დაბალი ღირებულების რადარის სიჩქარის ნიშანი: 11 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ოდესმე გსურდათ აეშენებინათ თქვენი საკუთარი იაფი სარადარო სიჩქარის ნიშანი? მე ვცხოვრობ ქუჩაზე, სადაც მანქანები ძალიან სწრაფად მოძრაობენ და ვწუხვარ ჩემი შვილების უსაფრთხოებაზე. ვფიქრობდი, რომ ბევრად უფრო უსაფრთხო იქნებოდა, თუკი დავაყენებდი რადარის სიჩქარეს, რომელიც აჩვენებს სიჩქარეს, რათა მძღოლების შენელება შემეძლოს. ინტერნეტით გადავხედე რადარის სიჩქარის ნიშნის ყიდვას, მაგრამ აღმოვაჩინე, რომ ნიშნების უმეტესობა 1 000 დოლარზე მეტი ღირს, რაც საკმაოდ ძვირია. მე ასევე არ მინდა გაიაროს ქალაქის ნიშნის დაყენების გრძელი პროცესი, რადგან გავიგე, რომ მათ შეუძლიათ $ 5, 000-10, 000-ს გადააჭარბოს. სამაგიეროდ მე გადავწყვიტე, რომ მე თვითონ ავაშენო დაბალფასიანი გადაწყვეტა და დაზოგო გარკვეული თანხა გართობის დროს.

აღმოვაჩინე OmniPreSense, რომელიც გთავაზობთ დაბალფასიანი მოკლე რადიუსის სარადარო სენსორის მოდულს, რომელიც იდეალურია ჩემი აპლიკაციისთვის. PCB მოდულის ფორმა ფაქტორი ძალიან მცირეა მხოლოდ 2.1 x 2.3 x 0.5 ინჩი და იწონის მხოლოდ 11 გ. ელექტრონიკა არის დამოუკიდებელი და სრულად ინტეგრირებული, ასე რომ არ არსებობს დენის მილები, მოცულობითი ელექტრონიკა, ან ბევრი ენერგიის საჭიროება. დიაპაზონი დიდი ობიექტისთვის, როგორიცაა მანქანა არის 50 ფუტი 100 ფუტამდე (15 მ 30 მ). მოდული იღებს ყველა სიჩქარის გაზომვას, ამუშავებს სიგნალის დამუშავებას და შემდეგ უბრალოდ გამოაქვს ნედლი სიჩქარის მონაცემები მის USB პორტზე. მე ვიყენებ დაბალფასიან Raspberry Pi- ს (ან Arduino- ს, ან სხვას, რასაც აქვს USB პორტი) მონაცემების მისაღებად. ცოტაოდენი პითონის კოდირებით და დაფაზე დამონტაჟებული რამდენიმე დიდი დაბალფასიანი ები, შემიძლია აჩვენო სიჩქარე. ჩემი საჩვენებელი დაფა შეიძლება მიმაგრდეს გზის პირას მდებარე ბოძზე. ჩვენების დამატებით, რომელზეც ნათქვამია”სიჩქარე შემოწმებულია RADAR– ით” ეკრანის ზემოთ, მე მაქვს საკუთარი სარადარო სიჩქარის ნიშანი, რომელიც იზიდავს მძღოლების ყურადღებას და ანელებს მათ! ეს ყველაფერი 500 დოლარზე ნაკლებ ფასად!

ნაბიჯი 1: მასალები და ინსტრუმენტები

• 1 OPS241-მოკლე დიაპაზონის რადარის სენსორი
• 1 OPS241-A მთა (3D დაბეჭდილი)
• 1 Raspberry Pi Model B v1.2
• 1 5V microUSB კვების წყარო
• 1 მარტორქის მოდელი AS-20 110V to 12V/5V 4-pin molex კვების წყარო და კვების კაბელი
• 1 ტერმინალის ბლოკი 3 პოლუსი ვერტიკალური, 5.0 მმ ცენტრები
• 1 მიკრო USB სტანდარტული USB კაბელი
• 4 შუასადებები, ხრახნები, თხილი
• 1 შიგთავსის ყუთი და მოოქროვილი PCB
• 4 მოოქროვილი PCB სამონტაჟო ხრახნი
• 3 1/8W 330 ოჰმ რეზისტენტები
• 3 NTE 490 FET ტრანზისტორი
• 1 NTE 74HCT04 ინტეგრირებული TTL მაღალი სიჩქარით CMOS ექვსკუთხა ინვერტორი
• 1 OSEPP მინი პურის დაფა წებოვანი საყრდენით
• 2 0.156”სათაურის კვადრატული სწორი მავთულის პინი, 8 წრიული
• 20 6”F/F პრემიუმ ჯუმბერის მავთულები 22AWG
• 1 1”x 12” 24”ხის სამონტაჟო დაფა
• 1 შავი სპრეის საღებავი
• 2 Sparkfun 7 -სეგმენტიანი ჩვენება - 6.5”(წითელი)
• 2 Sparkfun დიდი ციფრული დრაივერის დაფა (SLDD)
• 1 ნიშანი "სიჩქარე შემოწმებულია რადარით"

