Solární LED parkovací senzor: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Od More Than the SumMy youtube kanál Sledovat více od autora:

O: Jsem učitel, který někdy dělá videa. Více o více než součet »

Naše garáž nemá velkou hloubku a na konci jsou skříně, které hloubku dále snižují. Auto mé ženy je dostatečně krátké, aby se vešlo, ale je blízko. Tento senzor jsem vyrobil, abych zjednodušil proces parkování a zajistil, aby se auto v garáži zaplnilo, než zašlo příliš daleko a narazilo do skříněk.

Jakmile byl navržen, rozhodl jsem se jej napájet solárními panely, protože jsem měl dobré místo pro jejich umístění, a mým plánem je rozšířit tento systém, aby v budoucnu poháněl více věcí v garáži.

Podívejte se na toto video, kde najdete stručný přehled:

Zásoby

3D tištěné skříně a LED difuzor

3D tištěné drátěné spony

Arduino Nano, Breadboard a propojovací vodiče

Správce solární energie

Solární panely

Pájecí prkénko, 2vodičový konektor, 3vodičový konektor, 4vodičový konektor

LED pásek (60/m) WS2812

14500 lithium -iontových baterií

Elektrický šroubovák

Ultrazvukový senzor

Oboustranná páska, tekutá elektrická páska

Stripper, páječka

3D tiskárna

Horkovzdušná pistole

Šrouby M3x8mm, matice M3

*všechny odkazy jsou affiliate odkazy

Krok 1: Sestavení obvodu + kód

Stáhněte si a nainstalujte skicu arduino. Nalezeno zde: Skica parkovacího senzoru

Obvod se skládá z ultrazvukového senzoru, arduino nano a adresovatelného LED pásku WS2812B 5V. Zpočátku jsem měl obavy z používání ultrazvukového senzoru, protože povrch auta není plochý, ale po počátečním testování se nezdálo, že by to byl problém.

Připojte následující k uvedeným pinům arduino (nebo je změňte v kódu na řádcích 5-7):

LED pásek -> pin 8

Spuštění ultrazvukového senzoru -> pin 12

Echo ultrazvukového senzoru -> pin 11

Chcete -li upravit kód tak, aby odpovídal vaší aplikaci, můžete změnit následující řádky kódu:

9: Toto je počet cm, při kterém se rozsvítí světla

10: toto je práh, abyste věděli, že jste blízko

11: toto je počet cm, který vám dá vědět, že jste v bezpečné vzdálenosti

12: v této vzdálenosti začínají světla purpurovat a dávají vám vědět, abyste zastavili

13: v této vzdálenosti začnou blikat světla, což vám dává vědět, že jste příliš blízko

Některá další čísla k úpravě:

15: Toto je počet v sekundách, kdy se čeká, než se auto zastaví, než se zhasnou světla a Arduino přejde do režimu nízké spotřeby.

17: Toto číslo představuje množství kolísání vzdálenosti, které je přípustné, než senzor zaregistruje pohyb a znovu se zapne.

Využil jsem knihovnu „Low Power“, abych uvedl Arduino do režimu spánku, když se nepoužíval. Tato příručka ke Sparkfunu poskytuje přehled o tom, jak funguje, a její instalaci si můžete stáhnout zde: Low Power Library. Zjistil jsem, že knihovna zasahovala do sériového monitoru, takže byste ji nemohli používat a současně zahrnovat a používat knihovnu Low Power.

Krok 2: Pájení obvodu

Přeneste součásti obvodu na prototypovou desku a pájejte na místě. Pájejte 4kolíkový konektor JST pro ultrazvukový senzor a 3pinový konektor JST pro pásek LED. Přidal jsem 2vodičový konektor JST na 5V a uzemnění, abych externě napájel komponenty a arduino.

Krok 3: Instalace ultrazvukového senzoru

Odlomte 4pinový kus pásku hlavičky, ohněte kolíky a připájejte na 4pinový konektor, abyste jej mohli zasunout na ultrazvukový senzor. Natřete tekutou elektrickou páskou.

