پارکینگ یاب هوشمند با استفاده از آردوینو و سنسور آلتراسونیک (فرا صوت)

در این آموزش ساختنی می آموزید که چگونه می توان با یک آردوینو و یک سنسور الولتراسونیک یک پارکینگ یاب هوشمند برای خودرو و یا وسایل نقلیه دیگر خود بسازید.

وسایل مورد نیاز:

• انواع برد های آردوینو و یا سازگار با آردوینو
• SRF04 سنسور آلتراسونیک
• (۸) عدد LED 5 میلی متری برای چراغ های نشانگر (برای این پروژه از رنگ قرمز، زرد و سبز استفاده شده است اما می توانید از هر رنگی که می خواهید استفاده کنید)
• (۴) مقاومت های مناسب برای LED ها (در اینجا ۱۰۰ اهم برای قرمز و زرد و ۸۲ اهم برای سبز استفاده شده است تا نور آن به خوبی مشخص شود)
• (۹) عدد نگهدارنده LED با انتخاب خودتان (اینجا ازنگهدارنده LED با مدل ۲۷۶-۰۷۹ : برای چراغ های نشانگر استفاده شده است و از نگهدارنده ی LED با مدل : ۲۷۶-۰۸۰ برای نشانگر پاور استفاده شده است)
• (۱) منبع تغذیه و ریل LED 5 میلی متری و مقاومت (برای روشنایی مسیر در مقابل ماشین شما)
• سوییچ / رله SPST
• منبع تغذیه دیواری با خروجی هفت تا نه ولت DC. می توانید از باتری ۹ ولت نیز می توانید استفاده کنید.
• سیم
• وارنیش
• محفظه پلاستیکی

اختیاری:

• یک ردیف پنج تایی پین هدر نری
• سیم کشویی با کانکتور های مادگی : ۵ عدد برای LED ها و ۴ عدد برای سنسور
• نگه دارنده PCB
• سایانو اکریلات (چسب ناخن انگشت)

در استفاده از موارد شیمیایی نکات ایمنی را در نظر بگیرید

ابزارها:

• آهن لحیم کاری، لحیم و جوش برقی
• مته یا مته پرس
• مته مناسب برای دریل کردن نگه دارنده LED
• مته ۵/۸ اینچی دریل برای سوراخ های سنسور
• پیچ گوشتی برای محفظه
• و هر چیزی که احساس می کنید نیاز است تا کار خود را آسان تر کنید !

فرض شده است که شما حداقل، با پلتفرم توسعه آردوینو (Arduino) آشنا هستید. اصول اولیه را یاد بگیرید برخی از مدارهای ساختنی را بسازید.

فایل های مربوط به پارکینگ یاب هوشمند آردوینو را از اینجا دانلود کنید.

مرحله ۱: طراحی layout پارکینگ یاب هوشمند

همانطور که گفته شد، انتخاب با شما است از چه نوعی از برد های آردوینو استفاده کنید. مطابق با تصویر ۱ دو مجموعه از سیم قرمز / سیاه وجود دارد. مجموعه بالای تصویر برای چراغ نشانگر منبع تغذیه است و دیگری برای پاور است. در این قسمت از یک آداپتور با خروجی ۷٫۴v DC استفاده شده است. اگر شما ترجیح می دهید، می توانید از یک باتری ۹ ولت DC نیز استفاده کنید.

هنگامی که مدار روی برد پارکینگ یاب هوشمند قرار می گیرد، به سراغ آماده سازی محفظه بروید. قطعات (۸ LED با مقاومت و سنسور اولتراسونیک) را در داخل محفظه گذاشته و دو موضوع را در نظر بگیرید:

زیبایی و اینکه تقریبا چقدر سیم مورد نیاز است. قرار دادن قطعات و تعیین مکان برای آن می تواند مطابق میل خود شما باشد.

