<Desc/Clms Page number 1>
- i- NADERINGSMELDER VOOR AUTO'S Beschrijving
EMI1.1
------------ Iedereen die in een drukke winkelstraat moet parkeren, op een plaats waar nog maar net een auto kan gezet worden, stelt zieh dikwijls de vraag, tijdens het maneuvreren :"Hoe ver ben ik nog verwijderd van het voertuig dat achter mij of voor mij staat gestationneerd ?"Soms moet dan de medereiziger uitstappen om het maneuver te helpen uitvoeren. Wanneer men echter alleen in de auto zit, zou het handig zijn een apparaatje te bezitten, dat je waarschuwt wanneer je gevaarlijk dicht bent genaderd.
We hebben hierop iets gevonden : namelijk :"Een naderingsmelder voor voertuigen" (auto's, bussen, vrachtwagens, enz...).
Hiermee kan een botsing met een ander voertuig voorkomen worden, tijdens het maneuvreren. De schakeling is elektrischelektronisch van opzet.
Het eerste ontwerp is op basis van elektromagnetische golven, namelijk infra-rood licht. IR-licht kan men met het blote oog niet waarnemen. We gaan IR-licht uitzenden, van achter (voor) op het voertuig en dan laten terugkaatsen op het te benaderen objekt. De huidige technologische ontwikkelingen laten toe dat gelijk welk objekt als reflektor kan fungeren. Uiteraard is dan de teruggekaatste hoeveelhcid licht veel minder dan bij een echte reflektor. Dit wordt elektronisch opgevangen.
Dit is een zender-ontvanger met reflektie op het voorwerp.
Met alleen een zender-ontvanger is men nog niet veel. er hoort ook nog een versterker bij die het opgevangen weerkaatste signaal.
De afstand om een objekt te detekteren loopt van enkele cm.
EMI1.2
tot + 150 cm. (bij het proefmodel). Deze reikwijdte is in te stellen d. m. v. een potentiometer, die gelntegreerd is in de versterker. Met deze potentiometer wordt de sterkte van het uitgestraalde licht geregeld. Het is ook mogelijk de sterkte van de bron konstant te houden, en de gevoeligheid van de ont-
<Desc/Clms Page number 2>
vanger te regelen. Omdat a) het geheel ongevoelig moet zijn voor omgevingslicht en b) de bron bestaat uit een IR-licht emitterende diode (LED) (waarvan de gemiddelde stroom beperkt is) en c) een redelijke afstand moet behaald worden ; dient de lichtstraal gemoduleerd te worden. Men gaat met een bepaalde frekwentie impulsen (of een impulstrein) toevoegen aan de bron, in dit geval de LED.
De gemiddelde stroom door de LED mag een bepaalde maximum waarde niet overschrijden.
Wanneer de groote van de impuls wordt gekozen, is hieraan een bepaalde frekwentie gebonden of omgekeerd. Berekeningen en experimenten leiden tot de juiste verhouding.
De ontvanger bestaat uit een lichtgevoelig element (bv. fotodiode, fototransistor of andere). Deze zet de teruggekaatste gemoduleerde elektromagnetische golf om in een elektrisch gemoduleerd signaal, dat aan de ingang van de versterker wordt toegevoerd. Aan deze ingang is een filter voorzien die alleen signalen doorlaat van dzelfde vorm en frekwentie. Eénmaal dat het binnenkomend signaal de filter is gepasseerd, wordt dit door een IC aanzienlijk versterkt. Voor de filter kan ook al een versterking plaats vinden omdat het opgevangen signaal zeer klein is. Uiteindelijk wordt de uitgang hoog of laag t. o. v. de + of de-van de voeding. Met dit uitgangssignaal kan gelijk welk meldingsapparaat worden gestuurd.
Hierboven dus even een toelichting hoe de verwerking van de IR-signalen kan geschieden. In feite kan gelijk welke manier van verwerken worden gebruikt, als men maar tot hetzelfde eindresultaat komt.
We kunnen het volgende besluiten ; hoe dichter het objekt bij de zender-ontvanger komt, des te sterker is het teruggekaatste opgevangen signaal. Dit signaal is een maat voor de afstand tussen voertuig en objekt.
