Мултиплексиран локатор на ехо: 6 стъпки

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

Тази инструкция описва как да направите „сканиращ“локатор на ехо с помощта на Arduino и четири мултиплексирани ултразвукови сензора. Няма движещи се части.

Конструкцията е проста … всичко, от което се нуждаете, е остър нож, две свредла, поялник и ножовка.

На теория местоположението на до четири обекта може да бъде точно посочено. На практика най -доброто, което съм успял, са три.

Схемата и кодът са чисто експериментални и са публикувани с надеждата някой да ги намери за полезни.

Изображения

• Снимка 1 показва сглобения ехолокатор.
• Видеото показва ехолокатора, който посочва местоположението на два обекта

Стъпка 1: Схема на свързване

Снимка 1 показва електрическата схема за „ехолокатора на четворния сензор“.

Сензор B1 и B2 се изобразяват като „пасивни“чрез поставяне на няколко слоя маскираща лента върху предавателните (Т) преобразуватели.

Тази лента блокира ултразвуковия звук, който иначе би бил излъчен.

Стъпка 2: Списък на частите

Снимка 1 показва частите за моя ехолокатор с двоен сензор. Ехолокаторът за четириядрен сензор, описан в тази статия, изисква още два ултразвукови сензора.

Следните части са получени от

• 1 само Arduino Uno R3 в комплект с USB кабел
• 4 само ултразвукови преобразуватели HY-SRF05 или HC-SR04

Следните части са получени локално:

• 1 само мъжка лента за заглавие arduino
• 4 само женски ленти за заглавки arduino
• 2 само парчета скрап алуминий
• 2 само малки парчета дърво
• 2 само малки винта
• 6 само кабелни връзки
• 12 само дължини от пластмасова тел с покритие (различни цветове) [1]

Бележки

[1]

Общата дължина на проводниците трябва да е равна на желаното разстояние между сензорите плюс малко количество за запояване. След това проводниците се усукват, за да образуват кабел.

Стъпка 3: Теория

Веригата се основава на моя „Ехолокатор с двоен сензор“. [1]

Ехо локатор с двоен сензор

Снимка 1 показва „зоната за откриване“за горния ехолокатор.

Уравненията за този сензор са показани на снимка 2.

Този ехолокатор с „двоен сензор“работи добре, но изисква и двата сензора да бъдат монтирани под базовата линия (т.е. е необходимо отместване), за да се избегнат големи „мъртви точки“, които възникват от използването на преобразуватели с тесен лъч.

Но какво, ако такова изместване не е възможно?

Ехо локатор с четириядрен сензор

Хрумна ми, че тези „мъртви точки“и „отместването“могат да бъдат елиминирани, ако удвоим броя на зоните за откриване, като удвоим броя на сензорите, както е показано на снимка 3.

Бързото превключване (мултиплексиране) между четирите възможни комбинации от сензори ефективно създава въртящ се лъч (снимка 3). Цялата площ е покрита и „отместването“е елиминирано.

Още по -добре … могат да се използват същите уравнения (снимка 2)!

На теория този локатор на ехо „четворно-сензорен“:

• може да открие до четири обекта. [2]
• няма „мъртви точки“
• не изисква компенсиране

Резултати

Концепцията работи, тъй като могат да бъдат открити множество обекти, но малки „мъртви точки“все още остават, тъй като тесните ширини на лъча не осветяват напълно целевата зона, когато изместването е нула. [3]

Бележки

[1]

Вижте https://www.instructables.com/id/Dual-Sensor-Echo… за пълно обяснение и формули.

[2]

Четири обекта предполагат:

• ширина на лъча 45 градуса.
• няма „засенчване“на един обект от друг

[3]

Шест сензора, монтирани на интервали от 30 градуса, трябва напълно да премахнат „мъртвите точки“

Стъпка 4: Строителство

Изображения:

• снимка 1: монтажни скоби
• снимка 2: изглед отпред
• снимка 3: изглед отзад
• снимка 4: изглед отгоре

Монтажни скоби

Две монтажни скоби бяха направени от алуминиева ламарина с калибър 18 по метода, описан в инструкциите ми

Използвайте ножовка или калай, за да направите 30 мм разрез от единия ръб до линията на сгъване 45 градуса. Сега „вкарайте“двете страни на централната линия от резания до основата, след което „размърдайте“нежеланата част, докато се освободи.

