Датчик парковки: Введение: 23 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Эта схема датчика парковки с использованием ИК-приемопередатчика и помощника LM324 может защитить ваш автомобиль от любых повреждений при парковке задним ходом. Он указывает расстояние от автомобиля до любого объекта и подает сигнал тревоги, когда он приближается к стене или объекту и его необходимо остановить. В этом руководстве я создал макет печатной платы датчика с помощью CAD Soft EAGLE. Я также проверил его схему на макете. Дизайн печатной платы в EAGLE - это двухэтапный процесс. Сначала вы проектируете свою схему, а затем выкладываете печатную плату на основе этой схемы.

Шаг 1: ЧТО НАМ НУЖНО

CAD Soft EAGLE-EAGLE - это приложение для автоматизации электронного проектирования (EDA) с возможностью создания сценариев со схемой, компоновкой печатной платы (PCB), автоматическим маршрутизатором и функциями автоматизированного производства (CAM).

Шаг 2: СКАЧАТЬ, УСТАНОВИТЬ И ЗАПУСТИТЬ

Вот ссылка для бесплатной загрузки: https://www.autodesk.com/products/eagle/free-downloadЗахватите самую последнюю версию, соответствующую вашей операционной системе (программное обеспечение доступно для Windows, Mac и Linux). EAGLE устанавливается так же, как и любая старая программа, она самораспаковывается, а затем представляет вам серию диалогов для настройки установки. После установки вам будет представлено окно, в котором вам нужно будет лицензировать программное обеспечение Eagle. Когда вы впервые откроете EAGLE, вы увидите панель управления. Здесь есть много значков, которые можно использовать для создания нового проекта, управления библиотеками, для добавления новых библиотек и многого другого.

Шаг 3. Загрузка необходимых библиотек

Теперь вы готовы к созданию проектов в CAD Soft EAGLE.

Например: в этом руководстве мы загрузили библиотеку LM324.

(для бесплатной загрузки LM324)

componentsearchengine.com/LM324N/Texas+In…

Шаг 4: Создайте проект

Теперь приступим к созданию нового проекта. Сначала зайдите в панель управления, щелкните значок проектов. Теперь щелкните правой кнопкой мыши каталог, в котором вы хотите разместить проект (по умолчанию EAGLE создает каталог «орел» в вашей домашней папке), и выберите «Новый проект». Затем назовите вновь созданную папку проекта. Для этого проекта мы фактически делаем датчик парковки. Следовательно, имя будет «Парковочный датчик».

Шаг 5: Создайте схему

Теперь мы создадим схему для нашего проекта с именем «Parking_Sensor». Чтобы добавить схему в папку проекта, щелкните папку правой кнопкой мыши, выберите «Создать» и выберите «Схема». Теперь вам будет представлен редактор схем.

Шаг 6: Добавление деталей в схему

Здесь мы будем добавлять компоненты с помощью инструмента ADD, добавлять раму, добавлять вход питания, добавлять разъемы. Схематическое проектирование - это двухэтапный процесс. Сначала вам нужно добавить все детали на лист схемы, затем эти части нужно соединить вместе.

Шаг 7: Использование инструмента ДОБАВИТЬ

Инструмент ДОБАВИТЬ - (на левой панели инструментов или в меню Правка) - это то, что вы будете использовать для размещения каждого отдельного компонента на схеме. Инструмент ДОБАВИТЬ открывает навигатор библиотек, в котором вы можете расширять определенные библиотеки и просматривать содержащиеся в них части. Если деталь выбрана на левой стороне, вид в правой половине должен обновиться, чтобы показать схематический символ детали и ее упаковки. Здесь мы добавим данный список компонентов: Описание детали | Библиотека |

LM324P | Техасские инструменты |

LED | Адафрут |

Резисторы 10 кОм | Адафрут |

Резисторы 1 кОм | Адафрут |

330 Ом | Адафрут |

470 Ом | Адафрут |

15K | Адафрут |

4.7K | Адафрут |

Фотодиод | Сименс |

Шаг 8: добавьте рамку

Каркас не является критическим компонентом для окончательной компоновки печатной платы, но он сохраняет вашу схему чистой и организованной. Фрейм, который вы хотите добавить, должен находиться в библиотеке SparkFun-Aesthetics и называть его FRAME-LETTER. Найдите его с помощью поиска или навигации и добавьте в свою схему. После выбора части, которую вы хотите добавить, она «засветится» и начнет зависать, следуя за курсором мыши. Чтобы разместить деталь, щелкните левой кнопкой мыши (один раз!). После размещения детали инструмент добавления предположит, что вы хотите добавить еще одну - новый фрейм должен начать следовать за курсором. Чтобы выйти из режима добавления, дважды нажмите escape (ESC) или просто выберите другой инструмент.

