Αισθητήρας στάθμευσης: Εισαγωγή: 23 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Αυτό το κύκλωμα αισθητήρα στάθμευσης αυτοκινήτου με χρήση πομποδέκτη IR και βοηθού LM324 μπορεί να προστατεύσει το αυτοκίνητό σας από οποιαδήποτε ζημιά κατά την αντίστροφη στάθμευση. Υποδεικνύει την απόσταση του αυτοκινήτου από οποιοδήποτε αντικείμενο και προκαλεί συναγερμό όταν φτάνει κοντά στον τοίχο ή το αντικείμενο και πρέπει να σταματήσει. Σε αυτό το Instructable, έχω δημιουργήσει τη διάταξη αισθητήρα PCB χρησιμοποιώντας το CAD Soft EAGLE. Έχω επίσης δοκιμάσει το κύκλωμά του σε μια σανίδα ψωμιού. Ο σχεδιασμός PCB στο EAGLE είναι μια διαδικασία δύο βημάτων. Πρώτα σχεδιάζετε το σχηματικό σας σχέδιο και στη συνέχεια σχεδιάζετε ένα PCB με βάση αυτό το σχηματικό.

Βήμα 1: ΤΙ ΧΡΕΙΑΖΟΜΑΣΤΕ

Το CAD Soft EAGLE- EAGLE είναι μια ηλεκτρονική εφαρμογή αυτοματοποίησης σχεδίασης (EDA) με δυνατότητα γραφής με σχηματική λήψη, διάταξη πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB), αυτόματο δρομολογητή και δυνατότητες κατασκευής με τη βοήθεια υπολογιστή (CAM).

Βήμα 2: ΛΗOWΗ, ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΤΡΕΞΗ

Ακολουθεί ο σύνδεσμος για δωρεάν λήψη: https://www.autodesk.com/products/eagle/free-downloadΠιάστε την πιο πρόσφατη έκδοση που ταιριάζει με το λειτουργικό σας σύστημα (το λογισμικό είναι διαθέσιμο για Windows, Mac και Linux). Το EAGLE εγκαθιστά ακριβώς όπως κάθε παλιό πρόγραμμα, θα εξαγάγει μόνο του και στη συνέχεια θα σας παρουσιάσει μια σειρά διαλόγων για να διαμορφώσετε την εγκατάσταση. Μετά την εγκατάσταση, θα εμφανιστεί ένα παράθυρο, όπου θα πρέπει να αδειοδοτήσετε το λογισμικό αετών. Πρώτη φορά που ανοίγετε το EAGLE, θα εμφανιστεί ένας πίνακας ελέγχου. Εδώ, υπάρχουν πολλά εικονίδια, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ενός νέου έργου, τη διαχείριση Βιβλιοθηκών, για την προσθήκη νέων Βιβλιοθηκών και πολλά άλλα.

Βήμα 3: Λήψη των απαιτούμενων βιβλιοθηκών

Τώρα, είστε έτοιμοι να δημιουργήσετε έργα στο CAD Soft EAGLE.

Για παράδειγμα: Σε αυτό το Instructable, κατεβάσαμε μια βιβλιοθήκη LM324

(για δωρεάν λήψη του LM324)

componentsearchengine.com/LM324N/Texas+In…

Βήμα 4: Δημιουργία έργου

Τώρα, θα ξεκινήσουμε τη δημιουργία ενός νέου έργου. πρώτα, μεταβείτε στον πίνακα ελέγχου, κάντε κλικ στο εικονίδιο έργων. Τώρα, κάντε δεξί κλικ στον κατάλογο στον οποίο θέλετε να ζει το έργο (από προεπιλογή το EAGLE δημιουργεί έναν κατάλογο "αετών" στον αρχικό σας φάκελο) και επιλέξτε "Νέο έργο". Στη συνέχεια, ονομάστε το φάκελο του έργου που δημιουργήσατε πρόσφατα. Για αυτό το έργο, στην πραγματικότητα φτιάχνουμε έναν αισθητήρα στάθμευσης. Επομένως, το όνομα θα είναι "Parking_Sensor".

