Sensore di parcheggio: Introduzione: 23 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questo circuito del sensore di parcheggio per auto che utilizza il ricetrasmettitore IR e l'assistente LM324 può proteggere la tua auto da eventuali danni durante il parcheggio in retromarcia. Indica la distanza dell'auto da qualsiasi oggetto e genera un allarme quando si avvicina al muro o all'oggetto e deve essere fermato. In questo Instructable, ho creato il layout PCB del sensore utilizzando CAD Soft EAGLE. Ho anche testato il suo circuito su una breadboard. La progettazione di PCB in EAGLE è un processo in due fasi. Prima progetti il tuo schema, poi disponi un PCB basato su quello schema.

Fase 1: DI COSA ABBIAMO BISOGNO

CAD Soft EAGLE- EAGLE è un'applicazione EDA (Electronic Design Automation) scriptabile con acquisizione schematica, layout di circuiti stampati (PCB), router automatico e funzionalità di produzione assistita da computer (CAM).

Passaggio 2: SCARICA, INSTALLA ED ESEGUI

Ecco il link per il download gratuito: https://www.autodesk.com/products/eagle/free-downloadScarica la versione più recente che corrisponde al tuo sistema operativo (il software è disponibile per Windows, Mac e Linux). EAGLE si installa come qualsiasi vecchio programma, si estrarrà automaticamente e poi ti presenterà una serie di finestre di dialogo per configurare l'installazione. Dopo l'installazione, ti verrà presentata una finestra in cui dovrai concedere in licenza il software eagle. La prima volta che apri EAGLE, ti verrà presentato il pannello di controllo. Qui ci sono molte icone, che possono essere utilizzate per creare un nuovo progetto, gestire le librerie, aggiungere nuove librerie e molto altro.

Passaggio 3: download delle librerie richieste

Ora sei pronto per creare progetti in CAD Soft EAGLE.

Ad esempio: in questo Instructable, abbiamo scaricato una libreria di LM324

(per il download gratuito di LM324)

componentsearchengine.com/LM324N/Texas+In…

Passaggio 4: crea un progetto

Ora, inizieremo a creare un nuovo progetto. per prima cosa, vai al pannello di controllo, fai clic sull'icona dei progetti. Ora, fai clic con il pulsante destro del mouse sulla directory in cui desideri che il progetto risieda (per impostazione predefinita EAGLE crea una directory "eagle" nella tua cartella home) e seleziona "Nuovo progetto". Quindi, dai un nome alla cartella del progetto appena creata. Per questo progetto, stiamo effettivamente realizzando un sensore di parcheggio. Pertanto, il nome sarà "Parking_Sensor".

Passaggio 5: creare uno schema

Ora creeremo uno schema per il nostro progetto chiamato "Parking_Sensor". Per aggiungere uno schema a una cartella di progetto, fare clic con il pulsante destro del mouse sulla cartella, andare su "Nuovo" e selezionare "Schematico". Ora ti verrà presentato l'editor schematico.

Passaggio 6: aggiunta di parti a uno schema

Qui, aggiungeremo i componenti utilizzando lo strumento ADD, aggiungendo il telaio, aggiungendo l'ingresso di alimentazione, aggiungendo i connettori. La progettazione schematica è un processo in due fasi. Per prima cosa devi aggiungere tutte le parti al foglio schematico, quindi quelle parti devono essere collegate insieme.

Passaggio 7: utilizzo dello strumento AGGIUNGI

Lo strumento AGGIUNGI -- (nella barra degli strumenti a sinistra o sotto il menu Modifica) -- è quello che utilizzerai per posizionare ogni singolo componente sullo schema. Lo strumento AGGIUNGI apre un navigatore di librerie, dove puoi espandere librerie specifiche e guardare le parti che contiene. Con una parte selezionata sul lato sinistro, la vista sulla metà destra dovrebbe aggiornarsi per mostrare sia il simbolo schematico della parte che il suo pacchetto. Qui, aggiungeremo un determinato elenco di componenti:Descrizione parte | Biblioteca |

LM324P |Strumenti Texas|

LED | Adafruit |

Resistori 10K | Adafruit |

Resistori 1K | Adafruit |

330 ohm | Adafruit |

470 ohm | Adafruit |

15K | Adafruit |

4.7K | Adafruit |

Diodo fotografico | Siemens |

Passaggio 8: aggiungi una cornice

Il telaio non è un componente critico per quello che sarà il layout PCB finale, ma mantiene lo schema pulito e organizzato. Il frame che vuoi aggiungere dovrebbe essere nella libreria SparkFun-Aesthetics e si chiama FRAME-LETTER. Trovalo cercando o navigando e aggiungilo al tuo schema. Dopo aver selezionato la parte che desideri aggiungere, si "illumina" e inizia a librarsi seguendo il cursore del mouse. Per posizionare la parte, fare clic con il pulsante sinistro del mouse (una volta!). Dopo aver posizionato una parte, lo strumento di aggiunta presumerà che tu voglia aggiungerne un'altra: una nuova cornice dovrebbe iniziare a seguire il cursore. Per uscire dalla modalità di aggiunta, premi due volte Esci (ESC) o seleziona uno strumento diverso.

