Sensor de estacionamiento: Introducción: 23 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este circuito del sensor de estacionamiento de automóviles que utiliza un transceptor de infrarrojos y el asistente LM324 puede proteger su automóvil de cualquier daño mientras se estaciona en reversa. Indica la distancia del automóvil a cualquier objeto y emite una alarma cuando se acerca a la pared o al objeto y necesita ser detenido. En este Instructable, he creado el diseño de PCB del sensor usando CAD Soft EAGLE. También probé su circuito en una placa de pruebas. El diseño de PCB en EAGLE es un proceso de dos pasos. Primero diseña su esquema, luego diseña un PCB basado en ese esquema.

Paso 1: LO QUE NECESITAMOS

CAD Soft EAGLE- EAGLE es una aplicación de automatización de diseño electrónico (EDA) programable con captura de esquemas, diseño de placa de circuito impreso (PCB), enrutador automático y características de fabricación asistida por computadora (CAM).

Paso 2: DESCARGAR, INSTALAR Y EJECUTAR

Aquí está el enlace para descarga gratuita: https://www.autodesk.com/products/eagle/free-downloadGrab la versión más reciente que coincida con su sistema operativo (el software está disponible para Windows, Mac y Linux). EAGLE se instala como cualquier programa anterior, se autoextraerá y luego le presentará una serie de cuadros de diálogo para configurar la instalación. Después de la instalación, aparecerá una ventana en la que tendrá que obtener la licencia del software eagle. La primera vez que abra el EAGLE, se le presentará el panel de control. Aquí, hay muchos íconos, que se pueden usar para crear un nuevo proyecto, administrar Bibliotecas, para agregar nuevas Bibliotecas y muchos más.

Paso 3: descarga de las bibliotecas necesarias

Ahora, ya está todo listo para crear proyectos en CAD Soft EAGLE.

Por ejemplo: en este Instructable, descargamos una biblioteca de LM324

(para descarga gratuita de LM324)

componentsearchengine.com/LM324N/Texas+In…

Paso 4: crear proyecto

Ahora, comenzaremos a crear un nuevo proyecto. primero, vaya al panel de control, haga clic en el icono de proyectos. Ahora, haga clic derecho en el directorio donde desea que viva el proyecto (por defecto EAGLE crea un directorio "águila" en su carpeta de inicio), y seleccione "Nuevo Proyecto". Luego, asigne un nombre a la carpeta del proyecto que acaba de crear. Para este proyecto, en realidad estamos haciendo un sensor de estacionamiento. Por lo tanto, el nombre será "Parking_Sensor".

Paso 5: crea un esquema

Ahora, crearemos un esquema para nuestro proyecto llamado "Parking_Sensor". Para agregar un esquema a una carpeta de proyecto, haga clic con el botón derecho en la carpeta, vaya a "Nuevo" y seleccione "Esquema". Ahora, se le presentará con el editor de esquemas.

Paso 6: agregar piezas a un esquema

Aquí, agregaremos los componentes usando la herramienta ADD, agregando el marco, agregando la entrada de energía, agregando los conectores. El diseño esquemático es un proceso de dos pasos. Primero debe agregar todas las partes a la hoja esquemática, luego esas partes deben estar conectadas juntas.

Paso 7: uso de la herramienta AGREGAR

La herramienta AGREGAR (en la barra de herramientas izquierda o en el menú Editar) es lo que usará para colocar cada componente en el esquema. La herramienta ADD abre un navegador de biblioteca, donde puede expandir bibliotecas específicas y ver las partes que contiene. Con una pieza seleccionada en el lado izquierdo, la vista de la mitad derecha debe actualizarse para mostrar tanto el símbolo esquemático de la pieza como su paquete. Aquí, agregaremos la lista de componentes dada: Descripción de la pieza | Biblioteca |

LM324P | Instrumentos de Texas |

LED | Adafruit |

Resistencias 10K | Adafruit |

Resistencias 1K | Adafruit |

330 ohmios | Adafruit |

470 ohmios | Adafruit |

15K | Adafruit |

4.7K | Adafruit |

Foto diodo | Siemens |

Paso 8: agregue un marco

El marco no es un componente crítico para lo que será el diseño final de la PCB, pero mantiene su esquema limpio y organizado. El marco que desea agregar debe estar en la biblioteca SparkFun-Aesthetics y se llama FRAME-LETTER. Encuéntrelo buscando o navegando y agréguelo a su esquema. Después de seleccionar la parte que desea agregar, se "iluminará" y comenzará a desplazarse siguiendo el cursor del mouse. Para colocar la pieza, haga clic con el botón izquierdo (¡una vez!). Después de colocar una pieza, la herramienta para agregar asumirá que desea agregar otra; un nuevo marco debería comenzar a seguir al cursor. Para salir del modo de agregar, presione escape (ESC) dos veces o simplemente seleccione una herramienta diferente.