Размерите на моите скоби са показани на снимка 1.

Сензорни гнезда

Сензорните гнезда са изработени от стандартни гнезда за заглавия на Arduino.

Всички нежелани щифтове са извадени и 3 мм отвор е пробит през пластмасата.

Когато запоявате връзките, внимавайте да не скъсите проводниците към алуминиевата скоба.

Щамови облекчения

Малко парче термосвиваема тръба от всеки край на кабела предотвратява разплитането на проводниците.

Използвани са кабелни връзки, за да се предотврати нежеланото движение на кабела.

Стъпка 5: Инсталиране на софтуер

Инсталирайте следния код в този ред:

Arduino IDE

Изтеглете и инсталирайте Arduino IDE (интегрирана среда за разработка) от https://www.arduino.cc/en/main/software, ако все още не е инсталиран.

Обработка 3

Изтеглете и инсталирайте Processing 3 от

Ехолокатор с четириядрен сензор

Копирайте съдържанието на прикачения файл, „quad_sensor _echo_locator.ino“, в „скица“на Arduino, запазете го и го качете на вашия Arduino Uno R3.

Затворете IDE на Ardino, но оставете USB кабела свързан.

Четириядрен сензорен дисплей

Копирайте съдържанието на прикачения файл „quad_sensor_echo_locator.pde“в обработваща „скица“.

Сега щракнете върху горния ляв бутон „Изпълни“… на екрана трябва да се появи графичен екран.

Отстраняване на неизправности

Обработката ще се оплаче, ако [номер], свързан с вашия COM порт се нуждае от промяна, но преди това ще покаже списък с наличните „COM“портове, всеки с [номер] в квадратни скоби.

Просто заменете [0] в следния код с един от следните номера:

myPort = нов сериен (this, Serial.list () [0], Baud_rate);

Опитайте всеки на свой ред … един от тях ще работи.

Стъпка 6: Тестване

Свържете USB кабела на Arduino към вашия компютър и стартирайте „dual_sensor_echo_locator.pde“, като щракнете върху бутона „горе вляво“на вашата Processing 3 IDE (интегрирана среда за разработка).

Числата, разделени със запетая, трябва да започнат да текат надолу по екрана ви, както е показано на снимка1.

Последното число е зоната … другите две числа са разстоянията на сензора A1/A2 и сензора B1/B2.

Червена (мигаща) точка ще се появи на дисплея всеки път, когато вътре в целевата област бъде открит обект. Допълнителни данни също ще се появят, след като сензорите намерят обект (снимка 2).

Съобщение за грешка при стартиране

Може да получите съобщение за грешка при стартиране.

Ако е така, променете [0] в ред 85 на снимка 1, така че да съответства на номера, свързан с вашия „COM“порт.

В зависимост от вашата система може да са изброени няколко „COM“порта. Един от номерата ще работи.

На снимка 1 номерът [0] е свързан с моя „COM4“.

Позициониране на сензорите

Разположете сензорите си на разстояние 100 см един от друг с целта 80 см..100 см отпред.

Завъртете двата сензора бавно към диагонално противоположния ъгъл на въображаем квадрат от 1 метър.

Докато завъртате сензорите, ще намерите позиция, където на графичния дисплей се появява мигаща червена точка (и).

Следващата информация ще се появи, след като обект бъде открит:

• зона
• разстояние 1
• разстояние 2
• базова линия
• полупериметър
• ■ площ
• X координата
• Yкоординат

Изображения

Снимка 1: Няма обекти … всички разстояния попадат извън зоната за откриване.

Снимка 2: В "Зона 3" е намерен обект

Щракнете тук, за да видите другите ми инструкции.