ნაბიჯი 2: ელექტრონიკის PCB დაფის იატაკის დაგეგმვა

დავიწყე ძირითადი საკონტროლო ტექნიკით, რომელიც არის Raspberry Pi. აქ არის ვარაუდი, რომ თქვენ უკვე გაქვთ Raspberry Pi ოპერაციული სისტემით და გაქვთ პითონის კოდირების გამოცდილება. Raspberry Pi აკონტროლებს OPS241-A სარადარო სენსორს და იღებს ინფორმაციას სიჩქარის შესახებ. ამის შემდეგ ის გარდაიქმნება დიდ 7-სეგმენტიანი ეკრანის ჩვენებაზე.

ა მე მინდა მოვათავსო ყველა ელექტრული კომპონენტი, გარდა რადარის სენსორისა და LED ეკრანისა, ერთი დახურული ელექტრონიკის PCB დაფაზე, რომელიც დამონტაჟებულია ჩვენების დაფის უკანა მხარეს. ეს ინახავს დაფას მხედველობიდან და დაცულია ელემენტებისგან. ამ გზით, მხოლოდ ორი კაბელი უნდა გაიაროს დაფის უკნიდან წინ. ერთი კაბელი არის USB კაბელი, რომელიც ამუშავებს OPS241-A მოდულს და იღებს გაზომილი სიჩქარის მონაცემებს. მეორე კაბელი მართავს 7 სეგმენტის ეკრანს.

ბ PCB დაფამ უნდა დაუშვას ბევრი ადგილი Raspberry Pi– სთვის, რომელიც იკავებს ტერიტორიის დიდ ნაწილს. მე ასევე უნდა დავრწმუნდე, რომ მე შევძლებ ადვილად შევიდე მის რამდენიმე პორტში ერთხელ დაყენებული. პორტები, რომლებზე წვდომა მჭირდება არის USB პორტი (OPS241-A მოდულის სიჩქარის მონაცემები), Ethernet პორტი (კომპიუტერის ინტერფეისი Python კოდის შემუშავების/გამართვისთვის), HDMI პორტი (Raspberry Pi- ს ფანჯრის ჩვენება და გამართვა/განვითარება) და მიკრო USB პორტი (5V სიმძლავრე Raspberry Pi- სთვის).

გ ამ პორტებზე წვდომის უზრუნველსაყოფად, ხვრელები იჭრება შიგთავსში, რომელიც ემთხვევა პორტის ადგილებს ჟოლოს პიზე.

დ შემდეგ მე უნდა ვიპოვო ადგილი პურის დაფისთვის, რომელიც შეიცავს დისკრეტულ ელექტრონიკის კომპონენტებს დისპლეის LED- ების მართვისთვის. ეს არის სიდიდით მეორე ერთეული. მის ირგვლივ უნდა იყოს საკმარისი სივრცე, რომ მე შემიძლია მასზე მავთულები გადავწყვიტო Raspberry Pi– დან და გამოვყო სიგნალები სათაურში LED- ების მართვისთვის. იდეალურ შემთხვევაში, მე რომ მეტი დრო მქონოდა, კომპონენტებს და მავთულხლართებს პირდაპირ PCB დაფაზე ვასხამდი პურის დაფის გამოყენების ნაცვლად, მაგრამ ჩემი მიზნებისთვის ეს საკმარისად კარგია.

