Mevcut Güvenlik Sensörü ve Analog Devre Kullanılarak Garajda Geri Park Yardımı: 5 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

İnsanlık tarihindeki birçok icadın şikayet eden eşler yüzünden yapıldığından şüpheleniyorum. Çamaşır makinesi ve buzdolabı kesinlikle uygun adaylar gibi görünüyor. Bu Eğitilebilir Kitapta açıklanan küçük "icadım", aynı zamanda (evet, tahmin ettiniz) eş şikayetlerinin bir sonucu olan elektronik bir garaj park asistanıdır.:)

Sabahları hızlı çıkış için arabamı garajımıza geri park etmeyi seviyorum. Çok uzağa park edersem, karım evin kapısına dar geçişten rahatsız olur. Yeterince uzağa park etmezsem ön tampon uzaktan kumandalı garaj kapısının önüne geçiyor. İdeal nokta, her seferinde elde edilmesi oldukça zor olan ön tamponun kapalı kapıdan 1-2 inç uzakta olmasıdır.

Doğal olarak en basit çözüm, tavandan sarkan bir ip üzerinde klasik tenis topudur. Elbette işe yarar, ama eğlence nerede? Benim gibi bir elektronik hobisi için ilk düşünce bir devre kurmaktır! Bir ultrason sensörüne, Arduino'ya ve LED'leri kullanan bir tür ışık sinyaline dayalı garaj mesafe bulucuyu açıklayan en az düzine Talimat vardır. Bu nedenle, daha ilginç hale getirmek için, LiftMaster tarafından üretilen otomatik garaj kapısının ayrılmaz bir parçası olan mevcut bir geri dönüş güvenlik sensöründen yararlanan alternatif bir çözüm seçtim. Aşağıdaki video nasıl çalıştığını açıklıyor, beni çok fazla yazı yazmaktan kurtarıyor.

Sensörün alıcısı, ön tampon kızılötesi ışınla kesişmeyi bıraktığı anda "tamamen temiz" sinyali verir. Kusursuz! Tek yapmam gereken bu sinyali kesmek, değil mi? Eh, söylemesi yapmaktan daha kolay…

(Feragatname: Bir sonraki adıma geçerek, elektronik konusunda bilgili olduğunuzu ve bu projenin mevcut bir güvenlik ekipmanıyla çalıştığının gayet iyi farkında olduğunuzu kabul etmiş olursunuz. Doğru yapılırsa iyi çalışır, ancak bir şeyi batırırsanız, söz konusu işlemi gerçekleştirme riskiniz vardır. güvenlik ekipmanı etkisiz. Risk size ait olmak üzere devam edin, bu Talimatı uygulamanızdan kaynaklanan ölü/yaralı evcil hayvanlar, çocuklar vb. gibi herhangi bir kötü etkiden sorumlu tutulamam.)

Adım 1: Problem 1: LiftMaster'ın Güvenlik Sensöründen Gelen Sinyal Nasıl Kesilir ve Kullanılır?

Verici ve alıcı arasındaki kızılötesi (IR) ışının yolu açık olduğunda, alıcı ilk görüntüde gösterildiği gibi bir çift kablo üzerinden 156 Hz kare dalga sinyali gönderir. Tek bir periyotta 6,5 ms ~6 V yüksek, ardından 0,5 ms'den fazla olmayan ~0 V düşük (ikinci ve üçüncü görüntü). IR ışını bir engelle karşılaştığında, alıcı sinyal göndermez ve hat besleme voltajında yüksek kalır (dördüncü resim). İlginç bir şekilde, hem verici hem de alıcı için güç kaynağının yanı sıra alıcının sinyali, LiftMaster açıcının arkasındaki tek bir terminal çiftinden kaynaklanır (beşinci resim).

Dolayısıyla bu problemin özü, 4. resimdeki DC sinyalden 1. görüntüdeki kare dalga sinyalinin nasıl algılanacağıdır.. Birçok uygulama var; Bu Bugünün Devreleri sayfasından bir tane seçtim ve beşinci resimde gösterildiği gibi biraz değiştirdim. Orijinal sayfa, çalışma prensiplerini ayrıntılı olarak açıklar. Kısacası, monostable modda çalışan NE555 zamanlayıcı, gelen kare dalganın (TRIGGER'a bağlı) periyodu EŞİK+BOŞALTMA pinlerindeki zamanlama aralığından daha kısa olduğu sürece ÇIKIŞ pinini yüksek tutacaktır. İkincisi, R1 ve C2 değerlerine bağlıdır. TRIGGER üzerindeki bir DC voltajı, C2'nin eşik değerinin üzerinde şarj olmasına izin verecek ve ÇIKIŞ pimi alçalacaktır. Sorun çözüldü!

Adım 2: Problem 2: Zamanlayıcının ÇIKIŞ Piminin Durumu Görsel Olarak Nasıl Belirtilir?

Bu hiç akıllıca değil: bir LED kullanın. IR ışını sağlamken ve ÇIKIŞ yüksekken (zamanın %99,999'unda gerçekleşir) kapalı tutun ve ışın kesildiğinde ve ÇIKIŞ azaldığında açın. Başka bir deyişle, LED'e güç sağlamak için ÇIKIŞ sinyalini ters çevirin. Bu türden en basit anahtar olan IMHO, yukarıdaki resimde gösterildiği gibi bir P-kanalı MOSFET transistörü kullanır. Zamanlayıcının ÇIKIŞI kapısına bağlıdır. Yüksek olduğu sürece transistör yüksek empedans modundadır ve LED kapalıdır. Ve tam tersi, kapıdaki düşük voltaj, akımın akmasını sağlayacaktır. Yukarı çekme direnci R4, kapının asla sallanmamasını ve tercih edilen durumda tutulmasını sağlar. Sorun çözüldü!

