Multipleksēts atbalss meklētājs: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Šajā pamācībā aprakstīts, kā izveidot “skenējošu” atbalss meklētāju, izmantojot Arduino un četrus multipleksētus ultraskaņas sensorus. Nav kustīgu detaļu.

Konstrukcija ir vienkārša … viss, kas jums nepieciešams, ir asas nazis, divi urbji, lodāmurs un zāģis.

Teorētiski līdz četriem objektiem var norādīt precīzu atrašanās vietu. Praksē labākais, kas man ir izdevies, ir trīs.

Ķēde un kods ir tikai eksperimentāli un tiek publicēti, cerot, ka kādam tie būs noderīgi.

Attēli

• 1. fotoattēlā redzams saliktais atbalss meklētājs.
• Videoklipā redzams atbalss meklētājs, kas norāda divu objektu atrašanās vietu

1. darbība: elektroinstalācijas shēma

1. fotoattēlā parādīta “četru sensoru atbalss meklētāja” elektroinstalācijas shēma.

Sensors B1 un B2 tiek padarīts par “pasīvu”, novietojot vairākus maskēšanas lentes slāņus pār raidīšanas (T) devējiem.

Šī lente bloķē ultraskaņas skaņu, kas citādi tiktu izstarota.

2. darbība: detaļu saraksts

1. fotoattēlā ir redzamas manu divu sensoru atbalss meklētāja daļas. Šajā rakstā aprakstītajam četru sensoru atbalss meklētājam nepieciešami vēl divi ultraskaņas sensori.

No https://www.aliexpress.com/ tika iegūtas šādas daļas:

• 1 tikai Arduino Uno R3 komplektā ar USB kabeli
• 4 tikai HY-SRF05 vai HC-SR04, ultraskaņas devēji

Vietēji tika iegūtas šādas daļas:

• 1 tikai vīriešu arduino galvenes josla
• 4 tikai sieviešu arduino galvenes sloksnes
• 2 tikai alumīnija lūžņu gabali
• 2 tikai mazi koka gabali
• 2 tikai mazas skrūves
• 6 tikai kabeļu saites
• Tikai 12 plastmasas stieples garumi (dažādas krāsas) [1]

Piezīmes

[1]

Vadu kopējam garumam jābūt vienādam ar vēlamo attālumu starp sensoriem plus nelielu daudzumu lodēšanai. Pēc tam vadi tiek savīti kopā, veidojot kabeli.

3. solis: teorija

Ķēde balstās uz manu “divu sensoru atbalss meklētāju”. [1]

Divu sensoru atbalss meklētājs

1. fotoattēlā parādīts iepriekš noteiktā atbalss meklētāja “noteikšanas apgabals”.

Šī sensora vienādojumi ir parādīti 2. fotoattēlā.

Šis “divu sensoru” atbalss meklētājs darbojas labi, taču ir nepieciešams, lai abi sensori būtu uzstādīti zem bāzes līnijas (t.i., ir nepieciešama nobīde), lai izvairītos no lieliem “mirušiem punktiem”, kas rodas, izmantojot šauru staru devējus.

Bet ko tad, ja šāda kompensācija nav iespējama?

Četru sensoru atbalss meklētājs

Man ienāca prātā, ka šos “mirušos punktus” un “nobīdi” varētu novērst, ja četrkāršotu noteikšanas apgabalu skaitu, dubultojot sensoru skaitu, kā parādīts 3. fotoattēlā.

Ātra pārslēgšanās (multipleksēšana) starp četrām iespējamām sensoru kombinācijām efektīvi rada rotējošu staru (3. foto). Visa teritorija ir pārklāta, un “nobīde” ir novērsta.

Vēl labāk… var izmantot tos pašus vienādojumus (2. foto)!

Teorētiski šis “četru sensoru” atbalss meklētājs:

• var noteikt līdz četriem objektiem. [2]
• nav "mirušo vietu"
• neprasa nobīdi

Rezultāti

Koncepcija darbojas, jo var noteikt vairākus objektus, bet nelieli “mirušie punkti” joprojām paliek, jo šaurie staru platumi pilnībā neapgaismo mērķa zonu, ja nobīde ir nulle. [3]

Piezīmes

[1]

Pilnu skaidrojumu un formulas skatiet vietnē

[2]

Tiek pieņemti četri objekti:

• stara platums 45 grādi.
• nav viena objekta “ēnojuma” ar citu

[3]

Sešiem sensoriem, kas uzstādīti ar 30 grādu intervālu, vajadzētu pilnībā novērst “mirušos punktus”

4. solis: būvniecība

Attēli:

• 1. foto: stiprinājuma kronšteini
• 2. foto: skats no priekšas
• 3. foto: skats no aizmugures
• 4. foto: skats no augšas

Montāžas kronšteini

Divi montāžas kronšteini tika izgatavoti no 18 gabarīta alumīnija loksnes, izmantojot metodi, kas aprakstīta manā pamācībā

Lai zāģētu 30 mm no vienas malas līdz 45 grādu locīšanas līnijai, izmantojiet zāģi vai skārda spraugas. Tagad “atzīmējiet” abas centra līnijas puses no zāģa griezuma līdz pamatnei, pēc tam “pakustiniet” nevēlamo sekciju, līdz tā izlaužas.

