太阳能LED停车传感器项目

我们的车库没有很多深度，并且在末端有橱柜，进一步减少了深度。我妻子的车很短，可以装，但也很近。我制作这个传感器是为了简化停车过程，并确保汽车在停车太远撞到柜子之前在车库里装满。

设计完成后，我决定用太阳能电池板为其供电，因为我有一个放置它们的好地方，我的计划是扩展这个系统，以便将来为车库中的更多东西供电。

补给品：

3D 打印外壳和 LED 扩散器

3D打印线夹

Arduino Nano 、面包板和跳线

太阳能管理器

太阳能板

可焊面包板, 2 线连接器, 3 线连接器, 4 线连接器

LED灯条（60个/米）WS2812

14500锂离子电池

电动螺丝刀

超声波传感器

双面胶带,液体电工胶带

剥线钳,烙铁

3D打印机

热风枪

M3x8mm螺丝，M3螺母

*所有链接都是附属链接

第 1 步：构建电路 + 代码

 

 

 

 

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下载并安装 arduino 草图。在这里找到：停车传感器草图

该电路由一个超声波传感器、一个 arduino nano 和一个 WS2812B 5V 可寻址 LED 灯条组成。我最初担心使用超声波传感器，因为汽车表面不平坦，但经过初步测试，它似乎没有问题。

将以下内容连接到指定的 arduino 引脚（或在第 5-7 行的代码中更改它们）：

LED 灯条 -> 引脚 8

超声波传感器触发 -> 引脚 12

超声波传感器回波 -> 引脚 11

要调整代码以匹配您的应用程序，您可以更改以下代码行：

9：这是开灯的厘米数

10：这是让你知道你已经接近的门槛

11：这是让你知道你在安全距离之外的厘米数

12：在这个距离 灯光开始变成紫色 让你知道停下来

13：在这个距离 灯光开始闪烁 让你知道你离得太近了

其他一些需要调整的数字：

15：这是汽车停止移动后，在灯亮和 Arduino 进入低功耗模式之前等待的秒数。

17：此数字表示传感器记录移动并重新打开之前允许的距离波动量。

我利用“低功耗”库将 Arduino 在不使用时置于睡眠状态。此Sparkfun 指南概述了它的工作原理，您可以在此处下载安装它：低功耗库。我发现该库干扰了串行监视器，因此您在包含和使用低功耗库的同时将无法使用它。

第 2 步：焊接电路

 

 

 

 

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将电路元件转移到原型板上并焊接到位。焊接超声波传感器的 4 针 JST 连接器和 LED 灯条的 3 针 JST 连接器。我添加了一个 2 线 JST 连接器到 5V 和接地，以便从外部为组件和 arduino 供电。

第 3 步：安装超声波传感器

 

 

 

 

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折断母头条的 4 针片，弯曲针并焊接到 4 针连接器，这样您就可以将其滑到超声波传感器上。用液体电工胶带涂漆。

在将要安装检测器的机柜上标记传感器和 LED 灯条的位置。用双面胶带将 3D 打印的超声波传感器支架粘贴到所选位置。在墙上钻孔，以便将电线穿过。

第 4 步：安装 LED 灯条

 

 

 

 

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将 LED 灯条切割成适合您的长度。（我的有 20 个 LED 长，间距为 60 个 LED/m）。将 3 针连接器焊接到输入侧，并用液体电工胶带涂漆。

如果将 LED 按原样放置在墙上，像素的视角有限，因此会浪费大量光线。您可以在上图中看到差异。我设计的用于漫射光的盖子的厚度约为 0.5mm，这似乎提供了亮度和漫射量之间的最佳平衡。

选择要放置 LED 的位置。理想情况下，它们应该位于驾驶员前方的中央，靠近驾驶员座椅的视线水平。将支架的两个后部插在一起，将 LED 灯条滑入支架，去除 LED 灯条背面的粘合剂，然后压入到位。将盖子滑到支架上，然后使用双面胶带安装到您选择的位置。

注意：草图是为 20 个 LED 编程的，所以如果您使用不同的数量，请记住更改第 5 行的数字以反映这一点。如果您使用奇数个 LED，则会对其进行设置，使其仍能按预期工作。

第 5 步：安装 Arduino 并将其全部连接起来

 

 

 

 

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使用两个 M3 螺钉和螺母将可焊接的面包板连接到外壳上，将连接器滑过侧面的开口，然后将盖子拧到位。

选择一个方便的位置将外壳安装在 LED 和超声波传感器附近，并添加一个螺钉，以便您可以使用锁孔安装将其挂在适当的位置。我直接放在超声波传感器旁边，这样我就可以避免为传感器做一个四线延长线。

