Bantuan Tempat Letak Balik di Garaj Menggunakan Sensor Keselamatan dan Litar Analog Yang Ada: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Saya mengesyaki bahawa banyak penemuan dalam sejarah manusia dibuat kerana mengadu isteri. Mesin basuh dan peti sejuk sememangnya kelihatan seperti calon yang layak. "Penemuan" kecil saya yang dijelaskan dalam Instructable ini adalah pembantu tempat letak kenderaan elektronik yang juga merupakan hasil daripada (ya, anda dapat meneka) aduan secara tidak sengaja.:)

Saya suka meletakkan kereta saya di garaj kami secara terbalik untuk keluar cepat pada waktu pagi. Sekiranya saya meletakkannya terlalu jauh, isteri saya tidak senang dengan laluan sempit ke pintu rumah. Sekiranya saya meletakkannya tidak cukup jauh, maka bumper depan menghalangi pintu garaj yang dikawal dari jauh. Tempat yang ideal adalah mempunyai bumper depan 1-2 inci dari pintu tertutup, yang agak sukar dicapai setiap masa.

Secara semula jadi, penyelesaian paling mudah adalah bola tenis klasik pada tali yang tergantung dari siling. Pasti, ia akan berjaya, tetapi di mana keseronokannya? Bagi penggemar elektronik seperti saya, pemikiran pertama ialah membina litar! Terdapat sekurang-kurangnya selusin Instructables yang menggambarkan pencari jarak garasi berdasarkan sensor ultrasound, Arduino, dan beberapa jenis isyarat cahaya menggunakan LED. Oleh itu, untuk menjadikannya lebih menarik, saya memilih penyelesaian alternatif yang memanfaatkan sensor pembalik keselamatan yang ada yang merupakan bahagian tidak terpisahkan dari pintu garaj automatik yang dihasilkan oleh LiftMaster. Video berikut menerangkan bagaimana ia berfungsi, menjimatkan banyak penulisan saya.

Penerima Sensor memberi isyarat "semuanya jelas" apabila bumper depan berhenti bersilang dengan sinar inframerah. Sempurna! Yang harus saya buat hanyalah memintas isyarat ini, bukan? Nah, lebih senang dikatakan daripada dilakukan…

(Penafian: Dengan melangkah ke langkah seterusnya, anda mengakui bahawa anda mahir dalam elektronik dan menyedari bahawa projek ini bermain dengan peralatan keselamatan yang ada. Ia berfungsi dengan baik jika dilakukan dengan betul, tetapi jika anda mengacaukan sesuatu, anda berisiko menjadikan yang tersebut peralatan keselamatan tidak berkesan. Teruskan dengan risiko anda sendiri, saya tidak akan bertanggungjawab atas sebarang kesan buruk, seperti haiwan peliharaan yang mati / cedera, anak-anak, dan lain-lain, yang disebabkan oleh pelaksanaan Instruktif ini oleh anda.)

Langkah 1: Masalah 1: Bagaimana Memintas dan Menggunakan Isyarat Dari Sensor Keselamatan LiftMaster?

Apabila jalur pancaran inframerah (IR) antara pemancar dan penerima jelas, penerima menghantar melalui sepasang wayar isyarat gelombang persegi 156 Hz seperti yang ditunjukkan pada gambar pertama. Dalam satu masa 6.5 ms ~ 6 V tinggi diikuti oleh tidak lebih dari 0.5 ms ~ 0 V rendah (gambar kedua dan ketiga). Apabila pancaran IR menemui halangan, penerima tidak menghantar isyarat dan talian tetap tinggi pada voltan bekalan (gambar keempat). Menariknya, bekalan kuasa untuk pemancar dan penerima, serta isyarat penerima, berasal dari sepasang terminal di bahagian belakang pembuka LiftMaster (gambar kelima).

Oleh itu, inti dari masalah ini adalah bagaimana mengesan isyarat gelombang persegi pada gambar pertama dari isyarat DC pada gambar 4. Tidak perlu mencipta semula roda, kerana masalah ini telah diselesaikan oleh orang lain dengan litar Detector Pulse yang Hilang. Terdapat banyak pelaksanaan; Saya telah memilih satu dari halaman Circuits Today dan sedikit mengubahnya seperti yang ditunjukkan pada gambar kelima. Halaman asal menerangkan prinsip operasinya secara terperinci. Ringkasnya, pemasa NE555 yang beroperasi dalam mod monostable akan memastikan pin OUTPUT tetap tinggi selagi tempoh gelombang persegi masuk (disambungkan ke TRIGGER) lebih pendek daripada selang masa pada pin THRESHOLD + DISCHARGE. Yang terakhir bergantung pada nilai R1 dan C2. Voltan DC pada TRIGGER akan membolehkan C2 mengecas melebihi nilai ambang dan pin OUTPUT akan turun rendah. Masalah selesai!

Langkah 2: Masalah 2: Bagaimana Menunjukkan secara visual keadaan Pin OUTPUT Pemasa?

Ini tidak perlu: gunakan LED. Jauhkan semasa pancaran IR utuh dan OUTPUT tinggi (yang berlaku 99.999% sepanjang masa) dan hidupkan apabila pancaran terganggu dan OUTPUT rendah. Dengan kata lain, ubah isyarat OUTPUT untuk menghidupkan LED. Suis paling mudah seperti ini, IMHO, menggunakan transistor M-POS saluran P, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas. OUTPUT Pemasa disambungkan ke pintu gerbangnya. Selagi tinggi, transistor berada dalam mod impedans tinggi dan LED mati. Dan sebaliknya, voltan rendah di pintu akan membolehkan arus mengalir. Perintang pull-up R4 memastikan bahawa pintu gerbang tidak boleh digantung dan disimpan pada keadaan yang disukai. Masalah selesai!

