Lae koste radarsnelheidsbord: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Wou u al ooit u eie goedkoop radarsnelheidsbord bou? Ek woon in 'n straat waar motors te vinnig ry, en ek is bekommerd oor die veiligheid van my kinders. Ek het gedink dat dit baie veiliger sou wees as ek 'n eie radarsnelheidsteken kon installeer wat die spoed wys, sodat ek bestuurders kan laat ry. Ek het aanlyn gekyk om 'n radarsnelheidsbord te koop, maar ek het gevind dat die meeste tekens meer as $ 1 000 kos, wat redelik duur is. Ek wil ook nie deur die lang proses van die installering van 'n bord gaan nie, aangesien ek gehoor het dat dit meer as $ 5, 000-10, 000 kan kos. In plaas daarvan het ek besluit om self 'n goedkoop oplossing te bou en te bespaar 'n bietjie geld terwyl u pret het.

Ek het OmniPreSense ontdek wat 'n goedkoop kortafstand-radarsensormodule bied wat ideaal is vir my toepassing. Die vormfaktor van die PCB -module is baie klein, slegs 2,1 x 2,3 x 0,5 duim, en weeg slegs 11 g. Die elektronika is onafhanklik en volledig geïntegreer, dus daar is geen kragbuise, lywige elektronika of baie krag nodig nie. Die reikafstand vir 'n groot voorwerp, soos 'n motor, is 15 tot 30 m. Die module neem alle snelheidsmetings, hanteer al die seinverwerking en voer dan eenvoudig die rou spoeddata uit oor die USB -poort. Ek gebruik 'n goedkoop Raspberry Pi (of Arduino, of enigiets anders wat 'n USB-poort het) om die data te ontvang. Met 'n bietjie python-kodering en 'n paar groot goedkoop LED's op 'n bord, kan ek die spoed wys. My vertoonbord kan aan 'n paal langs die pad vasgemaak word. Deur 'n bord by te voeg met die opskrif "Speed Checked by RADAR" bo die skerm, het ek nou my eie radarsnelheidsbord wat bestuurders se aandag trek en dit vertraag! Dit alles vir minder as $ 500!

Stap 1: Materiaal en gereedskap

• 1 OPS241-'n Kortafstand-radarsensor
• 1 OPS241-A-houer (3D-gedruk)
• 1 Framboos Pi Model B v1.2
• 1 5V microUSB kragtoevoer
• 1 Rhino Model AS-20 110V tot 12V/5V 4-pins molex kragbron en kragkabel
• 1 Aansluitblok 3pale Vertikaal, 5,0 mm middelpunte
• 1 mikro-USB na standaard USB-kabel
• 4 afstandhouers, skroewe, moere
• 1 Omhulselkas en bedekte PCB
• 4 Plate PCB -skroewe
• 3 1/8W 330ohm weerstande
• 3 NTE 490 VOO -transistor
• 1 NTE 74HCT04 Geïntegreerde TTL High Speed CMOS hex omvormer
• 1 OSEPP mini broodbord met kleef agterkant
• 2 0.156 "kopstuk vierkantige reguit draadpen, 8-stroombaan
• 20 6”F/F premium trui drade 22AWG
• 1 1 "x 12" by 24 "houtmonteerbord
• 1 Swart spuitverf
• 2 Sparkfun 7 -segment -skerm - 6,5”(rooi)
• 2 Sparkfun groot syfer bestuurbord (SLDD)
• 1 "Spoed wat deur radar nagegaan word" teken

Stap 2: Vloerbeplanning van die elektroniese PCB -bord

Ek het begin met die hoofbeheer -hardeware, die Raspberry Pi. Die veronderstelling hier is dat u reeds 'n Raspberry Pi met die bedryfstelsel daarop het en 'n paar ervaring met Python -kodering het. Die Raspberry Pi beheer die OPS241-A radarsensor en neem die gerapporteerde snelheidsinligting in. Dit word dan omgeskakel om op die groot LED-7-segment-skerm te vertoon.

a. Ek wil alle ander elektriese komponente behalwe die radarsensor en LED -skerms op 'n enkele elektroniese printplaat plaas wat aan die agterkant van die skerm geplaas is. Dit hou die bord buite sig en beskerm teen die elemente. Op hierdie manier hoef slegs twee kabels van die agterkant van die bord na die voorkant te loop. Een kabel is die USB-kabel wat die OPS241-A-module aandryf en die gemete snelheidsdata ontvang. Die tweede kabel dryf die 7-segment-skerm.

b. Die PCB -bord moet genoeg ruimte bied vir die Raspberry Pi, wat die grootste deel van die gebied beslaan. Ek moet ook seker maak dat ek maklik toegang tot verskeie van sy poorte kan kry sodra dit aangebring is. Die poorte waartoe ek toegang moet verkry, is die USB-poort (OPS241-A-modulespoeddata), Ethernet-poort (rekenaar-koppelvlak vir die ontwikkeling/ontfouting van Python-kode), HDMI-poort (vertoon Raspberry Pi-venster en ontfouting/ontwikkeling) en die mikro-USB-poort (5V krag vir Raspberry Pi).

