Localizator de ecou multiplexat: 6 pași

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Această instrucțiune descrie cum se face un localizator de ecou „de scanare” folosind un Arduino și patru senzori cu ultrasunete multiplexate. Nu există părți în mișcare.

Construcția este simplă … tot ce aveți nevoie este un cuțit ascuțit, două burghie, un fier de lipit și un ferăstrău.

În teorie, locația a până la patru obiecte poate fi ascuțită. În practică, cel mai bun lucru pe care l-am reușit este trei.

Circuitul și codul sunt pur experimentale și sunt publicate în speranța că cineva le va găsi utile.

Imagini

• Fotografia 1 prezintă localizatorul de ecou asamblat.
• Videoclipul arată localizatorul de ecou care indică locația celor două obiecte

Pasul 1: Schema de cablare

Fotografia 1 prezintă schema de conectare pentru „localizatorul ecoul senzorului quad”.

Senzorii B1 și B2 sunt redați „pasivi” prin plasarea mai multor straturi de bandă de mascare peste traductoarele de transmisie (T).

Această bandă blochează sunetul cu ultrasunete care altfel ar fi emis.

Pasul 2: Lista pieselor

Fotografia 1 prezintă piesele localizatorului meu de ecou cu senzor dual. Localizatorul de ecou al senzorului quad descris în acest articol necesită încă doi senzori cu ultrasunete.

Următoarele părți au fost obținute de pe

• 1 numai Arduino Uno R3 complet cu cablu USB
• 4 numai HY-SRF05 sau HC-SR04, traductoare cu ultrasunete

Următoarele părți au fost obținute local:

• 1 singură bandă de antet arduino de sex masculin
• 4 numai benzi de antet feminin arduino
• 2 numai bucăți de resturi de aluminiu
• 2 doar bucăți mici de lemn
• 2 numai șuruburi mici
• 6 numai legături de cablu
• 12 numai lungimi de sârmă acoperită din plastic (culori asortate) [1]

Note

[1]

Lungimea totală a firelor trebuie să fie egală cu distanța dorită între senzori, plus o cantitate mică pentru lipire. Firele sunt apoi răsucite împreună pentru a forma un cablu.

Pasul 3: Teorie

Circuitul se bazează pe „Localizatorul de ecou cu senzor dual”. [1]

Localizator ecou senzor dual

Fotografia 1 arată „zona de detectare” pentru localizatorul de ecouri de mai sus.

Ecuațiile pentru acest senzor sunt prezentate în fotografia 2.

Acest localizator de ecou „dual-senzor” funcționează bine, dar necesită montarea ambilor senzori sub linia de bază (adică este necesar un offset) pentru a evita „punctele moarte” mari care apar din utilizarea traductoarelor cu fascicul îngust.

Dar dacă un astfel de offset nu este posibil?

Localizator ecou senzor quad

Mi-a trecut prin minte că aceste „puncte moarte” și „offset” ar putea fi eliminate dacă vom cvadrupla numărul de zone de detectare prin dublarea numărului de senzori așa cum se arată în fotografia 3.

Comutarea rapidă (multiplexare) între cele patru combinații posibile de senzori creează în mod eficient un fascicul rotativ (foto 3). Întreaga zonă este acoperită și „offset-ul” a fost eliminat.

Chiar mai bine … se pot folosi aceleași ecuații (foto 2)!

În teorie, acest localizator de ecou „quad-senzor”:

• poate detecta până la patru obiecte. [2]
• nu are „puncte moarte”
• nu necesită compensare

Rezultate

Conceptul funcționează, deoarece mai multe obiecte pot fi detectate, dar mici „puncte moarte” rămân în continuare, deoarece lățimile înguste ale fasciculului nu luminează complet zona țintă atunci când decalajul este zero. [3]

Note

[1]

Consultați https://www.instructables.com/id/Dual-Sensor-Echo … pentru o explicație completă și formule.

[2]

Patru obiecte presupun:

• o lățime a fasciculului de 45 de grade.
• nici o „umbrire” a unui obiect de către altul

[3]

Șase senzori montați la intervale de 30 de grade ar trebui să elimine complet „punctele moarte”

Pasul 4: Construcție

Imagini:

• foto 1: suporturi de montare
• fotografia 2: vedere frontală
• foto 3: vedere din spate
• fotografia 4: vedere de sus

Suporturi de montare

Două consolă de montaj au fost realizate din tablă de aluminiu de calibru 18, folosind metoda descrisă în

Folosiți un ferăstrău sau tăieturi de tablă pentru a face o tăietură de 30 mm de la o margine la linia de pliere de 45 de grade. Acum „punctați” ambele părți ale liniei centrale de la tăietura ferăstrăului până la bază, apoi „învârtiți” secțiunea nedorită până când se eliberează.

