Fordított parkolósegéd a garázsban a meglévő biztonsági érzékelő és analóg áramkör használatával: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Gyanítom, hogy az emberiség történetében sok találmány született panaszkodó feleségek miatt. A mosógép és a hűtőszekrény minden bizonnyal életképes jelöltnek tűnik. Az ebben az utasításban leírt apró "találmányom" egy elektronikus garázsparkoló asszisztens, amely szintén (igen, sejtette) feleségi panaszok eredménye.:)

Szeretem az autómat a garázsunkban hátramenetben parkolni, hogy reggel gyorsan kiléphessek. Ha túl messzire parkolok, a feleségem elégedetlen a ház ajtajához vezető keskeny átjáróval. Ha nem elég messze parkolok, akkor az első lökhárító a távirányítású garázsajtó útjába áll. Az ideális hely az, ha az első lökhárító 1-2 hüvelyknyire van a zárt ajtótól, amit minden alkalommal meglehetősen nehéz elérni.

Természetesen a legegyszerűbb megoldás a klasszikus teniszlabda a mennyezetről lógó zsinóron. Persze működne, de hol a szórakozás? Egy olyan elektronikus hobbi számára, mint én, az első gondolat egy áramkör építése! Legalább tucat Instructable létezik, amelyek ultrahangérzékelőn, Arduino -n és valamilyen LED -eket használó fényjelzésen alapuló garázs távolságmérőt írnak le. Ezért érdekesebbé tétele érdekében egy alternatív megoldás mellett döntöttem, amely kihasználja a meglévő biztonsági tolatóérzékelőt, amely a LiftMaster által gyártott automatikus garázskapu szerves része. A következő videó elmagyarázza, hogyan működik, és sok írást takarít meg.

Az érzékelő vevője "minden tiszta" jelzést ad, amikor az első lökhárító abbahagyja az infravörös sugarat. Tökéletes! Csak annyit kell tennem, hogy elkapom ezt a jelet, igaz? Nos, ezt könnyebb mondani, mint megtenni…

(Jogi nyilatkozat: A következő lépésre való tekintettel tudomásul veszi, hogy jól ismeri az elektronikát, és tisztában van azzal, hogy ez a projekt egy meglévő biztonsági berendezéssel foglalkozik. Jól működik, ha helyesen végzi, de ha valamit elcsesz, akkor fennáll annak veszélye, hogy a biztonsági berendezések hatástalanok. A saját felelősségére járjon el, nem vállalok felelősséget az esetleges rossz hatásokért, mint például az elhullott/sérült háziállatok, gyerekek stb., amelyek ennek az utasításnak a végrehajtásából erednek.)

1. lépés: 1. probléma: Hogyan lehet elfogni és használni a LiftMaster biztonsági érzékelőjének jelét?

Ha az infravörös (IR) sugár útvonala az emitter és a vevő között tiszta, a vevő egy vezetékpáron keresztül 156 Hz -es négyzethullámú jelet küld, amint az az első képen látható. Egyetlen periódus alatt 6,5 ms ~ 6 V magas, majd legfeljebb 0,5 ms ~ 0 V alacsony (második és harmadik kép). Amikor az infravörös sugár akadályba ütközik, a vevő nem küld jelet, és a vezeték magas marad a tápfeszültségnél (negyedik kép). Érdekes, hogy mind az emitter, mind a vevő tápellátása, valamint a vevő jelei egyetlen pár terminálból származnak a LiftMaster nyitó hátulján (ötödik kép).

Ennek a problémának a lényege tehát az, hogy hogyan lehet észlelni a négyzethullámú jelet az 1. képen a 4. kép DC jeléből. Nincs szükség a kerék újrafeltalálására, mivel ezt a problémát mások is megoldották egy hiányzó impulzusérzékelő áramkörrel. Sok megvalósítás létezik; Kiválasztottam egyet a Circuits Today oldalról, és kissé módosítottam az ötödik képen látható módon. Az eredeti oldal részletesen leírja működési elveit. Röviden, a monostabil módban működő NE555 időzítő mindaddig magasan tartja az OUTPUT csapját, amíg a bejövő négyzethullám időtartama (a TRIGGER -hez csatlakoztatva) rövidebb, mint a THRESHOLD+DISCHARGE csapok időzítési intervalluma. Ez utóbbi az R1 és C2 értékeitől függ. A TRIGGER egyenáramú feszültsége lehetővé teszi a C2 töltését a küszöbérték felett, és az OUTPUT pin alacsony lesz. Probléma megoldódott!

2. lépés: 2. probléma: Hogyan lehet vizuálisan jelezni az időzítő kimeneti csapjának állapotát?

Ez nem gond: használjon LED -et. Tartsa kikapcsolva, ha az infravörös sugarak sértetlenek és a KIMENET magas (ez az esetek 99,999% -ában fordul elő), és kapcsolja be, amikor a sugár megszakad, és a KIMENET alacsony lesz. Más szóval, fordítsa az OUTPUT jelet a LED táplálására. Az ilyen típusú legegyszerűbb kapcsoló, az IMHO P-csatornás MOSFET tranzisztorokat használ, amint azt a fenti kép is mutatja. Az időzítő KIMENETE csatlakozik a kapujához. Amíg magas, a tranzisztor nagy impedanciájú üzemmódban van, és a LED nem világít. És fordítva, a kapu alacsony feszültsége lehetővé teszi az áram áramlását. Az R4 felhúzó ellenállás biztosítja, hogy a kapu soha ne maradjon lógva, és a kívánt állapotban tartsa. Probléma megoldódott!