Βήμα 5: Δημιουργήστε ένα σχηματικό σχήμα

Τώρα, θα δημιουργήσουμε ένα Σχήμα για το έργο μας με το όνομα "Parking_Sensor". Για να προσθέσετε ένα σχηματικό σχήμα σε ένα φάκελο έργου, κάντε δεξί κλικ στο φάκελο, μεταβείτε στο "Νέο" και επιλέξτε "Σχηματικό". Τώρα, θα παρουσιαστείτε με σχηματικό επεξεργαστή.

Βήμα 6: Προσθήκη τμημάτων σε ένα σχηματικό σχήμα

Εδώ, θα προσθέσουμε τα στοιχεία χρησιμοποιώντας το εργαλείο ADD, θα προσθέσουμε το πλαίσιο, θα προσθέσουμε την είσοδο ισχύος, θα προσθέσουμε τους συνδετήρες. Ο σχηματικός σχεδιασμός είναι μια διαδικασία δύο βημάτων. Πρώτα πρέπει να προσθέσετε όλα τα μέρη στο σχηματικό φύλλο και, στη συνέχεια, αυτά τα μέρη πρέπει να συνδεθούν μεταξύ τους.

Βήμα 7: Χρήση του εργαλείου ADD

Το εργαλείο ΠΡΟΣΘΗΚΗ - (στην αριστερή γραμμή εργαλείων ή κάτω από το μενού Επεξεργασία) - είναι αυτό που θα χρησιμοποιήσετε για να τοποθετήσετε κάθε στοιχείο στο σχηματικό σχήμα. Το εργαλείο ADD ανοίγει έναν πλοηγό βιβλιοθήκης, όπου μπορείτε να επεκτείνετε συγκεκριμένες βιβλιοθήκες και να δείτε τα μέρη που περιέχει. Με ένα τμήμα επιλεγμένο στην αριστερή πλευρά, η προβολή στο δεξί μισό θα πρέπει να ενημερώνεται για να εμφανίζει τόσο το σχηματικό σύμβολο του τμήματος όσο και το πακέτο του. Εδώ, θα προσθέσουμε μια δεδομένη λίστα στοιχείων: Περιγραφή μέρους | Βιβλιοθήκη |

LM324P | Όργανα Τέξας |

LED | Adafruit |

Αντιστάσεις 10Κ | Adafruit |

Αντιστάσεις 1Κ | Adafruit |

330 ωμ | Adafruit |

470 ωμ | Adafruit |

15Κ | Adafruit |

4,7Κ | Adafruit |

Φωτογραφική δίοδος | Siemens |

Βήμα 8: Προσθέστε ένα πλαίσιο

Το πλαίσιο δεν είναι ένα κρίσιμο στοιχείο για την τελική διάταξη PCB, αλλά διατηρεί τη σχηματική σας εμφάνιση καθαρή και οργανωμένη. Το πλαίσιο που θέλετε να προσθέσετε, θα πρέπει να βρίσκεται στη βιβλιοθήκη SparkFun-Aesthetics και ονομάζεται FRAME-LETTER. Βρείτε αυτό είτε με αναζήτηση είτε με πλοήγηση και προσθέστε το στο σχηματικό σας σχήμα. Αφού επιλέξετε το τμήμα που θέλετε να προσθέσετε, θα "λάμψει" και θα αρχίσει να αιωρείται γύρω από το δρομέα του ποντικιού σας. Για να τοποθετήσετε το τμήμα, κάντε αριστερό κλικ (μία φορά!). Αφού τοποθετήσετε ένα μέρος, το εργαλείο προσθήκης θα υποθέσει ότι θέλετε να προσθέσετε ένα άλλο - ένα νέο πλαίσιο θα πρέπει να αρχίσει να ακολουθεί τον δρομέα σας. Για να βγείτε από τη λειτουργία προσθήκης, πατήστε δύο φορές διαφυγής (ESC) ή απλώς επιλέξτε ένα διαφορετικό εργαλείο.

