Ultrazvukový radar využívající Arduino Nano a sériový plotter: 10 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

V tomto Instructable se naučíme základy servo knihovny, nastavení ultrazvukového senzoru a jeho použití jako radaru. výstup tohoto projektu bude viditelný na monitoru sériového plotru.

Zásoby

-Arduino Nano.

-prkénko.

-Tavná pistole.

-propojovací vodiče.

-PC na Arduino USB.

Krok 1: Připojte Arduino k senzoru a servu

postupujte podle schématu připojení, jak je popsáno.

ultrazvukový senzor

- spoušť na pin2 Arduina

- echo na pin3 arduina

- Vcc a Gnd na 5v a Gnd

servo:

- hnědý vodič k zemi

- červený vodič k vcc

- žlutý/oranžový vodič na pin 9 (připojení uvedená ve schématu zapojení nejsou stejná, jak je popsáno, nejlepšího výsledku dosáhnete podle popisu)

Krok 2: Nastavení senzoru

nalepte servo na kus lepenky.

servo je dodáváno s řadou příslušenství k hřídeli.

připevněte plochý a velký na hřídel motoru a zcela jej otočte na jednu stranu.

vidíte, že servo se může otáčet pouze do limitu 180 stupňů v obou směrech.

nyní příslušně upravte nástavec tak, aby seděl perfektně rovně pod úhlem 180 stupňů.

potom za horka přilepte senzor k nástavci, jak je znázorněno na obrázku.

servo nyní musí být schopné otáčet senzorem od 0 do 180 stupňů.

Krok 3: Nastavení Arduina

až bude celé nastavení vypadat jako na obrázku, připojte Arduino k počítači a spusťte Arduino IDE. v následujících krocích je krok za krokem vysvětleno každý blok kódu.

Krok 4: Deklarování proměnných

#include je to knihovna potřebná k efektivnímu chodu servomotoru, který vyžaduje signál pwm.

spoušť, echo, doba trvání, vzdálenost jsou celá čísla. podle toho jsou definovány piny spouště a ozvěny.

je vytvořeno proměnné „servo“, které řeší motor, který jsme připojili, Arduino může podporovat více serv, pokud jim může dodávat energii a má dostatek těchto řídicích kolíků.

Krok 5: Nastavení a smyčka

ve funkci neplatného nastavení deklarujte režimy pinů jako na obrázku.

při volání funkce prázdné smyčky budou dvě další funkce, například levá a pravá, tyto funkce později vytvořeny pro otáčení hřídele motoru.

také zahájit sériovou komunikaci mezi Arduinem a počítačem s přenosovou rychlostí 9600, což je dost na podporu naší aplikace.

Krok 6: doleva a doprava

mikro servo se může otáčet v rozmezí 0 až 180 stupňů.

abychom toho pohybu dosáhli, musíme vybudovat funkci rozmítaného pohybu.

ačkoli to lze provést pomocí jediné funkce, je to další způsob, jak to udělat.

v každém z bloku kódu zjistíme, že celočíselná „vzdálenost“je dána návratovou hodnotou funkce echoloop ().

tato funkce vypočítá vzdálenost objektu od senzoru.

funkce obsahují výrazy serial.print () a serial.println ().

abychom dostali sériový plotter k vykreslení proměnných, potřebujeme je vytisknout v tomto formátu.

Serial.print (proměnná1);

Serial.print ("");

Serial.println (proměnná2);

v našem případě proměnná1 je úhel a proměnná2 je vzdálenost.

Krok 7: Výpočet vzdálenosti

snímač vyžaduje 10 mikrosekundový puls k odeslání ultrazvukového soung signálu, který by se pak měl odrazit od objektu a bude přijímán přijímačem. jak je uvedeno v omage, kód je navržen tak, aby přesně to.

jakmile je známa doba odrazu, vzdálenost objektu lze snadno vypočítat.

ultrazvuk se šíří rychlostí zvuku ve vzduchu 343 m/s.

vypočtená vzdálenost se nyní vrátí kamkoli je funkce volána.

Krok 8: Nahrajte kód a spusťte

jakmile je kód ověřen a nahrán, jednoduše umístěte nějaké objekty před senzor a spusťte jej.

pamatujte si předměty, které jsem umístil

- multimetr nalevo od snímače

- zavření černé skříňky a před senzorem

- modré pole vpravo v určité vzdálenosti

Krok 9: Interpretace sériového plotru

otevřete sériový plotter pomocí nástrojů.

nejnovější Arduino IDE má sériový plotter, takže aktualizujte IDE.

v grafu najdeme modrou trojúhelníkovou vlnu, která je grafem úhlu serva.

červená křivka je vzdálenost vypočítaná senzorem.

čím blíže je předmět, tím níže klesá červená zápletka.

čím je předmět dále, tím je červená zápletka vyšší a trochu nevyrovnaná.

můžete si všimnout tří hlavních depresí v zápletce

- blízko nulových stupňů v modrém grafu - multimetr.

- uprostřed stoupajícího a klesajícího svahu - černá skříňka

- na vrcholu modrého grafu - menší prohlubeň, protože předmět je dále - modré pole umístěné daleko vpravo.

použijte modrý graf jako referenci úhlu, který se pohybuje od 0 do 180 stupňů

vzdálenost měřených předmětů se pohybuje od 2 do 200 cm v závislosti na citlivosti objektu.

Krok 10: Opatření

nepokládejte předměty vyrobené z látky. tkanina rozptyluje ultrazvuk a způsobuje, že projekt zvrací hodnoty v rozmezí 2000 cm.

je to dobré pro pevné předměty.

ujistěte se, že výška předmětu je dostatečná k zachycení ultrazvukového pulzu.

upravte zpoždění v pravé (), levé () funkci, aby se snímač otáčel rychleji.