Ультразвуковые датчики парковки автомобиля

Парковка: датчики и устройства. Что следует выбрать?

Что датчики парковки способны сделать для нас и нашего автомобиля? Прежде всего, они облегчает сложные манёвры, такие как, например, парковка на людной улице. Они помогают избежать препятствий, таких как столбы или дороги, невидимые в зеркале заднего вида. Установка парковочных датчиков в автомобиле кажется оправданной на улицах, полных автомобилей. Разумеется, они не освобождают водителя от обычного внимания и повышенной бдительности при маневрировании.

Парковочный радар (парктроник) — вспомогательная система бесконтактных датчиков, опционально устанавливаемая на автомобилях для облегчения маневрирования при парковке. Она предупреждает водителя о приближении к препятствию в слепой зоне автомобиля.

До появления активных электронных датчиков препятствия приближение автомобиля к препятствию пытались обозначать механическими датчиками, например т.н. карбфиллерами. Карбфиллер представлял собой штырь, закрепленный на уровне бордюра по углам или по борту автомобиля, скрежетом обозначая контакт с препятствием.

Комплект: парктроник и датчики

Также габарит автомобиля обозначали усами, видимыми из кабины и обозначающими невидимый водителю габарит автомобиля. Усы обычно устанавливали на передних углах автомобиля.

Слово «радар» в названии является, строго говоря, некорректным, так как устройство чаще всего использует не радио-, а звуковые волны. Таким образом, корректно называть подобные устройства не радарами, а сонарами.

В России парковочные радары впервые стали известны под торговой маркой Парктро́ник (англ. Parktronic) — так называется парковочная система на автомобилях Mercedes-Benz. В разговорном русском языке словом «парктроник» стали обозначать парковочные радары в общем смысле. Другие производители используют свои названия: так, BMW и Audi называют систему «помощник при парковке» — нем. Parkassistent; Audi также использует сокращение APS, которое расшифровывается как Audi Parkassistenzsysteme на немецком или Audi parking system на английском; Opel использует название «Парковочный пилот».

При обнаружении препятствия система издаёт предупреждающий звук и, в некоторых вариантах исполнения, отображает информацию о дистанции на дисплее. Первые сигналы появляются при приближении к препятствию на 1—2 метра, а при опасном сближении с препятствием (0,1—0,4 м) сигнализация становится тревожной. В некоторых моделях система может быть отключена (например, для использования на бездорожье). Как правило, система с задними датчиками автоматически включается вместе с задней передачей. В системах с передними датчиками (также называемыми угловыми датчиками, англ. corner sensors) включение происходит при низкой скорости движения (до 20 км/ч).

Как правило, блок индикации соединяется с датчиками при помощи провода, проложенного вдоль кузова автомобиля, но существуют и беспроводные системы, отличающиеся удобством установки.

Ультразвуковой датчик

Ультразвуковой датчик был запатентован в 1978 году. Принцип действия аналогичен эхолоту: датчик генерирует короткий ультразвуковой (порядка 40 кГц) импульс, а затем воспринимает отражённый окружающими объектами сигнал. Электронный блок измеряет время, прошедшее между излучением и приёмом отражённого сигнала, и, принимая скорость звука в воздухе за константу, вычисляет расстояние до объекта.

Ультразвуковые датчики устанавливаются на бампер автомобиля, а направленный характер излучателей позволяет сформировать требуемую зону чувствительности. Первоначальные системы имели раздельный излучающий и принимающий сенсоры, впоследствии передачей и приёмом занимался один пьезоэлемент. Дороговизна электроники первоначально привела к механическому сканированию задней полусферы одним сенсором. Сегодня сенсоры монтируются стационарно, а отсутствия мёртвых зон добиваются установкой нескольких датчиков. Самые простые системы используют два датчика. Наиболее распространены системы, использующие 4 датчика, расположенных на заднем бампере на расстоянии 30—40 см друг от друга. Такое расположение датчиков позволяет исключить появление «мёртвых зон». В более сложных системах 2 или 4 датчика устанавливаются и на передний бампер. Исключительные системы могут использовать большее количество датчиков, а также датчики, расположенные по бокам автомобиля.

Какой датчик парковки выбрать?

Установка парктроника

Однако, если мы хотим снизить затраты на установку датчиков парковки, мы можем создать их сами. Полезными будут простые инструменты, такие как отвёртка, линейка, несколько гаечных ключей, изолента. Вам также понадобится паяльник. С чего начать? Сначала определите подходящие места для установки парктоника. Указания для этих мест должны быть включены в инструкцию по эксплуатации и рекомендации производителя датчика парковки. Датчики должны быть установлены на подходящем расстоянии друг от друга и от земли.

Полезный совет! Если вы направите внешние датчики больше в стороны, их диапазон вокруг автомобиля увеличится.

