Sensor d’estacionament: Introducció: 23 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Aquest circuit de sensor d’aparcament que utilitza un transceptor IR i l’assistent LM324 pot protegir el vostre cotxe de qualsevol dany durant l’aparcament invers. Indica la distància del cotxe a qualsevol objecte i genera una alarma quan arriba a prop de la paret o de l'objecte i cal aturar-lo. En aquest manual, he creat el disseny de PCB del sensor mitjançant CAD Soft EAGLE. També he provat el seu circuit en una pissarra. El disseny de PCB a EAGLE és un procés en dos passos. Primer heu de dissenyar el vostre esquema i, a continuació, traieu un PCB basat en aquest esquema.

Pas 1: EL QUE NECESSITEM

CAD Soft EAGLE- EAGLE és una aplicació automatitzada de disseny electrònic (EDA) amb captura esquemàtica, disseny de plaques de circuits impresos (PCB), enrutador automàtic i funcions de fabricació assistida per ordinador (CAM).

Pas 2: DESCÀRREGA, INSTAL·LACIÓ I EXECUCIÓ

Aquí teniu l’enllaç per a la descàrrega gratuïta: https://www.autodesk.com/products/eagle/free-download Obteniu la versió més recent que coincideixi amb el vostre sistema operatiu (el programari està disponible per a Windows, Mac i Linux). EAGLE s’instal·la igual que qualsevol programa antic, s’extreu automàticament i després us presentarà una sèrie de diàlegs per configurar la instal·lació. Després de la instal·lació, apareixerà una finestra on haurà de llicenciar el programari Eagle. La primera vegada que obriu EAGLE, apareixerà el tauler de control. Aquí hi ha moltes icones que es poden utilitzar per crear un nou projecte, gestionar biblioteques, afegir noves biblioteques i moltes més.

Pas 3: descàrrega de les biblioteques necessàries

Ara esteu a punt per crear projectes a CAD Soft EAGLE.

Per exemple: en aquest manual instructiu hem descarregat una biblioteca de LM324

(per a descàrrega gratuïta de LM324)

componentsearchengine.com/LM324N/Texas+In…

Pas 4: Creeu un projecte

Ara començarem a crear un nou projecte. primer, aneu al tauler de control, feu clic a la icona de projectes. Ara, feu clic amb el botó dret al directori on voleu que visqui el projecte (per defecte, EAGLE crea un directori "àguila" a la vostra carpeta inicial) i seleccioneu "Projecte nou". A continuació, assigneu un nom a la carpeta del projecte que heu creat recentment. Per a aquest projecte, realment estem fabricant un sensor d’estacionament. Per tant, el nom serà "Parking_Sensor".

Pas 5: creeu un esquema

Ara, crearem un esquema per al nostre projecte anomenat "Parking_Sensor". Per afegir un esquema a una carpeta de projecte, feu clic amb el botó dret a la carpeta, aneu a "Nou" i seleccioneu "Esquema". Ara se us presentarà un editor esquemàtic.

Pas 6: Afegir peces a un esquema

Aquí afegirem els components mitjançant l’eina ADD, afegir el marc, afegir la potència d’entrada i afegir els connectors. El disseny esquemàtic és un procés en dos passos. Primer heu d’afegir totes les parts al full esquemàtic i, després, cal connectar-les.

Pas 7: utilitzar l'eina ADD

L’eina AFEGEIX ((a la barra d’eines esquerra o al menú Edita)) és el que faràs servir per col·locar cada component a l’esquema. L'eina ADD obre un navegador de biblioteques, on podeu ampliar biblioteques específiques i veure les parts que conté. Amb una peça seleccionada al costat esquerre, la vista de la meitat dreta s'hauria d'actualitzar per mostrar tant el símbol esquemàtic de la peça com el seu paquet. Aquí afegirem una llista de components: Descripció de la peça | Biblioteca |

LM324P | Instruments de Texas |

LED | Adafruit |

Resistències 10K | Adafruit |

Resistències 1K | Adafruit |

330 ohm | Adafruit |

470 ohm | Adafruit |

15K | Adafruit |

4,7 K | Adafruit |

Foto díode | Siemens |

Pas 8: afegiu un marc

El marc no és un component crític per al que serà el disseny final del PCB, però manté el vostre esquema net i organitzat. El marc que vulgueu afegir, hauria d'estar a la biblioteca SparkFun-Aesthetics i es dirà FRAME-LETTER. Cerqueu-ho cercant o navegant i afegiu-lo al vostre esquema. Després de seleccionar la part que voleu afegir, "brillarà" i començarà a rondar seguint el cursor del ratolí. Per col·locar la peça, feu clic amb el botó esquerre (una vegada!). Després de col·locar una peça, l'eina d'afegir suposarà que voleu afegir-ne una altra: un nou marc hauria de començar a seguir el cursor. Per sortir del mode d'afegir, feu clic a Escape (ESC) dues vegades o simplement seleccioneu una altra eina.