مرحله ۲: شروع ساخت و ساز

هنگامی که محل ها تعیین شد، قسمت هایی را برای سوراخ های مورد نیاز برای ۸ عدد LED و سنسور، علامت زده و آن ها را سوراخ کنید. همانطور که می توانید در اولین عکس مشاهده کنید، می توانید از پوشش فی که همراه با محفظه ساخته شده بود استفاده کنید ولی در این قسمت از ان استفاده نکردیم.

در عکس دوم، می توانید ببینید که سوراخ های ۵/۸ ممکن است کمی» بزرگ باشد اما به کمک یک واشر لاستیکی استاندارد مناسب بر روی سنسور” لوله ، به طور کامل جاگیر می شود. بنابراین آن ها را با استفاده از سایانو اکریلات (چسب فوق العاده قوی، چسب ناخن انگشتی) چسب کنید و سپس آن ها را با ماژیک سیاه رنگ،رنگ کنید. این کار باعث می شود نگه داشته شدن سنسور به محفظه کنار دیوار می گردد.

شما همچنین باید محوطه را برای نصب برد مدار پارکینگ یاب هوشمند ،سوئیچ، چراغ نشانگر تغذیه و برای استفاده از یک آداپتور و محلی برای منبع تغذیه آماده کنید. اگر از محفظه ای همانند محفظه این ساختنی استفاده می کنید، به خاطر اینکه این محفظه به اندازه کافی عمیق است شما می توانید برد را در هر نقطه از کف محفظه نصب کنید و مقدار زیادی فضای خالی داشته باشید. سوراخ ها را علامت بزنید و آن ها را سوراخ کنید. شما می توانید تناسب برد را آزمایش کنید، اما اگر شما از یک برد بدون هدرهای مادگی استفاده می کنید، لازم است که آن را برای لحیم کاری برگردانید.

چراغ برق / روشنایی را طوری نصب کنید که روی زمین روشن شود و سوئیچ این چراغ را می توانید هر جا که می خواهید نصب کنید. سوراخ ها را متناسب با اجزای خود سوراخکاری نمایید. آخرین سوراخ برای سیم آداپتور است. در اینجا پشت محفظه قرار داده شده است. تمام سوراخ های را پاک کنید. اکنون زمان آن است تا مطمئن شوید که کدام پین ها بر روی سنسور آلتراسونیک SR04 است. پین ولتاژ را با رنگ قرمز و پین زمین با رنگ مشکی توسط ماژیک مشخص کنید همچنین توضیح پین در یک کاغذ در تصاویر بالا مشخص شده است. عکس ۴ را ببینید.

سپس، LED را با استفاده از نگهدارنده های LED یا چسب نصب کنید، و سنسور آلتراسونیک را چسب کنید.

مرحله ۳: لحیم کاری را شروع کنید

شروع لحیم کاری

LED های را به این صورت که دو ال ای دی قرمز سری باشند، دو ال ای دی زرد هم سری باشند؛ دو ال ای دی سبز هم سری باشند، همراه با مقاومت (۴) همانطور که در لوازم مورد نیاز ذکر شده است لحیم کنید: (۱۰۰ اهم برای قرمز و زرد و ۸۲ اهم برای سبز). مقداری وارنیش در قسمت کاتد مشترک وارد کنید و توسط حرارت کم به آن حرارت دهید .برای سیم های اتصال، از سیم های مادگی با یک طرف برش خورده استفاده شده است .

• سیم های LED نشانگر فاصله: سیم قرمز برای LED های قرمز، سیم زرد برای LED های زرد، سیم سبز برای LED های سبز.
• سیم قرمز به پین دیجیتال ۵ (پین تراشه ۱۱)
• سیم زرد به پین دیجیتال ۴ (پین تراشه ۶)
• سیم زرد به پین دیجیتال ۳ (پین تراشه ۵)
• سیم سبز به پین دیجیتال ۲ (پین تراشه ۴)
• از مقداری از چسب های داغ برای ایمن کردن سیم ها بر روی برد استفاده کنید.
• سیم های سنسور التراسونیک: سیم قرمز برای VCC (+)، سیم سبز برای تریگر، سیم نارنجی برای اکو، سیم سیاه برای gnd (-)
• سیم قرمز به ۵ ولت بر روی برد وصل شود.
• سیم سبز به پین دیجیتال ۸ (پین ۱۴ تراشه) وصل شود.
• سیم نارنجی به پین دیجیتال ۷ وصل شود. (پین تراشه ۱۳)
• سیم سیاه به زمین (-) در برد وصل شود.