Для установки парктроника на большинство моделей автомобилей вам, вероятно, потребуется снять бампер. Затем мы просверлим отверстия в бамперах и установим парктроник. Если они другого цвета, чем кузов автомобиля, мы можем перекрасить его.

Установка парктроника спереди и сзади

Хотя большинство проблем с маневрированием автомобиля связано, прежде всего, с парковкой сзади, датчики парковки лучше всего устанавливать спереди и сзади автомобиля. Установка датчиков парковки не должна быть сложной, если мы выбираем высококачественные беспроводные датчики, которые работают благодаря сетям Wi-Fi. Беспроводные датчики парковки стоят дороже, чем комплект с кабелями, но установка беспроводных датчиков парковки намного удобнее.

Мы можем ещё больше упростить установку датчиков парковки, выбрав комплект, который не требует сверления в бамперах. В этом случае мы устанавливаем электромагнитные датчики парковки на передней и задней части автомобиля.

Датчики внутри бампера прикреплены металлической клейкой лентой, выступающей в роли антенны. Эти типы датчиков пользуются хорошей репутацией среди водителей, в основном потому, что они проще в использовании и не требуют технического обслуживания.

Парковочный помощник является одним из элементов автомобильного оборудования. Система, которая благодаря излучению ультразвука измеряет расстояние между автомобилем и внешними препятствиями (стена, другой автомобиль, высокий бордюр) и облегчает маневрирование автомобиля. Установка работает благодаря датчикам, которые производители автомобилей устанавливают на передний и задний бамперы автомобилей. Это также может поддерживаться работой камер (также установленных на передней или задней панели), с которых изображение отображается на приборной панели, а расстояние от препятствия сигнализируется звуковыми сигналами. Датчиков так много в базовой версии, потому что помощник при парковке не только «подхватывает» датчики, но и продвинутую систему поддержки, которая на улице выполняет часть действий, связанных с парковкой, от водителя.

Датчик парковки

Датчики сигнализируют о приближении препятствия все громче и громче, камера заднего вида показывает угол наклона ведущей дуги, и все же мы не можем справиться с парковкой между двумя транспортными средствами «в бухте». В конце концов, число автомобилей, предлагаемых производителями с каждым днём растёт, а городское пространство определённо становится всё меньше. Что производители автомобилей предлагают в этом случае? Здесь может быть полезен более продвинутый помощник при парковке.

Система, которая измеряет расстояние между препятствиями и самостоятельно маневрирует автомобиль и помогает водить автомобиль в свободное пространство между двумя транспортными средствами или обеспечивает параллельную парковку. Как это обычно делается на практике?

Во-первых, инициатива принадлежит водителю, который должен определить режим парковки, необходимый на данный момент. Помощник при парковке, которым оснащены большинство автомобилей, доступных на рынке, не распознает, как устроены автомобили, стоящие в том месте, где они должны парковаться. Поэтому мы выбираем перпендикулярную или параллельную парковку. Чтобы сканирование окружающей среды было эффективным, нам необходимо облегчить работу нашего помощника по парковке и замедлить автомобиль примерно до 20 км/ч.

Когда датчики в бамперах сканируют правильное место, водитель получает информацию о том, что он должен делать. Когда дело доходит до параллельной парковки, компьютер обычно просит переключиться на задний ход, а затем помощник по парковке берет на себя инициативу, и машина катится в отсек. Водитель управляет только педалью акселлератора или тормозом, маневрирование берет на себя машина. В зависимости от типа парковки, при маневрировании компьютер может попросить вас внести исправления, например, сдать немного вперёд.

Различные системы автоматической парковки помогают при выполнении параллельной парковки, перпендикулярной парковки. Больше распространены системы с параллельной парковкой. Автоматическая парковка осуществляется за счет согласованного управления углом поворота рулевого колеса и скорости движения автомобиля.

Известными интеллектуальными системами помощи при парковке являются:

Конструкция системы автоматической парковки включает ультразвуковые датчики, выключатель, электронный блок управления, а также исполнительные устройства систем автомобиля.

Эффективен ли помощник при парковке?

И сколько мы можем заплатить за такой гаджет? Цена парковочного помощника для Skoda или Ford колеблется от 15 до 50 тысяч рублей. Volkswagen использует парковочные решения (ассистент парковки Passat) цена которых составляет около 45 000 рублей. Мы заплатим больше за помощника по парковке в Audi, а самыми дорогими являются технологические решения в самых дорогих типах автомобилей, в которых помощник при парковке будет также работать в гараже.

Источник

Дешевый электромагнитный парктроник: что это и как работает?

