Multipleksni lokator odmeva: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ta navodila opisujejo, kako narediti "skeniranje" lokatorja odmeva z uporabo Arduina in štirih multipleksiranih ultrazvočnih senzorjev. Ni gibljivih delov.

Konstrukcija je preprosta … potrebujete samo oster nož, dva svedra, spajkalnik in žago.

Teoretično je mogoče določiti lokacijo do štirih predmetov. V praksi so mi najboljši trije.

Vezje in koda sta zgolj eksperimentalna in sta objavljena v upanju, da se bo komu zdel koristen.

Slike

• Fotografija 1 prikazuje sestavljen lokator odmeva.
• V videoposnetku je prikazano, da lokator odmeva z dvema objektoma kaže lokacijo

1. korak: Shema ožičenja

Fotografija 1 prikazuje shemo ožičenja za »odmevnik štirih senzorjev«.

Senzorja B1 in B2 postaneta "pasivna" tako, da na oddajne (T) pretvornike položimo več plasti maskirnega traku.

Ta trak blokira ultrazvočni zvok, ki bi ga sicer oddajali.

2. korak: Seznam delov

Na fotografiji 1 so prikazani deli mojega lokatorja eha z dvojnim senzorjem. Lokator odmeva štirikotnega senzorja, opisan v tem članku, zahteva še dva ultrazvočna senzorja.

Naslednji deli so bili pridobljeni s spletnega mesta

• 1 samo Arduino Uno R3 skupaj s kablom USB
• 4 samo ultrazvočni pretvorniki HY-SRF05 ali HC-SR04

Lokalno so bili pridobljeni naslednji deli:

• 1 samo moški trak za glavo arduino
• 4 samo ženski trakovi za glavo arduino
• 2 kosa odpadnega aluminija
• 2 le majhna kosa lesa
• 2 samo majhna vijaka
• 6 samo kabelske vezice
• 12 samo dolžin plastificirane žice (različne barve) [1]

Opombe

[1]

Skupna dolžina žic mora biti enaka želeni razdalji med senzorji in majhno količino za spajkanje. Žice se nato zvijejo skupaj, da tvorijo kabel.

3. korak: Teorija

Vezje temelji na mojem "Dual Sensor Echo Locator". [1]

Dvojni senzor lokatorja odmeva

Fotografija 1 prikazuje "območje zaznavanja" za zgornji lokator odmeva.

Enačbe za ta senzor so prikazane na fotografiji 2.

Ta lokator odmeva z dvojnim senzorjem deluje dobro, vendar zahteva, da sta oba senzorja nameščena pod osnovno črto (tj. Potreben je odmik), da se izognete velikim "mrtvim točkam", ki nastanejo zaradi uporabe pretvornikov z ozkim žarkom.

Kaj pa, če tak odmik ni mogoč?

Quad senzor lokatorja odmeva

Zdelo se mi je, da bi lahko te "mrtve točke" in "odmik" odpravili, če bi število področij zaznavanja povečali za štirikrat, tako da podvojimo število senzorjev, kot je prikazano na fotografiji 3.

Hitro preklapljanje (multipleksiranje) med štirimi možnimi kombinacijami senzorjev učinkovito ustvari vrtljiv žarek (fotografija 3). Celotno območje je pokrito in odmik odpravljen.

Še bolje … lahko uporabite enake enačbe (fotografija 2)!

Teoretično je ta lokator odmeva "quad-sensor":

• lahko zazna do štiri predmete. [2]
• nima "mrtvih točk"
• ne zahteva odmika

Rezultati

Koncept deluje, saj je mogoče zaznati več predmetov, vendar majhne "mrtve točke" še vedno ostajajo, saj ozke širine žarka ne osvetlijo popolnoma ciljnega območja, ko je odmik nič. [3]

Opombe

[1]

Za popolno razlago in formule glejte

[2]

Štirje predmeti predvidevajo:

• širina žarka 45 stopinj.
• brez "senčenja" enega predmeta na drugega

[3]

Šest senzorjev, nameščenih v intervalih 30 stopinj, bi moralo popolnoma odpraviti "mrtve točke"

4. korak: Gradnja

Slike:

• fotografija 1: montažni nosilci
• fotografija 2: pogled spredaj
• fotografija 3: pogled od zadaj
• fotografija 4: pogled od zgoraj

Montažni nosilci

Dva pritrdilna nosilca sta bila narejena iz 18-milimetrske aluminijaste pločevine po metodi, opisani v mojih navodilih

Z nožno žago ali kositrnimi odrezki naredite 30 mm rez od enega roba do črte pregiba 45 stopinj. Zdaj "odrežite" obe strani osrednje črte od reza do podlage, nato pa "premikajte" neželeni del, dokler se ne odtrga.

