Если вы или ваша женадети только учитесь водить и боитесь, что поцарапаете машину при парковке, то эта статья специально для вас. Название проекта говорит само за себя, но я хотел бы кое-что добавить. Этот беспроводной парковочный радар состоит из двух модулей Ардуино, соединённых между собой посредством rf модуляции (радиочастоты).
Передатчик помещается позади вашей машины и замеряет дистанцию между ней и препятствием. Дистанция замеряется и передаётся на приёмник, который находится внутри машины и в случае чего издаёт бикающие звуки. Частота «биканья» определяет дистанцию до препятствия. Более быстрое повторение звука говорит о том, что машина находится ближе к препятствию и может въехать в него, если вы не остановитесь.
Как уже говорилось, проект состоит из двух Ардуино, общающихся посредством модулей отправки и приёма радиоволн. Дистанция рассчитывается при помощи ультразвукового датчика расстояния, который видит предметы на расстоянии до 5 метров. Оба модуля работают от 9V батареек, которые делают их портативными (хотя передатчик можно сделать еще меньше, спрятав его в машине и запитав от локальной линии 12V, если вы хотите оставить датчик в машине навсегда). Проект несложен в сборке своими руками и его можно завершить за 3-4 часа. Я не делал фотографии датчиков в машине, так как сам не использую их.
Ниже представлена частота «биканья» датчика в зависимости от расстояния до препятствия (в см):
- >200 —- Не бикает
- 150 —- Бикает каждые 3 секунды
- 100 —- Бикает каждые две секунды
- 50 —- Бикает каждую секунду
- 20 —- Бикет каждые полсекунды
- <=20 —- Пищит без перерывов
Содержание статьи
Шаг 1: Компоненты и приспособления
Следующие компоненты необходимы для сборки проекта. Их итоговая стоимость составляет примерно $20 (или 1300 рублей). Я приложу ссылки на Ибэй для примера.
Передатчик:
- 1x Ардуино Нано (или любая плата. совместимая с Ардуино) (Ebay)
- 1x Ультразвуковой датчик (Ebay)
- 1x Модуль передачи радиосигналов (Ebay)
- Провода с джамперы-мамами
Приёмник:
- 1x Ардуино про мини (или любая плата Ардуино — чем меньше, тем лучше) (Ebay)
- 1x Модуль приёма радиосигналов (Ebay)
- 1x Маленькая пищалка (динамик) (Ebay)
- 1x Двуцветный светодиод (красный и зеленый)
- 1x Регулятор напряжения 7805 (только если вы используете в проете Про Мини)
- 2x Конденсаторы 10uf
Общие компоненты:
- 2x Батарейка 9v (Ebay)
- 2x Разъём для батареи 9v (Ebay)
- 2x Выключатель
- 2x Резистор 1K
- 2x Светодиоды
- Тонкий провод
- Макетная плата
Приспособления:
- Паяльник
- Припой
- Горячий клей и пистолет
- Кусачки
- Плоскогубцы
Шаг 2: Подготавливаем корпуса
Первым делом нужно подготовить корпуса и проделать в них отверстия под все модули. В качестве корпуса сойдет любая небольшая коробка из дерева или металла, но лучшим выбором будет пластик. Перед тем, как начать резать, убедитесь, что все компоненты легко помещаются внутрь.
В передатчике проделайте отверстия для ультразвукового датчика, светодиода и выключателя.
В приёмнике проделайте отверстия для пищалки, двуцветного светодиода, светодиода индикации питания и выключателя.
Шаг 3: Собираем приёмник: делаем подставку для Ардуино
Это первый шаг по сборке приёмника. Чтобы всё хорошо работало и легко соединялось с Ардуино, нужно сделать для него подставку. Это будет намного проще, чем припаивать Про Мини напрямую к компонентам проекта, что сделает проблематичным его снятие или другие модификации.
Создайте подставку, припаяв джамперы-мамы и рядом с ними папы, как показано на фотографиях. Затем соедините все насадки-мамы с соответствующими папами, проверьте, что ваш Ардуино легко садится на подставку.
Шаг 4: Собираем приёмник: создаём блок питания для Ардуино
Ввиду того, что ваш Про Мини работает от 5V (а некоторые от 3.3V), вам нужно собрать блок питания, который преобразует 9V от батарейки в нужные 5V. Ссылайтесь на схему выше и спаяйте все согласно ей. Схема использует дешевый регулятор напряжения 7805 с парой фильтрующих конденсаторов.
Шаг 5: Собираем приёмник: подключаем модуль приёма радиоволн
Модуль приёма радиоволн принимает сигналы от другого Ардуино, соединённого с ультразвуковым датчиком и передатчиком радиоволн, поэтому он очень важен в этом проекте. Другими словами, наряду с модулем передачи радиосигнала, он обеспечивает беспроводной интерфейс между двумя Ардуино. Подключите его следуя списку:
- Пины 2,3,8 если смотреть спереди —- GND на Ардуино
- Пины 4,5 —- Ардуино 5v или VCC
- Пин 7 —- Цифровой пин 10 на Ардуино
Шаг 6: Собираем приёмник: подключаем пищалку и светодиод
Соедините пищалку и светодиод согласно нижеописанному тексту. Роль пищалки заключается в том, чтобы издавать звук, как только машина подъезжает к препятствию. Пищание учащается по мере приближения машины к препятствию. Наряду с пищанием, на приёмнике красным или зеленым светом горит светодиод.
