Ултразвуков мобилен сонар на Arduino: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Чудили ли сте се как да изследвате вътрешността на пирамидата? Дълбоката тъмна зона на океана? Пещера, която току -що беше открита? Тези места се считат за опасни за влизане на мъже, поради което се изисква безпилотна машина за извършване на такова проучване, като роботи, дронове и т.н., обикновено оборудвани с камери, инфрачервени камери и т.н., за да преглеждате и картографирате неизвестната зона на живо, но тези изисква определен интензитет на светлината, а получените данни са относително големи. Следователно сонарната система се счита за обща алтернатива.

Сега можем да изградим едно дистанционно управлявано сонарно радиолокационно превозно средство с помощта на ултразвуков сензор. Този метод е евтин, сравнително лесен за получаване на компонентите и лесен за изграждане, а по -важното е, че ни помага да разберем по -добре основната система от усъвършенствани въздушни инструменти за сканиране и картографиране.

Стъпка 1: Основна теория

А. Сонар

Използваният в този проект ултразвуков сензор HC-SR04 може да сканира от 2см до 400см. Прикрепяме сензора към серво мотор, за да изградим функциониращ сонар, който се завърта. Настроихме сервото да се върти за 0,1 секунда и да спре за още 0,1 секунда, едновременно, докато достигне 180 градуса, и повтаряме, като се върнем в изходно положение, а с помощта на Arduino ще получим показанията на сензора в момента всеки път, когато серво спира. Комбинирайки данните, ние скицираме графика на отчитанията на разстоянията за радиус 400 cm в диапазон 180 градуса.

Б. Акселерометър

Сензорът за акселерометър MPU-6050 се използва за измерване на размера на ускоренията около оста x, y и z. От промяната на измерванията със скорост на промяна от 0,3 секунди получаваме измествания около тези оси, които могат да се комбинират със сонарни данни, за да се определи позицията на всяко сканиране. Данните могат да се видят от серийния монитор в Arduino IDE.

C. RC 2WD кола

Модулът използва 2 DC двигателя, които се управляват от драйвера на двигателя L298N. По принцип движението се контролира от скоростта на въртене (между висока и ниска) на всеки двигател и неговата посока. В кода контролите за движение (напред, назад, наляво, надясно) се превръщат в команди за контрол на скоростта и посоката на всеки двигател, след което се предават чрез драйвера на двигателя, който управлява двигателите. Модулът HC-06 Bluetooth се използва за осигуряване на безжична връзка между Arduino и всички устройства, базирани на Android. След като модулът е свързан с предаващ и приемащ щифт, той се свързва с устройството. Потребителят може да инсталира всяко приложение за управление на Bluetooth и да настрои 5 основни бутона и да зададе прости команди на (l, r, f, b и s) на бутона, след като връзката се установи. (кодът за сдвояване по подразбиране е 0000) След това веригата за управление се извършва.

Г. Връзка с компютър и резултат от данни

Получените данни трябва да бъдат предадени обратно на компютъра, за да бъдат прочетени от Arduino и MATLAB, за да бъдат обработени. Подходящият метод би бил създаването на безжична връзка с помощта на wifi модул като ESP8266. Модулът създава безжична мрежа и от компютъра се изисква да се свърже с него и да чете през порта за безжична връзка, за да прочете данните. В този случай все още използваме USB кабел за данни за свързване към компютър за прототип.

Стъпка 2: Части и компоненти

Стъпка 3: Сглобяване и окабеляване

1. Прикрепете ултразвуковия сензор към мини макетната платка и я прикрепете към крилото на серво. Сервото трябва да бъде прикрепено отпред на автомобилния комплект.

2. Сглобяване на автомобилния комплект, като следвате приложените инструкции.

3. Останалата част от позициите на частите може да бъде свободно подредена в зависимост от схемата на окабеляване.

4. Окабеляване:

А. Мощност:

С изключение на драйвера на двигателя L298N, останалите части изискват само 5V входяща мощност, която може да бъде получена от 5V изходния порт на Arduino, докато GND щифтовете към GND порта на Arduino, следователно захранването и GND могат да бъдат подравнени в макета. За Arduino захранването се получава от USB кабела, прикрепен към компютър или към powerbank.

Б. Ултразвуков сензор HC-SR04

Задействащ щифт - 7

Echo Pin - 4

C. SG-90 Серво

Контролен щифт - 13

Г. Bluetooth-модул HC-06

Rx Pin - 12

Tx Pin - 11

*Bluetooth команди:

Отпред - 'f'

Назад - 'b'

Вляво - 'l'

Вдясно - 'r'

Спрете всяко движение - 's'

Д. Акселерометър MPU-6050

SCL Pin - аналогов 5

SDA Pin - аналогов 4

INT Pin - 2

F. L298N Шофьор на мотор

Vcc - 9V батерия и Arduino 5V изход

GND - Всяка GND и 9V батерия

+5 - Arduino VIN вход

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Десен DC мотор -

OUTB - Дясен DC мотор +

OUTC - ляв DC мотор -

OUTD - Ляв DC мотор +

ENA - Драйвер 5V (прекъсвач)

ENB - Драйвер 5V (прекъсвач)

Стъпка 4: Arduino код

Кредити за създателите на оригинални кодове, включени във файла, и Satyavrat

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

Стъпка 5: MATLAB код

Моля, сменете COM порта в зависимост от порта, който използвате.

Кодът ще получи данните, предавани от Arduino през порта. След като бъде пуснат, той събира често данните, следвайки размера на заснеманията на сонара. Работещият MATLAB код трябва да бъде спрян, за да се получат данни под формата на графични графики на дъга. Разстоянието от централната точка до графиката е разстоянието, измерено от сонара.

Стъпка 6: Резултат

Стъпка 7: Заключение

За прецизна употреба този проект далеч не е перфектен, поради което е неподходящ за професионални измервателни задачи. Но това е добър проект „Направи си сам“за изследователите, за да се запознаят със сонарните и Arduino проекти.