Czujnik parkowania: wprowadzenie: 23 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Ten obwód czujnika parkowania samochodu za pomocą nadajnika-odbiornika IR i asystenta LM324 może chronić twój samochód przed uszkodzeniem podczas parkowania wstecznego. Wskazuje odległość samochodu od dowolnego obiektu i alarmuje, gdy zbliży się do ściany lub obiektu i musi zostać zatrzymany. W tej instrukcji stworzyłem układ PCB czujnika za pomocą programu CAD Soft EAGLE. Przetestowałem również jego obwód na płytce stykowej. Projektowanie PCB w EAGLE to proces dwuetapowy. Najpierw projektujesz swój schemat, a następnie układasz płytkę drukowaną na podstawie tego schematu.

Krok 1: CO POTRZEBUJEMY

CAD Soft EAGLE- EAGLE to aplikacja do automatyzacji projektowania elektronicznego (EDA) ze skryptami z przechwytywaniem schematów, układem płytek drukowanych (PCB), automatycznym routerem i funkcjami produkcji wspomaganej komputerowo (CAM).

Krok 2: POBIERZ, ZAINSTALUJ I URUCHOM

Oto link do bezpłatnego pobrania: https://www.autodesk.com/products/eagle/free-downloadPobierz najnowszą wersję, która pasuje do Twojego systemu operacyjnego (oprogramowanie jest dostępne dla systemów Windows, Mac i Linux). EAGLE instaluje się tak, jak każdy stary program, rozpakuje się samoczynnie, a następnie wyświetli serię okien dialogowych, aby skonfigurować instalację. Po instalacji pojawi się okno, w którym będziesz musiał licencjonować oprogramowanie eagle. Gdy po raz pierwszy otworzysz EAGLE, zobaczysz panel sterowania. Tutaj jest wiele ikon, które można wykorzystać do tworzenia nowego projektu, zarządzania bibliotekami, dodawania nowych bibliotek i wielu innych.

Krok 3: Pobieranie wymaganych bibliotek

Teraz jesteś gotowy do tworzenia projektów w programie CAD Soft EAGLE.

Na przykład: W tym Instructable pobraliśmy bibliotekę LM324

(do bezpłatnego pobrania LM324)

componentsearchengine.com/LM324N/Texas+W…

Krok 4: Utwórz projekt

Teraz zaczniemy tworzyć nowy projekt. najpierw przejdź do panelu sterowania, kliknij ikonę projektów. Teraz kliknij prawym przyciskiem myszy katalog, w którym chcesz umieścić projekt (domyślnie EAGLE tworzy katalog "eagle" w twoim katalogu domowym) i wybierz "Nowy projekt". Następnie nazwij nowo utworzony folder projektu. W tym projekcie robimy czujnik parkowania. Dlatego nazwa będzie brzmieć „Parking_Sensor”.

Krok 5: Utwórz schemat

Teraz stworzymy Schemat dla naszego projektu o nazwie „Parking_Sensor”. Aby dodać schemat do folderu projektu, kliknij prawym przyciskiem myszy folder, przejdź do „Nowy” i wybierz „Schemat”. Teraz zobaczysz edytor schematów.

Krok 6: Dodawanie części do schematu

Tutaj będziemy dodawać komponenty za pomocą narzędzia ADD, dodając ramkę, dodając wejście zasilania, dodając złącza. Projektowanie schematyczne jest procesem dwuetapowym. Najpierw musisz dodać wszystkie części do arkusza schematu, a następnie te części muszą być ze sobą połączone.

