Sensor Parkir LED Tenaga Surya: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

By More Than the SumMy saluran youtubeFollow More by the author:

Tentang: Saya seorang guru yang terkadang membuat video. Lebih Banyak Tentang Lebih Dari Jumlahnya »

Garasi kami tidak memiliki banyak kedalaman, dan memiliki lemari di ujungnya yang semakin mengurangi kedalaman. Mobil istri saya cukup pendek untuk muat, tetapi dekat. Sensor ini saya buat untuk mempermudah proses parkir, dan untuk memastikan mobil penuh di garasi sebelum terlalu jauh dan menabrak lemari.

Setelah dirancang, saya memutuskan untuk menyalakannya dengan panel surya karena saya memiliki tempat yang bagus untuk meletakkannya, dan rencana saya adalah memperluas sistem ini untuk memberi daya lebih banyak barang di garasi di masa depan.

Tonton video ini untuk ikhtisar singkat:

Perlengkapan

Penutup cetak 3D dan diffuser LED

Klip kawat cetak 3D

Arduino Nano, Breadboard dan Kabel Jumper

Manajer Tenaga Surya

Panel surya

Papan tempat memotong roti yang dapat disolder, 2 konektor kabel, 3 konektor kabel, 4 konektor kabel

Strip LED (60/m) WS2812

14500 baterai Lithium Ion

Obeng listrik

Sensor ultrasonik

Pita Sisi Ganda, Pita Listrik Cair

Kawat Stripper, Besi Solder

pencetak 3d

Pistol udara panas

Sekrup M3x8mm, mur M3

*semua tautan adalah tautan afiliasi

Langkah 1: Membangun Sirkuit + Kode

Unduh dan instal sketsa arduino. Ditemukan di sini: Sketsa Sensor Parkir

Sirkuit ini terdiri dari sensor ultrasonik, arduino nano, dan strip LED beralamat WS2812B 5V. Saya awalnya khawatir menggunakan sensor ultrasonik karena permukaan mobil tidak rata, tetapi setelah pengujian awal, tampaknya tidak ada masalah.

Hubungkan yang berikut ini ke pin arduino yang ditentukan (atau ubah dalam kode pada baris 5-7):

Strip LED -> pin 8

Trigonometri Sensor Ultrasonik -> pin 12

Sensor Ultrasonik Gema -> pin 11

Untuk menyesuaikan kode agar sesuai dengan aplikasi Anda, Anda dapat mengubah baris kode berikut:

9: Ini adalah jumlah cm, di mana lampu menyala

10: ini adalah ambang batas untuk memberi tahu Anda bahwa Anda sudah dekat

11: ini adalah jumlah cm yang menunjukkan bahwa Anda berada pada jarak yang aman

12: pada jarak ini, lampu mulai berubah menjadi ungu, memberi tahu Anda untuk berhenti

13: pada jarak ini, lampu mulai berkedip, memberi tahu Anda bahwa Anda terlalu dekat

Beberapa nomor lain untuk menyesuaikan:

15: Ini adalah angka dalam hitungan detik untuk menunggu setelah mobil berhenti bergerak sebelum lampu mati dan Arduino memasuki mode daya rendah.

17: Angka ini menunjukkan jumlah fluktuasi jarak yang diperbolehkan sebelum sensor mencatat gerakan dan menyala kembali.

Saya menggunakan perpustakaan "Daya Rendah" untuk menempatkan Arduino dalam keadaan tidur saat tidak digunakan. Panduan Sparkfun ini memberikan gambaran umum tentang cara kerjanya, dan Anda dapat mengunduh instalasinya di sini: Perpustakaan Daya Rendah. Apa yang saya temukan adalah bahwa perpustakaan mengganggu monitor serial, sehingga Anda tidak akan dapat menggunakannya sementara juga menyertakan dan menggunakan perpustakaan Daya Rendah.

Langkah 2: Menyolder Sirkuit

Pindahkan komponen sirkuit ke papan prototipe dan solder di tempatnya. Solder konektor JST 4 pin untuk sensor ultrasonik, dan konektor JST 3 pin untuk strip LED. Saya menambahkan konektor JST 2 kabel ke 5V dan ground untuk memberi daya pada komponen dan arduino secara eksternal.

Langkah 3: Memasang Sensor Ultrasonik

Pecahkan potongan 4 pin strip header perempuan, tekuk pin dan solder ke konektor 4 pin, sehingga Anda dapat menggesernya ke sensor ultrasonik. Cat dengan pita listrik cair.

