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太陽能LED停車傳感器項目

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資料介紹

我們的車庫沒有很多深度，并且在末端有櫥柜，進一步減少了深度。我妻子的車很短，可以裝，但也很近。我制作這個傳感器是為了簡化停車過程，并確保汽車在停車太遠撞到柜子之前在車庫里裝滿。

設計完成后，我決定用太陽能電池板為其供電，因為我有一個放置它們的好地方，我的計劃是擴展這個系統，以便將來為車庫中的更多東西供電。

補給品：

3D 打印外殼和 LED 擴散器

3D打印線夾

Arduino Nano 、面包板和跳線

太陽能管理器

太陽能板

可焊面包板, 2 線連接器, 3 線連接器, 4 線連接器

LED燈條（60個/米）WS2812

14500鋰離子電池

雙面膠帶,液體電工膠帶

3D打印機

*所有鏈接都是附屬鏈接

第 1 步：構建電路 + 代碼

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下載并安裝 arduino 草圖。在這里找到：停車傳感器草圖

該電路由一個超聲波傳感器、一個 arduino nano 和一個 WS2812B 5V 可尋址 LED 燈條組成。我最初擔心使用超聲波傳感器，因為汽車表面不平坦，但經過初步測試，它似乎沒有問題。

將以下內容連接到指定的 arduino 引腳（或在第 5-7 行的代碼中更改它們）：

LED 燈條 -> 引腳 8

超聲波傳感器觸發 -> 引腳 12

超聲波傳感器回波 -> 引腳 11

要調整代碼以匹配您的應用程序，您可以更改以下代碼行：

9：這是開燈的厘米數

10：這是讓你知道你已經接近的門檻

11：這是讓你知道你在安全距離之外的厘米數

12：在這個距離燈光開始變成紫色讓你知道停下來

13：在這個距離燈光開始閃爍讓你知道你離得太近了

其他一些需要調整的數字：

15：這是汽車停止移動后，在燈亮和 Arduino 進入低功耗模式之前等待的秒數。

17：此數字表示傳感器記錄移動并重新打開之前允許的距離波動量。

我利用“低功耗”庫將 Arduino 在不使用時置于睡眠狀態。此Sparkfun 指南概述了它的工作原理，您可以在此處下載安裝它：低功耗庫。我發現該庫干擾了串行監視器，因此您在包含和使用低功耗庫的同時將無法使用它。

第 2 步：焊接電路

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將電路元件轉移到原型板上并焊接到位。焊接超聲波傳感器的 4 針 JST 連接器和 LED 燈條的 3 針 JST 連接器。我添加了一個 2 線 JST 連接器到 5V 和接地，以便從外部為組件和 arduino 供電。

第 3 步：安裝超聲波傳感器

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折斷母頭條的 4 針片，彎曲針并焊接到 4 針連接器，這樣您就可以將其滑到超聲波傳感器上。用液體電工膠帶涂漆。

在將要安裝檢測器的機柜上標記傳感器和 LED 燈條的位置。用雙面膠帶將 3D 打印的超聲波傳感器支架粘貼到所選位置。在墻上鉆孔，以便將電線穿過。

第 4 步：安裝 LED 燈條

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將 LED 燈條切割成適合您的長度。（我的有 20 個 LED 長，間距為 60 個 LED/m）。將 3 針連接器焊接到輸入側，并用液體電工膠帶涂漆。

如果將 LED 按原樣放置在墻上，像素的視角有限，因此會浪費大量光線。您可以在上圖中看到差異。我設計的用于漫射光的蓋子的厚度約為 0.5mm，這似乎提供了亮度和漫射量之間的最佳平衡。

選擇要放置 LED 的位置。理想情況下，它們應該位于駕駛員前方的中央，靠近駕駛員座椅的視線水平。將支架的兩個后部插在一起，將 LED 燈條滑入支架，去除 LED 燈條背面的粘合劑，然后壓入到位。將蓋子滑到支架上，然后使用雙面膠帶安裝到您選擇的位置。

注意：草圖是為 20 個 LED 編程的，所以如果您使用不同的數量，請記住更改第 5 行的數字以反映這一點。如果您使用奇數個 LED，則會對其進行設置，使其仍能按預期工作。

第 5 步：安裝 Arduino 并將其全部連接起來

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使用兩個 M3 螺釘和螺母將可焊接的面包板連接到外殼上，將連接器滑過側面的開口，然后將蓋子擰到位。