Langkah 3: Masalah 3: Bagaimana Menghidupkan Litar yang Dijelaskan Sejauh ini?

Missing Pulse Detector yang ditunjukkan dalam Langkah 1 memerlukan voltan bekalan DC yang stabil. Saya boleh menggunakan bateri atau membeli penyesuai AC / DC yang sesuai. Meh, terlalu banyak masalah. Bagaimana dengan menggunakan bekalan sensor keselamatan yang disediakan oleh LiftMaster? Masalahnya ialah ia membawa isyarat penerima IR, yang tidak "stabil", atau "DC". Tetapi ia dapat disaring dan dihaluskan dengan betul dengan litar yang sangat sederhana seperti di atas. Kapasitor elektrolitik 1 mF yang besar adalah penapis yang cukup baik dan diod yang dilampirkan memastikan bahawa ia tidak keluar semula apabila isyarat rendah. Masalah selesai!

Caranya adalah tidak mengambil arus terlalu banyak dari LiftMaster, jika tidak, operasi sensor keselamatan mungkin terganggu. Atas sebab ini saya tidak menggunakan pemasa NE555 standard tetapi CMOS clone TS555 dengan penggunaan kuasa yang sangat rendah.

Langkah 4: Masalah 4: Bagaimana Menyatukan Semua Komponen?

Dengan mudah; lihat litar lengkap di atas. Berikut adalah senarai bahagian yang saya gunakan:

• U1 = Pemasa CMOS tunggal berkuasa rendah TS555 yang dibuat oleh STMicroelectronics.
• M1 = Transistor MOSFET saluran P IRF9Z34N.
• Q1 = PNP BJT transistor BC157.
• D1 = Diod 1N4148.
• D2 = LED kuning, jenis tidak diketahui.
• Kapasitor seramik C1 = 10 nF.
• Kapasitor elektrolitik C2 = 10 uF.
• Kapasitor elektrolitik C3 = 1 mF.
• R1 dan R2 = 1 perintang k-ohm.
• R3 = perintang 100 ohm.
• R4 = perintang 10 k-ohm.

Dengan bekalan 5.2 V litar di atas hanya memakan masa ~ 3 mA ketika LED mati dan ~ 25 mA ketika dihidupkan. Penggunaan semasa dapat dikurangkan lagi menjadi ~ 1 mA dengan mengubah R1 hingga 100 k-ohm dan C2 hingga 100 nF. Peningkatan rintangan dan pengurangan kapasitansi yang lebih tinggi dengan mengekalkan produk RC tetap (= 0.01) tidak mengurangkan arus.

Saya telah meletakkan perintang LED dan R3 di dalam timah Altoids kecil yang comel dan memaku ke dinding. Dari situ, saya menggunakan kabel panjang hingga ke pembuka LiftMaster di siling. Litar pemandu disolder di papan tujuan umum dan diletakkan di dalam kotak kecil yang comel yang saya dapat dari Adafruit. Kotak itu dipasang pada bingkai LiftMaster dan sepasang wayar bekalan dipasang ke terminal sensor keselamatan.

Semasa mengundurkan kereta saya ke garaj saya berhenti sebaik sahaja LED mati. Hasilnya adalah penjajaran yang sempurna, seperti yang ditunjukkan pada gambar terakhir. Masalah selesai!

Langkah 5: Tambahan: Lebih ringan, walaupun tidak Pembantu Tempat Letak Kereta yang Lebih Cerah:)

10 hari selepas Instructable ini diterbitkan pertama kali, saya membina lampu tempat letak kereta panduan untuk pintu garaj kedua saya. Perlu disebutkan di sini kerana saya telah membuat sedikit peningkatan dalam reka bentuk litar. Lihat gambar pertama. Pertama, saya memilih pilihan arus lebih rendah untuk pasangan RC yang dijelaskan pada langkah sebelumnya di mana kapasitansi rendah 100 nF sepadan dengan rintangan 100 k-ohm yang lebih tinggi. Seterusnya, saya menghilangkan transistor PMOS dan resistor pull-up 10 k-ohm dan menghubungkan tanah LED terus ke pin OUTPUT TS555. Ini mungkin kerana objek di jalur sinar IR membawa voltan OUTPUT rendah, dengan berkesan menyalakan LED. Terdapat harga yang perlu dibayar untuk penyederhanaan ini. Dengan adanya PMOS, saya tidak perlu bimbang tentang arus LED: IRF9Z34N boleh mengambil 19 A, jadi LED boleh bersinar sepantas yang saya mahukan. Pin OUTPUT TS555 dapat tenggelam hanya 10 mA, oleh itu saya harus memasangkan LED dengan perintang 220 ohm yang lebih tinggi, yang menurunkan kecerahannya. Ia masih dapat dilihat dengan baik, seperti yang ditunjukkan oleh gambar keempat, jadi ia sesuai untuk saya. Senarai bahagian untuk reka bentuk ini adalah seperti berikut:

• U3 = Pemasa CMOS tunggal berkuasa rendah TS555 yang dibuat oleh STMicroelectronics.
• Q3 = PNP BJT transistor BC157.
• D5 = Diod 1N4148.
• D6 = LED kuning, jenis tidak diketahui.
• Kapasitor seramik C7 = 10 nF.
• Kapasitor seramik C8 = 100 nF.
• Kapasitor elektrolitik C9 = 1 mF.
• R9 = perintang 100 k-ohm.
• R10 = 1 k-ohm perintang.
• R11 = perintang 220 ohm.

Litar menggunakan masing-masing 1 mA dan 12 mA dalam keadaan OFF dan ON.