حال سیم های مادگی خود را بردارید و آنها را با هم در گروه های مربوطه به هم چسب بزنید تا اتصال ها را شکل دهند؛ سیم های LED در یک قسمت و سیم های سنسور در قسمت مجزا دیگر.

مرحله ۴: بدون نیاز به تغذیه زیاد

سیم آداپتور را ببرید و سیم های آن را کنید، آن ها را از سوراخ آداپتور عبور داده و مطابق تصاویر آن ها را متصل کنید .

1. (+) از منبع تغذیه (آداپتور) را به سویچ متصل کنید.
2. (+) از سوئیچ را به مدار رگولاتوردر برد متصل کنید.
3. (-) از آداپتور را به (-) مدار رگولاتور در برد متصل کنید.

مرحله بعد چراغ نشانگر برق است :

1. (+) & (-) از مدار رگولاتور ولتاژ را به چراغ تغذیه متصل کنید
2. (-) برای LED
3. (+) برای نشانگر تغذیه را به مقاومت ۱۰۰ اهم متصل کنید و مقاومت ۱۰۰ اهم را به آند ال ای دی متصل کنید.
4. نصب چراغ LED راهرو (در هنگام نصب روی دیوار) محفظه از چسب داغ استفاده کنید این به نگه داشتن ساده سیم در جای خود کمک می کند !!

مرحله ۵: sketch مناسب برای کارکرد همه

فایل هایMsTimer2.h و NewPing.hرا برای دقت بهتر در اختیار برای شما قرار داده شده است. برای سایر تغییرات، می توانید سه sketch را مقایسه کنید. در مورد کد های برنامه توضیحی لازم نیست بدانید زیرا نیاز به دانش برنامه نویسی دارد و تنها یک سری تغییرات که در آنها اعمال شده است را برایتان در زیر شرح داده خواهد شد.

مدار برای سنسور PING:

• + V متصل به PING به مثبت ۵ ولت متصل می شود.
• GND متصل به PING به زمین متصل می شود.
• اتصال SIG از PING به پین ۷ دیجیتال متصل می شود.
• PING یک سنسور سه پین است: trigger و echo در پین مشابه هستند.

مدار برای سنسور SRF0f:

• پین V + از SRF04 متصل به ۵V + می شود.
• پین GND SRF04 به زمین متصل است
• پین trigger از SRF04 متصل به پین ۸ دیجیتال می شود.
• پین Echo از SRF04 متصل به پین ۷ دیجیتال می شود.
• SRF04 پین های جداگانه ای برای trigger و echo دارد.

بنابراین،:

const int pingPin = 7؛

تبدیل شده است:

#define TRIGGER_PIN 8 / / پین آردوینو به سنسور اولتراسونیک وصل می شود.

#define ECHO_PIN 7 // پین آردوینو به پین اکو در سنسور اولتراسونیک وصل شده است.

قبل از این که دستگاه پارکینگ یاب هوشمند را نصب کنید ،کسی را پیدا کنید تا بتوانید به کمک آن شخص دستگاه را کالیبره کنید. برای انجام این کار، دستگاه را در برابر دیوار نگه داشته و از فرد کمک کننده بخواهید ماشین را براند و در هر مرحله از نور پردازی ماشین را متوقف کند و اندازه ها را بردارید.

فایل های مربوط به پارکینگ یاب هوشمند آردوینو را از اینجا دانلود کنید.

منبع