Olcsó radar sebességjel: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Szeretett volna valaha saját olcsó radarsebesség-táblát építeni? Egy utcában élek, ahol az autók túl gyorsan hajtanak, és aggódom a gyerekeim biztonsága miatt. Azt hittem, sokkal biztonságosabb lenne, ha telepíthetnék egy saját radar sebességjelzőt, amely megjeleníti a sebességet, hogy lassítsam a járművezetőket. Néztem az interneten egy radarsebesség -jel vásárlását, de azt tapasztaltam, hogy a legtöbb jelzés több mint 1000 dollárba kerül, ami elég drága. Nem akarom végigcsinálni a város tábla telepítésének hosszú folyamatát, mivel úgy hallottam, hogy ez több mint 5 000–10 000 dollárba kerülhet. Ehelyett úgy döntöttem, hogy magam készítek egy olcsó megoldást, és spórolok egy kis pénz szórakozás közben.

Felfedeztem az OmniPreSense-t, amely olcsó, rövid hatótávolságú radarérzékelő modult kínál az én alkalmazásomhoz. A NYÁK modul formaterve nagyon kicsi, mindössze 2,1 x 2,3 x 0,5 hüvelyk, és tömege mindössze 11 g. Az elektronika önálló és teljesen integrált, így nincsenek tápcsövek, terjedelmes elektronika, vagy sok áramra van szükség. A nagy tárgyak, például egy autó hatótávolsága 15–30 m (50–100 láb). A modul elvégzi az összes sebességmérést, kezeli az összes jelfeldolgozást, majd egyszerűen kimeneti a nyers sebesség adatokat az USB -porton keresztül. Az adatok fogadásához olcsó Raspberry Pi-t (vagy Arduino-t vagy bármi mást, amely rendelkezik USB-porttal) használok. Egy kis python-kódolással és néhány nagy, olcsó LED-del a táblára szerelve megjeleníthetem a sebességet. A kijelző táblám rögzíthető az út szélén lévő oszlopra. Ha a kijelző fölé egy „RADAR által ellenőrzött sebesség” feliratot adok, most van egy saját radarsebesség -jelzésem, amely felkelti a vezetők figyelmét és lelassítja őket! Mindezt kevesebb mint 500 dollárért!

Lépés: Anyagok és eszközök

• 1 OPS241-A rövid hatótávolságú radarérzékelő
• 1 OPS241-A tartó (3D nyomtatás)
• 1 Raspberry Pi Model B v1.2
• 1 5V -os microUSB tápegység
• 1 Rhino AS-20 modell 110V-12V/5V 4 tűs molex tápegység és tápkábel
• 1 Sorkapocs 3 pólusú Függőleges, 5,0 mm -es központok
• 1 Micro-USB szabványos USB kábel
• 4 Távtartók, csavarok, anyák
• 1 Doboz és bevonatolt NYÁK
• 4 Lemezes NYÁK -rögzítő csavarok
• 3 1/8W 330ohm ellenállás
• 3 NTE 490 FET tranzisztor
• 1 NTE 74HCT04 Integrált TTL nagysebességű CMOS hex inverter
• 1 OSEPP mini kenyeretábla ragasztóval
• 2 0,156 hüvelykes, négyzet alakú egyenes huzalcsap, 8 áramkör
• 20 6”-os F/F prémium jumper vezetékek 22AWG
• 1 1 x 12 hüvelyk x 24 hüvelykes fa szerelőlap
• 1 Fekete spray festék
• 2 darab 7 szegmenses Sparkfun kijelző - 6,5 hüvelykes (piros)
• 2 Sparkfun nagy számjegyű meghajtó kártya (SLDD)
• 1 „Radar által ellenőrzött sebesség” jel

