Парктроник распиновка питания

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Автомобильный датчик парковки заднего хода

Недавно купил датчик парковки авто в китайском интернет-магазине. Доступно было много разных моделей, но решил выбрать самую дешевую. Как видите, комплект состоит из четырех водонепроницаемых ультразвуковых датчиков, контроллера, панели дисплея и сверла для просверливания отверстия нужного размера для установки датчиков.

Контроллер действует как концентратор для подключения четырех датчиков и панели дисплея, он соединен с дисплеем тонким трехжильным кабелем.

Разборка схемы УЗ датчика парковки

Откроем контроллер, чтобы посмотреть что там внутри. Внутри небольшая печатная плата, на которой следующие ключевые компоненты:

  • Неизвестный восьмиконтактный микроконтроллер
  • Линейный стабилизатор напряжения 78L05
  • Двойной четырехканальный аналоговый мультиплексор HCF4052
  • Сдвоенный операционный усилитель JRC 4558D

Также найдены транзисторы J3Y (S8050) и четыре настраиваемых трансформатора.

Сами ультразвуковые датчики представляют собой водонепроницаемые двухконтактные преобразователи, и идея конструкции примерно основана на схеме показанной ниже:

Переданный импульс (пакеты от микроконтроллера) обрабатывается транзистором драйвера для запуска ультразвукового датчика через трансформатор, а полученный эхо-импульс обрабатывается усилителем сигнала (на двойном операционном усилителе). Ультразвуковой трансформатор настроен на 40 кГц, согласован с емкостью ультразвукового датчика, а размах напряжения на ультразвуковом датчике близок к 100 В. Поскольку схема датчика парковки должна обрабатывать сразу 4 независимых датчика (используемых как передатчики, так и приемники), микросхема аналогового мультиплексора / демультиплексора играет здесь важную роль.

Соединительный интерфейс панели дисплея представляет собой трехжильный кабель с разъемами 12-V-DATA-GND. На задней стороне печатной платы дисплея есть еще один неизвестный 14-контактный микроконтроллер, небольшой семисегментный модуль светодиодного дисплея, который показывает приращение расстояния, несколько светодиодных полос для левой и правой стороны и громкий пьезозуммер. Другими компонентами выступают один линейный стабилизатор напряжения 78M05 и 74HC164D – высокоскоростной 8-разрядный CMOS сдвиговый регистр с последовательным входом и параллельным выходом.

Микроконтроллер генерирует заранее определенные пакеты с частотой 40 кГц. Дискретные транзисторы с согласующими трансформаторами используются для питания ультразвуковых передатчиков. Аналоговый мультиплексор / демультиплексор выбирает один из четырех ультразвуковых преобразователей. Операционный усилитель обрабатывает возвращаемое эхо перед подачей его на микроконтроллер. Связь между двумя микроконтроллерами (один в главной цепи, а другой в цепи дисплея) осуществляется через однопроводной последовательный протокол.

Идея состоит в том, чтобы сохранить главный блок нетронутым, но изменить консоль дисплея на другую, подключенную к другому микроконтроллеру с новым экраном. Для создания настраиваемой схемы нужно декодировать существующий протокол связи. В качестве первого шага надо разобрать распиновку неизвестного восьмиконтактного микроконтроллера. Вот результат осмотра:

Как показано, выходное соединение от секции приемника (4558D) направлено на вывод 4 МК через транзистор J3Y (S8050), а вывод 2 МК соединен с участком преобразователя через другой транзистор J3Y. Контакты 5, 6 и 7 микроконтроллера соединены напрямую с контактами 10, 9 и 13 мультиплексора / демультиплексора (4052). А контакт 3 микроконтроллера соединяется с проводом данных интерфейсного кабеля дисплея через резистор 470 Ом. Получена следующая кривая от логического анализатора линии данных, когда включаем датчик парковки без ультразвуковых преобразователей:

Далее следует углубленное декодирование протокола связи.

Вариант схемотехники УЗ датчиков парковки

Вот для справки многофункциональная микросхема ультразвукового гидролокатора – PW0268, идеально подходящая для схем УЗ-локации. У чипа много привлекательных особенностей:

  • Рабочее напряжение: от 6 до 12 В
  • Рабочая частота: широкополосный выход до 200 кГц
  • Регулируемый RC-генератор: компенсирует дрейф резонансной частоты преобразователя из-за температуры
  • Усилитель с высоким коэффициентом усиления: изменяется во времени на 32 шага
  • Встроенный полосовой фильтр: уменьшает количество внешних компонентов
  • Вывод двунаправленного ввода / вывода: упрощает функцию управления для передачи импульса и приема эхо-сигнала.
  • Регулируемые системные часы: позволяют управлять количеством переданных импульсов, крутизной характеристики усилителя с регулируемым усилением и частотой повторения импульсов.