ე მე ვგეგმავ, რომ ეკრანის დრაივერის სათაური იყოს დაფის გვერდით, PCB- ის პირას, ისე რომ შემიძლია მოკლედ შევინახო მავთულის სიგრძე და ასევე ისე, რომ მოვახერხო საფარის ხვრელის ამოჭრა და კაბელის შემაერთებელი კონექტორთან.

ვ დაბოლოს, მე დავუშვებ ადგილს PCB– ზე დენის ბლოკისთვის. სისტემას სჭირდება 5V დონის ცვლისა და დისპლეის დრაივერისთვის, ხოლო 12V LED- ებისთვის. მე ვუკავშირდები სტანდარტულ 5V/12V დენის კონექტორს დენის ბლოკთან, შემდეგ ვაგზავნი დენის სიგნალებს ბლოკიდან პურის დაფაზე და LED სათაურზე. მე დავჭრა ხვრელი საფარში ისე, რომ შევძლო 12V/5V დენის კაბელის დაკავშირება დენის კონექტორთან.

ზ ასე გამოიყურება საბოლოო ელექტრონული PCB იატაკის გეგმა (საფარი გამორთული):

ნაბიჯი 3: ჟოლოს პიის დამონტაჟება

მე დავამონტაჟე ჩემი Raspberry Pi პერფორირებული და მოოქროვილი PCB დაფაზე, 4 გამყოფი, ხრახნიანი და თხილით. მომწონს მოოქროვილი PCB დაფის გამოყენება ისე, რომ საჭიროების შემთხვევაში შემიძლია შევაერთო კომპონენტები და მავთულები.

ნაბიჯი 4: LED სიგნალის დონის გადამრთველები

Raspberry Pi GPIO– ს შეუძლია გამოაქვეყნოს მაქსიმუმ 3.3 ვ თითოეული. თუმცა, LED დისპლეი მოითხოვს 5V კონტროლის სიგნალებს. ამიტომ, მე მჭირდებოდა მარტივი, იაფი სქემის შემუშავება Pi კონტროლის სიგნალების დონის გადასატანად 3.3V– დან 5V– მდე. წრე, რომელიც მე გამოვიყენე, შედგება 3 დისკრეტული FET ტრანზისტორი, 3 დისკრეტული რეზისტორი და 3 ინტეგრირებული ინვერტორი. შეყვანის სიგნალები მოდის Raspberry Pi GPIO– ებიდან და გამომავალი სიგნალები გადადის სათაურზე, რომელიც LED– ებიდან კაბელს უკავშირდება. სამი სიგნალი, რომლებიც გარდაიქმნება არის GPIO23 SparkFun LDD CLK, GPIO4 SparkFun LDD LAT და SPIO5 SparkFun LDD SER.

ნაბიჯი 5: დიდი LED შვიდ სეგმენტიანი ჩვენება

სიჩქარის საჩვენებლად გამოვიყენე ორი დიდი LED, რომელიც ვიპოვე SparkFun– ზე. მათი სიმაღლეა 6.5 , რომელიც უნდა იკითხებოდეს კარგი მანძილიდან. იმისათვის, რომ უფრო წაკითხვადი, მე გამოვიყენე ლურჯი ლენტი თეთრი ფონის დასაფარავად, თუმცა შავმა შეიძლება მეტი კონტრასტი უზრუნველყოს.

ნაბიჯი 6: LED მძღოლის დაფა

თითოეული LED მოითხოვს სერიული ცვლის რეგისტრატორს და საკინძს Raspberry Pi- დან საკონტროლო სიგნალების ჩასატარებლად და LED სეგმენტების მართვისთვის. SparkFun– ს აქვს ძალიან კარგი წერა ამის გასაკეთებლად აქ. Raspberry Pi აგზავნის სერიულ მონაცემებს LED შვიდ სეგმენტიან ეკრანებზე და აკონტროლებს ჩამკეტის დროს. მძღოლის დაფები დამონტაჟებულია LED- ის უკანა ნაწილზე და არ ჩანს წინა მხრიდან.

