Solarbetriebener LED-Parksensor - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

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Unsere Garage hat nicht viel Tiefe und hat am Ende Schränke, die die Tiefe weiter reduzieren. Das Auto meiner Frau ist gerade kurz genug, um hineinzupassen, aber es ist nah dran. Ich habe diesen Sensor entwickelt, um das Parken zu vereinfachen und sicherzustellen, dass das Auto in der Garage vollrollt, bevor es zu weit geht und gegen die Schränke stößt.

Nachdem es entworfen war, entschied ich mich, es mit Sonnenkollektoren zu betreiben, weil ich einen guten Platz hatte, um sie zu platzieren, und mein Plan ist es, dieses System zu erweitern, um in Zukunft mehr Dinge in der Garage mit Strom zu versorgen.

Sehen Sie sich dieses Video für einen kurzen Überblick an:

Lieferungen

3D-gedruckte Gehäuse und LED-Diffusor

3D gedruckte Drahtklemmen

Arduino Nano, Steckbrett und Überbrückungsdrähte

Solarstrom-Manager

Solarplatten

Lötbares Steckbrett, 2-Draht-Anschluss, 3-Draht-Anschluss, 4-Draht-Anschluss

LED-Streifen (60/m) WS2812

14500 Lithium-Ionen-Akkus

Elektronischer Schraubenzieher

Ultraschallsensor

Doppelseitiges Klebeband, Flüssiges Isolierband

Abisolierzange, Lötkolben

3D Drucker

Heiße Luft Pistole

M3x8mm Schrauben, M3 Mutter

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Schritt 1: Aufbau der Schaltung + Code

Laden Sie die Arduino-Skizze herunter und installieren Sie sie. Hier gefunden: Parksensor Skizze

Die Schaltung besteht aus einem Ultraschallsensor, einem Arduino Nano und einem WS2812B 5V adressierbaren LED-Streifen. Ich hatte anfangs Bedenken, den Ultraschallsensor zu verwenden, da die Oberfläche des Autos nicht eben ist, aber nach ersten Tests schien dies kein Problem zu sein.

Verbinden Sie Folgendes mit den angegebenen Arduino-Pins (oder ändern Sie sie im Code in den Zeilen 5-7):

LED-Streifen -> Pin 8

Ultraschallsensor Trig -> Pin 12

Ultraschallsensor Echo -> Pin 11

Um den Code an Ihre Anwendung anzupassen, können Sie die folgenden Codezeilen ändern:

9: Dies ist die Anzahl der cm, bei der die Lichter angehen

10: Dies ist die Schwelle, um Sie wissen zu lassen, dass Sie in der Nähe sind

11: Dies ist die Zahl in cm, die Sie wissen lässt, dass Sie sich in sicherer Entfernung befinden

12: In dieser Entfernung beginnen die Lichter lila zu werden, was Sie wissen lässt, dass Sie anhalten müssen

13: In dieser Entfernung beginnen die Lichter zu blinken, um Sie wissen zu lassen, dass Sie zu nahe sind

Einige andere Zahlen zum Anpassen:

15: Dies ist die Zahl in Sekunden, die gewartet werden muss, nachdem das Auto aufgehört hat, sich zu bewegen, bevor die Lichter ausgehen und der Arduino in den Energiesparmodus wechselt.

17: Diese Zahl stellt die zulässige Entfernungsschwankung dar, bevor der Sensor eine Bewegung registriert und sich wieder einschaltet.

Ich habe die Bibliothek "Low Power" verwendet, um das Arduino in einen Ruhezustand zu versetzen, wenn es nicht verwendet wurde. Diese Sparkfun-Anleitung bietet einen Überblick über die Funktionsweise und Sie können sie hier herunterladen und installieren: Low Power Library. Was ich festgestellt habe, war, dass die Bibliothek den seriellen Monitor störte, sodass Sie sie nicht verwenden konnten, während Sie auch die Low Power-Bibliothek einbeziehen und verwenden.

Schritt 2: Löten der Schaltung

Übertragen Sie die Schaltungskomponenten auf die Prototypenplatine und löten Sie sie ein. Löten Sie einen 4-poligen JST-Stecker für den Ultraschallsensor und einen 3-poligen JST-Stecker für den LED-Streifen. Ich habe einen 2-Draht-JST-Anschluss zu 5 V und Masse hinzugefügt, um die Komponenten und das Arduino extern mit Strom zu versorgen.

Schritt 3: Ultraschallsensor installieren

Brechen Sie ein 4-poliges Stück der Buchsenleiste ab, biegen Sie die Stifte und löten Sie es an einen 4-poligen Stecker an, damit Sie es auf den Ultraschallsensor schieben können. Mit flüssigem Isolierband bemalen.