Označte umístění senzoru a LED pásky na skříni, kde bude detektor namontován. Připevněte držák 3D tištěného ultrazvukového senzoru na vybrané místo oboustrannou páskou. Vyvrtejte otvory do zdi, abyste mohli protáhnout drát.

Krok 4: Instalace LED pásku

Zkraťte LED pásek na délku, která vám vyhovuje. (Moje měl 20 LED diod a měl rozestup 60 LED/m). Pájejte 3kolíkový konektor na vstupní stranu a natřete tekutou elektrickou páskou.

Pokud umístíte LED diody tak, jak jsou, na zeď, pixely mají omezený pozorovací úhel, a tak se mnoho světla promrhá. Rozdíl můžete vidět na obrázku výše. Kryt, který jsem navrhl k rozptýlení světla, má tloušťku asi 0,5 mm, což se zdálo být optimální rovnováhou mezi jasem a množstvím difúze.

Vyberte místo, kam chcete LED diody umístit. V ideálním případě by měly být vystředěny před řidičem, blízko úrovně očí ze sedadla řidiče. Vložte dva zadní kusy držáku k sobě, zasuňte LED pásek do držáku, odstraňte lepidlo ze zadní části LED pásky a zatlačte na místo. Nasuňte kryty na držák a pomocí oboustranné pásky se připevněte na místo, které jste vybrali.

Poznámka: skica je naprogramována pro 20 LED diod, takže pokud použijete jiné množství, nezapomeňte změnit číslo na řádku 5, aby to odráželo. Pokud používáte lichý počet LED diod, je nastaven tak, aby stále fungoval podle očekávání.

Krok 5: Instalace Arduina a jeho připojení

Pomocí dvou šroubů a matic M3 připevněte pájecí desku k pouzdru, zasuňte konektory otvory na boku a přišroubujte víko na místo.

Vyberte si vhodné místo pro připevnění krytu v blízkosti LED diod a ultrazvukového senzoru a přidejte šroub, abyste jej mohli zavěsit na místo pomocí držáku na klíčovou dírku. Umístil jsem přímo vedle ultrazvukového senzoru, abych se vyhnul tomu, že budu muset pro senzor vyrábět čtyřvodičové prodloužení.

Připojte senzor a LED. Použijte 3D tištěné držáky drátu, které vám pomohou se správou vodičů a zabrání přílišnému pohybu vodičů.

Krok 6: Přidání solárních panelů

Rozhodl jsem se přidat solární energii do tohoto projektu, abych se nemusel starat o baterie, a tak jsem ji neměl neustále zapojenou do zdi. Solární sestava je modulární, takže mám v plánu udělat více garážových projektů, které z ní budou čerpat energii, a podle potřeby mohu vylepšit solární panely nebo regulátor nabíjení a baterii.

Správce solární energie použitý v tomto projektu vyžaduje k nabíjení baterie minimální napětí 6 V a výkon nejméně 5 W. Na malých solárních projektech je ošemetné, že lithium -iontové baterie potřebují k nabíjení alespoň 1 ampér proudu. V tomto případě jsem měl dva 5v panely, které byly dimenzovány na 0,5 A každý. Protože správce napájení potřebuje alespoň 6 V, panely musí být zapojeny do série a sčítat jejich napětí. V tomto uspořádání zůstává proud na 0,5 A, ale protože výkon poskytovaný kombinovanými panely je 5 W, když regulátor nabíjení klesne napětí, bude mít dostatečný proud k nabíjení baterie.

Poznámka: Napětí solárního panelu v průběhu dne výrazně kolísá a bude vrcholit při hodnotách vyšších, než je jmenovité napětí. Z tohoto důvodu nechcete připojit Arduino nebo baterii přímo k panelu.