ნაბიჯი 7: დამონტაჟება OPS241-A რადარის მოდული

OPS241-A სარადარო სენსორი იჭრება 3D ბეჭდვით მთაზე, რომელიც ჩემმა მეგობარმა გააკეთა. ალტერნატიულად შემეძლო პირდაპირ გამეფუჭებინა იგი დაფაზე. რადარის სენსორი დამონტაჟებულია დაფის წინა მხარეს, LED- ების გვერდით. სენსორული მოდული დამონტაჟებულია ანტენებით (დაფები ზედა ნაწილში) ჰორიზონტალურად, თუმცა სპეციფიკაციის ფურცელი ამბობს, რომ ანტენის ნიმუში საკმაოდ სიმეტრიულია როგორც ჰორიზონტალური, ისე ვერტიკალური მიმართულებით, ასე რომ 90 ° -ით გადაბრუნება ალბათ კარგი იქნება. როდესაც სატელეფონო ბოძზეა დამონტაჟებული, რადარის სენსორი ქუჩისკენ არის მიმართული. რამდენიმე განსხვავებული სიმაღლე იქნა გამოცდილი და აღმოჩნდა, რომ მისი სიმაღლე 6 '(2 მ) სიმაღლე იყო საუკეთესო. ნებისმიერი უფრო მაღალი და მე გირჩევთ, რომ დაფა ოდნავ ჩამოწიოთ ქვემოთ.

ნაბიჯი 8: დენის და სიგნალის კავშირი

ნიშნის ენერგიის ორი წყარო არსებობს. ერთი არის მოაქცია HDD კვების ბლოკი, რომელიც უზრუნველყოფს როგორც 12 ვ, ასევე 5 ვ. 7 სეგმენტიანი დისპლეი მოითხოვს 12 ვოლტს LED- ებისთვის და 5V სიგნალის დონეს. კონვერტორი დაფა იღებს 3.3V სიგნალებს Raspberry Pi– დან და დონე გადააქვს მათ 5V– ზე ჩვენებისათვის, როგორც ზემოთ განვიხილეთ. სხვა კვების ბლოკი არის სტანდარტული მობილური ტელეფონის ან ტაბლეტის 5V USB ადაპტერი, რომელსაც აქვს USB მიკრო კონექტორი Raspberry Pi- სთვის.

ნაბიჯი 9: საბოლოო მონტაჟი

რადარის სენსორის, LED- ებისა და კონტროლერის დაფის შესანახად, ყველაფერი დამონტაჟებული იყო 12”x 24” x 1”ხის ნაჭერზე. LED- ები დამონტაჟდა წინა მხარეს, რადარის სენსორთან ერთად და მის კონტროლერის დაფაზე. უკანა მხარე. ხე შავად იყო შეღებილი, რათა LED- ები უფრო წაკითხვადი ყოფილიყო. LED- ების ძალა და საკონტროლო სიგნალები LED- ების უკან ხის ხვრელში გადიოდა. რადარის სენსორი დამონტაჟებული იყო წინა მხარეს LED- ების გვერდით. რადარის სენსორის USB დენის და საკონტროლო კაბელი თავზე იყო გადახურული ხის დაფაზე. დაფის ზედა ნაწილში რამდენიმე ხვრელი ჰალსტუხიანი გარსით უზრუნველყოფდა დაფის სატელეფონო ბოძზე დამონტაჟების საშუალებას სიჩქარის შემოწმება რადარი”ნიშანი.

კონტროლერი დაფაზე იყო დამაგრებული დაფის უკანა მხარეს დენის ადაპტერთან ერთად.

ნაბიჯი 10: პითონის კოდი

Raspberry Pi– ზე გაშვებული პითონი გამოიყენებოდა სისტემის გასაყვანად. კოდი მდებარეობს GitHub– ზე. კოდის ძირითადი ნაწილებია კონფიგურაციის პარამეტრები, რადარის სენსორიდან USB სერიული პორტით წაკითხული მონაცემები, სიჩქარის მონაცემების ეკრანზე გადაყვანა და დროის კონტროლის ჩვენება.

ნაგულისხმევი კონფიგურაცია OPS241-A სარადარო სენსორზე კარგად არის, მაგრამ აღმოვაჩინე, რომ რამდენიმე კორექტირება იყო საჭირო გაშვების კონფიგურაციისთვის. ეს მოიცავდა m/s ანგარიშიდან mph– ზე შეცვლას, ნიმუშის სიჩქარის 20ksps– ზე შეცვლას და ჩხუბის პარამეტრის მორგებას. შერჩევის მაჩვენებელი პირდაპირ კარნახობს მაქსიმალურ სიჩქარეს, რომლის მოხსენებაც შესაძლებელია (139 კმ / სთ) და აჩქარებს მოხსენების სიჩქარეს.

