Arduino ultrazvočni mobilni sonar: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Ste se kdaj vprašali, kako raziskati notranjost piramide? Globoko temno območje oceana? Jama, ki so jo pravkar odkrili? Ti kraji veljajo za nevarne za vstop moških, zato je za takšno raziskovanje potreben stroj brez posadke, kot so roboti, brezpilotni letali itd., Običajno opremljeni s kamerami, infrardečimi kamerami itd., Da si ogledajo in preslikajo neznano območje v živo, vendar ti zahteva določeno jakost svetlobe, pridobljeni podatki pa so relativno veliki. Zato sonarni sistem velja za splošno alternativo.

Zdaj lahko z ultrazvočnim senzorjem zgradimo eno daljinsko vodeno sonarno radarsko vozilo. Ta metoda je poceni, relativno enostavna za nabavo komponent in enostavna za izdelavo, še pomembneje pa je, da nam pomaga bolje razumeti osnovni sistem naprednih instrumentov za skeniranje in kartiranje iz zraka.

1. korak: Osnovna teorija

A. Sonar

Ultrazvočni senzor HC-SR04, uporabljen v tem projektu, lahko skenira od 2 cm do 400 cm. Senzor pritrdimo na servo motor, da zgradimo delujoč sonar, ki se obrača. Servo nastavimo tako, da se vrti za 0,1 sekunde in ustavi še 0,1 sekunde, istočasno, dokler ne doseže 180 stopinj, in ponovimo tako, da se vrnemo v začetni položaj, z uporabo Arduina pa bomo dobili odčitke senzorja ob vsakem zaustavitvi servomotorja. S pomočjo podatkov skiciramo graf odčitkov razdalje za polmer 400 cm v območju 180 stopinj.

B. Merilnik pospeška

Senzor pospeška MPU-6050 se uporablja za merjenje količine pospeškov okoli osi x, y in z. S spremembo meritev s hitrostjo spremembe 0,3 sekunde dobimo premike okoli te osi, ki jih lahko združimo s podatki sonarja, da določimo položaj vsakega skeniranja. Podatke si lahko ogledate s serijskega monitorja v Arduino IDE.

C. Avto RC 2WD

Modul uporablja 2 enosmerna motorja, ki ju upravlja gonilnik motorja L298N. V bistvu gibanje nadzorujejo hitrost vrtenja (med visokim in nizkim) vsakega motorja in njegova smer. V kodi se krmiljenje gibanja (naprej, nazaj, levo, desno) pretvori v ukaze za nadzor hitrosti in smeri vsakega motorja, nato pa se posreduje prek gonilnika motorja, ki upravlja motorje. Modul Bluetooth HC-06 se uporablja za brezžično povezavo med Arduinom in drugimi napravami, ki temeljijo na sistemu Android. Ko je modul povezan z oddajnim in sprejemnim zatičem, je povezan z napravo. Uporabnik lahko namesti katero koli nadzorno aplikacijo Bluetooth in nastavi 5 osnovnih gumbov ter gumbu dodeli preproste ukaze (l, r, f, b in s), ko je povezava vzpostavljena. (privzeta koda za seznanjanje je 0000) Nato se izvede krmilno vezje.

D. Povezava z osebnim računalnikom in podatkovni rezultat

Pridobljene podatke je treba poslati Arduinu in MATLAB v računalnik, da jih lahko preberejo. Primerna metoda bi bila vzpostavitev brezžične povezave z modulom wifi, kot je ESP8266. Modul vzpostavlja brezžično omrežje, računalnik pa se mora povezati z njim in prebrati podatke za brezžično povezavo za branje podatkov. V tem primeru še vedno uporabljamo podatkovni kabel USB za povezavo z osebnim računalnikom za izdelavo prototipa.

2. korak: Deli in komponente

3. korak: Sestavljanje in ožičenje

1. Ultrazvočni senzor pritrdite na mini ploščico, mini ploščo pa pritrdite na servo krilo. Servo mora biti pritrjen na sprednji del avtomobilskega kompleta.

2. Sestavljanje avtomobilskega kompleta po priloženih navodilih.

3. Preostali položaj delov lahko prosto uredite glede na postavitev ožičenja.

4. Ožičenje:

A. Moč:

Razen gonilnika motorja L298N, preostali deli potrebujejo le vhodno moč 5 V, ki jo je mogoče dobiti iz 5 -voltnih izhodnih vrat Arduino, medtem ko se zatiči GND priključijo na vrata Arduino GND, zato lahko moč in GND poravnate na plošči. Za Arduino se napajanje pridobi s kablom USB, ki je priključen na osebni računalnik ali v powerbank.

B. HC-SR04 Ultrazvočni senzor

Sprožilni zatič - 7

Odmevni pin - 4

C. Servo SG-90

Krmilni zatič - 13

D. Modul Bluetooth HC-06

Rx Pin - 12

Tx Pin - 11

*Ukazi Bluetooth:

Spredaj - 'f'

Nazaj - 'b'

Levo - 'l'

Desno - 'r'

Ustavite vsako gibanje - 's'

E. Merilnik pospeška MPU-6050

SCL Pin - analogni 5

SDA Pin - analogni 4

Pin INT - 2

F. Voznik motorja L298N

Vcc - 9V baterija in Arduino 5V izhod

GND - Katera koli baterija GND in 9V

+5 - Vhod Arduino VIN

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Desni enosmerni motor -

OUTB - Desni enosmerni motor +

OUTC - Levi enosmerni motor -

OUTD - Levi enosmerni motor +

ENA - gonilnik 5V (odklopnik)

ENB - gonilnik 5V (odklopnik)

4. korak: Arduino koda

Zasluge ustvarjalcem izvirnih kod, vključenih v datoteko, in Satyavrat

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

5. korak: Koda MATLAB

Prosimo, spremenite vrata COM glede na vrata, ki jih uporabljate.

Koda bo pridobila podatke, poslane iz Arduina skozi vrata. Ko ga zaženete, pogosto zbira podatke glede na obseg, ki ga izvede sonar. Tekočo kodo MATLAB je treba ustaviti, da dobimo podatke v obliki grafičnih ploskev loka. Razdalja od središčne točke do grafa je razdalja, ki jo meri sonar.

6. korak: Rezultat

7. korak: Zaključek

Za natančno uporabo ta projekt še zdaleč ni popoln, zato neprimeren za profesionalne merilne naloge. Ampak to je dober projekt DIY za raziskovalce, da spoznajo projekte sonarja in Arduino.