- Содержание:
- Функциональная схема парктроника
- Принципиальная схема парктроника на счетчике-делителе
- Принципиальная электрическая схема на микроконтроллере
- Принцип действия
- Схема датчика парктроника на инфракрасном излучении
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.
