Saules enerģijas LED stāvēšanas sensors: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Vairāk nekā SumMy youtube kanālsSeko vairāk autoram:

Par: Es esmu skolotājs, kurš dažreiz veido video. Vairāk par vairāk nekā summa »

Mūsu garāžai nav daudz dziļuma, un tās beigās ir skapji, kas vēl vairāk samazina dziļumu. Manas sievas automašīna ir pietiekami īsa, lai ietilptu, bet tā ir tuvu. Es izveidoju šo sensoru, lai vienkāršotu stāvēšanas procesu un nodrošinātu, ka automašīna ir pilna garāžā, pirms dodaties pārāk tālu un ietriecas skapjos.

Kad tā tika izstrādāta, es nolēmu to darbināt ar saules paneļiem, jo man bija laba vieta to ievietošanai, un mans plāns ir paplašināt šo sistēmu, lai nākotnē garāžā darbinātu vairāk lietu.

Noskatieties šo video, lai iegūtu īsu pārskatu:

Piegādes

3D drukāti korpusi un LED difuzors

3D drukāti stiepļu klipi

Arduino Nano, maizes dēļu un džemperu vadi

Saules enerģijas pārvaldnieks

Saules paneļi

Lodējams maizes dēlis, 2 vadu savienotājs, 3 vadu savienotājs, 4 vadu savienotājs

LED sloksne (60/m) WS2812

14500 litija jonu baterijas

Elektriskais skrūvgriezis

Ultraskaņas sensors

Divpusēja lente, šķidra elektriskā lente

Stiepļu noņēmējs, lodāmurs

3D printeris

Karstā gaisa pistole

M3x8mm skrūves, M3 uzgrieznis

*visas saites ir saistītās saites

1. darbība: ķēdes + koda izveide

Lejupielādējiet un instalējiet arduino skici. Atrasts šeit: parkošanās sensora skice

Ķēde sastāv no ultraskaņas sensora, arduino nano un WS2812B 5V adresējamas LED sloksnes. Sākumā es biju nobažījies par ultraskaņas sensora izmantošanu, jo automašīnas virsma nav plakana, taču pēc sākotnējās pārbaudes tā nešķita problēma.

Pievienojiet tālāk norādītās arduino tapas (vai mainiet tās kodā, kas norādīts 5. – 7. Rindā):

LED sloksne -> tapa 8

Ultraskaņas sensora slēdzis -> tapa 12

Ultraskaņas sensora atbalss -> pin 11

Lai pielāgotu kodu savai lietojumprogrammai, varat mainīt šādas koda rindiņas:

9: tas ir cm skaits, kurā iedegas gaismas

10: tas ir slieksnis, lai paziņotu, ka esat tuvu

11: tas ir cm skaits, kas ļauj jums zināt, ka esat drošā attālumā

12: šajā attālumā gaismas sāk kļūt purpursarkanas, ļaujot jums apstāties

13: šajā attālumā gaismas sāk mirgot, norādot, ka esat pārāk tuvu

Daži citi skaitļi, kas jāpielāgo:

15: šis ir sekundes skaitlis, kas jāgaida pēc automašīnas apstāšanās, pirms iedegas gaismas un Arduino pāriet mazjaudas režīmā.

17: šis skaitlis attēlo attāluma svārstību apjomu, kas ir pieļaujams, pirms sensors reģistrē kustību un atkal ieslēdzas.

Es izmantoju bibliotēku "Zema jauda", lai Arduino nonāktu miega stāvoklī, kad tas netika lietots. Šajā Sparkfun ceļvedī ir sniegts pārskats par tā darbību, un jūs varat to lejupielādēt šeit: Zema enerģijas patēriņa bibliotēka. Es atklāju, ka bibliotēka traucē sērijveida monitoram, tāpēc jūs nevarēsit to izmantot, vienlaikus iekļaujot un izmantojot mazjaudas bibliotēku.

2. solis: ķēdes lodēšana

Pārnesiet ķēdes komponentus uz prototipa plāksni un lodējiet vietā. Lodējiet 4 kontaktu JST savienotāju ultraskaņas sensoram un 3 kontaktu JST savienotāju LED sloksnei. Es pievienoju 2 vadu JST savienotāju 5 V un zemē, lai ārēji barotu komponentus un arduino.

3. darbība: ultraskaņas sensora uzstādīšana

Nogrieziet 4 kontaktu sieviešu galvenes sloksnes gabalu, salieciet tapas un lodējiet pie 4 kontaktu savienotāja, lai to varētu pārbīdīt uz ultraskaņas sensora. Krāsojiet ar šķidru elektrisko lenti.

