Multipleksirani lokator odjeka: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ova instrukcija opisuje kako napraviti "skenirajući" lokator eha koristeći Arduino 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.

Krug i kod su čisto eksperimentalni i objavljeni su u nadi da će im neko 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 traka blokira ultrazvučni zvuk koji bi se inače emitovao.

Korak 2: Lista dijelova

Fotografija 1 prikazuje dijelove mog eho lokatora 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
• Samo 2 komada starog aluminija
• 2 samo mali komadi drveta
• 2 samo mala vijka
• 6 samo kabelske vezice
• 12 samo dužina plastificirane žice (različite boje) [1]

Napomene

[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.

Jednačine za ovaj senzor prikazane su na fotografiji 2.

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

Ali što ako takav pomak nije moguć?

Eho lokator sa 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 (slika 2)!

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

• može otkriti do četiri objekta. [2]
• nema "mrtvih tačaka"
• 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]

Napomene

[1]

Za detaljno objašnjenje i formule pogledajte

[2]

Četiri objekta pretpostavljaju:

• širine snopa od 45 stepeni.
• nema "zasjenjivanja" jednog objekta drugim

[3]

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

Korak 4: Konstrukcija

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 18 kalibra metodom opisanom u mojim uputstvima

Upotrijebite nožnu pilu ili kositre za rezanje da izrežete 30 mm od jedne ivice do linije savijanja od 45 stupnjeva. Sada "poravnajte" obje strane središnje linije od reza pile do osnove, a zatim "pomičite" neželjeni dio dok se ne oslobodi.

Dimenzije mojih zagrada prikazane su na fotografiji 1.

Utičnice za senzore

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 priključaka pazite da ne spojite žice na aluminijski držač.

Rasterećenja

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) sa https://www.arduino.cc/en/main/software ako već nije instaliran.

Obrada 3

Preuzmite i instalirajte Processing 3 sa

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.

Quad Sensor Display

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

Sada kliknite gornje lijevo dugme "Pokreni" … grafički ekran bi se trebao pojaviti na vašem ekranu.

Rešavanje problema

Obrada će se žaliti ako se promijeni [broj] povezan s vašim COM portom, ali prije nego što to učini prikazat će se popis dostupnih “COM” portova od kojih svaki ima [broj] u uglastim zagradama.

Jednostavno zamijenite [0] u sljedećoj liniji 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 računalo i pokrenite “dual_sensor_echo_locator.pde” klikom na dugme za pokretanje “gore lijevo” na vašem Processing 3 IDE (integrirano razvojno okruženje).

Brojevi odvojeni zarezom trebali bi početi teći niz vaš ekran kao što je prikazano na fotografiji1.

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

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

Poruka o grešci pri pokretanju

Možda ćete dobiti poruku o grešci pri pokretanju.

U tom slučaju promijenite [0] u retku 85 na fotografiji 1 tako da se podudara s brojem povezanim s vašim “COM” portom.

Ovisno o vašem sistemu, može biti navedeno nekoliko “COM” portova. Jedan od brojeva će raditi.

Na fotografiji 1 broj [0] je povezan sa mojim „COM4“.

Postavljanje vaših senzora

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

Polako rotirajte oba senzora prema dijagonalno suprotnom uglu zamišljenog kvadrata od 1 metra.

Dok rotirate senzore, pronaći ćete mjesto gdje se na grafičkom ekranu pojavljuju trepereće crvene tačke (e).

Nakon otkrivanja objekta pojavit će se sljedeće informacije:

• zone
• udaljenost1
• distance2
• osnovica
• polu-perimetar
• području
• X koordinata
• Ycoordinate

Slike

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

Fotografija 2: Pronađen je objekt u "Zoni 3"

Kliknite ovdje za pregled ostalih instrukcija.