Ultrazvukový mobilní sonar Arduino: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Přemýšleli jste někdy o tom, jak prozkoumat vnitřek pyramidy? Hluboká temná oblast oceánu? Jeskyně, která byla právě objevena? Tato místa jsou považována za nebezpečná pro vstup mužů, proto je k takovému průzkumu zapotřebí bezpilotní stroj, jako jsou roboti, drony atd. Obvykle vybavené kamerami, infračervenými kamerami atd., Aby bylo možné neznámou oblast zobrazit a zmapovat naživo, ale tyto vyžaduje určitou intenzitu světla a získaná data jsou relativně velká. Sonarový systém je proto považován za obecnou alternativu.

Nyní můžeme pomocí ultrazvukového senzoru postavit jedno dálkově ovládané sonarové radarové vozidlo. Tato metoda je levná, je poměrně snadné získat komponenty a snadno se staví, a co je důležitější, pomáhá nám lépe porozumět základnímu systému pokročilých leteckých skenovacích a mapovacích nástrojů.

Krok 1: Základní teorie

A. Sonar

Ultrazvukový senzor HC-SR04 použitý v tomto projektu je schopen skenovat od 2 cm do 400 cm. Senzor připevníme na servomotor, abychom vytvořili funkční sonar, který se otáčí. Nastavíme servo, aby se točilo 0,1 sekundy a zastavilo se dalších 0,1 sekundy, současně, dokud nedosáhne 180 stupňů, a opakujeme návratem do výchozí polohy a pomocí Arduina získáme hodnotu snímače v okamžiku, kdykoli se servo zastaví. Zkombinováním dat načrtneme graf odečtů vzdáleností pro poloměr 400 cm v rozsahu 180 stupňů.

B. Akcelerometr

Senzor akcelerometru MPU-6050 se používá k měření velikosti zrychlení kolem osy x, y a z. Ze změny měření s rychlostí změny 0,3 sekundy získáme posunutí kolem těchto os, které lze kombinovat se sonarovými daty k určení polohy každého skenování. Data lze zobrazit ze sériového monitoru v Arduino IDE.

C. RC 2WD Car

Modul používá 2 stejnosměrné motory, které jsou řízeny ovladačem motoru L298N. V zásadě je pohyb řízen rychlostí otáčení (mezi vysokou a nízkou) každého motoru a jeho směrem. V kódu jsou ovládací prvky pohybu (vpřed, vzad, vlevo, vpravo) převedeny na příkazy pro řízení rychlosti a směru každého motoru a poté přenášeny přes ovladač motoru, který ovládá motory. Modul Bluetooth HC-06 se používá k zajištění bezdrátového připojení mezi Arduino a jakýmikoli zařízeními se systémem Android. Poté, co je modul spojen s vysílacím a přijímacím pinem, je spojen se zařízením. Uživatel si může nainstalovat libovolnou aplikaci pro ovládání Bluetooth a nastavit 5 základních tlačítek a přiřadit připojení tlačítkům jednoduché příkazy (l, r, f, b a s). (výchozí párovací kód je 0000) Poté se provede ovládací obvod.

D. Spojení s PC a datový výsledek

Získaná data je třeba přenést zpět do PC, aby je Arduino a MATLAB mohly přečíst a zpracovat. Vhodnou metodou by bylo nastavení bezdrátového připojení pomocí wifi modulu, jako je ESP8266. Modul nastavuje bezdrátovou síť a pro čtení dat je vyžadováno připojení počítače a čtení přes port bezdrátového připojení. V tomto případě stále používáme datový kabel USB k připojení prototypu k počítači.

Krok 2: Díly a součásti

Krok 3: Sestavení a zapojení

1. Připevněte ultrazvukový senzor na mini prkénko a připevněte mini prkénko na křídlo serva. Servo by mělo být připevněno k přední části sady do auta.

2. Sestavení sady do auta podle dodaných pokynů.

3. Pozice ostatních dílů může být libovolně uspořádána v závislosti na uspořádání kabeláže.

4. Zapojení:

A. Výkon:

Kromě ovladače motoru L298N ostatní části vyžadují pouze 5V příkon, který lze získat z 5V výstupního portu Arduina, zatímco GND piny do GND portu Arduina, takže výkon a GND lze sladit na prkénku. U Arduina se energie získává z kabelu USB, připojeného k počítači nebo powerbance.

B. Ultrazvukový senzor HC-SR04

Spouštěcí kolík - 7

Echo Pin - 4

C. Servo SG-90

Ovládací kolík - 13

D. Modul Bluetooth HC-06

Rx Pin - 12

Tx Pin - 11

*Příkazy Bluetooth:

Přední - 'f'

Zpět - 'b'

Vlevo - 'l'

Vpravo - 'r'

Zastavte jakýkoli pohyb -

E. Akcelerometr MPU-6050

Pin SCL - analogový 5

Pin SDA - analogový 4

INT Pin - 2

F. Ovladač motoru L298N

Vcc - 9V baterie a 5V výstup Arduino

GND - libovolná baterie GND a 9V

+5 - VIN vstup Arduino

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Pravý stejnosměrný motor -

OUTB - Pravý stejnosměrný motor +

OUTC - levý stejnosměrný motor -

OUTD - levý stejnosměrný motor +

ENA - Driver 5V (jistič)

ENB - Driver 5V (jistič)

Krok 4: Arduino kód

Kredity pro tvůrce původních kódů obsažených v souboru a Satyavrat

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

Krok 5: Kód MATLAB

Změňte prosím port COM podle portu, který používáte.

Kód získá data přenášená z Arduina přes port. Jakmile je spuštěn, shromažďuje data často podle množství rozmítání sonaru. Běžící kód MATLAB je třeba zastavit, aby se získala data ve formě grafických křivek oblouku. Vzdálenost od středového bodu k grafu je vzdálenost měřená sonarem.

Krok 6: Výsledek

Krok 7: Závěr

Pro přesné použití není tento projekt zdaleka dokonalý, a proto není vhodný pro profesionální měřicí úlohy. Ale je to dobrý DIY projekt pro průzkumníky, aby se dostali do znalostí projektů sonaru a Arduina.