Tandai lokasi untuk sensor dan strip LED pada kabinet tempat detektor akan dipasang. Rekatkan dudukan sensor ultrasonik cetak 3d ke lokasi yang dipilih dengan selotip dua sisi. Bor lubang ke dinding untuk memasukkan kawat.

Langkah 4: Memasang Strip LED

Potong strip LED dengan panjang yang sesuai untuk Anda. (Tambang saya memiliki panjang 20 LED, dan diberi jarak 60 LED/m). Solder konektor 3 pin ke sisi input, dan cat dengan pita listrik cair.

Jika Anda menempatkan LED apa adanya ke dinding, piksel memiliki sudut pandang terbatas, sehingga banyak cahaya yang terbuang. Anda bisa melihat perbedaannya pada gambar di atas. Penutup yang saya rancang untuk menyebarkan cahaya memiliki ketebalan sekitar 0,5mm, yang tampaknya memberikan keseimbangan optimal antara kecerahan dan jumlah difusi.

Pilih tempat Anda ingin menempatkan LED. Idealnya, mereka harus dipusatkan di depan pengemudi, dekat dengan pandangan mata dari kursi pengemudi. Tempatkan kedua bagian belakang dudukan bersama-sama, geser strip LED ke dudukan, lepaskan perekat dari bagian belakang strip LED, dan tekan ke tempatnya. Geser penutup ke dudukan dan gunakan selotip dua sisi untuk dipasang ke lokasi yang telah Anda pilih.

Catatan: sketsa diprogram untuk 20 LED, jadi jika Anda menggunakan jumlah yang berbeda, ingatlah untuk mengubah angka pada baris 5 untuk mencerminkannya. Jika Anda menggunakan jumlah LED ganjil, itu diatur agar tetap berfungsi seperti yang diharapkan.

Langkah 5: Memasang Arduino dan Menghubungkan Semuanya

Gunakan dua sekrup dan mur M3 untuk memasang papan tempat memotong roti yang dapat disolder ke enklosur, geser konektor melalui bukaan di samping, dan kencangkan tutupnya ke tempatnya.

Pilih tempat yang nyaman untuk memasang penutup di dekat LED dan sensor ultrasonik, dan tambahkan sekrup sehingga Anda dapat menggantungnya di tempatnya menggunakan dudukan lubang kunci. Saya menempatkan langsung di sebelah sensor ultrasonik sehingga saya tidak perlu membuat ekstensi empat kawat untuk sensor.

Pasang sensor dan LED. Gunakan braket kawat cetak 3d untuk membantu manajemen kawat, dan untuk mencegah kabel bergerak terlalu banyak.

Langkah 6: Menambahkan Panel Surya

Saya memutuskan untuk menambahkan tenaga surya ke proyek ini sehingga saya tidak perlu khawatir tentang baterai, dan saya tidak terus-menerus memasangnya ke dinding. Pengaturan surya bersifat modular, jadi saya berencana untuk melakukan lebih banyak proyek garasi yang akan menarik daya darinya, dan saya dapat meningkatkan panel surya atau pengontrol muatan dan baterai sesuai kebutuhan.

Pengelola tenaga surya yang digunakan dalam proyek ini membutuhkan tegangan minimal 6v, dan daya minimal 5W untuk mengisi baterai. Hal yang rumit tentang proyek surya kecil, adalah bahwa baterai lithium ion membutuhkan setidaknya 1 amp arus untuk mengisi daya. Dalam hal ini, saya memiliki dua panel 5v yang masing-masing diberi nilai 0,5 A. Karena pengelola daya membutuhkan setidaknya 6v, panel harus disambungkan secara seri, menambahkan tegangannya bersama-sama. Dalam pengaturan ini, arus tetap pada 0,5A, tetapi karena daya yang disediakan oleh panel gabungan adalah 5W, ketika pengontrol muatan menurunkan tegangan, ia akan memiliki arus yang cukup untuk mengisi baterai.

Catatan: tegangan panel surya berfluktuasi secara signifikan sepanjang hari, dan akan mencapai puncaknya pada nilai yang lebih tinggi dari tegangan pengenal. Untuk alasan ini Anda tidak ingin menghubungkan Arduino atau baterai langsung ke panel.