Pas 9: deseu i deseu sovint

Per desar-lo, aneu a Fitxer> Desa o feu clic a la icona de disquet blau. Per a aquest projecte, "Parking_Sensor".

Pas 10: afegir la potència d'entrada

A continuació, afegirem diferents parts dedicades a la nostra entrada de subministrament de tensió. Utilitzeu l'eina d'afegir per a aquestes parts: Descripció de la peça | Biblioteca |

Bloc de terminals de 3,5 mm | Adafruit |

VCC | SparkFun-Aesthetics |

GND | SparkFun-Aesthetics |

Pas 11: Cablatge de l’esquema

Amb totes les peces afegides al nostre esquema, és hora de connectar-les. Utilitzarem eines de xarxa perquè fa una millor feina de connectar components.

Pas 12: utilitzar l'eina NET

Per utilitzar l'eina NET, passeu el cursor per sobre del final d'un pin (el més a prop possible, apropeu-lo si cal) i feu clic amb el botó esquerre per iniciar un cable. Ara hauria de seguir una línia verda seguint el cursor del ratolí. Per acabar la xarxa, feu clic amb el botó esquerre a sobre d'un altre pin o d'una xarxa. Comenceu a encaminar tot el circuit. Torneu a començar a la part superior esquerra i encamineu el vostre circuit. Sempre que una xarxa es divideix en dues direccions es crea un node de connexió. Això significa que les tres xarxes que es creuen estan connectades. Si es creuen dues xarxes, però no hi ha cap unió, aquestes xarxes no estan connectades. A continuació, comenceu a encaminar tot el circuit.

Pas 13: noms i valors

Tots els components del vostre esquema han de tenir dos camps de text editables: un nom i un valor. El valor d'una peça us permet definir característiques úniques d'aquesta peça. Per exemple, podeu configurar la resistència d'una resistència o la capacitat d'un condensador.

Per exemple: en aquest document instructiu, he nomenat i he donat els valors següents:

LED1 - Transmissor IR

D1 --- Receptor 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

Bloc de terminals: subministrament_energia

Pas 14: convertir l'esquema en un disseny de tauler

Per convertir el vostre esquema en un disseny de PCB, feu això:

1. Obriu el vostre projecte esquemàtic des del tauler de control d’Autodesk EAGLE.

2. A la part superior de la interfície, seleccioneu la icona SCH / BRD sch-brd-icon. S’iniciarà el procés de generació d’un disseny de PCB basat en els components i el cablejat del vostre esquema.

3. Seleccioneu Sí si apareix un diàleg d’advertència que diu que el fitxer.brd no existeix i que voleu crear-lo a partir del vostre esquema. Per canviar de l’editor esquemàtic al tauler relacionat, només cal que feu clic a l’ordre Generar / Canvia a tauler ((a la barra d’eines superior o al menú Fitxer)), que hauria d’obrir una nova finestra de l’editor de taulers. Totes les parts que heu afegit de l’esquema han d’estar allà, apilades les unes sobre les altres, a punt per col·locar-les i encaminar-les.

Pas 15: Organització de la Junta

Si encara no ho heu fet, feu clic a la icona Genera / Canvia a placa de l'editor d'esquemes per crear un nou disseny de PCB basat en l'esquema:

El nou fitxer de tauler hauria de mostrar totes les parts del vostre esquema. Les línies daurades, anomenades Airwires, es connecten entre pins i reflecteixen les connexions de xarxa que heu fet a l’esquema. També hi hauria d’haver un contorn feble i gris clar d’una dimensió de tauler a la dreta de totes les parts. El nostre primer treball en aquest disseny de PCB serà organitzar les peces i, a continuació, minimitzar l’àrea del nostre esquema de dimensió de PCB. Els costos de PCB solen estar relacionats amb la mida de la placa, de manera que una placa més petita és més econòmica.

Pas 16: peces mòbils

Mitjançant l'eina MOU, podeu començar a moure les parts dins del quadre de dimensions. Mentre moveu parts, podeu girar-les fent clic amb el botó dret o canviant l’angle al quadre desplegable situat a prop de la part superior. La manera d’organitzar les peces té un gran impacte en el fàcil o dur que serà el següent pas. A mesura que moveu, gireu i col·loqueu peces, hi ha alguns factors que heu de tenir en compte. No se superposin parts: tots els components necessiten espai per respirar. Els forats verds necessiten una bona quantitat d’espai entre ells. Recordeu que els anells verds estan exposats a coure a banda i banda del tauler, si el coure es solapa, es creuen corrents i es produeixen curtcircuits. Minimitzeu els Airwires que es creuen: mentre moveu parts, observeu com es mouen els Airwires amb ells. Limitar el màxim possible Airwires encreuament facilitarà l’encaminament a la llarga. Mentre reubiqueu peces, premeu el botó RATSNEST per aconseguir que Airwires recalculi. Requisits de col·locació de peces: algunes parts poden requerir una consideració especial durant la col·locació. Una col·locació més estreta significa un tauler més petit i més econòmic, però també dificulta l’enrutament.

