Қолданыстағы қауіпсіздік сенсоры мен аналогтық схеманы қолдана отырып, гараждағы кері тұрақ көмекшісі: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Менің ойымша, адамзат тарихында көптеген жаңалықтар әйелдердің шағымдануынан жасалған. Кір жуғыш машина мен тоңазытқыш, әрине, өміршең үміткерлер сияқты көрінеді. Нұсқаулықта сипатталған менің кішкентай «өнертабысым» - бұл гаражға арналған автотұрақтың электронды көмекшісі, ол әйелдік шағымдардың нәтижесі болып табылады.:)

Мен таңертең жылдам шығу үшін көлікті керісінше біздің гаражға қойғанды ұнатамын. Егер мен оны тым алыс қоятын болсам, әйелім үйдің есігінің тар өтуіне риза емес. Егер мен оны алыс емес жерге қоятын болсам, онда алдыңғы бампер қашықтан басқарылатын гараж есігінің жолында. Ең жақсы орын-алдыңғы бампердің жабық есіктен 1-2 дюйм болуы, оған әр уақытта жету қиын.

Әрине, ең қарапайым шешім - төбеге ілінген жіпте классикалық теннис добы. Әрине, бұл жұмыс істейді, бірақ қызық қайда? Мен сияқты электронды әуесқойлар үшін бірінші кезекте тізбек құру туралы ойлаймын! Ардуино ультрадыбыстық сенсоры мен жарықдиодты шамдарды қолданатын жарық сигналының түріне негізделген гараж диапазонын сипаттайтын кемінде он нұсқаулық бар. Сондықтан қызықты ету үшін мен LiftMaster шығаратын автоматты гараж есігінің ажырамас бөлігі болып табылатын қауіпсіздіктің реверсивті сенсорының артықшылығын пайдаланатын балама шешімді таңдадым. Келесі бейнеде бұл менің жұмысымды көп үнемдейтінін түсіндіреді.

Сенсордың қабылдағышы алдыңғы бампер инфрақызыл сәулемен қиылысуды тоқтатқан кезде «бәрі анық» деген сигнал береді. Керемет! Мен бұл сигналды ұстауым керек, иә? Айтпақшы, айтуға оңай …

(Жауапкершіліктен бас тарту: Келесі қадамға өту арқылы сіз электрониканы жақсы білетіндігіңізді және бұл жобаның қолданыстағы қауіпсіздік құралдарымен жұмыс жасайтынын жақсы білетіндігіңізді растайсыз. Егер ол дұрыс орындалса, ол жақсы жұмыс істейді, бірақ егер сіз бір нәрсені бұрмаласаңыз, оны көрсету қаупі бар. Қауіпсіздік техникасы тиімсіз. Сіз өзіңізге тәуекел етіңіз, мен сіздің нұсқаулықты орындаудан туындайтын өлген/жараланған үй жануарлары, балалар және т.б. сияқты зиянды әсерлер үшін жауап бермеймін.)

1 -қадам: 1 -мәселе: LiftMaster қауіпсіздік сенсорынан сигналды қалай ұстауға және қолдануға болады?

Эмитент пен қабылдағыш арасындағы инфрақызыл сәуленің (ИҚ) сәулесі анық болғанда, қабылдағыш жұп сымдар арқылы 156 Гц шаршы толқын сигналын бірінші суретте көрсетілгендей жібереді. Жалғыз периодта ~ 6 В биіктігі 6,5 мс төмен ~ 0 В 0,5 мс аспайды (екінші және үшінші сурет). IR сәулесі кедергіге тап болғанда, қабылдағыш сигнал бермейді және желі кернеуде жоғары болып қалады (төртінші сурет). Бір қызығы, эмитенттің де, қабылдағыштың да қоректенуі, сонымен қатар қабылдағыштың сигналы LiftMaster ашқышының артқы жағындағы терминалдардың бір жұбынан басталады (бесінші сурет).