Gunakan kawat untuk menyolder panel secara seri, dan tambahkan konektor JST 2 pin sehingga Anda dapat dengan mudah menghubungkan dan melepaskannya dari power manager. Temukan permukaan datar yang mendapat banyak sinar matahari untuk memasang panel. Bagi saya, saya memiliki tempat di mana saya dapat dengan mudah menempelkannya menggunakan selotip dua sisi. Saya membersihkan permukaan terlebih dahulu, lalu menempelkan panel ke bawah. Penahannya tampaknya cukup kuat, tetapi waktu akan membuktikan apakah ini cukup untuk menahan beberapa angin kencang yang kita dapatkan di sekitar sini. Saya menggunakan ikatan zip untuk menjaga kabel tetap di tempatnya saat dimasukkan kembali ke garasi.

Banyak generator listrik juga dapat digunakan sebagai beban ketika tegangan diberikan padanya. Dalam kasus mikrofon, dapat digunakan sebagai speaker. Generator juga dapat berfungsi sebagai motor. LED dapat digunakan untuk mengukur keberadaan cahaya. Jika tegangan diterapkan ke panel surya, itu akan menarik arus, dan saya yakin itu akan memancarkan cahaya (tidak yakin berapa frekuensinya). Dalam kasus seperti ini, dioda pemblokiran perlu dipasang di suatu tempat di sirkuit untuk mencegah panel surya menguras baterai saat tidak ada sinar matahari. Saya berasumsi sirkuit manajer daya memiliki ini, tetapi setelah beberapa hari hujan, baterai benar-benar terkuras.

Saya menggunakan dioda yang saya temukan tergeletak di sekitar, dan menyoldernya ke ujung kabel yang akan terhubung ke terminal 5V pada pengontrol muatan. Jika Anda menyolder ke tempat yang sama, ujung dioda dengan pita harus mengarah ke pengontrol muatan, dan menjauh dari terminal positif panel surya. Ini akan memblokir arus bocor kembali ke panel. Saya menggunakan konektor kawat solder panas menyusut untuk menyoldernya, karena saya memasang milik saya setelah sistem terpasang.

Langkah 7: Menambahkan Manajer Tenaga Surya

Pengelola daya memiliki opsi untuk menyambungkan menggunakan kabel jumper wanita, atau kabel USB. Tak satu pun dari itu sangat nyaman untuk jarak yang saya inginkan untuk menjalankan kabel, jadi sebagai gantinya, saya menyolder kabel ke bagian bawah papan tempat pin 5v dan ground terhubung.

Pasang dua mur tuas Wago 5 pin ke enklosur menggunakan selotip dua sisi. Ini akan memungkinkan untuk menyalakan beberapa perangkat dari manajer daya ini. Ia mampu menghasilkan arus hingga 1A pada 5V, jadi jika aplikasi Anda di masa mendatang akan membutuhkan lebih banyak arus dari itu, Anda harus menjelajahi menggunakan manajer daya lainnya.

Di bagian belakang power manager, terdapat rangkaian sakelar, sehingga Anda dapat mengatur perkiraan voltase panel surya Anda, jadi alihkan agar sesuai dengan tata surya yang Anda gunakan. Dalam kasus saya, saya mengaturnya ke 9v, karena panel dalam susunan seri diberi peringkat 10v.

Pengelola daya dilengkapi dengan penyangga, jadi lepaskan dua di antaranya, dan gunakan lubang itu untuk memasang pengelola daya ke enklosur menggunakan sekrup M3x8. Masukkan kabel yang disolder ke 5v dan digiling melalui lubang di bagian bawah, dan jepitkan ke mur tuas Wago.

Temukan tempat yang bagus untuk manajer daya, dan tambahkan sekrup ke dinding. Gunakan lubang kunci pada enklosur untuk menggantungnya di tempatnya. Jalankan kabel dari Arduino ke power manager, dan klip ke tempatnya menggunakan konektor 5v dan ground Wago. Berhati-hatilah untuk tidak memasangnya ke belakang, papan Arduino dilengkapi dengan beberapa perlindungan, tetapi Anda berpotensi menggorengnya di sini jika Anda memasang pin 5v secara terbalik. Gunakan dudukan kawat untuk menahan kabel di sepanjang dinding.

Lakukan hal yang sama dengan kabel yang berasal dari panel surya. Pastikan untuk melepaskan panel surya sebelum Anda memasang kabel ke input pada pengontrol daya, sehingga Anda tidak secara tidak sengaja korsleting atau merusak papan.

Setelah selesai, pasang penutup ke enklosur, nyalakan sakelar untuk baterai, dan sambungkan kembali panel surya.

Langkah 8: Mengujinya

Hadiah Pertama dalam Tantangan Kecepatan Strip LED