Sonar cu ultrasunete mobil Arduino: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

V-ați întrebat vreodată cum să explorați interiorul piramidei? Zona întunecată a oceanului? O peșteră care tocmai a fost descoperită? Aceste locuri sunt considerate nesigure pentru intrarea bărbaților, de aceea este necesară o mașină fără pilot pentru a face astfel de explorări, cum ar fi roboți, drone etc., de obicei echipate cu camere de luat vederi, camere cu infraroșu etc. necesită o anumită intensitate a luminii, iar datele obținute sunt relativ mari. Prin urmare, sistemul sonar este considerat o alternativă generală.

Acum, putem construi un vehicul radar sonar controlat de la distanță folosind un senzor cu ultrasunete. Această metodă este ieftină, relativ ușor de obținut componentele și ușor de construit și, cu atât mai important, ne ajută să înțelegem mai bine sistemul de bază al instrumentelor avansate de scanare aeriană și cartografiere.

Pasul 1: Teoria de bază

A. Sonar

Senzorul cu ultrasunete HC-SR04 utilizat în acest proiect este capabil să scaneze de la 2cm până la 400cm. Atasăm senzorul pe un servomotor pentru a construi un sonar funcțional care se rotește. Am setat servo-ul să se întoarcă 0,1 secunde și să se oprească încă 0,1 secunde, simultan până când atinge 180 de grade și repetăm revenind la poziția inițială și folosind Arduino vom obține citirea senzorului în momentul de fiecare dată când servo-ul se oprește. Combinând datele, schițăm un grafic al citirilor la distanță pentru o rază de 400 cm într-un interval de 180 de grade.

B. Accelerometru

Senzorul accelerometrului MPU-6050 este utilizat pentru a măsura cantitatea de accelerații în jurul axelor x, y și z. Din schimbarea măsurătorilor cu o rată de schimbare de 0,3 secunde obținem deplasări în jurul acestor axe, care pot fi combinate cu date sonare pentru a identifica poziția fiecărei scanări. Datele pot fi vizualizate de pe monitorul serial în Arduino IDE.

C. Mașină RC 2WD

Modulul folosește 2 motoare de curent continuu controlate de driverul de motor L298N. Practic mișcarea este controlată de viteza de rotație (între mare și mică) a fiecărui motor și direcția acestuia. În cod, comenzile de mișcare (înainte, înapoi, stânga, dreapta) sunt convertite în comenzi pentru a controla viteza și direcția fiecărui motor, apoi transmise prin driverul motorului care controlează motoarele. Modulul HC-06 Bluetooth este utilizat pentru a oferi conexiune wireless între Arduino și orice dispozitive bazate pe Android. După ce modulul este conectat cu pinul de transmisie și recepție, acesta este conectat cu dispozitivul. Utilizatorul poate instala orice aplicație de control Bluetooth și poate configura 5 butoane de bază și poate atribui comenzi simple de (l, r, f, b și s) butonului după stabilirea conexiunii. (codul implicit de asociere este 0000) Apoi circuitul de control este terminat.

D. Conexiunea cu PC și rezultatul datelor

Datele obținute trebuie transmise înapoi la computer pentru a fi citite de Arduino și MATLAB pentru a fi procesate. Metoda potrivită ar fi configurarea unei conexiuni wireless utilizând un modul wifi, cum ar fi ESP8266. Modulul configurează o rețea fără fir, iar PC-ul este necesar să se conecteze la aceasta și să citească prin portul de conexiune fără fir pentru a citi datele. În acest caz, folosim în continuare cablul de date USB pentru a ne conecta la computer pentru prototip.

Pasul 2: Piese și componente

Pasul 3: Asamblare și cablare

1. Atașați senzorul cu ultrasunete pe mini panou și atașați mini panou pe aripa servo. Servo-ul trebuie atașat în partea din față a kitului auto.

2. Asamblarea kitului auto urmând instrucțiunile incluse.

3. Restul poziției pieselor poate fi liber aranjat în funcție de aspectul cablajului.

4. Cablare:

A. Puterea:

Cu excepția driverului de motor L298N, restul pieselor necesită doar o intrare de alimentare de 5V care poate fi obținută de la portul de ieșire 5V Arduino, în timp ce pinii GND la portul GND Arduino, prin urmare, puterea și GND pot fi aliniate la panoul de măsurare. Pentru Arduino, puterea se obține de la cablul USB, fie atașat la PC sau powerbank.

B. Senzor cu ultrasunete HC-SR04

Pinul de declanșare - 7

Echo Pin - 4

C. Servo SG-90

Pin de control - 13

D. Modulul Bluetooth HC-06

Pin Rx - 12

Tx Pin - 11

* Comenzi Bluetooth:

Față - 'f'

Înapoi - „b”

Stânga - 'l'

Dreapta - 'r'

Opriți orice mișcare - 's'

E. Accelerometru MPU-6050

Pin SCL - Analog 5

Pin SDA - analogic 4

PIN INT - 2

F. Driver motor L298N

Vcc - baterie de 9V și ieșire Arduino de 5V

GND - Orice baterie GND și 9V

+5 - Intrare VIN Arduino

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Motor DC dreapta -

OUTB - Motor DC dreapta +

OUTC - Motor DC stânga -

OUTD - Motor DC stânga +

ENA - Driver 5V (întrerupător)

ENB - Driver 5V (Întrerupător)

Pasul 4: Cod Arduino

Credite pentru creatorii codurilor originale incluse în fișier și Satyavrat

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

Pasul 5: Cod MATLAB

Vă rugăm să schimbați portul COM în funcție de portul pe care îl utilizați.

Codul va obține datele transmise de la Arduino prin port. Odată ce este rulat, colectează frecvent datele după cantitatea de măturări efectuate de sonar. Codul MATLAB care rulează trebuie oprit pentru a obține date sub formă de grafice ale unui arc. Distanța de la punctul central la grafic este distanța măsurată de sonar.

Pasul 6: Rezultat

Pasul 7: Concluzie

Pentru o utilizare de precizie, acest proiect este departe de a fi perfect, de aceea nu este potrivit pentru sarcini profesionale de măsurare. Dar acesta este un proiect DIY bun pentru exploratori, pentru a ajunge la cunoașterea proiectelor sonar și Arduino.