Atzīmējiet sensora un LED sloksnes atrašanās vietu uz skapja, kur detektors tiks uzstādīts. Ar divpusēju lenti pielīmējiet 3D drukātā ultraskaņas sensora stiprinājumu izvēlētajā vietā. Urbiet caurumus sienā, lai izvadītu vadu.

4. solis: LED sloksnes uzstādīšana

Izgrieziet LED sloksni tādā garumā, kas jums ir piemērots. (Manējais bija 20 gaismas diodes garš, un tas bija izvietots ar 60 LED/m). Lodējiet 3 kontaktu savienotāju pie ieejas puses un krāsojiet ar šķidru elektrisko lenti.

Ja gaismas diodes novietojat pie sienas, pikseļiem ir ierobežots skata leņķis, un tāpēc liela daļa gaismas tiek izšķiesta. Jūs varat redzēt atšķirību iepriekš redzamajā attēlā. Vāka, ko es izstrādāju gaismas izkliedēšanai, biezums ir aptuveni 0,5 mm, kas, šķiet, nodrošina optimālu līdzsvaru starp spilgtumu un izkliedes daudzumu.

Izvēlieties vietu, kur vēlaties novietot gaismas diodes. Ideālā gadījumā tiem jābūt centrētiem vadītāja priekšā, tuvu acu līmenim no vadītāja sēdekļa. Salieciet kopā divus turētāja aizmugurējos gabalus, iebīdiet LED sloksni turētājā, noņemiet līmi no LED sloksnes aizmugures un nospiediet vietā. Bīdiet vākus uz turētāja un izmantojiet divpusēju līmlenti, lai uzstādītu izvēlētajā vietā.

Piezīme: skice ir ieprogrammēta 20 gaismas diodēm, tādēļ, ja izmantojat citu daudzumu, neaizmirstiet nomainīt numuru 5. rindā, lai to atspoguļotu. Ja izmantojat nepāra skaitu gaismas diodes, tas ir iestatīts tā, lai tas joprojām darbotos, kā paredzēts.

5. solis: Arduino instalēšana un visa savienošana

Ar divām M3 skrūvēm un uzgriežņiem piestipriniet lodējamo maizes dēli pie korpusa, pabīdiet savienotājus caur atverēm sānos un ieskrūvējiet vāku vietā.

Izvēlieties ērtu vietu korpusa piestiprināšanai pie gaismas diodēm un ultraskaņas sensora un pievienojiet skrūvi, lai to varētu pakārt vietā, izmantojot atslēgas cauruma stiprinājumu. Es novietoju tieši blakus ultraskaņas sensoram, lai es varētu izvairīties no sensora pagarinājuma ar četrām stieplēm.

Pievienojiet sensoru un gaismas diodi. Izmantojiet 3D drukātu stiepļu kronšteinus, lai palīdzētu vadu vadībā un novērstu vadu pārāk lielu kustību.

6. solis: saules paneļu pievienošana

Es nolēmu šim projektam pievienot saules enerģiju, lai nebūtu jāuztraucas par baterijām, un tāpēc man tas nebija nepārtraukti jāpieslēdz pie sienas. Saules sistēma ir modulāra, tāpēc es plānoju veikt vairāk garāžas projektu, kas no tā patērēs enerģiju, un pēc vajadzības varu uzlabot saules paneļus vai uzlādes kontrolieri un akumulatoru.

Šajā projektā izmantotajam saules enerģijas pārvaldniekam ir nepieciešams vismaz 6 V spriegums un vismaz 5 W jauda, lai uzlādētu akumulatoru. Mazajos saules projektos sarežģītā lieta ir tāda, ka litija jonu baterijām ir nepieciešama vismaz 1 amp strāva, lai tās uzlādētu. Šajā gadījumā man bija divi 5V paneļi, kas katrs bija novērtēti ar 0,5 A. Tā kā strāvas pārvaldniekam ir nepieciešami vismaz 6 volti, paneļi ir jāsavieno ar virkni, pievienojot to spriegumu. Šajā izkārtojumā strāva paliek pie 0,5A, bet, tā kā kombinēto paneļu nodrošinātā jauda ir 5W, tad, kad uzlādes kontrolieris pazemina spriegumu, tam būs pietiekami daudz strāvas, lai uzlādētu akumulatoru.

Piezīme: saules paneļa spriegums dienas laikā ievērojami svārstās un sasniegs maksimālo vērtību, kas ir augstāka par nominālo spriegumu. Šī iemesla dēļ jūs nevēlaties savienot Arduino vai akumulatoru tieši ar paneli.