Adım 3: Problem 3: Şimdiye Kadar Tanımlanan Devreye Nasıl Güç Verilir?

Adım 1'de gösterilen Eksik Darbe Dedektörü, sabit bir DC besleme voltajına ihtiyaç duyar. Pilleri kullanabilir veya uygun bir AC/DC adaptörü satın alabilirim. Meh, çok fazla sorun. LiftMaster tarafından sağlanan güvenlik sensörünün beslemesini kullanmaya ne dersiniz? Sorun şu ki, ne "sabit" ne de "DC" olan IR alıcısının sinyalini taşıyor. Ancak yukarıda gösterilen çok basit bir devre ile düzgün bir şekilde filtrelenebilir ve düzeltilebilir. 1 mF'lik büyük bir elektrolitik kapasitör yeterince iyi bir filtredir ve bağlı diyot, sinyal düşük olduğunda geri boşalmamasını sağlar. Sorun çözüldü!

İşin püf noktası LiftMaster'dan çok fazla akım çekmemektir, aksi takdirde güvenlik sensörünün çalışması tehlikeye girebilir. Bu nedenle standart NE555 zamanlayıcıyı değil, çok düşük güç tüketimi ile CMOS klonu TS555'i kullandım.

Adım 4: Problem 4: Tüm Bileşenler Nasıl Bir Araya Getirilir?

Kolayca; yukarıdaki devrenin tamamına bakın. İşte kullandığım parçaların listesi:

• U1 = STMicroelectronics tarafından yapılan düşük güçlü tek CMOS zamanlayıcı TS555.
• M1 = P-kanalı MOSFET transistör IRF9Z34N.
• Q1 = PNP BJT transistör BC157.
• D1 = Diyot 1N4148.
• D2 = sarı LED, tip bilinmiyor.
• C1 = 10 nF seramik kapasitör.
• C2 = 10 uF elektrolitik kapasitör.
• C3 = 1 mF elektrolitik kapasitör.
• R1 ve R2 = 1 k-ohm dirençler.
• R3 = 100 ohm direnç.
• R4 = 10 k-ohm direnç.

5.2 V besleme ile yukarıdaki devre, LED kapalıyken sadece ~3 mA ve açıkken ~25 mA tüketir. Akım tüketimi, R1 ila 100 k-ohm ve C2 ila 100 nF değiştirilerek ~1 mA'ya düşürülebilir. Dirençte daha fazla artış ve RC ürününü sabit tutarak (=0.01) sınırlanan kapasitansta azalma akımı azaltmaz.

LED ve R3 direncini şirin bir Altoids kutusuna yerleştirdim ve duvara çiviledim. Ondan tavandaki LiftMaster açıcıya kadar uzun bir kablo çektim. Sürücü devresi genel amaçlı bir kart üzerine lehimlenmiş ve Adafruit'ten aldığım küçük şirin bir kutuya yerleştirilmiştir. Kutu, LiftMaster'ın çerçevesine takılıdır ve besleme kablosu çifti, güvenlik sensörü terminallerine bağlıdır.

Arabamı garaja geri sürerken LED kapanır kapanmaz duruyorum. Sonuç, son resimde gösterildiği gibi mükemmel bir hizalamadır. Sorun çözüldü!

Adım 5: Zeyilname: Daha Parlak Olmasa da Daha Hafif Park Asistanı:)

Bu Talimatın ilk yayınlanmasından 10 gün sonra, ikinci garaj kapım için yol gösterici park lambasını yaptım. Devre tasarımında küçük iyileştirmeler yaptığım için burada bahsetmeye değer. İlk resme bakın. İlk olarak, 100 nF'lik düşük kapasitansın 100 k-ohm'luk daha yüksek dirençle eşleştiği önceki adımda açıklanan RC çifti için daha düşük akım seçeneğini seçtim. Ardından, PMOS transistörünü ve 10 k-ohm'luk pull-up direncini ortadan kaldırdım ve LED topraklamasını doğrudan TS555'in ÇIKIŞ pinine bağladım. Kızılötesi ışın yolundaki bir nesnenin ÇIKIŞ voltajını düşürmesi ve LED'i etkin bir şekilde açması mümkündür. Yine de bu basitleştirme için ödenmesi gereken bir bedel var. PMOS mevcutken LED akımı konusunda endişelenmeme gerek kalmadı: IRF9Z34N 19 A alabilir, böylece LED istediğim kadar parlak olabilir. TS555'in ÇIKIŞ pimi sadece 10 mA düşebilir, bu nedenle LED'i parlaklığını azaltan 220 ohm'luk daha yüksek bir dirençle eşleştirmek zorunda kaldım. Dördüncü resimde gösterildiği gibi hala iyi görünüyor, bu yüzden benim için çalışıyor. Bu tasarım için parça listesi aşağıdaki gibidir:

• U3 = STMicroelectronics tarafından yapılan düşük güçlü tek CMOS zamanlayıcı TS555.
• Q3 = PNP BJT transistör BC157.
• D5 = Diyot 1N4148.
• D6 = sarı LED, tip bilinmiyor.
• C7 = 10 nF seramik kapasitör.
• C8 = 100 nF seramik kapasitör.
• C9 = 1 mF elektrolitik kapasitör.
• R9 = 100 k-ohm direnç.
• R10 = 1 k-ohm direnç.
• R11 = 220 ohm direnç.

Devre, KAPALI ve AÇIK durumda sırasıyla 1 mA ve 12 mA tüketir.