Pas 17: enrutament del tauler

Obriu l'Autorouter, no us preocupeu per aquestes altres pestanyes per ara, feu clic a Automàtic per a la part superior. i N / A per a la part inferior de 16, només cal que feu clic a D'acord.

L’autorouter no sempre podrà acabar la feina, de manera que és important entendre com enrutar manualment els coixinets (a més, les rutes manuals tenen un aspecte molt millor). Després d'executar l'autorouter, marqueu la casella d'estat inferior esquerra per veure com ha anat. Si diu alguna cosa que no sigui "Optimitzat: 100% acabat", encara us queda feina per fer. Aneu a la icona de visualització i feu clic per obtenir capes a la part superior, inferior, coixinets, vies, sense enrutar i dimensions, ara feu clic a aplicar i, a continuació, a D'acord ara, proveu de reduir la quadrícula d'encaminament de 50mil a 10mil. Ara, us apareixerà la finestra tal com es mostra a les imatges.

Hi ha un munt d’optimitzacions i configuracions que cal fer a l’autorouter. Si voleu aprofundir en l’assumpte, penseu a consultar el manual d’EAGLE, on s’hi dedica tot un capítol. Després de fer totes les optimitzacions. Torneu a anar a la icona de visualització i premeu TOTS, després Aplica i, tot seguit, D'acord. Tots els vostres components seran visibles per a vosaltres.

Pas 18: ajust de la capa de dimensió

Ara que es col·loquen les peces, comencem a tenir una millor idea de com quedarà el tauler. Ara només hem de corregir el nostre esquema de dimensió. Podeu moure les línies de dimensions que ja hi són o bé començar de zero. Utilitzeu l'eina BORRA per esborrar les quatre línies de cota. A continuació, utilitzeu l'eina WIRE per dibuixar un nou esquema. Abans de dibuixar res, aneu fins a la barra d'opcions i configureu la capa a 20 Dimensió. També allà dalt, és possible que vulgueu reduir una mica l’amplada.

Pas 19: Acabat de tocs

Hi ha moltes maneres d'acabar el vostre projecte, com ara:

• Afegir cops de coure
• Addició de serigrafia

Però aquí no n’he utilitzat cap. Després d'això, vaig passar directament al pas Exporta.

Pas 20: exportació de l'esquema i el disseny

Inicieu Eagle i obriu la vista del tauler del vostre projecte.

Desactiveu la quadrícula mitjançant el menú Visualitza-> Graella o mitjançant l'ordre: "grid off".

Desactiveu totes les capes, excepte les que vulgueu imprimir. M’agrada veure les capes 1, 17, 18 i 20. Això és superior, coixinets, vies i dimensió. Si el tauler és a dues cares, només voleu imprimir una cara a la vegada.

Si el fons és negre, l’hem de fer blanc. Feu-ho mitjançant el diàleg Opcions-> Interfície d'usuari o utilitzeu l'ordre: "set white palette; finestra;”.

Fitxer-> Exporta-> Imatge.

Seleccioneu un fitxer de destinació. Prefereixo utilitzar el format.png.

Marqueu la casella de selecció Monocroma.

Canvieu la resolució a diversos dpi de la pantalla. La resolució de pantalla per defecte al Windows és de 96 dpi, de manera que normalment faig servir 555.

Feu clic a D'acord per exportar la imatge.

Pas 21: treballar

La recepció del receptor IR és amplificada per l'amplificador operacional U2: A. La resistència R4 i C4 forma un detector de pics per detectar el pic del senyal amplificat. Op - amplificador com a comparador: l’amplificador operatiu té dues entrades (sense inversió i inversió) i una sortida. La sortida de l'amplificador operacional és elevada quan la tensió no inversora és superior a la tensió inversa. La tensió de sortida és baixa, quan la tensió d'inversió és superior a la tensió no inversora. En el circuit anterior, les tensions dels pins no inversors dels comparadors actuen com a tensió de referència i les tensions d’entrada inversores dels comparadors es comparen amb les tensions de referència per produir la sortida. Aquí les resistències R8 a R11 s’utilitzen per configurar diferents tensions de referència als seus pins no inversors. Les resistències R12, R13 i R14 s’utilitzen per protegir els LED’s d’alta tensió.

Pas 22: gaudiu

Després de tot això, ja esteu a punt. Ara, podeu enviar els vostres dissenys al vender per fabricar-los.

Pas 23: Aplicacions

Aquest circuit es pot utilitzar en mòbils automàtics per aparcar el vehicle amb seguretat.

Podem utilitzar aquest circuit per mesurar la distància.

També podem fer servir aquest circuit com a detector de nivell de líquid IR fent algunes modificacions.