Arduino ultraskaņas mobilais sonārs: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Vai esat kādreiz domājuši, kā izpētīt piramīdas iekšpusi? Dziļā tumšā okeāna zona? Ala, kas tikko atklāta? Šīs vietas vīriešiem tiek uzskatītas par nedrošām iekļūt, tādēļ šādai izpētei ir nepieciešama bezpilota mašīna, piemēram, roboti, bezpilota lidaparāti utt., Kas parasti ir aprīkoti ar kamerām, infrasarkanās kameras utt., Lai tiešraidē apskatītu un kartētu nezināmo teritoriju. nepieciešama noteikta gaismas intensitāte, un iegūtie dati ir salīdzinoši lieli. Tāpēc hidrolokatoru sistēma tiek uzskatīta par vispārēju alternatīvu.

Tagad, izmantojot ultraskaņas sensoru, mēs varam izveidot vienu tālvadāmu hidrolokatora radaru. Šī metode ir lēta, salīdzinoši viegli iegūstama un viegli uzbūvējama, un vēl svarīgāk - tā palīdz mums labāk izprast uzlaboto gaisa skenēšanas un kartēšanas instrumentu pamata sistēmu.

1. solis: Pamata teorija

A. Sonārs

Šajā projektā izmantotais ultraskaņas sensors HC-SR04 spēj skenēt no 2 cm līdz 400 cm. Mēs piestiprinām sensoru pie servomotora, lai izveidotu funkcionējošu sonāru, kas griežas. Mēs iestatām servo pagriezties uz 0,1 sekundi un apstāties vēl par 0,1 sekundi, vienlaikus sasniedzot 180 grādus, un atkārtojam, atgriežoties sākotnējā stāvoklī, un, izmantojot Arduino, mēs iegūsim sensora rādījumus brīdī, kad servo apstāsies. Apvienojot datus, mēs ieskicējam attāluma rādījumu grafiku 400 cm rādiusā 180 grādu diapazonā.

B. Akselerometrs

Akselerometra sensoru MPU-6050 izmanto, lai izmērītu paātrinājumus ap x, y un z asi. No mērījumu maiņas ar izmaiņu ātrumu 0,3 sekundes mēs iegūstam pārvietojumus ap šo asi, kurus var apvienot ar hidrolokatoru datiem, lai precīzi noteiktu katras skenēšanas stāvokli. Datus var apskatīt no sērijveida monitora Arduino IDE.

C. RC 2WD automašīna

Modulis izmanto 2 līdzstrāvas motorus, kurus kontrolē L298N motora draiveris. Būtībā kustību kontrolē katra motora rotācijas ātrums (starp augstu un zemu) un tā virziens. Kodā kustības vadības ierīces (uz priekšu, atpakaļ, pa kreisi, pa labi) tiek pārvērstas komandās, lai kontrolētu katra motora ātrumu un virzienu, un pēc tam tiek pārraidītas caur motora vadītāju, kas kontrolē motorus. HC-06 Bluetooth modulis tiek izmantots, lai nodrošinātu bezvadu savienojumu starp Arduino un visām Android ierīcēm. Pēc tam, kad modulis ir savienots ar raidīšanas un saņemšanas tapu, tas tiek savienots ar ierīci. Kad savienojums ir izveidots, lietotājs var instalēt jebkuru Bluetooth vadības lietotni un iestatīt 5 pamata pogas un piešķirt pogai vienkāršas komandas (l, r, f, b un s). (noklusējuma pāra kods ir 0000) Pēc tam tiek veikta vadības ķēde.

D. Savienojums ar datoru un datu rezultāts

Iegūtie dati ir jānosūta atpakaļ uz datoru, lai Arduino un MATLAB tos varētu apstrādāt. Piemērota metode būtu bezvadu savienojuma izveide, izmantojot wifi moduli, piemēram, ESP8266. Modulis izveido bezvadu tīklu, un datoram ir jāizveido savienojums ar to un jāizlasa bezvadu savienojuma ports, lai nolasītu datus. Šajā gadījumā mēs joprojām izmantojam USB datu kabeli, lai izveidotu savienojumu ar datoru prototipam.

2. darbība: detaļas un sastāvdaļas

3. darbība: montāža un vadu savienošana

1. Pievienojiet ultraskaņas sensoru uz mini maizes dēļa un piestipriniet mini maizes dēli pie servo spārna. Servo jāpiestiprina automašīnas komplekta priekšpusē.

2. Automašīnas komplekta salikšana, ievērojot pievienotos norādījumus.

3. Pārējo detaļu stāvokli var brīvi izkārtot atkarībā no elektroinstalācijas izkārtojuma.

4. Elektroinstalācija:

A. Jauda:

Izņemot L298N motora draiveri, pārējām detaļām nepieciešama tikai 5 V strāvas ievade, ko var iegūt no Arduino 5 V izejas porta, savukārt GND piespraudes pie Arduino GND porta, tāpēc jaudu un GND var izlīdzināt pie maizes dēļa. Arduino jauda tiek iegūta no USB kabeļa, kas ir pievienots datoram vai powerbank.

B. HC-SR04 ultraskaņas sensors

Trigera tapa - 7

Echo Pin - 4

C. Servo SG-90

Vadības tapa - 13

D. HC-06 Bluetooth modulis

Rx tapa - 12

Tx tapa - 11

*Bluetooth komandas:

Priekšpuse - “f”

Atpakaļ - "b"

Pa kreisi - "l"

Pareizi - "r"

Pārtrauciet jebkuru kustību - 's'

E. Akselerometrs MPU-6050

SCL tapa - analogs 5

SDA tapa - 4. analogs

INT tapa - 2

F. L298N motora vadītājs

Vcc - 9V akumulators un Arduino 5V izeja

GND - jebkura GND un 9V baterija

+5 - Arduino VIN ievade

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - labais līdzstrāvas motors -

OUTB - labais līdzstrāvas motors +

OUTC - kreisais līdzstrāvas motors -

OUTD - kreisais līdzstrāvas motors +

ENA - draiveris 5V (ķēdes pārtraucējs)

ENB - vadītājs 5V (ķēdes pārtraucējs)

4. solis: Arduino kods

Kredīti failā iekļauto oriģinālo kodu radītājiem un Satyavrat

www.instructables.com/id/Ultrasonic-Mapmake…

5. darbība: MATLAB kods

Lūdzu, nomainiet COM portu atbilstoši izmantotajam portam.

Kods iegūs datus, kas tiek pārraidīti no Arduino caur ostu. Kad tas ir palaists, tas bieži apkopo datus pēc sonāra veikto slaucīšanas apjomu. Darbojas MATLAB kods, lai iegūtu datus loka grafisko diagrammu veidā. Attālums no centra punkta līdz diagrammai ir attālums, ko mēra ar hidrolokatoru.

6. darbība: rezultāts

7. solis. Secinājums

Precīzai lietošanai šis projekts nebūt nav ideāls, tāpēc nav piemērots profesionāliem mērīšanas uzdevumiem. Bet tas ir labs DIY projekts, lai pētnieki varētu iepazīties ar sonāra un Arduino projektiem.