Tanda Kecepatan Radar Biaya Rendah: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Pernahkah Anda ingin membuat tanda kecepatan radar murah Anda sendiri? Saya tinggal di jalan di mana mobil melaju terlalu cepat, dan saya khawatir tentang keselamatan anak-anak saya. Saya pikir akan jauh lebih aman jika saya bisa memasang tanda kecepatan radar saya sendiri yang menampilkan kecepatan sehingga saya bisa membuat pengemudi melambat. Saya mencari secara online untuk membeli tanda kecepatan radar, tetapi saya menemukan bahwa sebagian besar tanda berharga lebih dari $ 1.000, yang cukup mahal. Saya juga tidak ingin melalui proses panjang memasang tanda di kota, karena saya dengar biayanya bisa mencapai lebih dari $5, 000-10,000. Sebaliknya, saya memutuskan untuk membangun sendiri solusi berbiaya rendah, dan menabung uang sambil bersenang-senang.

Saya menemukan OmniPreSense yang menawarkan modul sensor radar jarak pendek berbiaya rendah yang ideal untuk aplikasi saya. Faktor bentuk modul PCB sangat kecil hanya 2,1 x 2,3 x 0,5 inci, dan beratnya hanya 11g. Elektronik mandiri dan terintegrasi penuh, jadi tidak ada tabung daya, elektronik besar, atau kebutuhan akan banyak daya. Jangkauan untuk objek besar seperti mobil adalah 50 kaki hingga 100 kaki (15m hingga 30m). Modul mengambil semua pengukuran kecepatan, menangani semua pemrosesan sinyal, dan kemudian hanya mengeluarkan data kecepatan mentah melalui port USB-nya. Saya menggunakan Raspberry Pi (atau Arduino, atau apa pun yang memiliki port USB) murah untuk menerima data. Dengan sedikit pengkodean python dan beberapa LED murah besar yang dipasang ke papan, saya dapat menampilkan kecepatannya. Papan pajangan saya bisa dipasang di tiang di pinggir jalan. Dengan menambahkan tanda yang bertuliskan "Kecepatan Diperiksa oleh RADAR" di atas layar, saya sekarang memiliki tanda kecepatan radar saya sendiri yang menarik perhatian pengemudi dan memperlambat mereka! Semua ini kurang dari $500!

Langkah 1: Bahan dan Alat

• 1 OPS241-A sensor radar jarak pendek
• 1 dudukan OPS241-A (dicetak 3D)
• 1 Raspberry Pi Model B v1.2
• 1 5V catu daya microUSB
• 1 Rhino Model AS-20 110V hingga 12V/5V 4-pin catu daya molex dan kabel daya
• 1 Terminal blok 3 tiang Vertikal, pusat 5.0mm
• 1 Micro-USB ke kabel USB Standar
• 4 Spacer, sekrup, mur
• 1 kotak kandang dan PCB berlapis
• 4 sekrup pemasangan PCB berlapis
• 3 1/8W 330ohm resistor
• 3 NTE 490 FET transistor
• 1 NTE 74HCT04 Terintegrasi TTL Kecepatan Tinggi CMOS hex inverter
• 1 papan roti mini OSEPP dengan dukungan perekat
• 2 pin kawat lurus persegi header 0,156", 8-sirkuit
• 20 6” F/F kabel jumper premium 22AWG
• 1 1 "x 12" kali 24 "papan pemasangan kayu
• 1 cat semprot hitam
• 2 Tampilan 7-Segmen Sparkfun - 6,5” (Merah)
• 2 papan driver angka besar Sparkfun (SLDD)
• 1 Tanda “Kecepatan Diperiksa oleh Radar”

Langkah 2: Perencanaan Lantai Papan PCB Elektronik

Saya mulai dengan perangkat keras kontrol utama yaitu Raspberry Pi. Asumsinya di sini adalah Anda sudah memiliki Raspberry Pi dengan OS di dalamnya dan memiliki pengalaman pengkodean Python. Raspberry Pi mengontrol sensor radar OPS241-A dan menerima informasi kecepatan yang dilaporkan. Ini kemudian dikonversi untuk ditampilkan pada layar 7-segmen LED besar.

A. Saya ingin menempatkan semua komponen listrik selain sensor radar dan tampilan LED ke satu papan PCB elektronik tertutup yang dipasang di bagian belakang papan tampilan. Ini membuat papan tidak terlihat dan aman dari elemen. Dengan cara ini, hanya dua kabel yang perlu berjalan dari bagian belakang papan ke depan. Satu kabel adalah kabel USB yang memberi daya pada modul OPS241-A dan menerima data kecepatan terukur. Kabel kedua adalah menggerakkan tampilan 7-Segmen.

B. Papan PCB perlu memberikan banyak ruang untuk Raspberry Pi, yang memakan sebagian besar area. Saya juga perlu memastikan bahwa saya akan dapat dengan mudah mengakses beberapa portnya setelah dipasang. Port yang perlu saya akses adalah port USB (data kecepatan modul OPS241-A), port Ethernet (antarmuka PC untuk mengembangkan/men-debugging kode Python), port HDMI (menampilkan jendela Raspberry Pi dan debug/pengembangan), dan port micro USB (Daya 5V untuk Raspberry Pi).