Dimensiunile pentru paranteze sunt afișate în fotografia 1.

Prize senzor

Soclele senzorului au fost realizate din soclurile standard pentru capul Arduino.

Toți știfturile nedorite au fost scoase și o gaură de 3 mm a fost forată prin plastic.

Când lipiți conexiunile, aveți grijă să nu scurtați firele la suportul din aluminiu.

Eliberări de tulpini

O mică bucată de tub termocontractibil la fiecare capăt al cablului împiedică desfacerea firelor.

Legăturile pentru cabluri au fost utilizate pentru a preveni mișcarea nedorită a cablului.

Pasul 5: Instalarea software-ului

Instalați următorul cod în această ordine:

IDE Arduino

Descărcați și instalați Arduino IDE (mediu de dezvoltare integrat) de la https://www.arduino.cc/en/main/software dacă nu este deja instalat.

Procesare 3

Descărcați și instalați Processing 3 de pe

Localizator ecou senzor quad

Copiați conținutul fișierului atașat, „quad_sensor _echo_locator.ino”, într-o „schiță” Arduino, salvați, apoi încărcați-l pe Arduino Uno R3.

Închideți ID-ul Ardino, dar lăsați cablul USB conectat.

Afișaj senzor quad

Copiați conținutul fișierului atașat, „quad_sensor_echo_locator.pde” într-o „Schiță” de procesare.

Acum faceți clic pe butonul „Run” din stânga sus … ar trebui să apară un ecran grafic pe ecran.

Depanare

Procesarea se va plânge dacă [numărul] asociat portului COM trebuie modificat, dar înainte de a face acest lucru va afișa o listă a porturilor „COM” disponibile fiecare cu un [număr] între paranteze pătrate.

Pur și simplu înlocuiți [0] din următoarea linie de cod cu unul dintre aceste numere:

myPort = Serial nou (acesta, Serial.list () [0], Baud_rate);

Încercați fiecare pe rând … unul dintre ei va funcționa.

Pasul 6: Testare

Conectați cablul USB Arduino la computer și rulați „dual_sensor_echo_locator.pde” făcând clic pe butonul de rulare „sus-stânga” de pe IDE-ul dvs. Processing 3 (mediu de dezvoltare integrat).

Numerele, separate prin virgulă, ar trebui să înceapă să ruleze pe ecran, așa cum se arată în fotografia 1.

Ultimul număr este zona … celelalte două numere sunt distanțele senzorului A1 / A2 și ale senzorului B1 / B2.

Pe ecran va apărea un punct roșu (intermitent) ori de câte ori un obiect este detectat în interiorul zonei țintă. De asemenea, vor apărea date suplimentare odată ce senzorii au localizat un obiect (foto 2).

Mesaj de eroare la pornire

Este posibil să primiți un mesaj de eroare la pornire.

Dacă da, modificați [0] din linia 85 a fotografiei 1 pentru a se potrivi cu numărul asociat portului „COM”.

Mai multe porturi „COM” pot fi listate în funcție de sistemul dvs. Unul dintre numere va funcționa.

În fotografia 1, numărul [0] este asociat cu „COM4” al meu.

Poziționarea senzorilor

Distanțează senzorii la o distanță de 100 cm, cu ținta de 80 cm..100 cm în față.

Rotiți încet ambii senzori spre colțul opus diagonal al unui pătrat imaginar de 1 metru.

Pe măsură ce rotiți senzorii, veți găsi o poziție în care un punct roșu intermitent apare pe afișajul grafic.

Următoarele informații vor apărea odată ce un obiect este detectat:

• zona
• distanță1
• distanță2
• de bază
• semi-perimetral
• zonă
• Coordonata X
• Coordonat

Imagini

Foto 1: Fără obiecte … toate distanțele cad în afara zonei de detectare.

Foto 2: Un obiect a fost găsit în „Zona 3”

Faceți clic aici pentru a vedea celelalte instructabile ale mele.