Arduino ultrazvučni mobilni sonar: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Jeste li se ikada zapitali kako istražiti unutrašnjost piramide? Duboko tamno područje okeana? Pećina koja je upravo otkrivena? Ova mjesta se smatraju nesigurnima za ulazak muškaraca, stoga je za takvo istraživanje potrebna mašina bez posade, poput robota, bespilotnih letjelica itd. Obično opremljenih kamerama, infracrvenim kamerama itd. Za pregled i mapiranje nepoznatog područja uživo, ali ove zahtijeva određeni intenzitet svjetlosti, a prikupljeni podaci su relativno veliki. Stoga se sonarni sistem 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 sistem 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. Podesili smo servo da se okreće 0,1 sekundu i zaustavlja još 0,1 sekundu, istovremeno dok ne dosegne 180 stepeni, i ponavljamo vraćanjem u početni položaj, a pomoću Arduina ćemo dobiti očitanje senzora u svakom trenutku svaki put kada se servo zaustavi. Kombinujući podatke, skiciramo grafikon očitanja udaljenosti za radijus od 400 cm u rasponu od 180 stepeni.

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 podacima sonara 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 okretanja (između velike i niske) svakog motora i njegovim smjerom. U kodu se kontrole kretanja (naprijed, nazad, lijevo, desno) pretvaraju u naredbe za kontrolu brzine i smjera svakog motora, a zatim se prenose preko upravljačkog programa motora koji upravlja motorima. HC-06 Bluetooth modul koristi se za pružanje bežične veze između Arduina i bilo kojeg Android uređaja. Nakon povezivanja modula s odašiljačkim i prijemnim pinom, povezuje se s uređajem. Korisnik može instalirati bilo koju aplikaciju za kontrolu Bluetooth -a i postaviti 5 osnovnih gumba i dodijeliti jednostavne komande (l, r, f, b i s) gumbu nakon što se veza uspostavi. (zadani kôd za uparivanje je 0000) Zatim se vrši krug kontrole.

D. Povezivanje sa računarom 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 i dalje 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 priložena uputstva.

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

4. Ožičenje:

A. Snaga:

Osim upravljačkog programa motora L298N, ostalim dijelovima je potrebno samo 5V ulazno napajanje koje se može dobiti iz Arduinovog 5V izlaznog porta, dok se GND priključci vode na Arduino GND port, pa se napajanje i GND mogu poravnati na matičnoj ploči. Za Arduino, napajanje se dobiva putem USB kabela, bilo priključenog na računalo ili powerbank.

B. HC-SR04 Ultrazvučni senzor

Okidač - 7

Echo Pin - 4

C. Servo SG-90

Upravljački pin - 13

D. HC-06 Bluetooth modul

Rx pin - 12

Tx pin - 11

*Bluetooth komande:

Prednji - 'f'

Nazad - '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 -

OUTB - 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 za tvorce originalnih kodova uključenih u datoteku i Satyavrat

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

Korak 5: MATLAB kod

Promijenite COM port prema portu koji koristite.

Kod će dobiti podatke prenesene iz Arduina preko porta. Jednom kada se pokrene, prikuplja podatke često nakon količine zamaha koje izvodi sonar. Pokrenuti MATLAB kôd treba zaustaviti kako bi se dobili podaci u obliku grafičkih prikaza luka. Udaljenost od središnje tačke do grafikona je udaljenost mjerena sonarom.

Korak 6: Rezultat

Korak 7: Zaključak

Za preciznu upotrebu, ovaj projekt nije savršen pa je neprikladan za profesionalne mjerne zadatke. Ali ovo je dobar DIY projekt za istraživače da steknu znanje o sonarnim i Arduino projektima.