Шаг 9. Сохраняйте и сохраняйте часто

Чтобы сохранить, выберите «Файл»> «Сохранить» или просто щелкните значок синей дискеты. Для этого проекта «Парковочный датчик».

Шаг 10: Добавление входа питания

Затем мы добавим различные части, все посвященные нашему входу источника питания. Используйте инструмент добавления для этих частей: Деталь Описание | Библиотека |

Клеммная колодка 3,5 мм | Адафрут |

VCC | SparkFun-Aesthetics |

GND | SparkFun-Aesthetics |

Шаг 11: Подключение схемы

Когда все детали добавлены к нашей схеме, пришло время соединить их вместе. Мы будем использовать инструмент net, потому что он лучше справляется с соединением компонентов.

Шаг 12: Использование NET Tool

Чтобы использовать инструмент NET, наведите указатель мыши на самый конец булавки (как можно ближе, увеличьте масштаб, если необходимо) и щелкните левой кнопкой мыши один раз, чтобы начать проводку. Теперь за курсором мыши должна следовать зеленая линия. Чтобы завершить цепь, щелкните левой кнопкой мыши либо другой вывод, либо цепь. Начните трассировку всей вашей цепи. Начните с верхнего левого угла и проложите маршрут. Каждый раз, когда цепь разделяется в двух направлениях, создается узел соединения. Это означает, что все три пересекающиеся сети связаны. Если две сети пересекаются, но соединения нет, эти сети не соединены. Затем начните прокладывать всю свою схему.

Шаг 13: имена и значения

Каждый компонент на вашей схеме должен иметь два редактируемых текстовых поля: имя и значение. Стоимость детали позволяет вам определять уникальные характеристики этой детали. Например, вы можете установить сопротивление резистора или емкость конденсатора.

Например: в этой инструкции я назвал и дал следующие значения:

LED1 - ИК-передатчик

D1 --- ИК-приемник

R1 - 10 тыс.

R2-470E

R3-1K

R4-1K

R5-1K

R6-10К

R7-15 тыс.

R8--10 тыс.

R9–10 тыс.

10–4,7 тыс. Руб.

R11-10 тыс.

R12--10 тыс.

R13-330E

Клеммная колодка - Power_supply

Шаг 14: превращение вашей схемы в макет платы

Чтобы преобразовать вашу схему в компоновку печатной платы, сделайте следующее:

1. Откройте проект схемы в Панели управления Autodesk EAGLE.

2. В верхней части интерфейса выберите значок SCH / BRD sch-brd-icon. Это запустит процесс создания макета печатной платы на основе компонентов и проводки в вашей схеме.

3. Выберите «Да», если появится диалоговое окно с предупреждением о том, что файл.brd не существует и вы хотите создать его из своей схемы. Чтобы переключиться из редактора схем на соответствующую плату, просто нажмите команду «Создать / переключиться на плату» - (на верхней панели инструментов или в меню «Файл») - при этом должно появиться новое окно редактора платы. Все детали, которые вы добавили из схемы, должны быть на месте, сложены друг на друга и готовы к размещению и трассировке.

Шаг 15: установка доски

Если вы еще этого не сделали, щелкните значок Generate / Switch to Board в редакторе схем, чтобы создать новый дизайн платы на основе вашей схемы:

В новом файле платы должны быть показаны все части вашей схемы. Золотые линии, называемые Airwires, соединяют контакты и отражают сетевые соединения, которые вы сделали на схеме. Также должен быть слабый светло-серый контур размера платы справа от всех частей. Наша первая работа в этой компоновке печатной платы будет заключаться в расположении деталей, а затем минимизации площади нашего габаритного контура печатной платы. Стоимость печатной платы обычно зависит от ее размера, поэтому плата меньшего размера - более дешевая.

Шаг 16: Движущиеся части

Используя инструмент MOVE, вы можете начать перемещать детали внутри размерной рамки. Пока вы перемещаете детали, вы можете вращать их, щелкнув правой кнопкой мыши или изменив угол в раскрывающемся списке вверху. То, как вы расставляете детали, имеет огромное влияние на то, насколько простым или сложным будет следующий шаг. Когда вы перемещаете, вращаете и размещаете детали, вам следует учитывать некоторые факторы. Не перекрывайте части: всем вашим компонентам нужно пространство, чтобы дышать. Зеленые сквозные отверстия также нуждаются в достаточном зазоре между ними. Помните, что эти зеленые кольца обнажены медью с обеих сторон платы, если медь перекрывает друг друга, потоки пересекутся и произойдет короткое замыкание. Сведите к минимуму пересекающиеся воздушные провода: перемещая детали, обратите внимание на то, как воздушные провода перемещаются вместе с ними. Максимальное ограничение перекрещивающихся проводов Airwires значительно упростит маршрутизацию в долгосрочной перспективе. Пока вы перемещаете детали, нажмите кнопку RATSNEST - чтобы Airwires пересчитал. Требования к размещению деталей: некоторые детали могут потребовать особого внимания при размещении. Более плотное размещение означает меньшую и более дешевую плату, но также усложняет трассировку.