Βήμα 9: Αποθήκευση και αποθήκευση συχνά

Για αποθήκευση είτε μεταβείτε στο Αρχείο> Αποθήκευση είτε απλώς κάντε κλικ στο μπλε εικονίδιο της δισκέτας. Για αυτό το έργο, "Parking_Sensor".

Βήμα 10: Προσθήκη της εισόδου ισχύος

Στη συνέχεια, θα προσθέσουμε διαφορετικά μέρη όλα αφιερωμένα στην είσοδο τροφοδοσίας τάσης. Χρησιμοποιήστε το εργαλείο προσθήκης για αυτά τα μέρη: Περιγραφή τμήματος | Βιβλιοθήκη |

Τερματικό μπλοκ 3,5 mm | Adafruit |

VCC | SparkFun-Aesthetics |

GND | SparkFun-Aesthetics |

Βήμα 11: Καλωδίωση του σχηματικού

Με όλα τα μέρη που έχουν προστεθεί στο σχηματικό μας σχήμα, ήρθε η ώρα να τα συνδέσουμε μεταξύ τους. Θα χρησιμοποιήσουμε το εργαλείο net επειδή κάνει καλύτερη δουλειά στη σύνδεση εξαρτημάτων.

Βήμα 12: Χρήση του εργαλείου NET

Για να χρησιμοποιήσετε το εργαλείο NET, τοποθετήστε το δείκτη του ποντικιού πάνω στο άκρο μιας καρφίτσας (όσο το δυνατόν πιο κοντά, μεγεθύνετε εάν χρειάζεται) και κάντε αριστερό κλικ μία φορά για να ξεκινήσετε ένα καλώδιο. Τώρα μια πράσινη γραμμή θα πρέπει να ακολουθεί τον κέρσορα του ποντικιού σας γύρω. Για να τερματίσετε το δίκτυο, κάντε αριστερό κλικ είτε σε άλλο pin είτε σε ένα δίχτυ. Ξεκινήστε να δρομολογείτε ολόκληρο το κύκλωμά σας. Ξεκινήστε πίσω επάνω αριστερά και δρομολογήστε το κύκλωμά σας. Κάθε φορά που ένα δίχτυ χωρίζεται σε δύο κατευθύνσεις δημιουργείται ένας κόμβος διασταύρωσης. Αυτό σημαίνει ότι και τα τρία δίκτυα που τέμνονται είναι συνδεδεμένα. Εάν δύο δίχτυα διασχίζουν, αλλά δεν υπάρχει διασταύρωση, αυτά τα δίχτυα δεν είναι συνδεδεμένα. Στη συνέχεια, ξεκινήστε να δρομολογείτε ολόκληρο το κύκλωμά σας.

Βήμα 13: Ονόματα και τιμές

Κάθε στοιχείο στο σχηματικό σας σχήμα πρέπει να έχει δύο επεξεργάσιμα πεδία κειμένου: ένα όνομα και μια τιμή. Η τιμή ενός μέρους σάς επιτρέπει να ορίσετε μοναδικά χαρακτηριστικά αυτού του τμήματος. Για παράδειγμα, μπορείτε να ορίσετε μια αντίσταση αντίστασης ή μια χωρητικότητα πυκνωτή.

Για παράδειγμα: Σε αυτό το Instructable, έχω ονοματίσει και μου δώσει τιμές είναι:

Πομπός LED1 - IR

D1 --- Δέκτης IR

R1-10K

R2-470E

R3-1K

R4-1K

R5-1K

R6-10K

R7-15K

R8-10K

R9-10K

R10-4.7K

R11-10K

R12-10K

R13--330E

Αποκλεισμός τερματικού-- Power_supply

Βήμα 14: Μετατρέποντας το σχηματικό σας σε διάταξη πίνακα

Για να μετατρέψετε το σχηματικό σας σχήμα σε διάταξη PCB, κάντε το εξής:

1. Ανοίξτε το σχηματικό έργο σας από τον πίνακα ελέγχου Autodesk EAGLE.

2. Στο επάνω μέρος της διεπαφής σας, επιλέξτε το εικονίδιο SCH/BRD sch-brd. Αυτό θα ξεκινήσει τη διαδικασία δημιουργίας διάταξης PCB με βάση τα στοιχεία και την καλωδίωση στο σχηματικό σας σχήμα.