Paso 9: guarde y guarde con frecuencia

Para guardar, vaya a Archivo> Guardar, o simplemente haga clic en el icono del disquete azul. Para este proyecto, "Parking_Sensor".

Paso 10: Agregar la entrada de energía

A continuación, agregaremos diferentes partes, todas dedicadas a nuestra entrada de suministro de voltaje. Utilice la herramienta de adición para estas piezas: Descripción de la pieza | Biblioteca |

Bloque de terminales de 3,5 mm | Adafruit |

VCC | SparkFun-Aesthetics |

GND | SparkFun-Aesthetics |

Paso 11: cableado del esquema

Con todas las piezas agregadas a nuestro esquema, es hora de conectarlas. Usaremos la herramienta de red porque hace un mejor trabajo conectando componentes.

Paso 12: uso de la herramienta NET

Para usar la herramienta NET, coloque el cursor sobre el final de un pin (lo más cerca posible, acerque el zoom si es necesario) y haga clic con el botón izquierdo una vez para iniciar un cable. Ahora, una línea verde debería estar siguiendo el cursor del mouse. Para terminar la red, haga clic con el botón izquierdo en otro pin o en una red. Empiece a enrutar todo su circuito. Comience de nuevo en la parte superior izquierda y enrute su circuito. Siempre que una red se divide en dos direcciones, se crea un nodo de unión. Esto significa que las tres redes que se cruzan están conectadas. Si dos redes se cruzan, pero no hay una unión, esas redes no están conectadas. Luego comience a enrutar todo su circuito.

Paso 13: Nombres y valores

Cada componente de su esquema debe tener dos campos de texto editables: un nombre y un valor. El valor de una pieza le permite definir características únicas de esa pieza. Por ejemplo, puede establecer la resistencia de un resistor o la capacitancia de un capacitor.

Por ejemplo: en este Instructable, he nombrado y dado valores son:

LED1 - Transmisor de infrarrojos

D1 --- Receptor de infrarrojos

R1--10K

R2--470E

R3--1K

R4--1K

R5--1K

R6--10K

R7--15K

R8--10K

R9--10K

R10--4.7K

R11--10K

R12--10K

R13--330E

Bloque de terminales: suministro de energía

Paso 14: convertir su esquema en un diseño de tablero

Para convertir su esquema en un diseño de PCB, haga esto:

1. Abra su proyecto esquemático desde el Panel de control de Autodesk EAGLE.

2. En la parte superior de su interfaz, seleccione SCH / BRD sch-brd-icon. Esto iniciará el proceso de generar un diseño de PCB basado en los componentes y el cableado en su esquema.

3. Seleccione Sí si aparece un cuadro de diálogo de advertencia que dice que el archivo.brd no existe y que desea crearlo a partir de su esquema. Para cambiar del editor de esquemas a la placa relacionada, simplemente haga clic en el comando Generar / Cambiar a placa (en la barra de herramientas superior o en el menú Archivo), que debería solicitar que se abra una nueva ventana del editor de placa. Todas las piezas que agregó del esquema deben estar allí, apiladas una encima de la otra, listas para colocarse y enrutarse.

Paso 15: Organizar el tablero

Si aún no lo ha hecho, haga clic en el icono Generar / Cambiar a placa en el editor de esquemas para crear un nuevo diseño de PCB basado en su esquema:

El nuevo archivo de placa debe mostrar todas las partes de su esquema. Las líneas doradas, llamadas Airwires, se conectan entre los pines y reflejan las conexiones de red que realizó en el esquema. También debe haber un contorno gris claro tenue de una dimensión de tablero a la derecha de todas las partes. Nuestro primer trabajo en este diseño de PCB será organizar las piezas y luego minimizar el área de nuestro contorno de dimensiones de PCB. Los costos de PCB generalmente están relacionados con el tamaño de la placa, por lo que una placa más pequeña es una placa más barata.

Paso 16: Piezas móviles

Con la herramienta MOVER puede empezar a mover piezas dentro del cuadro de dimensión. Mientras mueve las piezas, puede rotarlas haciendo clic con el botón derecho o cambiando el ángulo en el cuadro desplegable cerca de la parte superior. La forma en que organiza sus piezas tiene un gran impacto en lo fácil o difícil que será el siguiente paso. Mientras mueve, gira y coloca piezas, hay algunos factores que debe tener en cuenta. No superponga partes: todos sus componentes necesitan algo de espacio para respirar. Los hoyos de vía verde también necesitan una buena cantidad de espacio libre entre ellos. Recuerde que esos anillos verdes son de cobre expuesto en ambos lados de la placa, si el cobre se superpone, las corrientes se cruzarán y se producirán cortocircuitos. Minimice los Airwires que se cruzan: mientras mueve las piezas, observe cómo se mueven los Airwires con ellas. Limitar los Airwires entrecruzados tanto como sea posible hará que las rutas sean mucho más fáciles a largo plazo. Mientras reubica las piezas, presione el botón RATSNEST para que los Airwires vuelvan a calcular. Requisitos de colocación de piezas: algunas piezas pueden requerir una consideración especial durante la colocación. Una ubicación más ajustada significa una tabla más pequeña y barata, pero también dificulta el enrutamiento.