Шаг 17: Маршрутизация платы

Откройте Autorouter, пока не беспокойтесь об этих других вкладках, нажмите Auto для 1 сверху. и N / A для 16 снизу, просто нажмите OK.

Автотрассировщик не всегда сможет завершить работу, поэтому по-прежнему важно понимать, как маршрутизировать площадки вручную (плюс ручные маршруты выглядят намного лучше). После запуска автотрассировщика проверьте статус в нижнем левом поле, чтобы увидеть, как это работает. Если он говорит что-нибудь кроме «Оптимизировано: 100% готово», вам все равно нужно поработать. Перейдите к значку Display и щелкните для слоев сверху, снизу, контактных площадок, переходных отверстий, без маршрутизации и размеров, теперь нажмите «Применить», а затем «ОК». Теперь попробуйте повернуть сетку маршрутизации с 50 мил 10 мил. Теперь вам будет представлено окно, как показано на рисунках.

В автотрассировщике нужно сделать множество оптимизаций и настроек. Если вы хотите углубиться в предмет, подумайте о том, чтобы проверить руководство EAGLE, где ему посвящена целая глава. После всех оптимизаций. Снова перейдите к значку дисплея и нажмите ВСЕ, затем Применить, а затем ОК. Все ваши компоненты будут вам видны.

Шаг 18: настройка размерного слоя

Теперь, когда детали размещены, мы начинаем лучше понимать, как будет выглядеть доска. Теперь нам просто нужно исправить контур нашего размера. Вы можете либо переместить уже существующие размерные линии, либо просто начать с нуля. Используйте инструмент УДАЛИТЬ, чтобы стереть все четыре размерные линии. Затем используйте инструмент ПРОВОД, чтобы нарисовать новый контур. Прежде чем рисовать что-либо, подойдите к панели параметров и установите для слоя значение 20 Dimension. Также там, наверху, вы можете немного уменьшить ширину.

Шаг 19: завершающие штрихи

Есть много способов завершить ваш проект, например:

• Добавление медной заливки
• Добавление шелкографии

Но здесь я не использовал ничего из этого. После этого я сразу перешел к шагу «Экспорт».

Шаг 20: экспорт схемы и макета

Запустите Eagle и откройте доску своего проекта.

Отключите сетку через меню View-> Grid или командой: «grid off».

Отключите все слои, кроме тех, которые вы хотите распечатать. Мне нравится видеть слои 1, 17, 18 и 20. Это верх, контактные площадки, переходные отверстия и размеры. Если ваша доска двусторонняя, вы хотите печатать только одну сторону за раз.

Если фон черный, нам нужно сделать его белым. Сделайте это через диалог Параметры-> Пользовательский интерфейс или используйте команду: «установить палитру белого цвета; окно;".

Файл-> Экспорт-> Изображение.

Выберите файл назначения. Я предпочитаю использовать формат.png.

Установите флажок Монохромный.

Измените разрешение на кратное разрешению экрана. Разрешение экрана по умолчанию в Windows составляет 96 точек на дюйм, поэтому я обычно использую 555.

Нажмите ОК, чтобы экспортировать изображение.

Шаг 21: Работа

Принятие ИК-приемником усиливается операционным усилителем U2: A. Резисторы R4 и C4 образуют пиковый детектор для обнаружения пика усиленного сигнала. OP - amp в качестве компаратора: Операционный усилитель имеет два входа (неинвертирующий и инвертирующий) и один выход. Выходной сигнал операционного усилителя высокий, когда неинвертирующее напряжение больше, чем инвертирующее напряжение. Выходное напряжение низкое, когда инвертирующее напряжение больше не инвертирующего напряжения. В приведенной выше схеме напряжения на неинвертирующих выводах компараторов действуют как опорное напряжение, а инвертирующие входные напряжения на компараторах сравниваются с опорными напряжениями для получения выходного сигнала. Здесь резисторы от R8 до R11 используются для установки различных опорных напряжений на их неинвертирующих выводах. Резисторы R12, R13 и R14 используются для защиты светодиодов от высокого напряжения.

Шаг 22: наслаждайтесь

После всего этого все готово. Теперь вы можете отправить свои макеты продавцу для изготовления.

Шаг 23: Приложения

Эту схему можно использовать в мобильных автомобилях для безопасной парковки автомобиля.

Мы можем использовать эту схему для измерения расстояния.

Мы также можем использовать эту схему в качестве ИК-датчика уровня жидкости, внеся несколько модификаций.