3. Επιλέξτε Ναι, εάν λάβετε ένα προειδοποιητικό παράθυρο διαλόγου που λέει ότι το αρχείο.brd δεν υπάρχει και ότι θέλετε να το δημιουργήσετε από το σχηματικό σας σχήμα. Για να μεταβείτε από το σχηματικό πρόγραμμα επεξεργασίας στον σχετικό πίνακα, απλώς κάντε κλικ στην εντολή Δημιουργία/Μετάβαση σε πίνακα - (στην επάνω γραμμή εργαλείων ή κάτω από το μενού Αρχείο) - η οποία θα σας ζητήσει να ανοίξει ένα νέο παράθυρο επεξεργαστή πίνακα. Όλα τα μέρη που προσθέσατε από το σχηματικό θα πρέπει να βρίσκονται εκεί, στοιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο, έτοιμα για τοποθέτηση και δρομολόγηση.

Βήμα 15: Τακτοποίηση του Διοικητικού Συμβουλίου

Εάν δεν το έχετε κάνει ήδη, κάντε κλικ στο εικονίδιο Δημιουργία/Μετάβαση σε πίνακα στο σχηματικό πρόγραμμα επεξεργασίας για να δημιουργήσετε ένα νέο σχέδιο PCB με βάση το σχηματικό σας σχήμα:

Το νέο αρχείο πίνακα θα πρέπει να εμφανίζει όλα τα μέρη του σχηματικού σας σχήματος. Οι χρυσές γραμμές, που ονομάζονται Airwires, συνδέονται μεταξύ των ακίδων και αντικατοπτρίζουν τις καθαρές συνδέσεις που κάνατε στο σχηματικό σχήμα. Θα πρέπει επίσης να υπάρχει ένα αχνό, ανοιχτό γκρι περίγραμμα μιας διάστασης σανίδων στα δεξιά όλων των τμημάτων. Η πρώτη μας δουλειά σε αυτήν τη διάταξη PCB θα είναι η τακτοποίηση των εξαρτημάτων και, στη συνέχεια, η ελαχιστοποίηση της περιοχής του περιγράμματος της διάστασης του PCB. Το κόστος PCB σχετίζεται συνήθως με το μέγεθος της πλακέτας, οπότε ένας μικρότερος πίνακας είναι ένας φθηνότερος πίνακας.

Βήμα 16: Μετακίνηση εξαρτημάτων

Χρησιμοποιώντας το εργαλείο ΚΙΝΗΣΗ μπορείτε να ξεκινήσετε να μετακινείτε μέρη στο πλαίσιο διαστάσεων. Ενώ μετακινείτε μέρη, μπορείτε να τα περιστρέψετε κάνοντας δεξί κλικ ή αλλάζοντας τη γωνία στο αναπτυσσόμενο πλαίσιο κοντά στο επάνω μέρος. Ο τρόπος τακτοποίησης των εξαρτημάτων σας έχει τεράστιο αντίκτυπο στο πόσο εύκολο ή δύσκολο θα είναι το επόμενο βήμα. Καθώς κινείστε, περιστρέφεστε και τοποθετείτε μέρη, υπάρχουν ορισμένοι παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη. Μην επικαλύψετε μέρη: Όλα τα εξαρτήματά σας χρειάζονται λίγο χώρο για να αναπνεύσουν. Οι πράσινες οπές χρειάζονται επίσης αρκετό διάκενο μεταξύ τους. Θυμηθείτε ότι οι πράσινοι δακτύλιοι είναι εκτεθειμένοι χαλκός και στις δύο πλευρές του πίνακα, εάν ο χαλκός επικαλυφθεί, τα ρεύματα θα διασταυρωθούν και θα συμβούν βραχυκυκλώματα. Ελαχιστοποιήστε τα τεμνόμενα Airwires: Ενώ μετακινείτε μέρη, παρατηρήστε πώς κινούνται τα Airwires μαζί τους. Περιορίζοντας όσο μπορείτε τα Airwires διασταύρωσης, μακροπρόθεσμα θα διευκολύνετε πολύ τη δρομολόγηση. Ενώ μετατοπίζετε εξαρτήματα, πατήστε το κουμπί RATSNEST - για να υπολογίσετε εκ νέου τα Airwires. Απαιτήσεις τοποθέτησης εξαρτημάτων: Ορισμένα μέρη ενδέχεται να απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή κατά την τοποθέτηση. Η πιο σφιχτή τοποθέτηση σημαίνει έναν μικρότερο και φθηνότερο πίνακα, αλλά καθιστά επίσης πιο δύσκολη τη δρομολόγηση.