Manu kronšteinu izmēri ir parādīti 1. fotoattēlā.

Sensora ligzdas

Sensora ligzdas ir veidotas no standarta Arduino galvenes ligzdām.

Visas nevēlamās tapas ir izvilktas un caur plastmasu ir izurbts 3 mm caurums.

Lodējot savienojumus, uzmanieties, lai vadi nebūtu īssavienojumi ar alumīnija kronšteinu.

Celma atvieglojumi

Neliels termiski saraušanās caurules gabals katrā kabeļa galā novērš vadu atdalīšanos.

Kabeļu saites ir izmantotas, lai novērstu nevēlamu kabeļa kustību.

5. darbība: programmatūras instalēšana

Instalējiet šādu kodu šādā secībā:

Arduino IDE

Lejupielādējiet un instalējiet Arduino IDE (integrētu izstrādes vidi) no vietnes https://www.arduino.cc/en/main/software, ja tā vēl nav instalēta.

Apstrāde 3

Lejupielādējiet un instalējiet Processing 3 no vietnes

Četru sensoru atbalss meklētājs

Kopējiet pievienotā faila “quad_sensor _echo_locator.ino” saturu Arduino “skicē”, saglabājiet un pēc tam augšupielādējiet to savā Arduino Uno R3.

Aizveriet Ardino IDE, bet atstājiet pievienotu USB kabeli.

Četru sensoru displejs

Kopējiet pievienotā faila “quad_sensor_echo_locator.pde” saturu apstrādes “skicē”.

Tagad noklikšķiniet uz pogas “Palaist” augšējā kreisajā stūrī… ekrānā vajadzētu parādīties grafikas ekrānam.

Problēmu novēršana

Apstrāde sūdzēsies, ja ar COM portu saistītais [numurs] ir jāmaina, taču pirms tā tiks parādīts pieejamo “COM” portu saraksts, katrs ar [numuru] kvadrātiekavās.

Vienkārši nomainiet [0] šādā koda rindā ar vienu no šiem skaitļiem:

myPort = jauns seriāls (šis, Serial.list () [0], Baud_rate);

Izmēģiniet katru pēc kārtas … viens no tiem darbosies.

6. darbība: pārbaude

Pievienojiet Arduino USB kabeli datoram un palaidiet “dual_sensor_echo_locator.pde”, noklikšķinot uz “Processing 3 IDE” (integrēta izstrādes vide) “augšējās kreisās” pogas.

Skaitļi, atdalīti ar komatu, jāsāk straumēt pa ekrānu, kā parādīts 1. fotoattēlā.

Pēdējais skaitlis ir zona… pārējie divi skaitļi ir sensora A1/A2 un sensora B1/B2 attālumi.

Kad mērķa zonā tiek atklāts objekts, displejā parādīsies sarkans (mirgojošs) punkts. Papildu dati parādīsies arī tad, kad sensori būs atraduši kādu objektu (2. foto).

Kļūdas ziņojums startēšanas laikā

Startēšanas laikā var tikt parādīts kļūdas ziņojums.

Ja tā, nomainiet [0] 1. fotoattēla 85. rindā, lai tas atbilstu numuram, kas saistīts ar jūsu “COM” portu.

Atkarībā no jūsu sistēmas var tikt uzskaitīti vairāki “COM” porti. Viens no skaitļiem darbosies.

1. fotoattēlā skaitlis [0] ir saistīts ar manu “COM4”.

Sensoru novietošana

Novietojiet sensorus 100 cm attālumā viens no otra ar mērķi 80 cm..100 cm priekšā.

Lēnām pagrieziet abus sensorus pret iedomātā 1 metru kvadrāta diagonāli pretējo stūri.

Pagriežot sensorus, jūs atradīsit pozīciju, kurā grafiskajā displejā parādās mirgojošs sarkans (-i) punkts (-i).

Pēc objekta noteikšanas tiks parādīta šāda informācija:

• zonā
• attālums 1
• attālums2
• bāzes līnija
• pusperimetrs
• apgabalā
• X koordinātas
• Ycoordinate

Attēli

1. fotoattēls: nav objektu… visi attālumi atrodas ārpus noteikšanas zonas.

2. fotoattēls: 3. zonā ir atrasts objekts

Noklikšķiniet šeit, lai skatītu citus manus norādījumus.