Схема парктроника для автомобиля

Как сделать парктроник своими руками и схема установки стандартных датчиков на авто

Современный автомобиль представлен сочетанием большого количества различных систем. Многие связаны с процедурой парковки, устанавливаются для повышения безопасности проводимых маневров. При желании можно изготовить парктроник своими руками. Эта система рассчитана на определение расстояния до ближайших препятствий. Система представлена сочетанием датчиков и других элементов, которые в совокупности обеспечивают наиболее благоприятные условия для маневров в сложных условиях.

Необходимые инструменты и материалы

Для создания парктроника требуются некоторые материалы и инструменты. Машины на продажу часто ставятся с указанием этой опции, которая считается одной из самых полезных. Для проведения работы требуются:

Контроллер под названием «Arduino Duemilanove». Это устройство представлено аппаратным вычислителем, который обрабатывает всю поступающую информацию.
Ультразвуковые датчики, выступающие в качестве устройства, которое определяет расстояние.
Для защиты важных элементов системы применяется пластмассовый корпус или бокс. Он часто размещается в багажном отделении.
Для соединения отдельных элементов рекомендуется использовать специальные переходники. Применение метода пайки усложняет процедуру монтажа и демонтажа.
Светодиодные источники света. Диод устанавливается на видном месте в салоне автомобиля. Он выступает в качестве сигнала, по которому определяется степень сближения с различными препятствиями. Вместо диода может устанавливать таймер ШИМ-сигнала.
Макетная плата.
Провода надлежащей длины, которые применяются для соединения всех элементов. Для соединения парковочных датчиков, расположенных в бампере, с контроллером требуется проводка большой протяженности. Укладывается кабель под обшивкой кузова или различными пластиковыми панелями.
Источник питания на 9В. В некоторых случаях питание подводится от штатной магнитолы или мультимедийной системы, т. к. они включаются вместе с зажиганием.

Для проведения работы требуются паяльник, нож, щипцы и изоляция. Для снятия бампера и других элементов необходимы отвертки с различными наконечниками и набор ключей.

Схема

Схема самодельного парктроника предусматривает соединение нескольких элементов, которые в совокупности обеспечивают условия для комфортного передвижения в сложных условиях. Особенностями применяемой системы являются нижеприведенные моменты:

Специальные ИК-датчики могут определять препятствие на расстоянии до 100 см. На стандартных датчиках указывается дальность работы.
При обнаружении препятствия датчик передает сигнал детектору, который активирует таймер ШИМ-сигнала.
После срабатывания таймера устройство начинает выдавать сигнал с частотой, по которой определяется степень удаленности от объектов вокруг транспортного средства.

Схема парктроника основана на применении инфракрасного датчика. Делайте систему таким образом, чтобы луч при отражении попадал на фототранзистор.

Рекомендуется проводить размещение от 2 до 8 датчиков.

С увеличением количества элементов повышается эффективность самодельного парктроника.

Сборка

Провести сборку системы можно самостоятельно в домашних условиях. Инструкция выглядит следующим образом:

Выбранная плата Arduino приклеивается ко дну ящика при применении специального клея или силикона. После этого проводится подключение питания к контроллеру.
Большинство ультразвуковых датчиков, которые есть в продаже, питаются от сети 5 В. Для их подключения прокладывается провод.
Выход используемых ультразвуковых датчиков подводится к выводу ШИМ Arduino. Это соединение позволяет передавать импульс в датчик, после чего считывается получаемый результат.
Проводится подключение трехцветного диода. Перед непосредственной пайкой нужно уделить внимание тому, какие ноги отвечают за каждый цвет.
Следующий шаг заключается в установке программы.

Вместо диодов может устанавливаться элемент, который создает звуковой сигнал. Для этого применяется специальный преобразователь.

Проверка перед установкой

Перед непосредственной установкой системы на автомобиль следует ее протестировать. Рекомендации следующие:

Устройство фиксируется на основе.
Датчик приближают к различным объектам и проверяют то, каким будет сигнал.
Цепь проверяется при помощи мультиметра.

Стоит учитывать, что эффективность системы во многом зависит от правильности расположения датчиков.

Установка

Распространенным вопросом можно назвать то, будет ли мертвая зона при установке парктроника. Во многом это зависит от количества датчиков и правильности последующей регулировки всей системы. Схема расположения системы зависит от особенностей автомобиля. Рекомендации по проведению работы следующие:

Начинать установку парктроника рекомендуется с размещения контроллера. Блок фиксируется в багажном отделении, где для него находится более подходящее место. При движении может возникнуть вибрация, которая нарушит целостность соединений. Фиксация проводится при помощи штатного кронштейна и двустороннего скотча.
Самым сложным этапом является расположение датчиков внутри бампера. При работе применяется насадка подходящего размера, которыми в бампере автомобиля создаются отверстия.
Чтобы провести работу аккуратно, рекомендуется осуществить демонтаж бампера. В зависимости от количества применяемых датчиков проводится разметка внутренней поверхности. Наиболее важным параметром можно назвать высоту расположения сенсоров, оптимальным расстоянием считают 0,5 м. Слишком низкое расположение может привести к тому, что парктроник будет срабатывать даже при сближении автомобиля с бордюрным камнем и другими небольшими объектами на дороге.
После создания требуемых отверстий на их кромку наносится герметик и клеящий состав. Применение подобных материалов обеспечивает надежную фиксацию.
Все провода собираются в один жгут и приклеиваются к поверхности бампера скотчем. Если этого не сделать, то есть вероятность нарушения контакта и пропадания сигнала.