2. lépés: Az elektronikai NYÁK -alaplap tervezése

A fő vezérlő hardverrel kezdtem, ami a Raspberry Pi. A feltételezés az, hogy már van Raspberry Pi, rajta az operációs rendszer, és van némi Python kódolási tapasztalata. A Raspberry Pi vezérli az OPS241-A radarérzékelőt, és felveszi a jelentett sebességinformációkat. Ezt azután átalakítják, hogy megjelenjen a nagyméretű, 7 szegmenses LED kijelzőn.

a. A radarérzékelőn és a LED -kijelzőn kívül minden elektromos alkatrészt egyetlen zárt elektronikai NYÁK -lapra szeretnék helyezni, amely a kijelzőpanel hátoldalára van felszerelve. Ez távol tartja a táblát a látómezőtől és védi az elemektől. Ily módon csak két kábel kell a tábla hátuljától az elejéig. Az egyik kábel az USB-kábel, amely táplálja az OPS241-A modult és fogadja a mért sebesség adatokat. A második kábel a 7 szegmenses kijelzőt hajtja.

b. A NYÁK lapnak sok helyet kell hagynia a Raspberry Pi számára, amely a terület nagy részét elfoglalja. Arról is meg kell győződnöm, hogy a csatlakozás után könnyen hozzáférhetek több portjához. A portok, amelyekhez hozzá kell férnem, az USB-port (OPS241-A modul sebességadatai), Ethernet-port (PC-interfész a Python-kód fejlesztéséhez/hibakereséséhez), HDMI-port (Raspberry Pi ablak megjelenítése és hibakeresés/fejlesztés), valamint a mikro-USB-port (5V tápellátás a Raspberry Pi számára).

c. Ahhoz, hogy hozzáférést biztosítson ezekhez a portokhoz, lyukakat vágnak a burkolatba, amelyek megfelelnek a Raspberry Pi portjainak helyeinek.

d. Ezután helyet kell találnom a kenyeretáblának, amely a diszkrét elektronikai alkatrészeket tartalmazza a kijelző LED -einek meghajtásához. Ez a második legnagyobb tétel. Elegendő hely kell, hogy legyen körülötte ahhoz, hogy vezetékeket ugorhassak rá a Raspberry Pi -ről, és jeleket küldhessek egy fejlécre a LED -ek meghajtásához. Ideális esetben, ha több időm lenne, a komponenseket és a vezetékeket közvetlenül a NYÁK lapra forrasztanám, ahelyett, hogy kenyérsütőt használnék, de az én céljaimra ez elég jó.

e. Azt tervezem, hogy a kijelző illesztőprogram fejléce a kenyérsütő panel mellett lesz a NYÁK szélén, így rövid ideig tarthatom a vezetékek hosszát, és azt is, hogy lyukat vághatok a burkolatba, és bedughatok egy kábelt a csatlakozóba.

f. Végül hagyok helyet a NYÁK -on egy tápegység számára. A rendszer 5 V -ot igényel a szintváltókhoz és a kijelző meghajtóhoz, és 12 V -ot a LED -ekhez. Csatlakoztatok egy szabványos 5V/12V -os tápcsatlakozót a tápegységhez, majd a tápegység jeleit a blokktól a kenyérsütő táblához és a LED -fejléchez vezetem. Lyukat vágtam a burkolatba, hogy 12V/5V tápkábelt csatlakoztathassak a tápcsatlakozóhoz.

g. Így néz ki a végső elektronikai NYÁK -alaprajz (levett fedéllel):

3. lépés: A Raspberry Pi felszerelése

A Raspberry Pi -t egy perforált és bevont NYÁK lapra szereltem 4 távtartó, csavar és anya segítségével. Szeretek egy bevont NYÁK lapot használni, hogy szükség esetén forraszthassam az alkatrészeket és a vezetékeket.