Βήμα 17: Δρομολόγηση του πίνακα

Ανοίξτε τον αυτόματο δρομολογητή, μην ανησυχείτε για αυτές τις άλλες καρτέλες προς το παρόν, κάντε κλικ στην επιλογή Αυτόματο για 1 κορυφή. και N/A για 16 κάτω, απλώς κάντε κλικ στο OK.

Ο αυτόματος δρομολογητής δεν θα είναι πάντα σε θέση να ολοκληρώσει την εργασία, οπότε είναι ακόμα σημαντικό να καταλάβετε πώς να δρομολογείτε χειροκίνητα τα μαξιλάρια (καθώς και οι χειροκίνητες διαδρομές φαίνονται πολύ καλύτερα). Αφού εκτελέσετε τον δρομολογητή αυτόματος, ελέγξτε το κάτω αριστερό πλαίσιο κατάστασης για να δείτε πώς έγινε. Εάν λέει κάτι άλλο εκτός από "Βελτιστοποιημένο: 100% τελειωμένο", έχετε ακόμα δουλειά να κάνετε. Μεταβείτε στο εικονίδιο Εμφάνιση και κάντε κλικ για στρώματα επάνω, κάτω, μαξιλάρια, vias, μη δρομολογημένα και διαστάσεις, τώρα κάντε κλικ στο κουμπί Εφαρμογή και, στη συνέχεια, OK τώρα, δοκιμάστε να μειώσετε το Πλέγμα δρομολόγησης από 50mil 10mil. Τώρα, θα εμφανιστεί το παράθυρο όπως φαίνεται στις εικόνες.

Υπάρχουν τόνοι βελτιστοποιήσεων και ρυθμίσεων που πρέπει να γίνουν στο autorouter. Αν θέλετε να εμβαθύνετε στο θέμα, εξετάστε το εγχειρίδιο του EAGLE όπου αφιερώνεται ολόκληρο κεφάλαιο σε αυτό. Αφού γίνουν όλες οι βελτιστοποιήσεις. Μεταβείτε ξανά στο εικονίδιο οθόνης και πατήστε ΟΛΟ και μετά Εφαρμογή και μετά ΟΚ. Όλα τα στοιχεία σας θα είναι ορατά σε εσάς.

Βήμα 18: Προσαρμογή του επιπέδου διαστάσεων

Τώρα που έχουν τοποθετηθεί τα μέρη, αρχίζουμε να παίρνουμε μια καλύτερη ιδέα για το πώς θα φαίνεται ο πίνακας. Τώρα απλώς πρέπει να διορθώσουμε το περίγραμμα της διάστασής μας. Μπορείτε είτε να μετακινήσετε τις γραμμές διαστάσεων που είναι ήδη εκεί, είτε απλά να ξεκινήσετε από την αρχή. Χρησιμοποιήστε το εργαλείο ΔΙΑΓΡΑΦΗ για να διαγράψετε και τις τέσσερις γραμμές διαστάσεων. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε το εργαλείο WIRE για να σχεδιάσετε ένα νέο περίγραμμα. Πριν σχεδιάσετε οτιδήποτε, ανεβείτε στη γραμμή επιλογών και ορίστε το επίπεδο σε 20 Διάσταση. Επίσης εκεί πάνω, μπορεί να θέλετε να μειώσετε λίγο το πλάτος.

