Ултразвуков радар, използващ Arduino Nano и сериен плотер: 10 стъпки

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

В тази инструкция ще научим за основите на серво библиотека, както и за настройката на ултразвуковия сензор и ще го използваме като радар. изходът от този проект ще бъде видим на монитора на серийния плотер.

Консумативи

-Ардуино Нано.

-Дървена дъска.

-Пистолет за лепило.

-Джъмперни проводници.

-PC към Arduino USB.

Стъпка 1: Свържете Arduino към сензор и серво

следвайте схемата на свързване, както е описано.

ултразвуков сензор

- спусък към pin2 на Arduino

- ехо към pin3 на arduino

- Vcc и Gnd съответно до 5v и Gnd

серво:

- кафяв проводник към земята

- червен проводник към vcc

- жълт/оранжев проводник към щифт 9 (връзките, показани на електрическата схема, не са същите, както е описано, следвайте описанието за най -добър резултат)

Стъпка 2: Настройка на сензора

горещо лепило серво върху парче картон.

сервото идва с набор от приставки към вала.

прикрепете плоския и големия към вала на двигателя и го завъртете напълно на една страна.

можете да видите, че сервото може да се върти само до ограничение от 180 градуса в двете посоки.

сега регулирайте съответно приставката, така че да стои перфектно изправена под ъгъла на 180 градуса.

след това горещо залепете сензора към приставката, както е показано на фигурата.

сега сервото трябва да може да завърта сензора от 0 до 180 градуса.

Стъпка 3: Настройка на Arduino

когато цялата настройка изглежда като тази на снимката, свържете Arduino към компютъра и стартирайте Arduino IDE. има стъпка по стъпка обяснение на всеки блок код в следващите стъпки.

Стъпка 4: Деклариране на променливите

#include е библиотеката, необходима за ефективно стартиране на серво мотора, която изисква pwm сигнал.

тригер, ехо, продължителност, разстояние са всички числа. щифтовете на спусъка и ехото са дефинирани съответно.

създава се променлива "серво" за адресиране на двигателя, към който сме свързали Arduino може да поддържа множество сервоусилватели, стига да може да ги захранва и да има достатъчно от тези контролни щифтове.

Стъпка 5: Настройка и цикъл

във функцията за настройка на празнотата декларирайте режимите на закрепване, както е на фигурата.

във функцията за празен цикъл извикайте две други функции, като ляво и дясно, тези функции по -късно ще бъдат изградени за завъртане на вала на двигателя.

също така започнете серийната комуникация между Arduino и компютъра със скорост на предаване 9600, което е достатъчно, за да поддържа нашето приложение.

Стъпка 6: Наляво и надясно

микро серво може да се върти между 0 до 180 градусов ъгъл.

за да постигнем това движение, трябва да изградим функция за движение на размахване.

въпреки че може да се направи с помощта на една функция, това е друг начин.

във всеки от кодовия блок откриваме, че на цяло число "разстояние" е дадена връщаната стойност на функцията echoloop ().

тази функция изчислява разстоянието на обекта от сензора.

функциите съдържат термините serial.print () и serial.println ().

за да накараме серийния плотер да начертае променливите, от които се нуждаем, за да ги отпечатаме в този формат.

Serial.print (променлива1);

Serial.print ("");

Serial.println (променлива2);

в нашия случай променлива1 е ъгълът, а променлива2 е разстоянието.

Стъпка 7: Изчисляване на разстоянието

сензорът изисква 10 микросекунден импулс, за да изпрати ултразвуковия звуков сигнал, който след това трябва да се отрази от обекта и ще бъде приет от приемника. както е показано в omage, кодът е проектиран точно за това.

след като продължителността на отражението е известна, разстоянието на обекта може да се изчисли лесно.

ултразвукът също се движи със скоростта на звука във въздуха 343m/s.

изчисленото разстояние сега се връща навсякъде, където се извиква функцията.

Стъпка 8: Качете кода и започнете

след като кодът бъде проверен и качен, просто поставете някои обекти пред сензора и го стартирайте.

запомнете обектите, които поставих

- мултицет вляво от сензора

- черна кутия близо до и пред сензора

- синя кутия вдясно на известно разстояние

Стъпка 9: Тълкуване на серийния плотер

отворете серийния плотер, като отидете на инструменти.

най -новата IDE на Arduino има серийния плотер, така че актуализирайте IDE.

в графиката откриваме синя триъгълна вълна, която е графиката на ъгъла на серво.

червеният график е този на разстоянието, изчислено от сензора.

колкото по -близо е обектът, толкова по -ниско пада червеният парцел.

колкото по -далеч е обектът, толкова по -висок и малко нестабилен става червеният участък.

можете да забележите трите големи депресии в сюжета

- близо до нулевите градуси в синия график - мултицет.

- в средата на наклона нагоре, както и на наклона надолу - черната кутия

- на върха на синия участък - по -малка депресия, защото обектът е по -далеч - синята кутия, поставена далеч от дясната страна.

използвайте синия график като отправна точка за ъгъла, който варира от 0 до 180 градуса

разстоянието на измерените обекти варира от 2 до 200 см в зависимост от чувствителността на обекта.

Стъпка 10: Предпазни мерки

не поставяйте предмети от плат. кърпата разпръсква ултразвук и кара проекта да повръща стойности в диапазона от 2000 см.

подходящ е за твърди предмети.

уверете се, че височината на обекта е достатъчна за прихващане към ултразвуков импулс.

регулирайте забавянето в дясната (), лявата () функция, за да накарате сензора да се върти по -бързо.