Panely zapojte do série pomocí páječky a přidejte 2kolíkový konektor JST, abyste je mohli snadno připojit a odpojit od správce napájení. Pro montáž panelů najděte rovný povrch, na který bude svítit hodně slunce. Pro mě jsem měl místo, kde je mohu snadno oblepit pomocí oboustranné pásky. Nejprve jsem vyčistil povrch a poté panely přelepil. Vydržení se zdá být dostatečně silné, ale čas ukáže, zda je dostačující k tomu, aby odolal některým silným větrům, které zde obcházíme. Použil jsem zipy, abych držel drát na místě, jak se vrací zpět do garáže.

Mnoho elektrických generátorů lze také použít jako zátěž, když je na ně aplikováno napětí. V případě mikrofonu jej lze použít jako reproduktor. Generátor může také fungovat jako motor. LED diodu lze použít k měření přítomnosti světla. Pokud je na solární panel aplikováno napětí, bude odebírat proud a věřím, že bude vydávat světlo (nevím, jakou frekvenci). V takovém případě je třeba někde v obvodu nainstalovat blokovací diodu, aby se zabránilo vybití baterie solárním panelem, pokud není sluneční světlo. Předpokládal jsem, že v tom má integrovaný obvod správce napájení, ale po několika dnech deště byla baterie úplně vybitá.

Použil jsem diodu, kterou jsem našel ležet, a připájel ji na konec vodiče, který by se připojil k 5V terminálu na regulátoru nabíjení. Pokud pájíte na stejné místo, konec diody s pásmem by měl směřovat k regulátoru nabíjení a pryč od kladného pólu solárního panelu. Tím zabráníte úniku proudu zpět do panelu. K pájení na místě jsem použil konektor smršťovacího pájecího drátu, protože ten svůj jsem instaloval poté, co jsem měl systém na svém místě.

Krok 7: Přidání aplikace Solar Power Manager

Správce napájení má možnosti připojení pomocí propojovacích kabelů nebo kabelů USB. Ani jeden z nich není zvlášť vhodný pro vzdálenost, kterou jsem chtěl vést vodič, takže jsem místo toho připájel dráty na spodní stranu desky, kde byly připojeny 5v a zemnící piny.

Pomocí oboustranné pásky připevněte dvě 5pólové matice páčky Wago ke skříni. To umožní napájení více zařízení z tohoto správce napájení. Je schopen vydávat proud až 1 A při 5 V, takže pokud vaše budoucí aplikace budou vyžadovat více proudu, měli byste prozkoumat použití jiných správců napájení.

Na zadní straně správce napájení je řada přepínačů, takže můžete nastavit přibližné napětí vašich solárních panelů, takže jej přepněte tak, aby odpovídalo solárnímu nastavení, které používáte. V mém případě jsem nastavil na 9v, protože panely v sériovém uspořádání jsou hodnoceny jako 10v.

Správce napájení je dodáván s distančními patkami, proto je odstraňte dva a pomocí těchto otvorů přišroubujte správce napájení ke skříni pomocí šroubů M3x8. Vodiče, které jsou připájeny k 5 V a uzemněny, protáhněte otvorem ve spodní části a zacvakněte je do matic páky Wago.

Najděte vhodné místo pro správce napájení a přidejte šroub do zdi. Pomocí klíčové dírky na krytu ji zavěste na místo. Veďte vodič z Arduina do správce napájení a zaklapněte jej na místo pomocí konektorů 5 V a uzemnění Wago. Dávejte pozor, abyste jej nepřipevnili dozadu, desky Arduino mají jistou ochranu, ale potenciálně byste si tu mohli usmažit, pokud zapojíte 5v kolík obráceně. Pomocí drátěných držáků držte drát na místě podél zdi.

Totéž proveďte s drátem vycházejícím ze solárního panelu. Před připojením vodičů ke vstupu na regulátoru napájení nezapomeňte odpojit solární panely, abyste je omylem nezkratovali nebo nepoškodili desku.

Po dokončení nasaďte kryt na kryt, zapněte vypínač baterie a znovu připojte solární panely.

Krok 8: Testování

První cena v LED Strip Speed Challenge