Paso 17: Encaminamiento de la placa

Abra Autorouter, no se preocupe por estas otras pestañas por ahora, haga clic en Auto para 1 parte superior. y N / A para el 16 inferior, simplemente haga clic en Aceptar.

El enrutador automático no siempre podrá terminar el trabajo, por lo que es importante comprender cómo enrutar los pads manualmente (además de que las rutas manuales se ven mucho mejor). Después de ejecutar el enrutador automático, marque la casilla de estado inferior izquierda para ver cómo le fue. Si dice algo diferente a "Optimizado: 100% terminado", todavía tiene trabajo por hacer. Vaya al ícono de Pantalla y haga clic para las capas superior, inferior, almohadillas, vías, sin enrutar y dimensiones, ahora haga clic en Aplicar y luego en Aceptar. Ahora, intente bajar la cuadrícula de enrutamiento de 50 mil 10 mil. Ahora, se le presentará la ventana como se muestra en las imágenes.

Hay toneladas de optimizaciones y configuraciones para realizar en el enrutador automático. Si desea profundizar en el tema, considere consultar el manual de EAGLE, donde se le dedica un capítulo completo. Una vez realizadas todas las optimizaciones. Vaya al ícono de pantalla nuevamente y presione TODO y luego Aplicar y luego Aceptar. Todos sus componentes serán visibles para usted.

Paso 18: Ajustar la capa de dimensión

Ahora que las piezas están colocadas, empezamos a tener una mejor idea de cómo se verá la placa. Ahora solo necesitamos arreglar nuestro contorno de dimensión. Puede mover las líneas de dimensiones que ya están allí o simplemente comenzar desde cero. Utilice la herramienta ELIMINAR para borrar las cuatro líneas de dimensión. Luego use la herramienta ALAMBRE para dibujar un nuevo contorno. Sin embargo, antes de dibujar algo, vaya a la barra de opciones y establezca la capa en 20 Dimensión. También allí arriba, es posible que desee reducir un poco el ancho.

Paso 19: Toques finales

Hay muchas formas de terminar su proyecto como:

• Añadiendo Cobre vierte
• Adición de serigrafía

Pero aquí, no he usado ninguno de estos. Después de esto, pasé directamente al paso Exportar.

Paso 20: Exportar esquema y diseño

Inicie Eagle y abra la vista de tablero de su proyecto.

Apague la cuadrícula a través del menú Ver-> Cuadrícula o usando el comando: "cuadrícula desactivada".

Desactive todas las capas excepto las que desee imprimir. Me gusta ver las capas 1, 17, 18 y 20. Eso es superior, almohadillas, vías y dimensión. Si su tablero es de dos caras, solo desea imprimir una cara a la vez.

Si el fondo es negro, debemos hacerlo blanco. Haga esto a través del cuadro de diálogo Opciones-> Interfaz de usuario o use el comando: “establecer paleta blanca; ventana;".

Archivo-> Exportar-> Imagen.

Seleccione un archivo de destino. Prefiero usar el formato.png.

Marque la casilla de verificación Monocromo.

Cambie la resolución a un múltiplo de los ppp de su pantalla. La resolución de pantalla predeterminada en Windows es de 96 ppp, por lo que normalmente uso 555.

Haga clic en Aceptar para exportar la imagen.

Paso 21: Trabajar

Lo recibido por el receptor de infrarrojos es amplificado por el amplificador operacional U2: A. Las resistencias R4 y C4 forman un detector de picos para detectar el pico de la señal amplificada. Op-amp como comparador: Op-amp tiene dos entradas (no inversora e inversora) y una salida. La salida del amplificador operacional es alta cuando el voltaje no inversor es mayor que el voltaje inversor. La tensión de salida es baja, cuando la tensión inversora es mayor que la tensión no inversora. En el circuito anterior, los voltajes en los pines no inversores de los comparadores actúan como un voltaje de referencia y los voltajes de entrada inversores en los comparadores se comparan con los voltajes de referencia para producir la salida. Aquí, las resistencias R8 a R11 se utilizan para establecer diferentes voltajes de referencia en sus pines no inversores. Las resistencias R12, R13 y R14 se utilizan para proteger los LED de altos voltajes.

Paso 22: ¡Disfruta

Después de todo esto, ya está todo listo. Ahora, puede enviar sus diseños al vendedor para que los fabrique.

Paso 23: Aplicaciones

Este circuito se puede utilizar en automóviles para aparcar el vehículo de forma segura.

Podemos usar este circuito para medir la distancia.

También podemos utilizar este circuito como detector de nivel de líquido por infrarrojos haciendo algunas modificaciones.