Multipleksirani lokator odjeka: 6 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Ova uputa opisuje kako napraviti "skenirajući" lokator odjeka pomoću Arduina i četiri multipleksirana ultrazvučna senzora. Nema pokretnih dijelova.

Konstrukcija je jednostavna … sve što trebate je oštar nož, dvije bušilice, lemilica i nožna pila.

U teoriji se može odrediti do četiri objekta. U praksi najbolje što sam uspio su tri.

Sklop i kod su čisto eksperimentalni i objavljeni su u nadi da će im netko biti od koristi.

Slike

• Fotografija 1 prikazuje sastavljeni eho lokator.
• Videozapis prikazuje lokator eha koji pokazuje lokaciju dva objekta

Korak 1: Shema ožičenja

Fotografija 1 prikazuje dijagram ožičenja za "eho lokator quad senzora".

Senzori B1 i B2 postaju "pasivni" postavljanjem nekoliko slojeva maskirne trake preko odašiljača (T).

Ova vrpca blokira ultrazvučni zvuk koji bi se inače emitirao.

Korak 2: Popis dijelova

Fotografija 1 prikazuje dijelove za moj lokator odjeka s dvostrukim senzorom. Lokator odjeka četveroosjetnog senzora opisan u ovom članku zahtijeva dodatna dva ultrazvučna senzora.

Sljedeći dijelovi su nabavljeni sa

• 1 samo Arduino Uno R3 zajedno s USB kabelom
• 4 samo ultrazvučni pretvarači HY-SRF05 ili HC-SR04

Sljedeći dijelovi nabavljeni su lokalno:

• 1 samo muška traka zaglavlja arduino
• 4 samo ženske trake zaglavlja arduino
• 2 samo komada starog aluminija
• 2 samo mala komada drveta
• 2 samo mala vijka
• 6 samo kabelske vezice
• 12 samo duljina plastificirane žice (različite boje) [1]

Bilješke

[1]

Ukupna duljina žica trebala bi biti jednaka željenoj udaljenosti između senzora plus mala količina za lemljenje. Žice se zatim uvijaju kako bi oblikovale kabel.

Korak 3: Teorija

Krug se nadovezuje na moj "Dual Sensor Echo Locator". [1]

Dvostruki senzor lokatora odjeka

Fotografija 1 prikazuje "područje otkrivanja" za gornji eho lokator.

Jednadžbe za ovaj senzor prikazane su na fotografiji 2.

Ovaj lokator odjeka s "dva senzora" dobro radi, ali zahtijeva da se oba senzora montiraju ispod osnovne linije (tj. Potreban je pomak) kako bi se izbjegle velike "mrtve točke" koje nastaju korištenjem pretvarača uskog snopa.

No što ako takav pomak nije moguć?

Lokator odjeka s četiri senzora

Palo mi je na pamet da bi se te "mrtve točke" i "pomak" mogle ukloniti ako učetverostručimo broj područja detekcije udvostručenjem broja senzora kako je prikazano na fotografiji 3.

Brzo prebacivanje (multipleksiranje) između četiri moguće kombinacije senzora učinkovito stvara rotirajući snop (fotografija 3). Cijelo područje je pokriveno, a "pomak" je eliminiran.

Još bolje … mogu se koristiti iste jednadžbe (fotografija 2)!

U teoriji, ovaj lokator odjeka "quad-sensor":

• može otkriti do četiri objekta. [2]
• nema "mrtvih točaka"
• ne zahtijeva pomak

Rezultati

Koncept funkcionira jer se može otkriti više objekata, ali male "mrtve točke" i dalje ostaju jer uske širine snopa ne osvjetljavaju u potpunosti ciljno područje kada je pomak nula. [3]

Bilješke

[1]

Za detaljno objašnjenje i formule pogledajte

[2]

Četiri objekta pretpostavljaju:

• širine grede od 45 stupnjeva.
• nema "zasjenjivanja" jednog objekta drugim

[3]

Šest senzora postavljenih u intervalima od 30 stupnjeva trebalo bi u potpunosti ukloniti "mrtve točke"

Korak 4: Izgradnja

Slike:

• fotografija 1: montažni držači
• fotografija 2: pogled sprijeda
• fotografija 3: pogled straga
• fotografija 4: pogled odozgo

Montažni nosači

Dva držača za montažu izrađena su od aluminijskog lima promjera 18, metodom opisanom u mojim uputama

Za rezanje 30 mm od jednog ruba do linije presavijanja od 45 stupnjeva upotrijebite nožnu pilu ili kosilice. Sada "zabijte" obje strane središnje crte od reza pile do baze, a zatim "pomičite" neželjeni dio dok se ne oslobodi.

