất cao khi tải nhẹ. Quá điện áp có thể điều khiển quá mức các tia laser tạo ra mức ánh sáng laser không an toàn cũng như làm giảm tuổi thọ hoạt động của tia laser.

2. Tôi không khuyên bạn nên tắt nguồn + 5VDC của NANO để cấp nguồn cho laser vì điều này có thể vượt quá công suất dòng điện đầu ra của NANO có thể quá nóng hoặc làm hỏng bo mạch CPU NANO.

3. Để tránh bất kỳ tranh chấp nối đất nào với Dụng cụ mở cửa nhà để xe của bạn, hãy đảm bảo rằng nguồn điện 5VDC mà bạn sử dụng cho dự án này đang SANG TRỌNG đối với mặt đất.

Lưu ý rằng vỏ kim loại của mỗi mô-đun laser được kết nối điện với dây cấp nguồn laser TÍCH CỰC (ĐỎ). Do đó, toàn bộ mạch điện như được hiển thị phải được xây dựng để được cách ly hoàn toàn (hay còn gọi là: 'nổi') đối với mặt đất

Bước 9: Gắn Lasers

Tôi đã sử dụng kẹp cáp ½ inch để cố định từng tia laser vào một khối gỗ mà sau đó tôi vặn vào vì kèo nhà để xe. Cần một vài lớp băng dính điện xung quanh mỗi tia laser để phóng to đường kính 12 mm của mô-đun laser sao cho nó được giữ chặt vào vị trí bằng đèn cáp. Vít đơn của kẹp cáp cho phép tia laser xoay khi cần để căn chỉnh. Như đã lưu ý, bản thân khối gỗ được neo vào vì kèo bằng một vít duy nhất để khối gỗ có thể tự xoay khi cần thiết.

Sử dụng công tắc "CHẾ ĐỘ THỬ NGHIỆM" và hai "điều chỉnh căn chỉnh quang học", dễ dàng đạt được thiết lập để định vị điểm laser chính xác vào vị trí bên phải của bảng điều khiển xe.

Bước 10: Cách thức hoạt động

Logic hoạt động của bộ điều khiển laser khá đơn giản. Ngay sau khi đường tín hiệu của cảm biến cửa bị chặn chuyển từ mức xung đến mức ổn định, chúng ta biết rằng mình có sự kiện Cửa bị chặn. Giả sử cửa bị chặn là do có xe vào ga ra và làm ngắt tia cảm biến cửa trong giây lát, chúng ta có thể bật ngay tia laser hỗ trợ đỗ xe. Sau khoảng 30 giây, sau đó chúng ta có thể tắt laser.

Mã phần mềm "run-mode" thực hiện logic này được nhìn thấy trong Hình 5. NANO chỉ đơn giản là giám sát chân đầu vào của Cảm biến cửa và bất cứ khi nào tín hiệu đó ở mức logic 0 trong hơn ½ giây, nó kết luận rằng chúng ta có cảm biến bị chặn- sự kiện và BẬT Laser hỗ trợ đỗ xe. Sau khi tín hiệu xung quay trở lại (xe hoàn toàn ở trong ga ra, Cảm biến cửa không còn bị chặn), chúng tôi bắt đầu "hẹn giờ TẮT Laser" 30 giây. Khi bộ đếm thời gian này hết hạn, trình tự được hoàn thành và các tia laze được TẮT.

Bộ mã đầy đủ chỉ phức tạp hơn một chút vì nó cũng phải xử lý một số chỉ báo LED và công tắc bật tắt. Công tắc chuyển đổi chọn giữa “CHẾ ĐỘ CHẠY” và “CHẾ ĐỘ KIỂM TRA” bình thường. Ở CHẾ ĐỘ THỬ NGHIỆM, cảm biến cửa ga ra bị bỏ qua và các tia laser chỉ được BẬT. Điều này được sử dụng trong quá trình lắp đặt và thiết lập để người ta có thể nhắm các tia laser vào đúng vị trí trên kính chắn gió / bảng điều khiển của ô tô. Ba đèn LED hiển thị POWER-ON, LASER-ON và STATUS. Đèn LED TÌNH TRẠNG sẽ BẬT bất cứ khi nào phát hiện có cửa bị chặn. Đèn LED này sẽ nhấp nháy khoảng một lần mỗi giây khi cửa không còn bị chặn và bộ hẹn giờ TẮT Laser đang đếm ngược. Đèn TRẠNG THÁI sẽ nhấp nháy nhanh bất cứ khi nào công tắc bật tắt được đặt ở vị trí CHẾ ĐỘ THỬ NGHIỆM.

Bước 11: Tóm tắt

Dự án Hỗ trợ đỗ xe bằng laser thực hiện công việc cho tôi và được “cộng đồng người dùng” (vợ / chồng) của tôi chấp nhận một cách đáng ngạc nhiên. Giờ đây, việc đỗ xe có độ chính xác cao đã được thực hiện thường xuyên. Tôi thấy rằng chấm laze có thể nhìn thấy dễ dàng trong mọi điều kiện ánh sáng nhưng người lái xe không bị phân tâm quá mức bởi dấu chấm và vẫn chú ý đến xung quanh khi đỗ xe.

Nếu bạn gặp phải vấn đề đỗ xe tương tự và đang tìm kiếm một phương pháp NERD-INTENSIVE, thì đây cũng có thể là giải pháp phù hợp với bạn!

Chúc bạn đậu xe vui vẻ!

Bước 12: Tài liệu tham khảo, sơ đồ, tệp mã nguồn Arduino

Xem các tệp đính kèm để biết mã nguồn và tệp PDF của sơ đồ hoàn chỉnh.

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO KHÁC

Nguồn mô-đun Laser:

Tìm kiếm trên eBay cho: Tiêu điểm Laser chấm 5mW

Nguồn của Công tắc chuyển đổi thu nhỏ:

Tìm kiếm eBay cho công tắc bật tắt đồ nội thất

Nguồn cho IRFD9120 MOSFET:

Tìm kiếm của eBay cho: IRFD9120

Nguồn cho Nguồn điện + 5VDC

Tìm kiếm trên eBay cho: Bộ sạc điện thoại di động 5VDC

Bảng dữ liệu cho thiết bị MOSFET kênh P

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