Arduino ultrazvučni mobilni sonar: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Jeste li se ikada zapitali kako istražiti unutrašnjost piramide? Duboko tamno područje oceana? Špilja koja je upravo otkrivena? Ta se mjesta smatraju nesigurnima za ulazak muškaraca, stoga je za takvo istraživanje potreban stroj bez posade, poput robota, bespilotnih letjelica itd. Koji su obično opremljeni kamerama, infracrvenim kamerama itd. Za pregled i mapiranje nepoznatog područja uživo, ali ove zahtijeva određeni intenzitet svjetlosti, a prikupljeni podaci relativno su veliki. Stoga se sonarni sustav smatra općom alternativom.

Sada možemo izgraditi jedno daljinsko upravljano sonarsko radarsko vozilo pomoću ultrazvučnog senzora. Ova metoda je jeftina, relativno je lako nabaviti komponente i lako se gradi, a što je još važnije, pomaže nam da bolje razumijemo osnovni sustav naprednih instrumenata za skeniranje i kartiranje iz zraka.

Korak 1: Osnovna teorija

A. Sonar

HC-SR04 ultrazvučni senzor korišten u ovom projektu može skenirati od 2 cm do 400 cm. Senzor priključujemo na servo motor kako bismo izgradili funkcionalan sonar koji se okreće. Postavljamo servo da se okreće 0,1 sekundu i zaustavlja još 0,1 sekundu, istovremeno dok ne dosegne 180 stupnjeva, i ponavljamo vraćanjem u početni položaj, a pomoću Arduina dobit ćemo očitanje senzora u svakom trenutku svaki put kad se servo zaustavi. Kombinirajući podatke, skiciramo grafikon očitanja udaljenosti za radijus 400 cm u rasponu od 180 stupnjeva.

B. Akcelerometar

Senzor akcelerometra MPU-6050 koristi se za mjerenje količine ubrzanja oko osi x, y i z. Iz promjene mjerenja sa brzinom promjene od 0,3 sekunde dobivamo pomake oko ove osi, koji se mogu kombinirati sa sonarnim podacima kako bi se odredio položaj svakog skeniranja. Podaci se mogu vidjeti sa serijskog monitora u Arduino IDE -u.

C. RC 2WD Automobil

Modul koristi 2 istosmjerna motora kojima upravlja upravljački program motora L298N. U osnovi se kretanje kontrolira brzinom rotacije (između velike i niske) svakog motora i njegovim smjerom. U kodu se kontrole kretanja (naprijed, natrag, lijevo, desno) pretvaraju u naredbe za kontrolu brzine i smjera svakog motora, a zatim se prenose preko upravljačkog programa motora koji upravlja motorima. Bluetooth-modul HC-06 koristi se za pružanje bežične veze između Arduina i bilo kojih drugih Android uređaja. Nakon povezivanja modula s odašiljačkim i prijemnim pinom, povezuje se s uređajem. Korisnik može instalirati bilo koju Bluetooth aplikaciju za kontrolu i postaviti 5 osnovnih gumba te dodijeliti jednostavne naredbe od (l, r, f, b i s) gumbu nakon što se veza uspostavi. (zadani kôd za uparivanje je 0000) Zatim se vrši krug upravljanja.

D. Povezivanje s računalom i rezultat podataka

Dobiveni podaci moraju se poslati natrag na računalo kako bi ih Arduino i MATLAB mogli pročitati za obradu. Odgovarajuća metoda bila bi postavljanje bežične veze pomoću wifi modula poput ESP8266. Modul postavlja bežičnu mrežu, a računalo se mora povezati s njim i čitati putem priključka za bežičnu vezu kako bi pročitalo podatke. U ovom slučaju još uvijek koristimo USB podatkovni kabel za povezivanje s računalom za izradu prototipa.

Korak 2: Dijelovi i komponente

Korak 3: Sklapanje i ožičenje

1. Pričvrstite ultrazvučni senzor na mini ploču i pričvrstite mini ploču na krilo serva. Servo treba biti pričvršćen na prednjoj strani automobilskog kompleta.

2. Sklapanje automobilskog kompleta slijedeći priložene upute.

3. Ostatak položaja dijelova može se slobodno rasporediti ovisno o rasporedu ožičenja.

4. Ožičenje:

A. Snaga:

Osim za pogon motora L298N, ostali dijelovi zahtijevaju samo ulaznu snagu od 5 V koja se može dobiti iz Arduinovog 5V izlaznog porta, dok se GND pinovi priključuju na Arduino GND priključak, pa se napajanje i GND mogu poravnati na ploči. Za Arduino, napajanje se dobiva putem USB kabela, spojenog na računalo ili powerbank.

B. HC-SR04 Ultrazvučni senzor

Okidač - 7

Echo Pin - 4

C. Servo SG-90

Upravljački pin - 13

D. Bluetooth-modul HC-06

Rx pin - 12

Tx pin - 11

*Bluetooth naredbe:

Prednji - 'f'

Natrag - 'b'

Lijevo - 'l'

Desno - 'r'

Zaustavite bilo kakvo kretanje - 's'

E. MPU-6050 Akcelerometar

SCL pin - analogni 5

SDA pin - analogni 4

INT pin - 2

F. Vozač motora L298N

Vcc - 9V baterija i Arduino 5V izlaz

GND - Bilo koja GND i 9V baterija

+5 - Arduino VIN ulaz

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Desni istosmjerni motor -

IZLAZ - Desni istosmjerni motor +

OUTC - Lijevi istosmjerni motor -

OUTD - Lijevi istosmjerni motor +

ENA - Upravljački program 5V (prekidač)

ENB - Upravljački program 5V (prekidač)

Korak 4: Arduino kod

Zasluge tvorcima izvornih kodova uključenih u datoteku i Satyavrat

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

Korak 5: MATLAB kôd

Promijenite COM port prema portu koji koristite.

Kôd će dobiti podatke prenesene iz Arduina putem porta. Nakon što se pokrene, prikuplja podatke često nakon količine zamaha koje izvodi sonar. Pokrenuti MATLAB kôd potrebno je zaustaviti kako bi se dobili podaci u obliku grafičkih prikaza luka. Udaljenost od središnje točke do grafikona udaljenost je koju mjeri sonar.

Korak 6: Rezultat

Korak 7: Zaključak

Za preciznu uporabu, ovaj projekt daleko je od savršenog pa je neprikladan za profesionalne mjerne zadatke. Ali ovo je dobar DIY projekt za istraživače kako bi stekli znanje o sonarnim i Arduino projektima.