Dimenzije mojih zagrada prikazane su na fotografiji 1.

Utičnice senzora

Utičnice senzora izrađene su od standardnih Arduino utičnica zaglavlja.

Svi neželjeni zatiči su izvučeni i kroz plastiku je izbušena rupa od 3 mm.

Prilikom lemljenja spojeva pazite da ne spojite žice na aluminijski držač.

Rasterećenja naprezanja

Mali komad termoskupljajuće cijevi na svakom kraju kabela sprječava odmotavanje žica.

Kabelske vezice korištene su za sprječavanje neželjenog pomicanja kabela.

Korak 5: Instalacija softvera

Instalirajte sljedeći kôd ovim redoslijedom:

Arduino IDE

Preuzmite i instalirajte Arduino IDE (integrirano razvojno okruženje) s https://www.arduino.cc/en/main/software ako već nije instaliran.

Obrada 3

Preuzmite i instalirajte Processing 3 s

Quad Sensor Echo Locator

Kopirajte sadržaj priložene datoteke, „quad_sensor _echo_locator.ino“, u Arduino „skicu“, spremite, a zatim je prenesite na svoj Arduino Uno R3.

Zatvorite Ardino IDE, ali ostavite USB kabel priključen.

Zaslon s četiri senzora

Kopirajte sadržaj priložene datoteke, „quad_sensor_echo_locator.pde“u obradu „Skica“.

Sada kliknite gornji lijevi gumb "Pokreni" … grafički zaslon trebao bi se pojaviti na vašem zaslonu.

Rješavanje problema

Obrada će se žaliti ako se promijeni [broj] povezan s vašim COM portom, no prije nego što to učini prikazat će se popis dostupnih “COM” portova od kojih svaki ima [broj] u uglatim zagradama.

Jednostavno zamijenite [0] u sljedećem retku koda jednim od ovih brojeva:

myPort = novi serijski (ovaj, Serial.list () [0], Baud_rate);

Isprobajte svaki redom jedan od njih će uspjeti.

Korak 6: Testiranje

Priključite Arduino USB kabel na svoje računalo i pokrenite “dual_sensor_echo_locator.pde” klikom na gumb za pokretanje “gore lijevo” na vašem Processing 3 IDE (integrirano razvojno okruženje).

Brojevi odvojeni zarezom trebali bi se početi slijediti niz zaslon kao što je prikazano na fotografiji1.

Zadnji broj je zona … druga dva broja su udaljenosti senzora A1/A2 i osjetnika B1/B2.

Crvena (trepćuća) točka pojavit će se na zaslonu kad god se unutar ciljanog područja otkrije objekt. Dodatni podaci pojavit će se i nakon što senzori pronađu objekt (fotografija 2).

Poruka o pogrešci pri pokretanju

Možda ćete dobiti poruku o pogrešci pri pokretanju.

U tom slučaju promijenite [0] u retku 85 fotografije 1 kako bi odgovarao broju pridruženom vašem "COM" priključku.

Ovisno o vašem sustavu, može biti navedeno nekoliko "COM" portova. Jedan od brojeva će upaliti.

Na fotografiji 1 broj [0] povezan je s mojim "COM4".

Postavljanje senzora

Razmaknite svoje senzore na udaljenosti od 100 cm s metom 80 cm..100 cm ispred.

Polako zakrenite oba senzora prema dijagonalno suprotnom kutu zamišljenog kvadrata od 1 metra.

Dok rotirate senzore, pronaći ćete mjesto gdje se na grafičkom zaslonu pojavljuju trepereće crvene točke.

Nakon otkrivanja objekta pojavit će se sljedeće informacije:

• zona
• udaljenost1
• udaljenost 2
• Osnovna linija
• polu-obod
• području
• X koordinata
• Ykoordinate

Slike

Fotografija 1: Nema objekata … sve udaljenosti padaju izvan područja detekcije.

Fotografija 2: Pronađen je objekt u "Zoni 3"

Kliknite ovdje da biste vidjeli moje ostale upute.