3. lépés: 3. probléma: Hogyan lehet táplálni az eddig ismertetett áramkört?

Az 1. lépésben látható hiányzó impulzusérzékelőnek állandó egyenáramú tápfeszültségre van szüksége. Használhatom az elemeket, vagy vásárolhatok megfelelő AC/DC adaptert. Hú, túl sok a baj. Mit szólna a LiftMaster által biztosított biztonsági szenzorhoz? Nos, a probléma az, hogy hordozza az infravörös vevő jelét, amely sem "állandó", sem "DC". De megfelelően szűrhető és simítható a fent bemutatott nagyon egyszerű áramkörrel. Egy nagyméretű 1 mF elektrolit kondenzátor elég jó szűrő, és a csatlakoztatott dióda gondoskodik arról, hogy alacsony jel esetén ne merüljön vissza. Probléma megoldódott!

A trükk az, hogy ne merítsen túl sok áramot a LiftMasterből, különben a biztonsági érzékelő működése veszélybe kerülhet. Ezért nem a szabványos NE555 időzítőt, hanem annak TS555 CMOS klónját használtam, nagyon alacsony energiafogyasztással.

4. lépés: 4. probléma: Hogyan tegyük össze az összes összetevőt?

Könnyen; lásd a teljes áramkört fent. Íme az általam használt alkatrészek listája:

• U1 = Kis teljesítményű, egyetlen CMOS időzítő TS555, az STMicroelectronics gyártmánya.
• M1 = P-csatornás MOSFET tranzisztor IRF9Z34N.
• Q1 = PNP BJT tranzisztor BC157.
• D1 = 1N4148 dióda.
• D2 = sárga LED, típusa ismeretlen.
• C1 = 10 nF kerámia kondenzátor.
• C2 = 10 uF elektrolit kondenzátor.
• C3 = 1 mF elektrolit kondenzátor.
• R1 és R2 = 1 k-ohmos ellenállások.
• R3 = 100 ohmos ellenállás.
• R4 = 10 k-ohm ellenállás.

5,2 V -os tápellátás esetén a fenti áramkör csak ~ 3 mA -t fogyaszt, ha a LED nem világít, és ~ 25 mA -t, ha be van kapcsolva. Az áramfogyasztás tovább csökkenthető ~ 1 mA-re, ha az R1-et 100 k-ohmra, a C2-t pedig 100 nF-ra változtatjuk. Az ellenállás további növekedése és a kapacitás csökkentése, amelyet az RC termék állandó értéken tartása (= 0,01) korlátoz, nem csökkenti az áramot.

A LED -et és az R3 ellenállást egy aranyos kis Altoids bádogba helyeztem, és a falra szögeztem. Ettől hosszú kábelt vezettem egészen a mennyezeten lévő LiftMaster nyílásig. A vezető áramkört egy általános célú táblára forrasztották, és egy aranyos kis dobozba helyezték, amelyet az Adafruit -tól kaptam. A doboz a LiftMaster keretéhez van rögzítve, a tápvezetékek pedig a biztonsági érzékelő kapcsaihoz vannak rögzítve.

Amikor a kocsimat a garázsba hajtom, megállok, amint a LED kialszik. Az eredmény tökéletes illeszkedés, ahogy az utolsó képen látható. Probléma megoldódott!

5. lépés: Kiegészítés: Világosabb, bár nem fényesebb parkolási asszisztens:)

10 nappal az Instructable első közzététele után megépítettem a vezető parkoló lámpát a második garázskapuhoz. Érdemes itt megemlíteni, mivel apró fejlesztéseket hajtottam végre az áramkör kialakításában. Lásd az első képet. Először az alacsonyabb áramú opciót választottam az előző lépésben leírt RC párhoz, ahol az alacsony 100 nF kapacitás megegyezik a nagyobb 100 k-ohm ellenállással. Ezután megszüntettem a PMOS tranzisztort és a 10 k-ohmos felhúzó ellenállást, és közvetlenül a TS555 OUTPUT csapjához csatlakoztattam a LED földjét. Ez azért lehetséges, mert az infravörös sugárút útjában lévő tárgy csökkenti a KIMENETI feszültséget, és ténylegesen bekapcsolja a LED -et. Ennek az egyszerűsítésnek azonban ára van. A PMOS jelenlétével nem kellett aggódnom a LED -áram miatt: az IRF9Z34N 19 A -t képes felvenni, így a LED olyan fényesen ragyoghat, ahogy szeretném. A TS555 OUTPUT csapja csak 10 mA -t képes lemeríteni, ezért a LED -et egy 220 ohmos nagyobb ellenállással kellett párosítanom, ami csökkentette a fényerőt. Még mindig jól látható, ahogy a negyedik kép is mutatja, így nekem működik. Ennek a kialakításnak az alkatrészeinek listája a következő:

• U3 = Alacsony teljesítményű egyetlen TSOS5 CMOS időzítő, az STMicroelectronics gyártmánya.
• Q3 = PNP BJT tranzisztor BC157.
• D5 = 1N4148 dióda.
• D6 = sárga LED, típusa ismeretlen.
• C7 = 10 nF kerámia kondenzátor.
• C8 = 100 nF kerámia kondenzátor.
• C9 = 1 mF elektrolit kondenzátor.
• R9 = 100 k-ohm ellenállás.
• R10 = 1 k-ohm ellenállás.
• R11 = 220 ohm ellenállás.

Az áramkör OFF és ON állapotban 1 mA -t és 12 mA -t fogyaszt.