საკვანძო სწავლა არის ჩხუბის ღირებულების პარამეტრი. თავდაპირველად აღმოვაჩინე, რომ რადარის სენსორმა არ აიყვანა მანქანები ძალიან შორს, შესაძლოა მხოლოდ 15-30 ფუტი (5-10 მ). ვფიქრობდი, რომ მე მქონდა რადარის სენსორი ძალიან მაღლა დაყენებული, რადგან ის ქუჩაზე 7 ფუტის ზემოთ იყო განლაგებული. 4 ფუტზე დაბლა ჩამოყვანა არ უშველა. შემდეგ მე ვნახე squelch პარამეტრი API დოკუმენტში და შევიცვალე ყველაზე მგრძნობიარედ (QI ან 10). ამით გამოვლენის დიაპაზონი მნიშვნელოვნად გაიზარდა 30-100 ფუტამდე (10-30 მ).

სერიული პორტის მონაცემების აღება და LED- ებზე გაგზავნის თარგმნა საკმაოდ სწორი იყო. 20 წმ / წმ სიჩქარის მონაცემები დაახლოებით 4-6 ჯერ ხდება წამში. ეს ცოტა სწრაფია და არ არის კარგი ეკრანის ასე სწრაფად შეცვლა. ეკრანის საკონტროლო კოდი დაემატა ყოველ წამში ყველაზე სწრაფი სიჩქარის მოსაძებნად და შემდეგ ამ რიცხვის ჩვენების მიზნით. ეს აჩქარებს ნომრის მოხსენებას, მაგრამ ეს ნორმალურია ან ადვილად მორგებადია.

ნაბიჯი 11: შედეგები და გაუმჯობესებები

მე თვითონ ჩავატარე ტესტირება მანქანის გავლით დადგენილ სიჩქარეზე და კითხვები ჩემს სიჩქარეს შედარებით კარგად მოერგო. OmniPreSense– მა თქვა, რომ მათ ჩაატარეს მოდულის ტესტირება და მას შეუძლია იგივე ტესტირება ჩააბაროს, რასაც სტანდარტული პოლიციის სარადარო იარაღი გადის 0,5 მილი / სთ სიზუსტით.

მოკლედ რომ ვთქვათ, ეს იყო დიდი პროექტი და სასიამოვნო გზა ჩემი ქუჩისთვის გარკვეული უსაფრთხოების შესაქმნელად. არსებობს რამდენიმე გაუმჯობესება, რამაც შეიძლება ეს კიდევ უფრო სასარგებლო გახადოს, რასაც მე განვიხილავ შემდგომ განახლებაში. პირველი არის უფრო დიდი და ნათელი LED- ების პოვნა. მონაცემთა ცხრილში ნათქვამია, რომ ეს არის 200-300 მკდ (მილიკანდელა). რა თქმა უნდა, ამაზე მაღალია საჭირო, რადგან მზე ადვილად ირეცხება და მათ ათვალიერებს დღისით. ალტერნატიულად, LED- ების კიდეების ირგვლივ დამცავი ფენის დამატებით შეიძლება მზის შუქი არ იყოს.

მთლიანი ხსნარის ამინდის მტკიცებულება გახდება საჭირო, თუ ის მუდმივად განთავსდება. საბედნიეროდ, ეს არის სარადარო და სიგნალები ადვილად გაივლის პლასტმასის გარსს, უბრალოდ უნდა მოძებნოთ შესაფერისი ზომა, რომელიც ასევე წყალგაუმტარია.

საბოლოოდ, Raspberry Pi– ს კამერის მოდულის დამატება, რომ გადაეღო ყველას, ვინც გადააჭარბებს სიჩქარეს ჩვენს ქუჩაზე, მართლაც შესანიშნავი იქნება. მე შემიძლია ამის გაგრძელება ბორტზე WiFi- ის გამოყენებით და გაფრთხილების და სწრაფი სურათის გაგზავნით. დროის მარკის, თარიღისა და გამოვლენილი სიჩქარის დამატება სურათზე ნამდვილად დაასრულებს საქმეს. შესაძლოა აშენდეს თუნდაც მარტივი აპლიკაცია, რომელსაც შეუძლია ინფორმაციის ლამაზად წარმოდგენა.