De bouw : Ons opzet is de zender-ontvanger module zo klein mogelijk te maken om de mogelijkheid te hebben dit in te bouwen en bijvoorbeeld het achteruitrijlicht of gelijk welk licht van een voertuig. De versterker en de bijbehorende schakeling kan elders, waar er meer plaats is worden ingebouwd.
Ten eerste kan men de zender-ontvanger scheiden van de verster-
<Desc/Clms Page number 3>
ker door gebruik te maken van een elektrische koppeling d. w. z. een afgeschermde draad. er wordt gebruik gemaakt van een 4aderige draad waarvan elke draad appart is afgeschermd, zie hiervoor fig. la. Het beproefde model van fig. la heeft een cilindervorm met een doormeter van + 25 mm. en een hoogte van + 20 mm.
Ten tweede, kan men gebruik maken van een glasvezel. D. m. v. deze optische vezels kunnen de lenzen van de zender-ontvanger verplaatst worden en de lichtgevoelige-emitterende elementen kunnen vlak bij de versterker blijven.
Het grote voordeel van het gebruik van vlasvezel is dat de benodigde plaats, om dit in te bouwen, ten zeerste wordt verkleind. Twee gaatjes van + 4 mm. is voldoende. Een nadeel van het gebruik van vlasvezel is de beperking in reikwijdte. Dit kan min of meer worden opgevangen door gebruik te maken van opzetlensjes. Fig. Ib geeft hiervan een beeld.
Wat in fig. la en Ib opvalt is dat de voeding kan worden getrokken van het achteruitrijlicht, voor zover dit aanwezig is.
Dit is wel de meest voor de handliggende voedingsaansluiting dat men achter in het voertuig monteer. Men kan natuurlijk ook aanschakelen d. m. v. een gewoon schakelaartje, maar dan is het wel niet automatisch. Aanschakelen kan dus op verschillende manieren.
Voor wat de eigenlijke melder betreft, dit kan een geluidsbron en/of een lichtbron zijn. Hierna volgt een opsomming van enkele mogelijkheden : a) een zoemertje en/of een lampje b) twee of meer zoemertjes (lampjes) van verschillende toon wanneer twee of meer fotocellen worden gebruikt, die alle- maal op een verschillende afstand zijn uitgesteld. c) een zoemertje van 12 VDC al of niet ingebouwd in het dash- bord. d) de bestaande klaxon of een externe klaxon. Dit is misschien nuttig voor grote voertuigen, zoals vrachtwagens, autobussen e. a. Via een bijkomende schakeling is het mogelijk in geval van gebruik van een klaxon deze pulserend te laten werken. Zie hiervoor fig. 2a.
Als men de klaxon wil gebruiken moet er steeds een relais tussen geschakeld worden,, omdat de stroom
<Desc/Clms Page number 4>
door de klaxon te groot is voor de versterkeruitgang.
Een elektronische poweruitgang bouwen is natuurlijk ook mogelijk. Zie fig. 2b. e) Een draaiende motor van een voertuig te laten stilvallen wanneer men ver genoeg zijn garage is binnengereden.
Er zijn natuurlijk nog tal van andere mogelijkheden.
Montagemogelijkheden van de zender-ontvanger : a) In het achteruitrijlicht d. m. v. het boren van 2 gaatjes.
Door het plaatsen van een dichtingsring is het geheel waterdicht. b) In gelijk welk licht aan zowel de voor-als de achterzij-
EMI4.1
de. c) In de bumper aan de achter-of voorzijde. d) In het koetswerk. e) Ergens anders waar men detektie wil, een zelf uit te kie- zen plaats. f) Op meerdere plaatsen tegelijk, dit geeft een groter ge- zichtsveld.
Fig. 3 geeft een doorsnede van een mogelijke montage.
Het tweedc ontwerp is op basis van geluid nl. ultra-soon geluid. Daar het geluid zieh met een snelheid van 331 m/sec. voortplant in de lucht, kan hiervan gebruik worden gemaakt om afstanden te bepalen. Ook hier weer de vorm van een impuls.
De zender stuurt gedurende een zeer korte tijd een ultra-soon geluid de ruimte in. Wanneer dit geluid op een objekt terecht komt, wordt dit teruggekaatst en opgevangen door de ontvanger. Het uitzenden van impulsvormige blokken geluid gebeurt volgens een bepaalde frekwentie. De tijd dat de impuls onderweg is, is een maat voor de afstand tussen zender-ontvanger en objekt.