Izmantojiet vadu, lai lodētu paneļus sērijveidā, un pievienojiet 2 kontaktu JST savienotāju, lai tos varētu viegli savienot un atvienot no strāvas pārvaldnieka. Atrodiet plakanu virsmu, kurā ir daudz saules, lai uzstādītu paneļus. Man bija vieta, kur tos viegli pielīmēt, izmantojot divpusēju lenti. Vispirms es notīrīju virsmu, pēc tam pielīmēju paneļus. Turēšana šķiet pietiekami spēcīga, bet laiks rādīs, vai ar to pietiek, lai noturētu dažus spēcīgos vējus, ko šeit apmetam. Es izmantoju rāvējslēdzējus, lai vadu noturētu vietā, kad tas atgriežas garāžā.

Daudzus elektroģeneratorus var izmantot arī kā slodzi, kad tiem tiek piemērots spriegums. Mikrofona gadījumā to var izmantot kā skaļruni. Ģenerators var darboties arī kā motors. Gaismas klātbūtnes mērīšanai var izmantot LED. Ja saules panelim tiek pielikts spriegums, tas uzņems strāvu, un es uzskatu, ka tas izstaros gaismu (nav pārliecināts, kāda frekvence). Šādā gadījumā kaut kur ķēdē ir jāuzstāda bloķēšanas diode, lai saules panelis neiztukšotu akumulatoru, ja nav saules gaismas. Es pieņēmu, ka strāvas pārvaldnieka ķēdē tā ir iebūvēta, bet pēc dažām lietus dienām akumulators bija pilnībā izlādējies.

Es izmantoju diodi, ko atradu guļot, un pielodēju to pie stieples gala, kas savienotos ar 5V spaili uzlādes kontrollerī. Ja lodējat uz to pašu vietu, diodes galam ar joslu jābūt vērstam pret uzlādes kontrolieri un prom no saules paneļa pozitīvā spailes. Tas bloķēs strāvas noplūdi atpakaļ panelī. Es izmantoju termiski saraucoša lodēšanas stieples savienotāju, lai to pielodētu vietā, jo es uzstādīju raktuves pēc sistēmas uzstādīšanas.

7. solis: saules enerģijas pārvaldnieka pievienošana

Enerģijas pārvaldniekam ir iespējas izveidot savienojumu, izmantojot sieviešu vadus vai USB kabeļus. Neviens no tiem nav īpaši ērts attālumam, kurā es gribēju vadīt vadu, tāpēc tā vietā es pielodēju vadus tāfeles apakšpusē, kur bija savienoti 5v un zemējuma tapas.

Pievienojiet korpusam divus 5 tapu Wago sviras uzgriežņus, izmantojot divpusēju līmlenti. Tas ļaus barot vairākas ierīces no šī enerģijas pārvaldnieka. Tas spēj izvadīt līdz 1A strāvas pie 5 V, tādēļ, ja jūsu turpmākajām lietojumprogrammām būs nepieciešama lielāka strāva, jums vajadzētu izpētīt, izmantojot citus enerģijas pārvaldniekus.

Enerģijas pārvaldnieka aizmugurē ir vairāki slēdži, lai jūs varētu iestatīt aptuveno saules paneļu spriegumu, tāpēc pārslēdziet to, lai tas atbilstu jūsu izmantotajai saules iekārtai. Manā gadījumā es to iestatīju uz 9v, jo sērijas izkārtojuma paneļi ir novērtēti kā 10v.

Enerģijas pārvaldniekam ir ierobežojumi, tāpēc noņemiet divus no tiem un izmantojiet šos caurumus, lai pieskrūvētu barošanas pārvaldnieku pie korpusa, izmantojot M3x8 skrūves. Ievadiet vadus, kas ir pielodēti līdz 5 voltiem un iezemēti caur caurumu apakšā, un saspraudiet tos Wago sviras uzgriežņos.

Atrodiet labu vietu enerģijas pārvaldniekam un pievienojiet pie sienas skrūvi. Izmantojiet korpusa atslēgas caurumu, lai to pakārtu vietā. Izvadiet vadu no Arduino līdz strāvas pārvaldniekam un piestipriniet vietā, izmantojot 5 V un zemētus Wago savienotājus. Esiet ļoti piesardzīgs, lai to nepiestiprinātu atpakaļ, Arduino dēļi ir aprīkoti ar dažām aizsargierīcēm, taču jūs, iespējams, varētu cept savējos šeit, ja vadu pieslēgtu pretējā virzienā. Izmantojiet stiepļu stiprinājumus, lai vadu turētu gar sienu.

Dariet to pašu ar vadu, kas nāk no saules paneļa. Noteikti atvienojiet saules paneļus, pirms pievienojat vadus strāvas regulatora ieejai, lai nejauši tos nenoslēgtu un nesabojātu.

Kad esat pabeidzis, piestipriniet vāku pie korpusa, ieslēdziet akumulatora slēdzi un atkal pievienojiet saules paneļus.

8. darbība: pārbaudiet to

Pirmā balva LED sloksnes ātruma izaicinājumā