Markieren Sie die Positionen für den Sensor und den LED-Streifen am Schrank, an dem der Melder montiert werden soll. Kleben Sie die 3D-gedruckte Ultraschallsensorhalterung mit doppelseitigem Klebeband an die gewählte Stelle. Bohren Sie Löcher in die Wand, um den Draht hindurchzuführen.

Schritt 4: LED-Streifen installieren

Schneiden Sie einen LED-Streifen auf eine Länge, die für Sie geeignet ist. (Meine war 20 LEDs lang und hatte einen Abstand von 60 LEDs/m). Löten Sie einen 3-poligen Stecker an die Eingangsseite und malen Sie mit flüssigem Isolierband.

Wenn Sie die LEDs unverändert an der Wand platzieren, haben die Pixel einen begrenzten Blickwinkel, und so geht viel Licht verloren. Den Unterschied sieht man oben im Bild. Die Abdeckung, die ich entworfen habe, um das Licht zu streuen, hat eine Dicke von etwa 0,5 mm, was die optimale Balance zwischen Helligkeit und Streuung zu bieten schien.

Wählen Sie die Stelle, an der Sie die LEDs platzieren möchten. Idealerweise sollten sie mittig vor dem Fahrer, nahe auf Augenhöhe des Fahrersitzes, angebracht sein. Stecken Sie die beiden hinteren Teile des Halters zusammen, schieben Sie den LED-Streifen in den Halter, entfernen Sie den Kleber von der Rückseite des LED-Streifens und drücken Sie ihn fest. Schieben Sie die Abdeckungen auf die Halterung und befestigen Sie sie mit doppelseitigem Klebeband an der von Ihnen ausgewählten Stelle.

Hinweis: Die Skizze ist für 20 LEDs programmiert. Wenn Sie also eine andere Menge verwenden, denken Sie daran, die Zahl in Zeile 5 zu ändern, um dies widerzuspiegeln. Wenn Sie eine ungerade Anzahl von LEDs verwenden, ist diese so eingestellt, dass sie weiterhin wie erwartet funktioniert.

Schritt 5: Arduino installieren und alles anschließen

Befestigen Sie das lötbare Steckbrett mit zwei M3-Schrauben und Muttern am Gehäuse, schieben Sie die Anschlüsse durch die seitlichen Öffnungen und schrauben Sie den Deckel fest.

Wählen Sie eine geeignete Stelle, um das Gehäuse in der Nähe der LEDs und des Ultraschallsensors zu befestigen, und fügen Sie eine Schraube hinzu, damit Sie es mit der Schlüssellochhalterung befestigen können. Ich habe direkt neben dem Ultraschallsensor platziert, damit ich keine 4-Draht-Verlängerung für den Sensor machen muss.

Bringen Sie den Sensor und die LED an. Verwenden Sie 3D-gedruckte Drahthalterungen, um das Drahtmanagement zu erleichtern und zu verhindern, dass sich Drähte zu sehr bewegen können.

Schritt 6: Hinzufügen von Sonnenkollektoren

Ich beschloss, diesem Projekt Solarstrom hinzuzufügen, damit ich mir keine Sorgen um Batterien machen musste und es nicht ständig an die Wand gesteckt hatte. Das Solar-Setup ist modular, daher plane ich, mehr Garagenprojekte durchzuführen, die Strom daraus ziehen, und ich kann die Sonnenkollektoren oder den Laderegler und die Batterie nach Bedarf verbessern.

Der in diesem Projekt verwendete Solar Power Manager benötigt eine Mindestspannung von 6 V und eine Leistung von mindestens 5 W, um die Batterie aufzuladen. Das Knifflige an kleinen Solarprojekten ist, dass die Lithium-Ionen-Akkus zum Laden mindestens 1 Ampere Strom benötigen. In diesem Fall hatte ich zwei 5-V-Panels, die jeweils mit 0,5 A bewertet wurden. Da der Power Manager mindestens 6 V benötigt, müssen die Panels in Reihe geschaltet werden und ihre Spannung addieren. Bei dieser Anordnung bleibt der Strom bei 0,5 A, aber da die von den kombinierten Panels bereitgestellte Leistung 5 W beträgt, hat der Laderegler, wenn die Spannung abfällt, ausreichend Strom zum Laden der Batterie.

Hinweis: Die Spannung des Solarpanels schwankt im Laufe des Tages erheblich und erreicht bei Werten über der Nennspannung einen Spitzenwert. Aus diesem Grund möchten Sie keinen Arduino oder eine Batterie direkt an das Panel anschließen.