Die tijdsduur wordt langs elektronische weg gemeten en men kan zo na omzetting, de afstand op digitale of analoge wijze weergeven. Op deze manier kan een display in het dashbord worden geintegreerd, die de juiste afstand van het te benaderen objekt aangeeft. Tevens kan ook een geluidsbron en : of lichtbron tegelijkertijd worden ingebouwd. In fig. 4 wordt ter verduidelijking een blokschema weergegeven.
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
Legende tekeningen NADERINGSMELDER VOOR AUTO'S
EMI5.2
l) Legende fig. la en lb 1)-LeRende-fig.-la-en. a= fotocelversterker b= afgeschermde draad c= lens d= zender e= ontvanger f= geluidsbron en/of lichtbron g= achteruitrijlicht h= naar schakeling auto (positieve pool) i= objekt j= glasvezel k= uitgezonden lichtstraal 1= teruggekaatste lichtstraal
EMI5.3
massa pool) -ssB-is-"a= klaxon of geluidsbron met decibels b= kontaktuitgang van relais of pulserend relais ca 12 volt positief (+) d= massa (-) e= uitgang van de fotocelversterker f= relais of pulserend relais g= elektronische poweruitgang, eventueel pulserend
EMI5.4
3} Le8ende fiS.3 e a= plexiglas achteruitrijlicht of koetswerkplaat
3) Le & 2Eb= montagevijs c= lens d= zender e= ontvanger f= o-ring g= dichtingsring
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
as tijds-unit,
tijdsmeting tussen uitgezonden en signaal b= voeding (achteruitrijlicht c= objekt d US-zender e= US-ontvanger f= signalisatie (geluids-en : of lichtbron) g= uitlezing digitaal h= uitlezing analoog i= omzetting van tijd naar een meetbare grootheid j= versterker
<Desc / Clms Page number 1>
- i- APPROACH DETECTOR FOR CARS Description
EMI1.1
------------ Everyone who has to park in a busy shopping street, in a place where a car can just be parked, often asks the question, while maneuvering: "How far am I away from the vehicle stationed behind me or in front of me? "Sometimes the fellow traveler has to get out to help perform the maneuver. However, if you are alone in the car, it would be useful to have a device that warns you when you are dangerously close.
We have found something about this: namely: "An approach detector for vehicles" (cars, buses, trucks, etc ...).
This can prevent a collision with another vehicle during maneuvering. The circuit is electric-electronic in design.
The first design is based on electromagnetic waves, namely infrared light. IR light cannot be seen with the naked eye. We are going to emit IR light from behind (front) on the vehicle and then let it bounce on the object to be approached. Current technological developments allow any object to function as a reflector. Of course, the reflected amount of light is much less than with a real reflector. This is collected electronically.
This is a transceiver with reflection on the object.
There is not much with just a transmitter-receiver. it also includes an amplifier that receives the received reflected signal.
The distance to detect an object is a few cm.
EMI1.2
up to + 150 cm. (with the sample). This scope can be set d. with a potentiometer, which is integrated in the amplifier. With this potentiometer the strength of the emitted light is controlled. It is also possible to keep the strength of the source constant and the sensitivity of the
<Desc / Clms Page number 2>
catcher. Because a) the whole must be insensitive to ambient light and b) the source consists of an IR light-emitting diode (LED) (of which the average current is limited) and c) a reasonable distance must be achieved; the light beam must be modulated. One will add impulses (or an impulse train) to the source with a certain frequency, in this case the LED.
The average current through the LED must not exceed a certain maximum value.
When the magnitude of the impulse is selected, it is bound to a certain frequency or vice versa. Calculations and experiments lead to the correct ratio.
The receiver consists of a photosensitive element (eg photodiode, phototransistor or others). This converts the reflected modulated electromagnetic wave into an electrically modulated signal which is applied to the input of the amplifier. A filter is provided at this input that only transmits signals of the same shape and frequency. Once the incoming signal has passed the filter, it is greatly amplified by an IC. The filter can also be amplified because the received signal is very small. Ultimately, the output becomes high or low t. o. v. the + or the - of the power supply. Any signal device can be controlled with this output signal.
Above, therefore, an explanation of how the processing of the IR signals can take place. In fact, any processing method can be used, as long as the same end result is achieved.
We can conclude the following; the closer the object is to the transceiver, the stronger the reflected received signal. This signal is a measure of the distance between the vehicle and the object.