c. Om toegang tot hierdie poorte te bied, word gate in die omhulsel gesny wat ooreenstem met die poortplekke op die Raspberry Pi.

d. Vervolgens moet ek plek vind vir die broodbord met die afsonderlike elektroniese komponente om die LED's op die skerm aan te dryf. Dit is die tweede grootste item. Daar moet genoeg ruimte rondom wees sodat ek die drade van die Raspberry Pi daarheen kan koppel en seine na 'n kopstuk kan stuur om die LED's te bestuur. Ideaal gesproke, as ek meer tyd gehad het, sou ek die komponente en drade direk aan die printplaat soldeer in plaas van 'n broodbord te gebruik, maar vir my doeleindes is dit goed genoeg.

e. Ek beplan om die kopskerm van die skerm langs die broodbord aan die rand van die printplaat te hê, sodat ek my draadlengtes kort kan hou, en ook dat ek 'n gat in die deksel kan sny en 'n kabel aan die aansluiting kan koppel.

f. Laastens laat ek ruimte op die PCB toe vir 'n kragblok. Die stelsel benodig 5V vir die vlakverskuiwers en vertoningsbestuurder, en 12V vir die LED's. Ek koppel 'n standaard 5V/12V kragaansluiting aan die kragblok, en lei dan die kragseine van die blok na die broodbord en die LED -kop. Ek sny 'n gat in die omslag sodat ek 'n 12V/5V -netsnoer aan die kragkonneksie kan koppel.

g. So lyk die finale elektroniese PCB -vloerplan (met deksel af):

Stap 3: Monteer die Raspberry Pi

Ek het my Raspberry Pi gemonteer op 'n geperforeerde en bedekte PCB -bord met behulp van 4 afstandhouers, skroewe en moere. Ek hou daarvan om 'n bedekte PCB -bord te gebruik sodat ek komponente en drade kan soldeer indien nodig.

Stap 4: LED -seinvlakverskuiwers

Die Raspberry Pi GPIO's kan 'n maksimum van 3.3V elk verkry. Die LED -skerm benodig egter 5V -seine. Daarom moes ek 'n eenvoudige, goedkoop kring ontwerp om die Pi-seine van 3.3V na 5V gelyk te maak. Die stroombaan wat ek gebruik het, bestaan uit 3 diskrete FET -transistors, 3 diskrete weerstande en 3 geïntegreerde omvormers. Die ingangseine kom van die Raspberry Pi GPIO's, en die uitsetseine word na 'n kop gestuur wat verbind word met 'n kabel van die LED's. Die drie seine wat omgeskakel word, is GPIO23 na SparkFun LDD CLK, GPIO4 na SparkFun LDD LAT en SPIO5 na SparkFun LDD SER.

Stap 5: Groot LED-sewe-segment-skerm

Vir die vertoning van die snelheid gebruik ek twee groot LED's wat ek op SparkFun gevind het. Hulle is 6,5 cm lank, wat van 'n goeie afstand af gelees moet word. Om dit meer leesbaar te maak, het ek blou band gebruik om die wit agtergrond te bedek, hoewel swart meer kontras kan bied.

Stap 6: LED -bestuurdersbord

Elke LED benodig 'n seriële verskuiwingsregister en grendel om die beheerseine van die Raspberry Pi te hou en die LED -segmente aan te dryf. SparkFun het 'n baie goeie beskrywing om dit hier te doen. Die Raspberry Pi stuur die seriële data na die LED-sewesegmente en beheer die tydsberekening. Die bestuurborde is aan die agterkant van die LED gemonteer en is nie van voor af sigbaar nie.

Stap 7: Montering van die OPS241-A radarmodule

Die OPS241-A radarsensor word in 'n 3D-gedrukte houer vasgemaak wat 'n vriend vir my gemaak het. Alternatiewelik kon ek dit direk in die bord vasgemaak het. Die radarsensor is langs die LED's aan die voorkant van die bord gemonteer. Die sensormodule is gemonteer met die antennas (goue kolle bo -op die bord) horisontaal gemonteer, hoewel die spesifikasieblad sê dat die antennepatroon redelik simmetries is in beide die horisontale en vertikale rigtings, sodat dit 90 ° draai, sal waarskynlik goed wees. As dit aan 'n telefoonpaal gemonteer is, wys die radarsensor na die straat af. 'N Paar verskillende hoogtes is probeer en dit is ongeveer 2 m hoog geplaas om die beste te wees. Enige hoër en ek stel voor dat u die bord 'n bietjie afwaarts kan kantel.