Passaggio 9: salva e salva spesso

Per salvare vai su File > Salva o fai semplicemente clic sull'icona blu del floppy disk. Per questo progetto, "Parking_Sensor".

Passaggio 10: aggiunta dell'ingresso di alimentazione

Successivamente aggiungeremo diverse parti tutte dedicate al nostro ingresso di alimentazione. Utilizzare lo strumento di aggiunta per queste parti:Descrizione parte | Biblioteca |

3,5 mm Morsettiera | Adafruit |

VCC | SparkFun-Estetica|

GND | SparkFun-Estetica|

Passaggio 11: cablaggio dello schema

Con tutte le parti aggiunte al nostro schema, è ora di collegarle insieme. Useremo lo strumento net perché fa un lavoro migliore nel collegare i componenti.

Passaggio 12: utilizzo dello strumento NET

Per utilizzare lo strumento NET, passa il mouse sull'estremità di un pin (il più vicino possibile, ingrandisci se necessario) e fai clic con il pulsante sinistro del mouse una volta per avviare un filo. Ora una linea verde dovrebbe seguire il cursore del mouse. Per terminare la rete, fai clic con il pulsante sinistro del mouse su un altro pin o su una rete. Inizia a instradare l'intero circuito. Ricomincia in alto a sinistra e traccia il tuo circuito. Ogni volta che una rete si divide in due direzioni viene creato un nodo di giunzione. Ciò significa che tutte e tre le reti che si intersecano sono collegate. Se due reti si incrociano, ma non c'è un incrocio, quelle reti non sono collegate. Quindi inizia a instradare l'intero circuito.

Passaggio 13: nomi e valori

Ogni componente del tuo schema dovrebbe avere due campi di testo modificabili: un nome e un valore. Il valore di una parte consente di definire caratteristiche uniche di quella parte. Ad esempio, puoi impostare la resistenza di un resistore o la capacità di un condensatore.

Ad esempio: in questo Instructable, ho nominato e dato i valori sono:

LED1 -- Trasmettitore IR

D1 ---Ricevitore 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

Morsettiera-- Alimentazione_alimentazione

Passaggio 14: trasformare il tuo schema in un layout di scheda

Per convertire il tuo schema in un layout PCB, procedi come segue:

1. Apri il tuo progetto schematico dal pannello di controllo di Autodesk EAGLE.

2. Nella parte superiore dell'interfaccia, seleziona l'icona SCH/BRD sch-brd. Questo avvierà il processo di generazione di un layout PCB basato sui componenti e sul cablaggio nel tuo schema.

3. Selezionare Sì se viene visualizzata una finestra di dialogo di avviso che informa che il file.brd non esiste e che si desidera crearlo dal proprio schema. Per passare dall'editor dello schema alla scheda correlata, fare semplicemente clic sul comando Genera/Passa alla scheda -- (nella barra degli strumenti in alto o nel menu File) -- che dovrebbe richiedere l'apertura di una nuova finestra dell'editor della scheda. Tutte le parti che hai aggiunto dallo schema dovrebbero essere lì, impilate l'una sull'altra, pronte per essere posizionate e instradate.

Passaggio 15: organizzare il consiglio

Se non lo hai già fatto, fai clic sull'icona Genera/Passa alla scheda nell'editor degli schemi per creare un nuovo progetto PCB basato sul tuo schema:

Il nuovo file della scheda dovrebbe mostrare tutte le parti del tuo schema. Le linee dorate, chiamate Airwires, si collegano tra i pin e riflettono le connessioni di rete effettuate sullo schema. Dovrebbe esserci anche un debole contorno grigio chiaro di una dimensione della tavola a destra di tutte le parti. Il nostro primo lavoro in questo layout PCB sarà disporre le parti e quindi ridurre al minimo l'area del nostro profilo dimensionale PCB. I costi del PCB sono generalmente correlati alle dimensioni della scheda, quindi una scheda più piccola è una scheda più economica.

Passaggio 16: parti mobili

Utilizzando lo strumento SPOSTA è possibile iniziare a spostare le parti all'interno della casella delle dimensioni. Mentre sposti le parti, puoi ruotarle facendo clic con il pulsante destro del mouse o modificando l'angolo nella casella a discesa nella parte superiore. Il modo in cui organizzi le tue parti ha un enorme impatto su quanto facile o difficile sarà il prossimo passo. Mentre muovi, ruoti e posizioni le parti, ci sono alcuni fattori che dovresti prendere in considerazione. Non sovrapporre le parti: tutti i tuoi componenti hanno bisogno di spazio per respirare. Anche i buchi di via del green necessitano di una buona quantità di spazio tra di loro. Ricorda che quegli anelli verdi sono esposti in rame su entrambi i lati della scheda, se il rame si sovrappone, i flussi si incrociano e si verificano cortocircuiti. Riduci al minimo i cavi d'aria che si intersecano: mentre muovi le parti, nota come si muovono gli cavi d'aria con loro. Limitare il più possibile gli Airwire incrociati renderà il routing molto più semplice a lungo termine. Mentre stai spostando le parti, premi il pulsante RATSNEST - per far ricalcolare gli Airwires. Requisiti per il posizionamento delle parti: alcune parti potrebbero richiedere una considerazione speciale durante il posizionamento. Un posizionamento più stretto significa una tavola più piccola ed economica, ma rende anche più difficile il routing.