C. Untuk menyediakan akses ke port ini, lubang dibuat di enklosur yang cocok dengan lokasi port pada Raspberry Pi.

D. Selanjutnya saya perlu menemukan ruang untuk papan roti yang berisi komponen elektronik diskrit untuk menggerakkan LED tampilan. Ini adalah barang terbesar kedua. Perlu ada ruang yang cukup di sekitarnya sehingga saya dapat menghubungkan kabel dari Raspberry Pi dan mengeluarkan sinyal ke header untuk menggerakkan LED. Idealnya, jika saya punya lebih banyak waktu, saya akan menyolder komponen dan kabel langsung ke papan PCB daripada menggunakan papan tempat memotong roti, tetapi untuk tujuan saya itu cukup baik.

e. Saya berencana untuk memasang tajuk driver layar di sebelah papan tempat memotong roti di tepi PCB, sehingga saya dapat menjaga panjang kabel saya tetap pendek, dan juga agar saya dapat membuat lubang di penutup dan menyambungkan kabel ke konektor.

F. Terakhir, saya mengizinkan ruang di PCB untuk blok daya. Sistem ini membutuhkan 5V untuk pemindah level dan driver tampilan, dan 12V untuk LED. Saya menghubungkan konektor daya 5V/12V standar ke blok daya, lalu merutekan sinyal daya dari blok ke papan tempat memotong roti dan header LED. Saya melubangi penutupnya sehingga saya dapat menghubungkan kabel daya 12V/5V ke konektor daya.

G. Seperti inilah denah lantai PCB elektronik akhir (dengan penutup):

Langkah 3: Memasang Raspberry Pi

Saya memasang Raspberry Pi saya ke papan PCB berlubang dan berlapis menggunakan 4 spacer, sekrup, dan mur. Saya suka menggunakan papan PCB berlapis sehingga saya bisa menyolder komponen dan kabel jika perlu.

Langkah 4: Pemindah Level Sinyal LED

GPIO Raspberry Pi dapat masing-masing sumber maksimum 3.3V. Namun, tampilan LED memerlukan sinyal kontrol 5V. Oleh karena itu, saya perlu merancang rangkaian sederhana dan berbiaya rendah untuk menggeser sinyal kontrol Pi dari 3.3V ke 5V. Rangkaian yang saya gunakan terdiri dari 3 transistor FET diskrit, 3 resistor diskrit, dan 3 inverter terintegrasi. Sinyal input berasal dari GPIO Raspberry Pi, dan sinyal output diarahkan ke header yang terhubung ke kabel dari LED. Tiga sinyal yang dikonversi adalah GPIO23 ke SparkFun LDD CLK, GPIO4 ke SparkFun LDD LAT, dan SPIO5 ke SparkFun LDD SER.

Langkah 5: Tampilan Tujuh Segmen LED Besar

Untuk menampilkan kecepatan saya menggunakan dua LED besar yang saya temukan di SparkFun. Tingginya 6,5 yang seharusnya dapat dibaca dari jarak yang baik. Agar lebih mudah dibaca, saya menggunakan pita biru untuk menutupi latar belakang putih meskipun hitam dapat memberikan lebih banyak kontras.

Langkah 6: Papan Driver LED

Setiap LED memerlukan register geser serial dan kait untuk menahan sinyal kontrol dari Raspberry Pi dan menggerakkan segmen LED. SparkFun memiliki tulisan yang sangat bagus untuk melakukan ini di sini. Raspberry Pi mengirimkan data serial ke tampilan tujuh segmen LED dan mengontrol waktu latch. Papan driver dipasang di bagian belakang LED dan tidak terlihat dari depan.

Langkah 7: Memasang Modul Radar OPS241-A

Sensor radar OPS241-A disekrup ke dudukan cetak 3D yang dibuat teman untuk saya. Atau saya bisa memasangnya ke papan secara langsung. Sensor radar dipasang di sisi depan papan di sebelah LED. Modul sensor dipasang dengan antena (tambalan emas di bagian atas papan) dipasang secara horizontal meskipun lembar spesifikasi mengatakan pola antena cukup simetris baik dalam arah horizontal maupun vertikal sehingga memutarnya 90° mungkin akan baik-baik saja. Saat dipasang ke tiang telepon, sensor radar menghadap ke luar jalan. Beberapa ketinggian yang berbeda dicoba dan ditemukan menempatkannya sekitar 6 '(2 m) tinggi untuk menjadi yang terbaik. Lebih tinggi dan saya sarankan mungkin mengarahkan papan ke bawah sedikit.

Langkah 8: Koneksi Daya dan Sinyal

Ada dua sumber daya untuk tanda. Salah satunya adalah catu daya HDD yang dikonversi yang menyediakan 12V dan 5V. Tampilan 7-segmen membutuhkan 12V untuk LED dan level sinyal 5V. Papan konverter mengambil sinyal 3.3V dari Raspberry Pi dan level memindahkannya ke 5V untuk tampilan seperti yang dibahas di atas. Catu daya lainnya adalah adaptor USB ponsel atau tablet 5V standar dengan konektor mikro USB untuk Raspberry Pi.