Осылайша, бұл мәселенің мәні 4 -суреттегі тұрақты сигналдан 1 -суреттегі квадрат толқынды сигналды қалай анықтау керек, доңғалақты қайта ойлап табудың қажеті жоқ, себебі бұл мәселені басқалар импульстік детектор схемасы жоқ шешкен.. Көптеген енгізулер бар; Мен осы Circuits Today бетінен біреуін таңдадым және оны бесінші суретте көрсетілгендей аздап өзгерттім. Түпнұсқа бетте оның жұмыс принциптері егжей -тегжейлі сипатталған. Қысқаша айтқанда, NE555 таймері тұрақты режимде жұмыс істейді, кіріс квадраттық толқынның кезеңі (TRIGGER -ге қосылған) THRESHOLD+DISCHARGE түйреуіштеріндегі уақыт интервалынан қысқа болғанша, OUTPUT түйреуішін жоғары ұстайды. Соңғысы R1 және C2 мәндеріне байланысты. TRIGGER тұрақты кернеуі C2 -ге шекті мәннен жоғары зарядтауға мүмкіндік береді және OUTPUT түйреуіші төмендейді. Мәселе шешілді!

2 -қадам: 2 -есеп: Таймердің OUTPUT түйреуішінің күйін визуалды түрде қалай көрсету керек?

Бұл ақылға қонымсыз: жарықдиодты қолданыңыз. IR сәулесі бүтін және OUTPUT жоғары болған кезде оны өшіріңіз (бұл 99,999% жағдайда болады) және сәуле үзілгенде және OUTPUT төмендегенде оны қосыңыз. Басқаша айтқанда, жарықдиодты қосу үшін OUTPUT сигналын төңкеріңіз. IMHO түрінің ең қарапайым қосқышы жоғарыдағы суретте көрсетілгендей P-канал MOSFET транзисторын қолданады. Таймердің OUTPUT оның қақпасына қосылған. Ол жоғары болған кезде транзистор жоғары импеданс режимінде болады және жарық диоды өшеді. Және керісінше, қақпадағы төмен кернеу ток ағуына мүмкіндік береді. R4 тартқыш резисторы қақпаның ешқашан ілінбеуін және қалаған күйінде ұсталуын қамтамасыз етеді. Мәселе шешілді!

3 -қадам: 3 -мәселе: Осы уақытқа дейін сипатталған тізбекті қалай қосуға болады?

1 -қадамда көрсетілген импульстік детектор тұрақты токтың тұрақты кернеуін қажет етеді. Мен батареяларды қолдана аламын немесе сәйкес AC/DC адаптерін сатып алар едім. Мех, тым қиыншылық. LiftMaster қамтамасыз ететін қауіпсіздік датчигінің өзін қалай пайдалануға болады? Мәселе мынада, ол «тұрақты» емес, «тұрақты ток» емес инфрақызыл қабылдағыш сигналын тасымалдайды. Бірақ оны жоғарыда көрсетілген өте қарапайым схемамен дұрыс сүзуге және тегістеуге болады. Үлкен 1 мФ электролиттік конденсатор жеткілікті жақсы сүзгі болып табылады және бекітілген диод сигнал төмен болған кезде оның кері кетпейтініне көз жеткізеді. Мәселе шешілді!

LiftMaster -дан тым көп ток тартпау керек, әйтпесе қауіпсіздік сенсорының жұмысы бұзылуы мүмкін. Осы себепті мен стандартты NE555 таймерін пайдаланбадым, бірақ оның CMOS клоны TS555 өте төмен энергия тұтынумен.

4 -қадам: 4 -есеп: Барлық компоненттерді қалай біріктіру керек?