Такой аксессуар, как парктроник, сегодня недорог и доступен практически каждому – но кто же откажется сэкономить, если имеется лайфхак?! Так называемый «ленточный» электромагнитный парктроник продается по цене в два-три раза дешевле самого бюджетного традиционного и при этом еще и якобы элементарно устанавливается, без сверления бампера! Всегда ли такое «кроилово ведет к попадалову»? Проверим!

Как работает классический ультразвуковой парктроник?

Чтобы было понятно, с чем мы сравниваем то, что тестируем – начнем с рассказа об устройстве парктроника привычной конструкции (кто знает, как он устроен – могут эту главку пропустить для экономии времени).

Классический парктроник с ультразвуковыми датчиками – брат-близнец классического же радара, разработанного еще в начале ХХ века.

Радиопередатчик радара посылает в небо направленный импульс, а потом принимает отраженный от самолета сигнал, вычисляя время его прохождения туда и обратно. Поскольку скорость радиоволны в воздухе – известна и неизменна, по времени определяется расстояние до объекта, от которого отразился луч радара. По тому же принципу построены и куда более простые бытовые устройства – рыболовный эхолот и тот самый автомобильный парктроник.

Внутри датчика парктроника – пьезокерамическая пластина, которая колеблется на ультразвуковой частоте, как крошечный высокочастотный динамик, используемый в аудиосистемах. Ультразвук в качестве типа излучения применяется лишь потому, что его использовать проще – не требуются нежные и недешевые микроволновые антенны в датчиках, не нужно никаких сертификаций и согласований на использование радиочастотного спектра…

Пьезокерамическая пластина в датчике, по сути, выполняет роль приемо-передающей антенны радара. Коммутирующее устройство поочередно быстро-быстро подключает пластину то к передатчику ультразвука, то к приемнику ультразвука. Подключенная к передатчику пластина отправляет импульс в эфир, тот «полетел», натолкнулся на препятствие и отразился от него обратно. В этот момент пластина-антенна уже подключена к приемнику – он приняла отраженный сигнал, а электронный блок оценил время, затраченное на это. Чем меньше задержка – тем, стало быть, меньше расстояние до объекта.

Как работает «ленточный» электромагнитный парктроник?

У электромагнитного парктроника «рабочим органом» является не пьезокерамический датчик, а алюминиевая лента-антенна с нанесенным на одну сторону двусторонним скотчем для закрепления на внутренней поверхности бампера. Собственно, главные плюсы устройства:

Лента клеится на внутреннюю поверхность бампера, поблизости размещается электронный блок, к которому она подключена, блок запускается (и питается) от лампы фонаря заднего хода, а динамик-пищалка сообщает о расстоянии изменением интервалов между отдельными «писками». В принципе, предполагается, что все работает точно так же, как и в парктронике традиционной конструкции – вы включаете заднюю передачу и маневрируете, ориентируясь на частоту писка. Но не так все просто!

Главная «бага» (она же – «фича», как ни странно) электромагнитного парктроника состоит в том, что он работает только при движении автомобиля или движении препятствия. Иначе говоря, реагирует не на расстояние до препятствия как таковое, а на его изменение.

Именно во время изменения расстояния парктроник способен его оценить. Когда все неподвижно – измерения не происходит. То есть если на обычном парктронике вы остановились за 50 сантиметров до препятствия (скажем, чтобы поковырять в носу и решить, каким будет следующий маневр), то прибор продолжит пищать и показывать вам те самые 50 сантиметров. А вот ленточный парктроник замолчит, как только вы остановитесь! Чтобы снова ввести его в рабочий режим, вам нужно начать движение.

Вот как, к примеру, может выглядеть ситуация, в которой электромагнитный парктроник оказывается почти бесполезен:

В этой ситуации с традиционным парктроником при расстоянии сантиметров 30 можно было бы плавно сдать назад сантиметров на 15-20. Достаточно включить заднюю, подождать пару секунд, пока парктроник очнется и просканирует пространство, и сдвинуться. А вот с «ленточным» есть риск сдать назад, и услышать писк парктроника одновременно с касанием бампера соседней машины или стены… Пока он очнется и поймет, что происходит движение, вы уже ткнетесь в препятствие. Возможно, пример навскидку не самый выразительный, но поверьте – в повседневной езде принцип работы ленточного парктроника подкидывает немало приколов разной степени проблемности…

Проверяем!

Протестируем устройство на практике! Разумеется, снимать бампер для этого не станем – просто наклеим ленту-антенну на него сверху, в рекомендованном производителем парктроника месте.

Гаджет, как заявляется, обязан реагировать на любое препятствие — массивное и тонкое, из металла или из мяса в куртке, на сугробы, бетон, деревья – в общем, на всё. Индикация у прибора только акустическая, трехступенчатая – редкий писк на расстоянии около метра от препятствия, частый – сантиметров 15 и непрерывный от пяти-семи сантиметров.