Обратите внимание, чип имеет удобный интерфейс микроконтроллера, что делает его приемлемым даже для обычных любительских целей. Вывод 1 микросхемы – это двунаправленный вывод IN / OUT, который сконфигурирован как вывод с открытым коллектором с внутренним подтягивающим резистором. Как только внешний транзистор подтягивает вывод IN / OUT к низкому уровню, RC-генератор срабатывает и генерирует сигнал тональной посылки на выводе 11 для управления выходным силовым каскадом. Вывод IN / OUT становится «низким», если обнаружен эффективный эхо-сигнал, а аналоговый эхо-сигнал, обработанный внутренне, доступен как цифровой сигнал через тот же вывод IN / OUT, то есть низкий импульс появляется на выводе IN / OUT шириной, пропорциональной силе эхо-сигнала.

Ладно, отложим теорию и перейдём к установке парковочного датчика на авто. Но это уже чисто практика, которой возможно будет посвящен отдельный материал. В любом случае мы многое узнали в плане схемотехники и получили немало полезной информации об устройстве таких приборов.

Источник

СХЕМА ПАРКОВОЧНОГО РАДАРА

Изготовленное мной устройство предназначено для помощи в безопасной парковке автомобиля — парковочный радар. Всем автомобилистам известно как бывает сложно припарковать автомобиль в городских условиях. Парковочный радар (парктроник) служит для сигнализации при приближении автомобиля к какому-либо препятствию или другому автомобилю. В отличии от промышленных образцов устройство работает на инфракрасных лучах. За основу конструкции взята одна схема, которая была доработана и усовершенствована. Усовершенствования заключаются в том, что стала возможна одновременно звуковая и светодиодная сигнализация о приближении к препятствию. Принцип работы парковочного радара заключается в следующем: инфракрасный светодиод постоянно излучает импульсы.

Инфракрасный луч попадая на препятствие, отражается от него и попадает на приемный фотодиод. Чем ближе препятствие, тем сильнее отраженный сигнал. Далее сигнал, детектируется и попадает на операционные усилители. Напряжение, попадающее на усилители, прямо пропорционально расстоянию до объекта. Усилители включают соответствующие сигнальные светодиоды и звуковую сигнализацию. Звуковая сигнализация позволяет водителю не отвлекаться, наблюдая за светодиодами при парковке. Принципиальная эл. схема парковочного радара показана на рисунке ниже.

Схема парктроника состоит из: таймера VD1 на микросхеме NE555 – аналог КР1006ВИ1 с излучающим светодиодом HL1; приёмного фотодиода HL2 с операционным усилителем и детектором; трёх компараторов. Операционный усилитель и компараторы собраны на донной микросхеме типа LM324 – аналог К1401УД2, которая представляет собой линейный светодиодный индикатор с четырьмя операционными усилителями в одном корпусе. Выходная световая сигнализация собрана на светодиодах HL3-5, выходная звуковая сигнализация собрана на таймере VD3 LN555 и звуковом элементе Z1. Для стабилизации питания схемы использован стабилизатор КРЕН и конденсатор С5.

Работа схемы радара. Таймер VD1 генерирует последовательность прямоугольных импульсов, частота которых определяется цепочкой R1, R2, C1 и равна в данной схеме 120 Гц. Инфракрасный светодиод HL1 постоянно излучает эти импульсы. Инфракрасный луч, попадая на препятствия, отражается от них и попадает в приемный фотодиод HL2. С фотодиода HL2 сигнал поступает на операционный усилитель, собранный на ¼ микросхемы VD2.