Verwenden Sie Kabel, um die Panels in Reihe zu löten, und fügen Sie einen 2-poligen JST-Stecker hinzu, damit Sie sie einfach mit dem Power Manager verbinden und trennen können. Suchen Sie eine ebene Fläche, die viel Sonne bekommt, um die Paneele zu montieren. Für mich hatte ich eine Stelle, an der ich sie leicht mit doppelseitigem Klebeband abkleben konnte. Ich habe zuerst die Oberfläche gereinigt und dann die Platten abgeklebt. Der Halt scheint stark genug zu sein, aber die Zeit wird zeigen, ob dies ausreicht, um einigen der starken Winde, die wir hier herumtreiben, standzuhalten. Ich habe Kabelbinder verwendet, um den Draht an Ort und Stelle zu halten, während er in die Garage zurückgeführt wird.

Viele elektrische Generatoren können auch als Last verwendet werden, wenn an ihnen eine Spannung angelegt wird. Im Falle eines Mikrofons kann es als Lautsprecher verwendet werden. Ein Generator kann auch als Motor fungieren. Eine LED kann verwendet werden, um die Anwesenheit von Licht zu messen. Wenn eine Spannung an ein Solarpanel angelegt wird, zieht es Strom, und ich glaube, es wird Licht emittieren (nicht sicher, welche Frequenz). In einem solchen Fall muss irgendwo im Stromkreis eine Sperrdiode installiert werden, um zu verhindern, dass das Solarpanel die Batterie entlädt, wenn kein Sonnenlicht vorhanden ist. Ich nahm an, dass dies in der Power-Manager-Schaltung eingebaut war, aber nach ein paar Tagen Regen war die Batterie vollständig entladen.

Ich benutzte eine Diode, die ich herumliegen fand, und lötete sie an das Ende des Drahtes, der mit dem 5V-Anschluss des Ladereglers verbunden war. Wenn Sie an der gleichen Stelle löten, sollte das Ende der Diode mit dem Band zum Laderegler zeigen und vom Pluspol des Solarpanels weg. Dadurch wird verhindert, dass Strom zurück in das Panel leckt. Ich benutzte einen Schrumpflötdrahtverbinder, um ihn an Ort und Stelle zu löten, weil ich meinen installierte, nachdem ich das System installiert hatte.

Schritt 7: Solar Power Manager hinzufügen

Der Power Manager verfügt über Optionen zum Anschließen über weibliche Überbrückungsdrähte oder USB-Kabel. Keines von denen ist besonders praktisch für die Entfernung, die ich den Draht verlegen wollte, also lötete ich stattdessen Drähte an die Unterseite der Platine, wo die 5V- und Massestifte verbunden waren.

Befestigen Sie zwei 5-polige Wago-Hebelmuttern mit doppelseitigem Klebeband am Gehäuse. Auf diese Weise können mehrere Geräte über diesen Energiemanager mit Strom versorgt werden. Es ist in der Lage, bis zu 1 A Strom bei 5 V auszugeben. Wenn Ihre zukünftigen Anwendungen also mehr Strom benötigen, sollten Sie andere Power-Manager verwenden.

Auf der Rückseite des Power Managers befinden sich eine Reihe von Schaltern, mit denen Sie die ungefähre Spannung Ihrer Solarmodule einstellen können, also schalten Sie sie entsprechend der von Ihnen verwendeten Solaranlage um. In meinem Fall stelle ich es auf 9v ein, da die Panels in der Reihenanordnung mit 10v bewertet werden.

Der Energiemanager wird mit Abstandshaltern geliefert, also entfernen Sie zwei davon und verwenden Sie diese Löcher, um den Energiemanager mit M3x8-Schrauben an das Gehäuse zu schrauben. Führen Sie die Drähte, die an 5 V gelötet und geerdet sind, durch das Loch im Boden und klemmen Sie sie in die Wago-Hebelmuttern.

Suchen Sie einen guten Platz für den Power Manager und fügen Sie eine Schraube an der Wand an. Verwenden Sie das Schlüsselloch am Gehäuse, um es zu befestigen. Führen Sie das Kabel vom Arduino zum Power Manager und befestigen Sie es mit den 5V- und Masse-Wago-Anschlüssen. Seien Sie sehr vorsichtig, um es nicht nach hinten zu befestigen, Arduino-Boards werden mit einigen Schutzvorrichtungen geliefert, aber Sie könnten Ihre hier möglicherweise braten, wenn Sie den 5V-Pin umgekehrt verdrahten. Verwenden Sie Kabelhalterungen, um das Kabel an der Wand zu befestigen.

Machen Sie dasselbe mit dem Draht, der vom Solarpanel kommt. Achten Sie darauf, die Solarmodule zu trennen, bevor Sie die Drähte an den Eingang des Leistungsreglers anschließen, damit Sie sie nicht versehentlich kurzschließen oder die Platine beschädigen.

Wenn Sie fertig sind, bringen Sie die Abdeckung am Gehäuse an, schalten Sie den Schalter für die Batterie ein und schließen Sie die Sonnenkollektoren wieder an.

Schritt 8: Testen Sie es

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