Krok 7: Korzystanie z narzędzia DODAJ

Narzędzie ADD -- (na lewym pasku narzędzi lub w menu Edycja) -- jest tym, czego użyjesz do umieszczenia każdego pojedynczego komponentu na schemacie. Narzędzie ADD otwiera nawigator bibliotek, w którym możesz rozwinąć określone biblioteki i przyjrzeć się zawartym w nim elementom. Po wybraniu części po lewej stronie widok po prawej stronie powinien zostać zaktualizowany, aby pokazać zarówno symbol schematyczny części, jak i jej pakietu. Tutaj dodamy podaną listę komponentów:Opis części | Biblioteka |

LM324P |Przyrządy w Teksasie|

LED | Adaowoc |

Rezystory 10K | Adaowoc |

Rezystory 1K | Adaowoc |

330 omów | Adaowoc |

470 omów | Adaowoc |

15K | Adaowoc |

4.7K | Adaowoc |

Fotodioda | Siemens |

Krok 8: Dodaj ramkę

Ramka nie jest kluczowym elementem dla ostatecznego układu PCB, ale utrzymuje porządek i porządek w schemacie. Ramka, którą chcesz dodać, powinna znajdować się w bibliotece SparkFun-Aesthetics i nosi nazwę FRAME-LETTER. Znajdź to, wyszukując lub nawigując i dodaj go do swojego schematu. Po wybraniu części, którą chcesz dodać, zaświeci się i zacznie się poruszać, podążając za kursorem myszy. Aby umieścić część, kliknij lewym przyciskiem myszy (raz!). Po umieszczeniu części narzędzie dodawania przyjmie, że chcesz dodać kolejną - nowa ramka powinna zacząć podążać za kursorem. Aby wyjść z trybu dodawania, naciśnij dwukrotnie ESC lub po prostu wybierz inne narzędzie.

Krok 9: Zapisuj i zapisuj często

Aby zapisać, przejdź do Plik > Zapisz lub po prostu kliknij niebieską ikonę dyskietki. Dla tego projektu „Parking_Sensor”.

Krok 10: Dodawanie wejścia zasilania

Następnie dodamy różne części poświęcone naszemu wejściu napięciowemu. Użyj narzędzia dodawania dla tych części:Opis części | Biblioteka |

Listwa zaciskowa 3,5 mm | Adaowoc |

VCC | SparkFun-Estetyka|

GND | SparkFun-Estetyka|

Krok 11: Okablowanie schematu

Po dodaniu wszystkich części do naszego schematu nadszedł czas, aby je połączyć. Użyjemy narzędzia sieciowego, ponieważ lepiej łączy elementy.

Krok 12: Korzystanie z narzędzia NET

Aby użyć narzędzia NET, najedź kursorem na sam koniec szpilki (tak blisko, jak to możliwe, powiększ, jeśli musisz) i kliknij raz lewym przyciskiem myszy, aby rozpocząć przewód. Teraz zielona linia powinna podążać za kursorem myszy. Aby zakończyć sieć, kliknij lewym przyciskiem myszy inny pin lub sieć. Zacznij wyznaczać trasy całego obwodu. Zacznij z powrotem w lewym górnym rogu i poprowadź swój obwód. Za każdym razem, gdy sieć rozdziela się w dwóch kierunkach, tworzony jest węzeł węzłowy. Oznacza to, że wszystkie trzy przecinające się sieci są połączone. Jeśli dwie sieci się krzyżują, ale nie ma skrzyżowania, te sieci nie są połączone. Następnie zacznij wyznaczać trasy całego obwodu.

Krok 13: Nazwy i wartości

Każdy komponent na schemacie powinien mieć dwa edytowalne pola tekstowe: nazwę i wartość. Wartość części umożliwia zdefiniowanie unikalnych cech tej części. Na przykład można ustawić rezystancję rezystora lub pojemność kondensatora.

Na przykład: W tym Instruktażowym nazwałem i podałem wartości:

LED1 -- nadajnik podczerwieni

D1 --- Odbiornik podczerwieni

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

Blok zacisków--zasilanie

Krok 14: Przekształcenie schematu w układ tablicy

Aby przekonwertować swój schemat na układ PCB, wykonaj następujące czynności:

1. Otwórz swój schematyczny projekt z Panelu sterowania Autodesk EAGLE.

2. W górnej części interfejsu wybierz ikonę sch-brd-SCH/BRD. Rozpocznie to proces generowania układu PCB na podstawie komponentów i okablowania na schemacie.