Dimenzije mojih nosilcev so prikazane na fotografiji 1.

Senzorske vtičnice

Senzorske vtičnice so izdelane iz standardnih Arduino vtičnic.

Vse neželene zatiče so izvlekli in skozi plastiko izvrtali 3 mm luknjo.

Pri spajkanju priključkov pazite, da žic ne povežete z aluminijastim nosilcem.

Razbremenitve napetosti

Majhen kos toplotno skrčljive cevi na vsakem koncu kabla preprečuje, da bi se žice razplele.

Za preprečitev neželenega premikanja kablov so bile uporabljene kabelske vezice.

5. korak: Namestitev programske opreme

V tem vrstnem redu namestite naslednjo kodo:

Arduino IDE

Prenesite in namestite Arduino IDE (integrirano razvojno okolje) s spletnega mesta https://www.arduino.cc/en/main/software, če še ni nameščen.

Predelava 3

Prenesite in namestite Processing 3 s spletnega mesta

Quad Sensor Echo Locator

Kopirajte vsebino priložene datoteke »quad_sensor _echo_locator.ino« v Arduinovo »skico«, jo shranite in nato naložite v svoj Arduino Uno R3.

Zaprite IDE Ardino, kabel USB pa pustite priključen.

Zaslon s štirimi senzorji

Kopirajte vsebino priložene datoteke »quad_sensor_echo_locator.pde« v obdelavo »Skica«.

Zdaj kliknite zgornji levi gumb »Zaženi« … na vašem zaslonu bi se moral pojaviti grafični zaslon.

Odpravljanje težav

Obdelava se bo pritožila, če se mora spremeniti [številka], povezana z vrati COM, vendar bo pred tem prikazala seznam razpoložljivih vrat »COM«, vsaka s [številko] v oglatih oklepajih.

Preprosto zamenjajte [0] v naslednji kodni vrstici z eno od teh številk:

myPort = nov zaporedni (to, Serial.list () [0], Baud_rate);

Poskusite vsak po vrsti … eden od njih bo deloval.

6. korak: Testiranje

Priključite kabel USB Arduino v računalnik in zaženite »dual_sensor_echo_locator.pde« s klikom na gumb za zagon »zgoraj levo« na vašem Processing 3 IDE (integrirano razvojno okolje).

Številke, ločene z vejico, bi morale začeti teči po zaslonu, kot je prikazano na fotografiji1.

Zadnja številka je cona … drugi dve številki sta senzor A1/A2 in senzor B1/B2 razdalje.

Rdeča (utripajoča) pika se bo prikazala na zaslonu, kadar koli zaznate predmet v ciljnem območju. Dodatni podatki bodo prikazani tudi, ko bodo senzorji našli predmet (fotografija 2).

Sporočilo o napaki ob zagonu

Ob zagonu se lahko prikaže sporočilo o napaki.

Če je tako, spremenite [0] v vrstici 85 na fotografiji 1 tako, da se ujema s številko, povezano z vrati »COM«.

Odvisno od vašega sistema je lahko na seznamu več vrat COM. Ena od številk bo delovala.

Na fotografiji 1 je številka [0] povezana z mojim »COM4«.

Namestitev senzorjev

Namestite senzorje na razdalji 100 cm, cilj pa 80 cm..100 cm spredaj.

Oba senzorja počasi zavrtite proti diagonalno nasprotnemu kotu namišljenega 1 -metrskega kvadrata.

Med vrtenjem senzorjev boste našli položaj, kjer se na grafičnem zaslonu prikažejo utripajoče rdeče pike.

Ko se objekt zazna, se prikažejo naslednji podatki:

• območje
• razdalja1
• razdalja 2
• izhodišče
• pol perimetra
• območje
• X koordinata
• Ykoordinate

Slike

Fotografija 1: Noben predmet … vse razdalje padejo zunaj območja zaznavanja.

Fotografija 2: V "coni 3" so našli predmet

Kliknite tukaj, če si želite ogledati moja druga navodila.