Βήμα 19: Τελειώνοντας τις πινελιές

Υπάρχουν πολλοί τρόποι ολοκλήρωσης του έργου σας, όπως:

• Προσθήκη χυμένου χυμού
• Προσθήκη μεταξοτυπίας

Αλλά εδώ, δεν έχω χρησιμοποιήσει κανένα από αυτά. Μετά από αυτό, μετακινήθηκα απευθείας στο βήμα Εξαγωγή.

Βήμα 20: Εξαγωγή σχηματικού και διάταξης

Εκκινήστε το Eagle και ανοίξτε την προβολή πίνακα του έργου σας.

Απενεργοποιήστε το πλέγμα μέσω του μενού Προβολή-> Πλέγμα ή χρησιμοποιώντας την εντολή: "grid off".

Απενεργοποιήστε όλα τα επίπεδα εκτός από αυτά που θέλετε να εκτυπώσετε. Μου αρέσει να βλέπω τα στρώματα 1, 17, 18 και 20. Αυτό είναι το πάνω μέρος, τα μαξιλαράκια, το vias και η διάσταση. Εάν ο πίνακας είναι διπλής όψης, θέλετε να εκτυπώσετε μόνο τη μία πλευρά κάθε φορά.

Εάν το φόντο είναι μαύρο, πρέπει να το κάνουμε λευκό. Κάντε το μέσω του διαλόγου Επιλογές-> Διεπαφή χρήστη ή χρησιμοποιήστε την εντολή: «ορίστε λευκή παλέτα. παράθυρο;".

Αρχείο-> Εξαγωγή-> Εικόνα.

Επιλέξτε ένα αρχείο προορισμού. Προτιμώ να χρησιμοποιώ τη μορφή.png.

Επιλέξτε το πλαίσιο ελέγχου Monochrome.

Αλλάξτε την ανάλυση σε πολλαπλάσια dpi οθόνης. Η προεπιλεγμένη ανάλυση οθόνης στα Windows είναι 96 dpi, οπότε συνήθως χρησιμοποιώ 555.

Κάντε κλικ στο κουμπί OK για εξαγωγή της εικόνας.

Βήμα 21: Εργασία

Το λαμβανόμενο από τον δέκτη IR ενισχύεται από τον λειτουργικό ενισχυτή U2: A. Ο αντιστάτης R4 και C4 σχηματίζει ανιχνευτή αιχμής για την ανίχνευση αιχμής του ενισχυμένου σήματος. Op-amp ως συγκριτής: Το Op-amp έχει δύο εισόδους (μη αναστροφής και αναστροφής) και μία έξοδο. Η έξοδος του λειτουργικού ενισχυτή είναι υψηλή όταν η τάση μη αναστροφής είναι μεγαλύτερη από την τάση αναστροφής. Η τάση εξόδου είναι χαμηλή, όταν η τάση αναστροφής είναι μεγαλύτερη από την τάση μη αναστροφής. Στο παραπάνω κύκλωμα, οι τάσεις σε μη αναστρέψιμους πείρους συγκριτών λειτουργούν ως τάση αναφοράς και οι αναστρέφουσες τάσεις εισόδου στους συγκριτές συγκρίνονται με τάσεις αναφοράς για την παραγωγή της εξόδου. Εδώ οι αντιστάσεις R8 έως R11 χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση διαφορετικών τάσεων αναφοράς στους μη αναστρέψιμους πείρους τους. Οι αντιστάσεις R12, R13 και R14 χρησιμοποιούνται για την προστασία των LED από υψηλές τάσεις.

Βήμα 22: Απολαύστε

Μετά από όλα αυτά, είστε έτοιμοι. Τώρα, μπορείτε να στείλετε τις διατάξεις σας στον πωλητή για κατασκευή.

Βήμα 23: Εφαρμογές

Αυτό το κύκλωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κινητά αυτοκινήτων για να σταθμεύσετε το όχημα με ασφάλεια.

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το κύκλωμα για να μετρήσουμε την απόσταση.

Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε αυτό το κύκλωμα ως ανιχνευτή υγρού επιπέδου IR κάνοντας λίγες τροποποιήσεις.