После размещения всех датчиков проводится обратная установка бампера, проводка прокладывается в багажное отделение. Больше всего трудностей возникает с креплением переднего бампера, т. к. провода от датчика должны прокладываться через весь салон.

Перед непосредственным выездом на дороги общего пользования рекомендуется протестировать парктроник. Рекомендации следующие:

Нужно подгонять автомобиль к препятствиям под различным углом. Это позволяет определить вероятность появления слепых зон.
Подогнав транспортное средство к препятствию на расстояние, при котором сработали датчики, нужно остановиться и выйти посмотреть точность срабатывания. Подобную процедуру нужно повторить несколько раз.
Рекомендуется проводить процедуру с большой аккуратностью и при помощи человека, который будет снаружи контролировать степень сближения транспортного средства с препятствием. Это связано с тем, что велика вероятность неправильного срабатывания системы.
При обнаружении проблем следует провести замену используемых датчиков, проверку целостности проводки и провести перепрошивку контроллера.

Установка парктроника в домашних условиях делается не только ради экономии, но и с целью точной регулировки системы. Понимание всех сигналов позволяет исключить вероятность ошибки при маневрировании в тесных и сложных условиях.

Поделки своими руками для автолюбителей

Ультразвуковой парктроник своими руками

Всем здравствуйте! В этой статье будет рассмотрено самостоятельное изготовление парктроника или парковочного устройства, по-другому ещё называемого автомобильным сонаром.

Такие устройства являются хорошими помощниками автовладельцу при выполнении манёвров задним ходом в условиях ограниченной видимости. Все подобные устройства используют один и тот же принцип работы, а именно измерение отражённого сигнала от объекта и сигнализация водителю о расстоянии при критических расстояниях.

Сейчас в сети можно найти не мало схем парктроников для самостоятельной сборки. Много схем предлагается к реализации на основе ИК-излучения с использованием светодиода и фотоприёмника. Но практичность их невелика, если только вы не собираетесь выходить из автомобиля и каждый раз при парковке и протирать оптоэлектронные элементы. Также не мало схем и ультразвуковых сонаров на микроконтроллерах и с использованием Arduino. Надёжность таких схем в разы больше, чем на оптоэлектронике, но при одном условии — приёмник и передатчик сигнала должны использоваться специализированные, а не дешёвые китайские сборки в виде одной миниатюрной платы.

Именно схему и конструкцию ультразвукового парктроника на основе специализированных датчиков мы и будем разбирать в этой статье. В схеме нет микроконтроллеров, а использована обычная логика на микросхемах. Приёмник MA40S4R и передатчик MA40S4S работают на частоте 40000 Гц, реагируют только на свой отражённых сигнал, является помехоустойчивыми и надёжными. Выглядят они абсолютно одинаково и при конечном монтаже важно не перепутать их местами. Внешний вид показан на рисунке ниже.

Схема позволяет оценивать расстояние до объекта по загорающимся светодиодам, а также подавать водителю звуковой сигнал. Всего индикаторных ступеней — 9. Рекомендуется настраивать их с шагом 10 см. Т.е. чувствительность патронника будет начинаться с расстояния 90 см.

Передатчик ультразвуковых импульсов собран на элементе DD1.4 микросхемы 74HC14N — инвертирующем триггере Шмитта. Далее частота генератора через два буферных элемента DD1.5 и DD1.6 поступает на передатчик TX MA40S4S. Будучи отражённым от объекта ультразвуковой сигнал принимается приёмником RXMA40S4R и усиливается каскадами на транзисторах VT1-VT4.

Выход усилителя переключает триггер на элементах DD1.2 и DD1.2, который управляет счётным входом десятичного счетного делителя DD2 СD4017АN. В зависимости от расстояния до отражённого объекта горит один из светодиодов, которые подключены к выходам DD2. Максимальное расстояние соответствует светодиоду VD9, а минимальное — VD13. Также при входе в зону действия датчиков объекта издаётся звуковой сигнал пьезоизлучателем BA1 для привлечения внимания водителя.

В схеме всего лишь две настройки: подстроечным резистором R16 устанавливается частота, как можно точнее — 40000 Гц, а подстроечником R15 — чувствительность схемы (расстояние до объекта). Рекомендуемая настройка — 90 см, при этом шаг загорания светодиодов составляет 10 см. Устанавливаются сами датчики в заднем бампере авто. Светодиоды и буззер выносятся с платы в зону видимости водителя.

Печатная плата показана на рисунке. Плата двухсторонняя. Нижний слой изготовляется методом ЛУТ, а несколько дорожек верхнего — дорисовываются маркером.

И ещё один момент, если вы решили сделать чип тюнинг своего автомобиля, хочу порекомендовать отличную компанию «Madcat Customs». Индивидуальный подход к каждому клиенту, бесплатный тест-драйв.

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.