连接传感器和 LED。使用 3D 打印的电线支架来帮助管理电线，并防止电线移动太多。

第 6 步：添加太阳能电池板

 

 

 

 

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我决定在这个项目中增加太阳能，这样我就不用担心电池了，所以我不用经常把它插在墙上。太阳能装置是模块化的，所以我计划做更多的车库项目，从它获取电力，我可以根据需要改进太阳能电池板或充电控制器和电池。

该项目中使用的太阳能管理器需要至少 6v 的电压和至少 5W 的功率才能为电池充电。小型太阳能项目的棘手之处在于，锂离子电池需要至少 1 安培的电流才能充电。在这种情况下，我有两个额定电流为 0.5 A 的 5v 面板。因为电源管理器至少需要 6v，所以面板必须串联，将它们的电压加在一起。在这种安排下，电流保持在 0.5A，但由于组合面板提供的功率为 5W，当充电控制器降低电压时，将有足够的电流为电池充电。

注意：太阳能电池板电压在一天中波动很大，并且会在高于额定电压的值处达到峰值。因此，您不想将 Arduino 或电池直接连接到面板。

使用电线将面板串联焊接，并添加一个 2 针 JST 连接器，以便您可以轻松地将它们与电源管理器连接和断开。找一个可以晒太阳的平坦表面来安装面板。对我来说，我有一个地方可以很容易地用双面胶带把它们粘下来。我先清洁了表面，然后将面板贴下来。保持似乎足够强大，但时间会证明这是否足以承受我们在这里遇到的一些强风。当电线送回车库时，我使用束线带将电线固定在适当的位置。

当向它们施加电压时，许多发电机也可以用作负载。在麦克风的情况下，它可以用作扬声器。发电机也可以用作电动机。LED 可用于测量光的存在。如果对太阳能电池板施加电压，它会吸收电流，我相信它会发光（不确定频率是多少）。在这种情况下，需要在电路的某处安装一个阻塞二极管，以防止太阳能电池板在没有阳光时耗尽电池电量。我以为电源管理器电路内置了这个，但几天下雨后，电池已经完全耗尽。

我使用了一个我发现的二极管，并将其焊接到将连接到充电控制器上 5V 端子的电线末端。如果你焊接到同一个地方，带带的二极管末端应该指向充电控制器，远离太阳能电池板的正极。这将阻止电流泄漏回面板。我使用热缩焊锡线连接器将其焊接到位，因为我是在系统安装到位后安装我的。

第 7 步：添加太阳能管理器

 

 

 

 

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电源管理器可以选择使用母跳线或 USB 电缆进行连接。对于我想要走线的距离来说，这些都不是特别方便，所以相反，我将电线焊接到连接 5v 和接地引脚的电路板底部。

使用双面胶带将两个 5 针 Wago 杠杆螺母连接到外壳上。这将允许从此电源管理器为多个设备供电。它能够在 5V 时输出高达 1A 的电流，因此如果您未来的应用需要更多电流，您应该探索使用其他电源管理器。

在电源管理器的背面，有一系列开关，您可以设置太阳能电池板的大致电压，因此请根据您使用的太阳能设置进行切换。就我而言，我将其设置为 9v，因为串联排列的面板额定为 10v。

电源管理器带有支架，因此请卸下其中两个，然后使用这些孔将电源管理器使用 M3x8 螺钉拧到外壳上。将焊接到 5v 的电线穿过底部的孔并接地，然后将它们夹入 Wago 杠杆螺母中。

为电源管理器找到一个好位置，并在墙上加一颗螺丝钉。使用外壳上的锁孔将其挂在适当的位置。将电线从 Arduino 连接到电源管理器，并使用 5v 和接地 Wago 连接器固定到位。小心不要将其向后连接，Arduino 板带有一些保护措施，但如果您将 5v 引脚反向连接，您可能会在这里炸毁您的。使用电线支架将电线沿墙壁固定到位。

对来自太阳能电池板的电线做同样的事情。在将电线连接到电源控制器的输入端之前，请务必断开太阳能电池板，以免意外将它们短路或损坏电路板。

完成后，将盖子安装到外壳上，打开电池开关，然后重新连接太阳能电池板。

第8步：测试它！

这一切都应该在这一点上起作用。用您的车试一试，确保根据您的停车情况正确校准距离，然后尽情享受吧！看着它工作非常令人满意，然后在完成后关闭。如果您忘记添加阻塞二极管，您有时会注意到一些奇怪的行为，因为电池会被面板耗尽。