Passaggio 17: instradare la scheda

Apri l'Autorouter, non preoccuparti di queste altre schede per ora, fai clic su Auto per 1 in alto. e N/A per 16 in basso, basta fare clic su OK.

L'autorouter non sarà sempre in grado di completare il lavoro, quindi è comunque importante capire come instradare manualmente i pad (in più i percorsi manuali sembrano molto migliori). Dopo aver eseguito l'autorouter, controlla la casella di stato in basso a sinistra per vedere come è andata. Se dice qualcosa di diverso da "Ottimizzato: finito al 100%", hai ancora del lavoro da fare. Vai all'icona Visualizza e fai clic per i livelli superiore, inferiore, pad, via, non instradato e dimensioni, ora fai clic su Applica e poi OK Ora, prova a ridurre la griglia di routing da 50mil 10mil. Ora, ti verrà presentata la finestra come mostrato nelle immagini.

Ci sono tonnellate di ottimizzazioni e impostazioni da effettuare nell'autorouter. Se vuoi approfondire l'argomento, prendi in considerazione di dare un'occhiata al manuale di EAGLE dove è dedicato un intero capitolo. Dopo che tutte le ottimizzazioni sono state eseguite. Vai di nuovo all'icona del display e premi TUTTO e poi Applica e poi OK. Tutti i tuoi componenti saranno visibili a te.

Passaggio 18: regolazione del livello delle dimensioni

Ora che le parti sono state posizionate, stiamo iniziando a farci un'idea migliore di come apparirà la scacchiera. Ora abbiamo solo bisogno di correggere il nostro contorno delle dimensioni. Puoi spostare le linee delle quote che sono già presenti o semplicemente iniziare da zero. Utilizzare lo strumento CANCELLA per cancellare tutte e quattro le linee di quota. Quindi usa lo strumento FILO per disegnare un nuovo contorno. Prima di disegnare qualcosa, però, vai alla barra delle opzioni e imposta il livello su 20 Dimensioni. Anche lassù, potresti voler ridurre un po' la larghezza.

Passaggio 19: ritocchi finali

Ci sono molti modi per finire il tuo progetto come:

• Aggiunta di colate di rame
• Aggiunta di serigrafia

Ma qui, non ho usato nessuno di questi. Successivamente, sono passato direttamente al passaggio Esporta.

Passaggio 20: Esporta schema e layout

Avvia Eagle e apri la vista lavagna del tuo progetto.

Disattivare la griglia tramite il menu Visualizza->Griglia o utilizzando il comando: “grid off”.

Disattiva tutti i livelli tranne quelli che desideri stampare. Mi piace vedere i livelli 1, 17, 18 e 20. Questo è top, pad, via e dimensione. Se la tua tavola ha due lati, vuoi stampare solo un lato alla volta.

Se lo sfondo è nero dobbiamo renderlo bianco. Fallo tramite la finestra di dialogo Opzioni->Interfaccia utente o usa il comando: “imposta tavolozza bianca; finestra;".

File->Esporta->Immagine.

Seleziona un file di destinazione. Preferisco usare il formato.png.

Seleziona la casella di controllo Monocromatico.

Cambia la risoluzione in un multiplo dei dpi dello schermo. La risoluzione dello schermo predefinita in Windows è 96 dpi, quindi normalmente uso 555.

Fare clic su Ok per esportare l'immagine.

Passo 21: Lavorare

La ricezione del ricevitore IR viene amplificata dall'amplificatore operazionale U2:A. I resistori R4 e C4 formano un rilevatore di picco per rilevare il picco del segnale amplificato. Op-amp come comparatore: l'op-amp ha due ingressi (non invertente e invertente) e un'uscita. L'uscita dell'amplificatore operazionale è alta quando la tensione non invertente è maggiore della tensione invertente. La tensione di uscita è bassa, quando la tensione invertente è maggiore della tensione non invertente. Nel circuito di cui sopra le tensioni ai piedini non invertenti dei comparatori fungono da tensione di riferimento e le tensioni di ingresso invertenti ai comparatori vengono confrontate con le tensioni di riferimento per produrre l'uscita. Qui i resistori da R8 a R11 vengono utilizzati per impostare diverse tensioni di riferimento sui loro pin non invertenti. I resistori R12, R13 e R14 sono utilizzati per proteggere i LED dalle alte tensioni.

Passaggio 22: divertiti

Dopo tutto questo, sei a posto. Ora puoi inviare i tuoi layout al venditore per la fabbricazione.

Passaggio 23: applicazioni

Questo circuito può essere utilizzato nelle auto per parcheggiare il veicolo in sicurezza.

Possiamo usare questo circuito per misurare la distanza.

Possiamo anche usare questo circuito come rilevatore di livello di liquido IR apportando poche modifiche.