3. Wybierz Tak, jeśli pojawi się okno dialogowe z ostrzeżeniem, że plik.brd nie istnieje i chcesz go utworzyć ze swojego schematu. Aby przełączyć się z edytora schematów na powiązaną tablicę, po prostu kliknij polecenie Generuj/Przełącz na tablicę -- (na górnym pasku narzędzi lub w menu Plik) -- co powinno spowodować otwarcie nowego okna edytora tablicy. Wszystkie części dodane ze schematu powinny tam być, ułożone jeden na drugim, gotowe do umieszczenia i trasowania.

Krok 15: Układanie tablicy

Jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś, kliknij ikonę Generuj/Przełącz na płytkę w edytorze schematów, aby utworzyć nowy projekt PCB na podstawie swojego schematu:

Nowy plik tablicy powinien pokazywać wszystkie części z twojego schematu. Złote linie, zwane Airwires, łączą się między pinami i odzwierciedlają połączenia sieciowe, które wykonałeś na schemacie. Po prawej stronie wszystkich części powinien znajdować się niewyraźny, jasnoszary zarys wymiaru deski. Naszą pierwszą pracą w tym układzie PCB będzie rozmieszczenie części, a następnie zminimalizowanie obszaru naszego obrysu wymiarów PCB. Koszty PCB są zwykle związane z rozmiarem płytki, więc mniejsza płytka jest tańszą płytą.

Krok 16: Ruchome części

Używając narzędzia PRZESUŃ, możesz rozpocząć przesuwanie części w obrębie pola wymiaru. Podczas przesuwania części możesz je obracać, klikając prawym przyciskiem myszy lub zmieniając kąt w polu rozwijanym u góry. Sposób rozmieszczenia części ma ogromny wpływ na to, jak łatwy lub trudny będzie następny krok. Podczas przesuwania, obracania i umieszczania części należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Nie nakładaj się na części: wszystkie twoje komponenty potrzebują trochę miejsca, aby oddychać. Zielone otwory przelotowe również wymagają dużego odstępu między nimi. Pamiętaj, że te zielone pierścienie są odsłonięte miedzią po obu stronach płytki, jeśli miedź nakłada się na siebie, strumienie będą się krzyżować i wystąpią zwarcia. Zminimalizuj przecinające się przewody Airwire: Podczas przesuwania części zwróć uwagę, jak poruszają się wraz z nimi przewody Airwire. Ograniczenie krzyżujących się przewodów Airwire do maksimum znacznie ułatwi prowadzenie trasy na dłuższą metę. Podczas przemieszczania części naciśnij przycisk RATSNEST - aby zmusić Airwires do ponownego obliczenia. Wymagania dotyczące umieszczania części: Niektóre części mogą wymagać specjalnego rozważenia podczas umieszczania. Ciasniejsze umieszczenie oznacza mniejszą i tańszą deskę, ale także utrudnia prowadzenie trasy.

Krok 17: Routing tablicy

Otwórz Autorouter, na razie nie martw się o te inne zakładki, kliknij Auto dla 1 góry. i N/A dla dna 16, po prostu kliknij OK.

Autorouter nie zawsze będzie w stanie dokończyć zadanie, więc nadal ważne jest, aby zrozumieć, jak ręcznie wyznaczać trasy (plus ręczne trasy wyglądają znacznie lepiej). Po uruchomieniu autoroutera sprawdź pole stanu w lewym dolnym rogu, aby zobaczyć, jak to się stało. Jeśli napis brzmi inaczej niż „Zoptymalizowany: ukończono w 100%”, nadal masz trochę pracy do wykonania. Przejdź do ikony wyświetlania i kliknij na warstwy góra, dół, pady, przelotki, nieroutowane i wymiary, teraz kliknij Zastosuj, a następnie OK Teraz spróbuj obrócić siatkę routingu w dół z 50mil 10mil. Teraz pojawi się okno pokazane na zdjęciach.