Пищалка:
- Положительная клемма —- Цифровой пин 13 на Ардуино
- Отрицательная клемма —- GND на Ардуино
Светодиод:
- Отрицательная клемма —- GND на Ардуино
- Зеленый —- Цифровой пин 12 на Ардуино
- Красный —- Цифровой пин 11 на Ардуино
Шаг 7: Собираем приёмник: поключаем батарейку, выключатель и светодиод индикации питания
В этой части мы подадим на Ардуино питание. Выключатель нужен для того, чтобы не вытаскивать батарейку каждый раз, когда нам нужно выключить девайс. Светодиод будет подсказывать, включен или выключен приёмник, чтобы не оставлять его работать ночью. Соедините всё согласно ниженаписанному тексту и схеме парктроника своими руками.
Батарейка:
- Положительная клемма —- Клемма 1 на выключателе
- Отрицательная клемма —- GND на Ардуино, соединённый с пином на 7805
Выключатель:
- Клемма 1 —- Положительная клемма батарейки
- Клемма 2 —- Пин 1 на 7805
- Клемма 3 —- Без соединений
Индикатор питания:
- Положительная клемма —- VCC на Ардуино
- Отрицательная клемма —- GND на Ардуино
- Соедините пин 3 блока итания с VCC на Ардуино
Шаг 8: Загружаем на приёмник код
После того, как мы подключили всё железо к Ардуино, нужно залить на него код, чтобы он знал, что со всем этим делать. Так как в Про Мини нет встроенного программатора, то для загрузки кода нам понадобится внешний. Мы будем использовать программатор Нано (или Уно), хотя есть много других вариантов, например плата FTDI и RS232. Сначала вам нужно загрузить скетч ISP, который скажет вашему Нано работать в качестве программатора. Сделайте это согласно нижеследующим пунктам:
- Соедините Нано и Пк через кабель USB.
- В ИДЕ убедитесь, что порты и платы выставлены корректно (в данном случае плата должна быть Нано).
- Откройте скетч ISP в примерах и залейте его в Нано.
Далее следует подключить, согласно нижеследующим пунктам, к НаноУно ваш Про Мини:
- 5v на НаноУно —- VCC на Про Мини
- GND на НаноУно —- Gnd на Про Мини
- Цифровой пин 13 на НаноУно —- Цифровой пин 13 на Про Мини
- Цифровой пин 12 на НаноУно —- Цифровой пин 12 на Про Мини
- Цифровой пин 11 на НаноУно —- Цифровой пин 11 на Про Мини
- Цифровой пин 10 на НаноУно —- Reset на Про Мини
Затем пошагово следуйте инструкции и залейте код на Про Мини:
- Поменяйте плату в Tools > Boards на Про Мини (В моем случае также сработал и Нано)
- Поменяйте программатор в Tools > Programmer на «Arduino as ISP».
- Залейте приложенный в файле код, зайдя в File > ‘upload using programmer’ (не путайте с простым «upload»)
Файлы
Шаг 9: Собираем передатчик: делаем подставку для Ардуино
С этого момента мы начинаем собирать передатчик, который будет передавать рассчитанную им дистанцию на приёмник. Первым делом надо будет создать подставку, также, как это было сделано ранее для Про Мини.
Делайте все как и в предыдущем случае, только на этот раз с одной стороны будет 15 насадок.
Шаг 10: Собираем передатчик: подключаем ультразвуковой датчик
В данном модуле ультразвуковой датчик является важнейшей частью — он рассчитывает дистанцию между машиной и препятствием, а затем посылает данные для дальнейшей обработки на Ардуино. Соедините модули согласно пунктам:
- VCC —- 5v на Ардуино
- GND —- GND на Ардуино
- Trigger —-Цифровой пин 11 на Ардуино
- Echo —- Цифровой пин 12 на Ардуино
Шаг 11: Собираем передатчик: подключаем модуль передачи радиоволн
Соедините передатчик радиоволн, который будет отправлять сигналы на приёмник по следующей схеме:
- VCC —- 5V на Ардуино
- GND —- GND на Ардуино
- Data —- Цифровой пин 10 на Ардуино
Шаг 12: Собираем передатчик: подключаем батарейку, выключатель и индикатор питания
Как и приёмник, передатчик также оснащается выключателем и индикатором питания. Следуйте следующим пунктам для их правильного соединения. Так как в Нано есть встроенный регулятор напряжения, то нужда в сборке дополнительного регулятора отпадает и к модулю можно напрямую подключить батарейку 9V.
Батарейка:
- Положительная клемма —- Клемма 1 на выключателе
- Отрицательная клемма —- GND на Ардуино
Выключатель:
- Клемма 1 —- Положительная клемма на батарейке
- Клемма 2 —- VCC на Ардуино
- Клемма 3 —- Не соединять
Индикатор питания:
- Положительная клемма с резистором 1K —- 5V на Ардуино
- Отрицательная клемма —- GND на Ардуино
Шаг 13: Загружаем код на передатчик
Загрузите приложенный в файле .ino код в ваш Нано. Так как в Нано есть встроенный программатор, то никакие дополнительные компоненты не понадобятся.
Файлы
Шаг 14: Присоединяем к обоим модулям антенну (опционально)
Диапазон действия передатчика и приёмника составляет около 100 метров. Добавление антенны удвоит зону покрытия, и в итоге мы получим радиус действия в 200 метров, хотя нам это и не необходимо.
Для соединения с антенной, найдите пины с аббревиатурой ANT на модулях передатчика и приёмника и припаяйте к ним джампер с проводом длиной около 10-15см. Можно смотать антенну в виде катушки, и она будет занимать меньше места.
Шаг 15: Готово!
Наконец ваш парктроник готов! Установите передатчик в задней части машины, а приёмник на панели приборов или где вам угодно. Теперь вам не страшно парковаться.
Проект можно доработать и сделать из него не только парктроник, но и полноценную систему защиты от воров. Также можно соединить систему с модулями Bluetooth и WiFi, чтобы расстояние отображалось на смартфоне.