Усиленный сигнал детектируется диодами D2-3 и поступает на компаратор, собранный на трёх оставшихся операционных усилителях микросхемы. Напряжение на входах компараторов прямо пропорционально расстоянию до препятствия. Делитель напряжения, собранный на резисторах R7–R10 определяет порог срабатывания компараторов. Каждый компаратор включает свой светодиод в зависимости от величины напряжения, поступающего с детектора. Через диоды D4–D5 и резисторы R15–R17 сигнал с компараторов поступает на таймер VD3 на микросхеме NE555. К выходу 3 таймера подключен звуковой пьезоэлемент Z1 типа Зп-22. При расстоянии до препятствия 30см загорится первый светодиод и будут слышны редкие звуковые сигналы примерно 1-2 раза в секунду. При расстоянии до препятствия 15 см — загорится второй светодиод и будут слышны более частые 3-4 раза в секунду звуковые сигналы. При расстоянии до препятствия 7 см – загорится третий светодиод и будут слышны частые, более 4-х раз в секунду звуковые сигналы. Приведенные расстояния могут изменяться в зависимости от применённых в схеме типов инфракрасных элементов и свойств отражающей поверхности препятствия.

Конструкция и детали. Схема самодельного парковочного радара собрана на печатной плате. Инфракрасные фото и светодиоды можно применить любые и монтировать в одной паре, но обязательно разделить светонепроницаемой перегородкой или трубкой. Необходимо предусмотреть защиту от солнечной засветки. Устанавливать излучающий и приёмный светодиоды можно впереди или сзади автомобиля. Можно установить сразу несколько пар светодиодов в разных местах автомобиля, но для этого нужно немного доработать схему. Я установил светодиоды в задней фаре. Сигнальные светодиоды можно применить любые с цветом свечения по вашему вкусу. Автор…

Originally posted 2019-02-05 07:28:39. Republished by Blog Post Promoter

Источник

Электрическая схема парктроника

Принцип действия парковочных систем основан на излучении сигналов, которые принимаются после отражения от препятствия и обрабатываются управляющим устройством (например, микроконтроллером). Исходя из параметров принятого сигнала рассчитывается расстояние до препятствия, после чего соответствующая информация выводится на блок индикации. Особенности конкретной принципиальной электрической схемы парктроника могут отличаться в зависимости от типа используемых датчиков, количества дополнительных функций, стоимости парковочной системы и пр. Основной принцип работы при этом остаётся неизменным.

В качестве излучателей и приёмников обычно используются одни и те же датчики. Наиболее распространенный вариант — ультразвуковые сонары, но применяются также инфракрасные и электромагнитные сенсоры.

Функциональная схема парктроника

Рассмотрим принцип действия парковочного ассистента на примере одного из вариантов функциональной схемы устройства.

Управление работой данной схемы осуществляется микроконтроллером (МК на рис. 1). Микроконтроллер в заданные моменты времени подаёт управляющие сигналы на передатчик (Прд), который включает сенсоры (УЗИ) на передачу. При приближении к препятствию отраженные от него сигналы поступают на схему приемника (Прм), затем усиливаются усилителем (У) и поступают на микроконтроллер.

Микросхема МК анализирует параметры принятых сигналов (в случае ультразвуковых сенсоров — величину временной задержки), после чего управляет дальнейшей работой передатчика и блока сигнализации (БСИ).

Функциональные схемы разных парктроников имеют определенные отличия. Например, более простые могут обходиться вообще без микроконтроллеров. Управление в таком случае осуществляется посредством других электронных микросхем.

Принципиальная схема парктроника на счетчике-делителе

Рассмотрим пример принципиальной электрической схемы парктроника, собранной на десятичном счетчике-делителе. В нашем случае это МС К561ИЕ8.

В качестве датчиков используются два разных устройства — ультразвуковой излучатель (TX, MA40S4S) и приёмник (RX, MA40S4R). Генератор ультразвуковых импульсов собран на МС К561ТЛ. Здесь DD1.5 играет роль выходного буфера, DD1.6 – усилителя выходного сигнала, а DD1.4 – непосредственно генератора. Генерируемая частота составляет примерно 40 кГц, причём этот показатель можно подстроить посредством резистора R14.

Парктроник запитывается от сети 12 В (желательно брать питание от лампы заднего хода либо использовать альтернативные варианты при подключении передних датчиков). Стабилизатор входного напряжения выполнен на элементе DA1.

В момент сброса десятичного счётчика на выходе Q0 формируется управляющий электрический импульс, запускающий работу излучателя TX на передачу. Остальные выходы К561ИЕ8 задействованы для индикации расстояния от препятствия.