Langkah 9: Pemasangan Terakhir

Untuk menahan sensor radar, LED, dan papan pengontrol, semuanya dipasang pada sepotong kayu berukuran 12” x 24” x 1”. LED dipasang di sisi depan bersama dengan sensor radar dan papan pengontrol di dalam penutupnya. bagian belakang. Kayu dicat hitam untuk membantu membuat LED lebih mudah dibaca. Sinyal daya dan kontrol untuk LED disalurkan melalui lubang di kayu di belakang LED. Sensor radar dipasang di sisi depan di sebelah LED. Kabel daya dan kontrol USB untuk sensor radar dililitkan di bagian atas ke papan kayu. Beberapa lubang di bagian atas papan dengan pengikat dasi menyediakan sarana untuk memasang papan pada tiang telepon di sebelah Kecepatan Diperiksa oleh Tanda radar”.

Papan pengontrol dibaut ke sisi belakang papan bersama dengan adaptor daya.

Langkah 10: Kode Python

Python yang berjalan di Raspberry Pi digunakan untuk menyatukan sistem. Kode ini terletak di GitHub. Bagian utama dari kode ini adalah pengaturan konfigurasi, pembacaan data melalui port serial USB dari sensor radar, konversi data kecepatan ke tampilan, dan kontrol waktu tampilan.

Konfigurasi default pada sensor radar OPS241-A baik-baik saja tetapi saya menemukan beberapa penyesuaian diperlukan untuk konfigurasi startup. Ini termasuk mengubah dari pelaporan m/s ke mph, mengubah sample rate menjadi 20ksps, dan menyesuaikan pengaturan squelch. Laju sampel secara langsung menentukan kecepatan tertinggi yang dapat dilaporkan (139mph) dan mempercepat laju laporan.

Pembelajaran kuncinya adalah pengaturan nilai squelch. Awalnya saya menemukan sensor radar tidak menangkap mobil pada jarak yang sangat jauh, mungkin hanya 15-30 kaki (5-10m). Saya pikir sensor radar saya mungkin terlalu tinggi karena diposisikan sekitar 7 kaki di atas jalan. Menurunkannya hingga 4 kaki tampaknya tidak membantu. Kemudian saya melihat pengaturan squelch di dokumen API dan mengubahnya menjadi yang paling sensitif (QI atau 10). Dengan ini jangkauan deteksi meningkat secara signifikan menjadi 30-100 kaki (10-30m).

Mengambil data melalui port serial dan menerjemahkan untuk dikirim ke LED cukup mudah. Pada 20ksps, data kecepatan dilaporkan sekitar 4-6 kali per detik. Itu sedikit cepat dan tidak bagus untuk mengubah tampilan begitu cepat. Kode kontrol tampilan ditambahkan untuk mencari kecepatan tercepat yang dilaporkan setiap detik dan kemudian menampilkan angka tersebut. Ini membuat penundaan satu detik dalam melaporkan nomor tetapi tidak apa-apa atau dapat dengan mudah disesuaikan.

Langkah 11: Hasil dan Peningkatan

Saya melakukan pengujian sendiri dengan mengendarai mobil melewatinya dengan kecepatan yang ditentukan dan pembacaannya cocok dengan kecepatan saya dengan relatif baik. OmniPreSense mengatakan mereka memiliki modul yang diuji dan dapat melewati pengujian yang sama dengan pistol radar polisi standar dengan akurasi 0,5 mph.

Ringkasnya, ini adalah proyek hebat dan cara yang bagus untuk membangun beberapa keamanan untuk jalan saya. Ada beberapa perbaikan yang dapat membuat ini lebih berguna yang akan saya lihat dalam pembaruan lanjutan. Yang pertama adalah menemukan LED yang lebih besar dan lebih terang. Datasheet mengatakan ini adalah 200-300 mcd (millicandela). Jelas sesuatu yang lebih tinggi dari ini diperlukan karena matahari dengan mudah tersapu melihatnya di siang hari. Atau, menambahkan pelindung di sekitar tepi LED dapat mencegah sinar matahari masuk.

Membuat seluruh solusi tahan cuaca akan diperlukan jika akan diposting secara permanen. Untungnya ini adalah radar dan sinyal akan dengan mudah melewati selungkup plastik, hanya perlu menemukan satu ukuran yang tepat yang juga tahan air.

Akhirnya menambahkan modul kamera ke Raspberry Pi untuk mengambil gambar siapa pun yang melebihi batas kecepatan di jalan kita akan sangat bagus. Saya dapat mengambil ini lebih jauh dengan memanfaatkan WiFi on-board dan mengirimkan peringatan dan gambar mobil yang melaju kencang. Menambahkan cap waktu, tanggal, dan kecepatan yang terdeteksi ke gambar akan benar-benar menyelesaikan semuanya. Mungkin bahkan ada aplikasi sederhana untuk dibuat yang dapat menyajikan informasi dengan baik.