Оңай; жоғарыдағы толық тізбекті қараңыз. Міне мен қолданған бөлшектердің тізімі:

• U1 = STMicroelectronics шығарған TS555 аз қуатты жалғыз CMOS таймері.
• M1 = P-арналы MOSFET IRF9Z34N транзисторы.
• Q1 = PNP BJT транзисторы BC157.
• D1 = 1N4148 диод.
• D2 = сары жарық диоды, түрі белгісіз.
• C1 = 10 nF керамикалық конденсатор.
• C2 = 10 uF электролиттік конденсатор.
• С3 = 1 мФ электролиттік конденсатор.
• R1 және R2 = 1 к-ом резисторлары.
• R3 = 100 Ом резистор.
• R4 = 10 к-ом резисторы.

5.2 В кернеуі бар жоғарыдағы схема жарық диоды өшкенде ~ 3 мА ғана, ал қосулы кезде ~ 25 мА ғана тұтынады. R1-ді 100 к-омға, С2-ні 100 нФ-ке өзгерту арқылы ағымдағы тұтынуды ~ 1 мА дейін төмендетуге болады. Қарсылықтың одан әрі ұлғаюы және RC өнімін тұрақты ұстау арқылы шектелген сыйымдылықтың төмендеуі (= 0,01) токты төмендетпейді.

Мен светодиод пен R3 резисторын алтоидтардың сүйкімді формасына салып, қабырғаға шегелеп қойдым. Мен одан ұзын кабельді төбедегі LiftMaster ашқышына дейін жүргіздім. Драйверлер тізбегі жалпы мақсаттағы тақтаға дәнекерленген және мен Adafruit -тен алған сүйкімді кішкентай қорапқа салынған. Қорап LiftMaster рамасына, ал жұп қоректендіру сымдары қауіпсіздік сенсорының терминалдарына бекітілген.

Көлікті гаражға кіргізгенде, мен светодиоды сөнгенде тоқтаймын. Нәтиже - соңғы суретте көрсетілгендей мінсіз туралау. Мәселе шешілді!

5 -қадам: Қосымша: жеңілірек, бірақ жарқын емес автотұрақ:)

Нұсқаулық бірінші рет шыққаннан 10 күн өткен соң, мен екінші гараж есігіне арналған бағдаршамды жасадым. Бұл жерде айта кету керек, өйткені мен тізбек дизайнын жақсарттым. Бірінші суретті қараңыз. Біріншіден, мен алдыңғы қадамда сипатталған RC жұпының төменгі ток параметрін таңдадым, онда төмен сыйымдылығы 100 нФ 100 кОм жоғары қарсылыққа сәйкес келеді. Содан кейін мен PMOS транзисторын және 10 кОм тартылатын резисторды жойдым және жарықдиодты жерге TS555 OUTPUT түйреуішіне жалғадым. Бұл мүмкін, себебі ИҚ сәулесіндегі объект жарық диодты тиімді түрде қосатын, шығыс кернеуін төмендетеді. Бұл жеңілдету үшін ақы төлеу керек. PMOS бар кезде мен жарық диодты ток туралы уайымдамадым: IRF9Z34N 19 А қабылдай алады, сондықтан жарық диоды мен қалағандай жарқырай алады. TS555 OUTPUT түйреуіші тек 10 мА батыра алады, сондықтан мен жарық диодты 220 Ом жоғары резистормен жұптастыруға тура келді, бұл оның жарықтығын төмендетеді. Ол әлі де жақсы көрінеді, төртінші сурет көрсеткендей, ол мен үшін жұмыс істейді. Бұл дизайнға арналған бөлшектер тізімі келесідей:

• U3 = STMicroelectronics жасаған TS555 аз қуатты жалғыз CMOS таймері.
• Q3 = PNP BJT транзисторы BC157.
• D5 = 1N4148 диод.
• D6 = сары жарық диоды, түрі белгісіз.
• C7 = 10 нФ керамикалық конденсатор.
• C8 = 100 нФ керамикалық конденсатор.
• С9 = 1 мФ электролиттік конденсатор.
• R9 = 100 к-ом резисторы.
• R10 = 1 к-ом резисторы.
• R11 = 220 Ом резистор.

Схема сәйкесінше 1 мА және 12 мА тұтынады және ON күйінде.