4. lépés: LED jelszint váltók

A Raspberry Pi GPIO -k egyenként legfeljebb 3,3 V -ot tudnak előállítani. A LED kijelző azonban 5 V vezérlőjeleket igényel. Ezért meg kellett terveznem egy egyszerű, olcsó áramkört a Pi vezérlőjelek 3.3V-ról 5V-ra történő szinteltolásához. Az általam használt áramkör 3 diszkrét FET tranzisztorból, 3 diszkrét ellenállásból és 3 integrált inverterből áll. A bemeneti jelek a Raspberry Pi GPIO -kból származnak, a kimeneti jelek pedig egy fejlécbe kerülnek, amely a LED -ekről egy kábelhez csatlakozik. A három átalakított jel GPIO23 SparkFun LDD CLK -ra, GPIO4 SparkFun LDD LAT -ra és SPIO5 SparkFun LDD SER -re.

5. lépés: Hét LED szegmens nagy kijelzővel

A sebesség megjelenítéséhez két nagy LED -et használtam, amelyeket a SparkFun -on találtam. 6,5 hüvelyk magasak, amelyeket jó távolságból is olvasni kell. Az olvashatóság érdekében kék szalagot használtam a fehér háttér lefedésére, bár a fekete nagyobb kontrasztot biztosíthat.

6. lépés: LED meghajtó panel

Minden LED -hez soros váltásregiszter és retesz szükséges a Raspberry Pi vezérlőjeleinek megtartásához és a LED -szegmensek meghajtásához. A SparkFun nagyon jó leírással rendelkezik ehhez. A Raspberry Pi elküldi a soros adatokat a LED-es hét szegmenses kijelzőknek, és szabályozza a retesz időzítését. A meghajtó táblák a LED hátoldalára vannak felszerelve, és elölről nem láthatók.

7. lépés: Az OPS241-A radar modul felszerelése

Az OPS241-A radarérzékelőt egy barátaim által készített, 3D nyomtatott tartóba csiszolják. Alternatív megoldásként közvetlenül a táblába csavarhattam volna. A radarérzékelő a tábla elülső oldalán, a LED -ek mellett van felszerelve. Az érzékelőmodul az antennákkal (aranyszínű foltokkal a tábla tetején) vízszintesen van felszerelve, bár a specifikációs lap szerint az antenna minta elég szimmetrikus mind vízszintes, mind függőleges irányban, így a 90 ° -os elforgatás valószínűleg jó lenne. A telefonoszlopra szerelve a radarérzékelő kifelé néz az utcán. Pár különböző magassággal próbálkoztak, és úgy találták, hogy a legjobb, ha 2 méter magasan helyezkednek el. Bármilyen magasabb, és azt javaslom, hogy a táblát kissé lefelé hajtsa.

8. lépés: Táp- és jelcsatlakozások

A tábla két áramforrással rendelkezik. Az egyik egy átalakított HDD tápegység, amely 12V és 5V feszültséget is biztosít. A 7 szegmenses kijelző 12 V-ot igényel a LED-ekhez és 5 V-os jelszintet. Az átalakító kártya veszi a 3,3 V -os jeleket a Raspberry Pi -től, és a szint 5 V -ra állítja a kijelzőt, amint azt fentebb tárgyaltuk. A másik tápegység egy szabványos mobiltelefon vagy táblagép 5V -os USB -adapter USB mikrocsatlakozóval a Raspberry Pi számára.

9. lépés: Végső szerelés

A radarérzékelő, a LED -ek és a vezérlőkártya tartásához mindent egy 12”x 24” x 1”-es fadarabra szereltek fel. A LED -eket az előlapra szerelték, a radarérzékelővel és a vezérlőpanellel együtt A fát feketére festették, hogy a LED -ek jobban olvashatók legyenek. A LED -ek tápellátását és vezérlőjeleit a fákon lévő lyukon keresztül vezetik a LED -ek mögött. A radarérzékelőt az elülső oldalon, a LED -ek mellett szerelték fel. A radarérzékelő USB-táp- és vezérlőkábele a tetején a falapra volt tekerve. A tábla tetején található pár lyuk, kötőfóliával biztosította a tábla rögzítését a telefonoszlopra a „Speed Checked by Radar”jel.

A vezérlőpanelt a tápegységgel együtt a tábla hátsó oldalához rögzítették.