選擇一個方便的位置將外殼安裝在 LED 和超聲波傳感器附近，并添加一個螺釘，以便您可以使用鎖孔安裝將其掛在適當的位置。我直接放在超聲波傳感器旁邊，這樣我就可以避免為傳感器做一個四線延長線。

連接傳感器和 LED。使用 3D 打印的電線支架來幫助管理電線，并防止電線移動太多。

第 6 步：添加太陽能電池板

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我決定在這個項目中增加太陽能，這樣我就不用擔心電池了，所以我不用經常把它插在墻上。太陽能裝置是模塊化的，所以我計劃做更多的車庫項目，從它獲取電力，我可以根據需要改進太陽能電池板或充電控制器和電池。

該項目中使用的太陽能管理器需要至少 6v 的電壓和至少 5W 的功率才能為電池充電。小型太陽能項目的棘手之處在于，鋰離子電池需要至少 1 安培的電流才能充電。在這種情況下，我有兩個額定電流為 0.5 A 的 5v 面板。因為電源管理器至少需要 6v，所以面板必須串聯，將它們的電壓加在一起。在這種安排下，電流保持在 0.5A，但由于組合面板提供的功率為 5W，當充電控制器降低電壓時，將有足夠的電流為電池充電。

注意：太陽能電池板電壓在一天中波動很大，并且會在高于額定電壓的值處達到峰值。因此，您不想將 Arduino 或電池直接連接到面板。

使用電線將面板串聯焊接，并添加一個 2 針 JST 連接器，以便您可以輕松地將它們與電源管理器連接和斷開。找一個可以曬太陽的平坦表面來安裝面板。對我來說，我有一個地方可以很容易地用雙面膠帶把它們粘下來。我先清潔了表面，然后將面板貼下來。保持似乎足夠強大，但時間會證明這是否足以承受我們在這里遇到的一些強風。當電線送回車庫時，我使用束線帶將電線固定在適當的位置。

當向它們施加電壓時，許多發電機也可以用作負載。在麥克風的情況下，它可以用作揚聲器。發電機也可以用作電動機。LED 可用于測量光的存在。如果對太陽能電池板施加電壓，它會吸收電流，我相信它會發光（不確定頻率是多少）。在這種情況下，需要在電路的某處安裝一個阻塞二極管，以防止太陽能電池板在沒有陽光時耗盡電池電量。我以為電源管理器電路內置了這個，但幾天下雨后，電池已經完全耗盡。

我使用了一個我發現的二極管，并將其焊接到將連接到充電控制器上 5V 端子的電線末端。如果你焊接到同一個地方，帶帶的二極管末端應該指向充電控制器，遠離太陽能電池板的正極。這將阻止電流泄漏回面板。我使用熱縮焊錫線連接器將其焊接到位，因為我是在系統安裝到位后安裝我的。

第 7 步：添加太陽能管理器

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電源管理器可以選擇使用母跳線或 USB 電纜進行連接。對于我想要走線的距離來說，這些都不是特別方便，所以相反，我將電線焊接到連接 5v 和接地引腳的電路板底部。

使用雙面膠帶將兩個 5 針 Wago 杠桿螺母連接到外殼上。這將允許從此電源管理器為多個設備供電。它能夠在 5V 時輸出高達 1A 的電流，因此如果您未來的應用需要更多電流，您應該探索使用其他電源管理器。

在電源管理器的背面，有一系列開關，您可以設置太陽能電池板的大致電壓，因此請根據您使用的太陽能設置進行切換。就我而言，我將其設置為 9v，因為串聯排列的面板額定為 10v。

電源管理器帶有支架，因此請卸下其中兩個，然后使用這些孔將電源管理器使用 M3x8 螺釘擰到外殼上。將焊接到 5v 的電線穿過底部的孔并接地，然后將它們夾入 Wago 杠桿螺母中。

為電源管理器找到一個好位置，并在墻上加一顆螺絲釘。使用外殼上的鎖孔將其掛在適當的位置。將電線從 Arduino 連接到電源管理器，并使用 5v 和接地 Wago 連接器固定到位。小心不要將其向后連接，Arduino 板帶有一些保護措施，但如果您將 5v 引腳反向連接，您可能會在這里炸毀您的。使用電線支架將電線沿墻壁固定到位。

對來自太陽能電池板的電線做同樣的事情。在將電線連接到電源控制器的輸入端之前，請務必斷開太陽能電池板，以免意外將它們短路或損壞電路板。

完成后，將蓋子安裝到外殼上，打開電池開關，然后重新連接太陽能電池板。