Отраженный сигнал после детектирования на RX усиливается каскадом VT1–VT4 и переключает триггер (DD1.1 и DD1.2). Тем самым работа счетчика временно останавливается. Включается один из светодиодов, сигнализирующий о расстоянии до препятствия. Включение диода HL9 говорит о максимальной дистанции до преграды, а HL1 – о минимальной. Одновременно с диодом HL1 включается звуковая сигнализация на зуммере BF.

Описанная принципиальная схема предусматривает возможность ручного регулирования ряда параметров. Потенциометром R14 настраивается чувствительность устройства. Посредством R15 задаётся диапазон срабатывания между светодиодами. Например, можно установить промежуток 10 см для каждого из диодов, тогда парктроник будет срабатывать при расстоянии в 90 см от препятствия.

Отметим, что приведённая электрическая схема парктроника позволяет подключить его всего с одной парой датчиков. Это очень простой и недорогой вариант организации парковочной системы.

Принципиальная электрическая схема на микроконтроллере

Эта принципиальная электрическая схема парктроника соответствует приведенной на рис. 1 функциональной.

Принципиальная схема собрана на 8-битном микроконтроллере Z86E0208PSC марки ZiLOG (DD1). DA1 – это стабилизатор напряжения 7805, обеспечивающий питание +5 В. На транзисторах VT1–VT3 собран резонансный усилитель. Применяются по четыре ультразвуковых излучателя и приёмника (BQ).

В качестве времязадающей цепи используется схема на кварцевом генераторе ZQ (8 МГц) и конденсаторах C3, C4. Ультразвуковые излучатели подключены на выводы 15—18 порта 2 контроллера. На входы излучателей подаются пакеты импульсов длительностью 1 мс с возбуждающим напряжением размахом 10 В.

Отраженные ультразвуковые волны принимаются приёмниками BQ1, BQ5—7, включенными во входную цепь трехкаскадного усилителя на транзисторах КТ3102. С выхода усилителя сигнал подаётся на вход P32 контроллера — неинвертирующий вход компаратора. С делителя R1–R3 на инвертирующий вход P33 подаётся эталонное напряжение +2,7 В. Дополнительную защиту от помех обеспечивает ограничительный диод VD1 с конденсатором C1. Для ограничения мгновенных значений принятого импульса уровнями 0 и 5 В используются диоды VD2 и VD3.

Принципиальная электрическая схема данного парковочного радара подразумевает подключение питания к лампе заднего хода автомобиля, левому и правому поворотникам. Это обеспечивает запуск системы в случае включения задней передачи или начале перестроения/поворота.

Микросхема DA1 преобразует 12 В в питающее напряжение МС Z86E02 + 5 В и стабилизирует его. На резисторе R6 и конденсаторах C2, C8 и C13 собран фильтр для подавления помех. На резисторах R1 и R5 реализован делитель напряжения 2,7 В.

Принцип действия

После включения парковочного радара управляющая микросхема запускает работу излучателей. При появлении в зоне действия системы препятствия происходит отражение ультразвука и возврат его к приёмнику. Микроконтроллер по времени задержки рассчитывает расстояние до преграды и формирует соответствующие предупреждающие сигналы: частые при расстоянии до препятствия менее 1 метра и редкие на дистанциях 1—2 метра.

После излучения пакета длительностью 1 мс контроллер переводит схему в режим ожидания, работа передатчиков подавляется. Если через 60 мс приемниками не была принята отраженная волна, радар опять запускается на передачу.

Схема датчика парктроника на инфракрасном излучении

В завершение приведем простейшую принципиальную электрическую схему датчика парктроника, собранную на инфракрасных излучателях.

Работа этой электрической схемы парктроника основана на взаимодействии операционного усилителя LM324 и таймера NE555. Используются два ИК-диода — передатчик и приёмник. В качестве индикаторов задействованы три светодиода — красный, зеленый, жёлтый.

Принципиальная схема парктроника настроена таким образом, что обеспечивает трёхступенчатую сигнализацию о приближающемся объекте. На дистанции 30 см включается желтый светодиод, на 20 см — жёлтый и зелёный, на 10 см горят все три индикатора.

При своей простоте эта схема представляет определенный интерес, поскольку монтажную плату со всеми необходимыми деталями можно купить в любом магазине радиодеталей.

При желании можно самостоятельно собрать парктроник своими руками с помощью этой электрической схемы. Правда, потребуется вынести индикаторы за пределы монтажной платы датчика и разместить их где-нибудь в районе приборной панели.

Источник

Adblock
detector