10. lépés: Python -kód

A Raspberry Pi -n futó Python segítségével húzták össze a rendszert. A kód a GitHubon található. A kód fő részei a konfigurációs beállítások, a radarérzékelő USB-soros portján keresztül leolvasott adatok, a sebességadatok megjelenítéssé konvertálása és a kijelző időzítésének szabályozása.

Az OPS241-A radarérzékelő alapértelmezett konfigurációja rendben van, de úgy láttam, hogy néhány beállításra szükség van az indítási konfigurációhoz. Ezek között szerepelt a m/s jelentésről az mph -re való váltás, a mintavételi frekvencia 20 kps -ra történő módosítása és a squelch beállításának módosítása. A mintavételi arány közvetlenül diktálja a jelenthető végsebességet (139mph), és felgyorsítja a jelentési gyakoriságot.

A legfontosabb tanulás a squelch érték beállítása. Kezdetben azt tapasztaltam, hogy a radarérzékelő nem vette fel az autókat nagyon messze, talán csak 15-30 láb (5-10 m) távolságra. Azt hittem, lehet, hogy túl magasra állítottam a radarérzékelőt, mivel körülbelül 7 méterrel az utca felett helyezkedett el. Úgy tűnt, hogy az, ha lejjebb hozod 4 lábra, nem segít. Aztán láttam a squelch beállítást az API dokumentumban, és a legérzékenyebbre módosítottam (QI vagy 10). Ezzel az észlelési tartomány jelentősen megnőtt, 10-30 m-re.

Az adatok soros porton keresztül történő befogadása és a LED -ekre küldés lefordítása meglehetősen egyszerű volt. A 20 km / s sebességnél a sebességadatok másodpercenként körülbelül 4-6 alkalommal jelennek meg. Ez egy kicsit gyors, és nem jó, ha a kijelző ilyen gyorsan változik. Kijelző vezérlőkódot adtak hozzá, hogy másodpercenként megkeresse a leggyorsabb jelentett sebességet, majd megjelenítse ezt a számot. Ez egy másodperc késleltetést jelent a szám bejelentésében, de ez rendben van, vagy könnyen beállítható.

11. lépés: Eredmények és fejlesztések

Saját tesztet végeztem, amikor beállított sebességgel mentem el mellette egy autóval, és a leolvasások viszonylag jól egyeztek a sebességgel. Az OmniPreSense elmondta, hogy tesztelték a modult, és képes elvégezni ugyanazt a vizsgálatot, amelyet egy szabványos rendőrségi radarfegyver 0,5 mph pontossággal végez.

Összefoglalva, ez egy nagyszerű projekt volt, és jó módja annak, hogy biztonságot teremtsek az utcámnak. Van néhány fejlesztés, amely még hasznosabbá teheti ezt, amelyet a későbbi frissítés során megnézek. Az első a nagyobb és fényesebb LED -ek megtalálása. Az adatlap szerint ezek 200-300 mcd (millicandela). Határozottan ennél magasabbra van szükség, mivel a nap könnyedén kimosott, amikor nappali fényben nézte őket. Alternatív megoldásként árnyékolás hozzáadásával a LED -ek élei körül elkerülheti a napfényt.

A teljes megoldás időjárásállóvá tételére lesz szükség, ha véglegesen közzéteszik. Szerencsére ez radar, és a jelek könnyen átjutnak egy műanyag házon, csak meg kell találni a megfelelő méretet, amely vízálló is.

Végül nagyon jó lenne egy kamera modult hozzáadni a Raspberry Pi -hez, hogy lefényképezzünk mindenkit, aki túllépi az utcán a sebességhatárt. Ezt tovább tudnám vinni, ha kihasználnám a fedélzeti WiFi-t, és riasztást és képet küldenék a száguldó autóról. Az időbélyegző, a dátum és az észlelt sebesség hozzáadása a képhez valóban befejezi a dolgokat. Talán van még egy egyszerű alkalmazás is, amely szépen bemutatja az információkat.