Istnieje mnóstwo optymalizacji i ustawień, które należy wprowadzić w autorouterze. Jeśli chcesz zagłębić się w ten temat, rozważ zajrzenie do podręcznika EAGLE, gdzie poświęcony jest mu cały rozdział. Po zakończeniu wszystkich optymalizacji. Ponownie przejdź do ikony wyświetlacza i naciśnij WSZYSTKO, a następnie Zastosuj, a następnie OK. Wszystkie Twoje komponenty będą dla Ciebie widoczne.

Krok 18: Dostosowanie warstwy wymiaru

Teraz, gdy części są już umieszczone, zaczynamy lepiej rozumieć, jak będzie wyglądać tablica. Teraz musimy tylko naprawić nasz zarys wymiaru. Możesz albo przesunąć linie wymiarów, które już tam są, albo po prostu zacząć od zera. Użyj narzędzia USUŃ, aby usunąć wszystkie cztery linie wymiarowe. Następnie użyj narzędzia WIRE, aby narysować nowy kontur. Zanim jednak cokolwiek narysujesz, przejdź do paska opcji i ustaw warstwę na 20 wymiarów. Również tam możesz chcieć nieco zmniejszyć szerokość.

Krok 19: Wykończenie szlifów

Istnieje wiele sposobów dokończenia projektu, takich jak:

• Dodawanie miedzianych lejów
• Dodawanie sitodruku

Ale tutaj nie użyłem żadnego z nich. Następnie przeszedłem bezpośrednio do kroku Eksportuj.

Krok 20: Eksportuj schemat i układ

Uruchom Eagle i otwórz widok tablicy swojego projektu.

Wyłącz siatkę za pomocą menu Widok->Siatka lub komendą: „siatka wyłączona”.

Wyłącz wszystkie warstwy z wyjątkiem tych, które chcesz wydrukować. Lubię oglądać warstwy 1, 17, 18 i 20. To jest góra, podkładki, przelotki i wymiar. Jeśli twoja plansza jest dwustronna, chcesz drukować tylko po jednej stronie na raz.

Jeśli tło jest czarne, musimy uczynić je białym. Zrób to w oknie Opcje->Interfejs użytkownika lub użyj polecenia: „ustaw paletę na biało; okno;".

Plik->Eksportuj->Obraz.

Wybierz plik docelowy. Wolę używać formatu.png.

Zaznacz pole wyboru Monochromatyczny.

Zmień rozdzielczość na wielokrotność rozdzielczości ekranu. Domyślna rozdzielczość ekranu w systemie Windows to 96 dpi, więc zwykle używam 555.

Kliknij OK, aby wyeksportować obraz.

Krok 21: Praca

Sygnał odbierany przez odbiornik podczerwieni jest wzmacniany przez wzmacniacz operacyjny U2:A. Rezystory R4 i C4 tworzą detektor szczytów do wykrywania szczytów wzmacnianego sygnału. Wzmacniacz operacyjny jako komparator: Wzmacniacz operacyjny posiada dwa wejścia (nieodwracające i odwracające) oraz jedno wyjście. Wyjście wzmacniacza operacyjnego jest wysokie, gdy napięcie nieodwracające jest większe niż napięcie odwracające. Napięcie wyjściowe jest niskie, gdy napięcie odwracające jest większe niż napięcie nieodwracające. W powyższym obwodzie napięcia na nieodwracających kołkach komparatorów działają jako napięcie odniesienia, a odwracające napięcia wejściowe na komparatorach są porównywane z napięciami odniesienia w celu wytworzenia sygnału wyjściowego. Tutaj rezystory R8 do R11 służą do ustawiania różnych napięć odniesienia na ich nieodwracających pinach. Rezystory R12, R13 i R14 służą do ochrony diod LED przed wysokimi napięciami.

Krok 22: Ciesz się

Po tym wszystkim jesteś gotowy. Teraz możesz wysłać swoje układy do dostawcy do produkcji.

Krok 23: Aplikacje

Ten obwód może być używany w samochodach osobowych do bezpiecznego parkowania pojazdu.

Możemy użyć tego obwodu do pomiaru odległości.

Możemy również użyć tego obwodu jako detektora poziomu cieczy na podczerwień, dokonując kilku modyfikacji.