Construction: Our aim is to make the transmitter-receiver module as small as possible in order to have the possibility to install it and, for example, the reversing light or any light of a vehicle. The amplifier and the associated circuit can be installed elsewhere, where there is more space.
First, you can separate the transceiver from the amplifier.
<Desc / Clms Page number 3>
by using an electrical coupling d. w. z. a shielded wire. use is made of a 4-core wire, each wire of which is shielded separately, see fig. la. The proven model of fig. La has a cylindrical shape with a diameter of + 25 mm. and a height of + 20 mm.
Second, one can use a glass fiber. By means of these optical fibers, the lenses of the transmitter-receiver can be moved and the photosensitive-emitting elements can remain close to the amplifier.
The big advantage of using flax fiber is that the space required to build it in is greatly reduced. Two holes of + 4 mm. is sufficient. A disadvantage of the use of flax fiber is the limitation in scope. This can be more or less compensated by using attachments. Fig. Ib gives a picture of this.
What is striking in Figs. 1a and 1b is that the power supply can be drawn from the reversing light, if present.
This is the most obvious power connection that is mounted in the back of the vehicle. You can of course also switch on d. m. v. a normal switch, but then it is not automatic. Switching on can therefore be done in different ways.
As for the actual detector, this can be a sound source and / or a light source. The following is a list of some possibilities: a) a buzzer and / or a light b) two or more buzzers (lights) of different tones when two or more photocells are used, all of which are delayed at a different distance. c) a buzzer of 12 VDC, whether or not built into the dashboard. d) the existing horn or an external horn. This may be useful for large vehicles, such as trucks, buses, etc. a. An additional circuit makes it possible to operate in pulses if a horn is used. See Fig. 2a for this.
If you want to use the horn, you must always switch a relay, because the current
<Desc / Clms Page number 4>
the horn is too large for the amplifier output.
Of course, building an electronic power output is also possible. See fig. 2b. e) Stopping a running engine of a vehicle when entering the garage far enough away.
There are of course many other options.
Mounting options of the transceiver: a) In the reversing light d. including drilling 2 holes.
By placing a sealing ring, the whole is waterproof. b) In any light on both the front and back
EMI4.1
the. c) In the bumper at the rear or front. d) In the body. e) Elsewhere where one wants detection, a place to be chosen by oneself. f) In several places at the same time, this gives a larger field of view.
Fig. 3 shows a cross section of a possible mounting.
The tweedc design is based on sound, namely ultra-soon sound. Since the sound at a speed of 331 m / sec. propagates in the air, this can be used to determine distances. Again in the form of an impulse.
The transmitter sends an ultra-sonic sound into space for a very short time. When this sound hits an object, it is reflected and received by the receiver. Pulse-shaped blocks of sound are emitted according to a specific frequency. The time the impulse is on the road is a measure of the distance between the transmitter-receiver and the object.
That period of time is measured electronically and, after conversion, the distance can be displayed in a digital or analog manner. In this way, a display can be integrated into the dashboard, which indicates the correct distance from the object to be approached. A sound source and / or light source can also be built in at the same time. In Fig. 4 a block diagram is shown for clarification.
<Desc / Clms Page number 5>
EMI5.1
Legend drawings APPROACH DETECTOR FOR CARS
EMI5.2
l) Legend fig. la and lb 1) -LeRende-fig.-la-en. a = Photocell amplifier b = Shielded wire c = Lens d = Transmitter e = Receiver f = Sound source and / or light source g = Reversing light h = Switch to car (positive pole) i = Object j = Fiber optic k = Beam of light 1 = Beam of light reflected
EMI5.3
ground pole) -ssB-is- "a = horn or sound source with decibels b = contact output of relay or pulsating relay approx. 12 volts positive (+) d = mass (-) e = output of the photocell amplifier f = relay or pulsating relay g = electronic power output, possibly pulsating
EMI5.4
3} Reading fiS.3 e a = Plexiglas reversing light or body plate
3) Le & 2Eb = mounting screw c = lens d = transmitter e = receiver f = o-ring g = sealing ring
<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
axis time unit,
time measurement between transmitted and signal b = power supply (reversing light c = object d US transmitter e = US receiver f = signaling (sound and / or light source) g = digital readout h = analog readout i = conversion of time to a measurable quantity j = amplifier