Stap 8: Krag- en seinverbindings

Daar is twee kragbronne vir die teken. Die een is 'n omskakelde HDD -kragtoevoer wat beide 12V en 5V verskaf. Die 7-segment vertoning benodig 12V vir die LED's en 5V seinvlakke. Die omskakelbord neem die 3.3V seine van die Raspberry Pi en skuif dit na 5V vir die vertoning, soos hierbo bespreek. Die ander kragtoevoer is 'n standaard 5V USB -adapter vir selfone of tablette met 'n USB -mikro -aansluiting vir die Raspberry Pi.

Stap 9: Finale montering

Om die radarsensor, LED's en kontroleerderbord te hou, was alles op 'n stuk hout van 12 "x 24" x 1 "gemonteer. Die LED's is aan die voorkant saam met die radarsensor en die beheerbord in die omhulsel aangebring. die agterkant. Die hout is swart geverf om die LED's meer leesbaar te maak. Krag- en beheerseine vir die LED is deur 'n gat in die hout agter die LED's gelei. Die radarsensor is aan die voorkant langs die LED's gemonteer. USB-krag- en beheerkabel vir die radarsensor was bo-op die houtbord toegedraai. 'N Paar gaatjies aan die bokant van die bord met 'n band omhulsel was 'n manier om die bord op 'n telefoonpaal langs die' Speed Checked by ' Radar -teken.

Die beheerbord is saam met die kragadapter aan die agterkant van die bord vasgebout.

Stap 10: Python -kode

Python wat op die Raspberry Pi gebruik word, is gebruik om die stelsel bymekaar te trek. Die kode is geleë op GitHub. Die belangrikste dele van die kode is konfigurasie-instellings, data gelees via 'n USB-seriële poort vanaf die radarsensor, omskakeling van spoeddata na vertoning en tydsberekening.

Die standaardkonfigurasie op die OPS241-A radarsensor is goed, maar ek het gevind dat 'n paar aanpassings nodig was vir die opstartkonfigurasie. Dit sluit in die verandering van m/s -verslagdoening na mph, die monstertempo na 20psps en die aanpassing van die squelch -instelling. Die monstertempo bepaal die maksimum spoed wat aangemeld kan word (139 mph) en versnel die rapportsnelheid.

'N Sleutelleer is die waarde -instelling van squelch. Aanvanklik het ek gevind dat die radarsensor nie die motors op 'n baie groot afstand bereik het nie, miskien slegs 5-10 meter. Ek het gedink ek het moontlik die radarsensor te hoog laat sit, aangesien dit ongeveer 7 meter bo die straat geleë was. Dit het blykbaar nie gehelp om dit tot 4 voet te verlaag nie. Toe sien ek die squelch -instelling in die API -dokument en verander dit na die sensitiefste (QI of 10). Hiermee het die opsporingsbereik aansienlik toegeneem tot 30-100 voet (10-30m).

Dit was redelik eenvoudig om die data via 'n seriële poort in te neem en te vertaal om dit na die LED's te stuur. By die 20psps word spoeddata ongeveer 4-6 keer per sekonde gerapporteer. Dit is 'n bietjie vinnig en nie goed dat die skerm so vinnig verander nie. Vertoningskode is bygevoeg om elke sekonde na die vinnigste gerapporteerde spoed te kyk en dan die getal te vertoon. Dit gee 'n vertraging van een sekonde om die nommer te rapporteer, maar dit is goed of kan maklik aangepas word.

Stap 11: Resultate en verbeterings

Ek het my eie toetsing gedoen met 'n motor wat daar verby was op vasgestelde snelhede, en die metings pas relatief goed by my spoed. OmniPreSense het gesê dat hulle die module laat toets het en dat dit dieselfde toets kan slaag as wat 'n standaard polisie -radargeweer met 'n akkuraatheid van 0,5 km / h deurgaan.

Dit is 'n wonderlike projek en 'n goeie manier om veiligheid vir my straat in te bou. Daar is 'n paar verbeterings wat dit nog nuttiger kan maak, waarna ek sal kyk in 'n opvolgende opdatering. Die eerste is om groter en helderder LED's te vind. Die datablad sê dat dit 200-300 mcd (millicandela) is. Beslis iets hoër as dit is nodig, aangesien die son maklik in daglig kan uitspoel. Alternatiewelik kan die sonlig uit die weg gehou word deur die afskerming aan die rande van die LED's by te voeg.

Die hele oplossing moet weerbestand wees as dit permanent gepos word. Gelukkig is dit radar en kan die seine maklik deur 'n plastiekomhulsel gaan; u moet net die regte grootte vind, wat ook waterdig is.

Uiteindelik sou 'n kameramodule by die Raspberry Pi gevoeg word om 'n foto te neem van almal wat die spoedgrens in ons straat oorskry. Ek kan dit verder neem deur gebruik te maak van die WiFi aan boord en 'n waarskuwing en 'n foto van die motor wat vinnig ry, te stuur. As u 'n tydstempel, datum en spoed by die prentjie voeg, sal dinge regtig afloop. Miskien is daar selfs 'n eenvoudige app om te bou wat die inligting mooi kan aanbied.