Итак, втыкаем заднюю – работает. Но как-то нестабильно. Вот эту палку от метлы парктроник при одном маневре заметил, а при повторном – почему-то нет…

…Одни сугробы «лента» засекала как положено, а другие – только при непосредственном касании, когда уже откровенно поздно. А если бы это был бетонный блок?

В общем, совершенно неясно, как такому гаджету можно всерьез доверить целостность своего (и чужого!) авто…

Монтаж ленточного парктроника

Ленточный парктроник многих привлекает мнимой легкостью установки и отсутствием необходимости сверлить накладку бампера. Но, как ни странно, смонтировать электромагнитное ленточное устройство не менее (а, может, и более!) трудоемко, нежели классическое ультразвуковое…

Во-первых, для установки ленты скорее всего придется полностью снять бампер. Если мы говорим о самостоятельной установке, без использования услуг профессиональных инсталляторов, то для среднестатистического гражданина процесс снятия бампера гораздо более сложен, нежели проделывание четырех дырок в нем сверлом-«чашкой» по шаблону, найденному в интернете для вашей модели авто.

Арматурные работы – это, конечно, не горшки для богов, но все же нужно иметь достаточно прямые руки, чтобы снять/поставить бампер аккуратно, не сломав разнообразные фиксаторы, пистоны и еще что-нибудь попутно… К слову, и профессионалы не придут в восторг от заказа на такую услугу – уверен, за инсталляцию ленты электромагнитного парктроника они заломят не меньше (а, может, и больше!), чем за ультразвуковую «классику»…

Для чего нужно снимать бампер? Дело в том, что по открытой и доступной нижней внутренней кромке бампера клеить ленту нельзя – слишком низко от земли, будут срабатывания-помехи. Лента должна проходить по центральной линии бампера, примерно в полуметре от земли. А на этом месте бампер вплотную прижат к пенопластовому буферу удара, а тот в свою очередь – к кузову (возможны варианты, но именно так это выглядит на большинстве массовых седанов и хэтчбеков).

Снимаем бампер и для начала моем его изнутри и сушим. На грязь и влагу клеить что-либо на двусторонний скотч, даже такое легкое, как алюминиевая лента, нежелательно. В общем, процедура заставит повозиться – при том, что ультразвуковой парктроник даже без особых навыков и практики монтируется за пару-тройку часов, хоть зимой, хоть летом!

Принцип действия

Этот раздел – для тех, кому любопытен не просто алгоритм действия прибора, но и его схемотехника. Небольшое занудство – желающие могут его пропустить и сразу перейти к выводам.

Мы не пытались отрисовать схему устройства, чтобы детально её проанализировать, но даже беглым взглядом кое-что все же удалось оценить. На плате парктроника виден популярный и широкораспространенный восьмибитный контроллер Atmel AT89C2051-24PU и колебательный контур на частоту (предположительно) несколько десятков килогерц. К контуру подключена «антенна» – та самая полоска алюминиевой фольги.

Некоторый опыт подсказывает, что перед нами конструкция, весьма часто встречающаяся в простейших металлоискателях! Самодельщикам, интересующимся металлодетекторами, хорошо известны популярные конструкции элементарных параметрических микропроцессорных детекторов – таких как Trаcker FM, Малыш FM и ряда других – это детекторы, реагирующие на изменение частоты колебательного контура от воздействия внешних предметов.

Металлодетектор игнорирует всё, кроме металла, благодаря электростатическому экранированию катушки, а в парктронике паразитный эффект использован во благо: он пищит на все подряд, на дерево, тело, почву и т.п. Программа микроконтроллера парктроника непрерывно производит автоматическую калибровку прибора, когда на антенну контура не происходит воздействий, меняющих его частоту – поэтому на стоящей машине пищалка молчит. Но как только частота контура меняется от приближения к антенне предметов, программный частотомер в прошивке контроллера отмечает это и конвертирует изменения частоты колебаний в писк, соответствующий приблизительному расстоянию.

Выводы

На наш взгляд, ленточный электромагнитный парктроник в том виде, в котором он привлекает любителей «скроить» в китайских интернет-магазинах, – потеря времени и сил, промежуточный этап перед неизбежной в итоге покупкой классического ультразвукового парктроника…

Конструкция слишком нестабильна и имеет существенную «фичу» – работу только во время движения. Возможно, к ней удастся привыкнуть «с нуля», но если вы раньше использовали ультразвуковой парктроник, «лента» доставит вам немало неприятных моментов. Все бы ничего, если ваш пытливый ум стремится получить неоценимый личный экспириенс за смешные, в сущности, деньги – 500-600 рублей, – в конце-концов, на некоторые грабли наступать достаточно любопытно и познавательно. Но трудоемкость наступания на эти грабли принесет не полезный опыт, а лишь негатив и раздражение потраченным временем и силами.