סונאר נייד אולטרסאונד Arduino: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

האם תהית אי פעם כיצד לחקור את החלק הפנימי של הפירמידה? האזור החשוך העמוק של האוקיינוס? מערה שזה עתה התגלתה? מקומות אלה נחשבים לא בטוחים לכניסת גברים, ולכן נדרשת מכונה בלתי מאוישת לביצוע חקירות כאלה, כגון רובוטים, מל טים וכו 'המצוידים בדרך כלל במצלמות, מצלמות אינפרא אדום וכו' כדי לצפות ולמפות את האזור הלא ידוע בשידור חי, אך אלה דורש עוצמת אור מסוימת, והנתונים שנרכשו גדולים יחסית. לכן מערכת הסונאר נחשבת לחלופה כללית.

כעת, אנו יכולים לבנות רכב מכ ם סונאר אחד בשלט רחוק באמצעות חיישן קולי. שיטה זו היא זולה, קלה יחסית להשגת הרכיבים וקלה לבנייה, והחשוב יותר, היא עוזרת לנו להבין טוב יותר את המערכת הבסיסית של מכשירי סריקה ומיפוי מתקדמים.

שלב 1: תיאוריה בסיסית

א סונאר

חיישן האולטרסוני HC-SR04 המשמש בפרויקט זה מסוגל לסרוק בין 2 ס"מ ועד 400 ס"מ. אנו מחברים את החיישן על מנוע סרוו על מנת לבנות סונאר מתפקד שהופך. הגדרנו את הסרוו להסתובב למשך 0.1 שניות ולעצור לעוד 0.1 שניות, בו זמנית עד שהוא מגיע ל -180 מעלות, וחזור על ידי חזרה למיקום ההתחלתי, ושימוש בארדואינו נקבל את קריאת החיישן כרגע בכל פעם שהסרוו עוצר. בשילוב הנתונים, אנו משרטטים גרף של קריאות מרחק לרדיוס של 400 ס"מ בטווח של 180 מעלות.

ב תאוצה

חיישן מד התאוצה MPU-6050 משמש למדידת כמות ההאצות סביב ציר x, y ו- z. משינוי המדידות בקצב שינוי של 0.3 שניות אנו משיגים תזוזה סביב הציר הזה, אותם ניתן לשלב עם נתוני סונאר כדי לאתר את המיקום של כל סריקה. ניתן לצפות בנתונים מהצג הטורי ב- Arduino IDE.

מכונית RC 2WD

המודול משתמש בשני מנועי DC הנשלטים על ידי נהג מנוע L298N. בעיקרון התנועה נשלטת על ידי מהירות הסיבוב (בין גבוה לנמוך) של כל מנועים וכיוונה. בקוד, פקדי התנועה (קדימה, אחורה, שמאל, ימין) מומרים לפקודות לשליטה על המהירות והכיוון של כל מנוע, ולאחר מכן מועברות דרך נהג המנוע השולט במנועים. מודול בלוטות 'HC-06 משמש לאספקת חיבור אלחוטי בין Arduino לבין כל התקנים מבוססי אנדרואיד. לאחר שהמודול מחובר עם סיכת שידור וקבלה, הוא מחובר למכשיר. המשתמש יכול להתקין כל אפליקציית בקרת Bluetooth ולהגדיר 5 כפתורים בסיסיים ולהקצות פקודות פשוטות של (l, r, f, b ו- s) לכפתור לאחר חיבור. (קוד ברירת המחדל של זיווג הוא 0000) ואז מעגל הבקרה נעשה.

ד.חיבור עם מחשב ותוצאת נתונים

יש להעביר את הנתונים שהתקבלו בחזרה למחשב האישי כדי לקרוא אותם על ידי Arduino ו- MATLAB לעיבוד. השיטה המתאימה תהיה הגדרת חיבור אלחוטי באמצעות מודול wifi כגון ESP8266. המודול מגדיר רשת אלחוטית, והמחשב נדרש להתחבר אליו ולקרוא את יציאת החיבור האלחוטי כדי לקרוא את הנתונים. במקרה זה, אנו עדיין משתמשים בכבל נתונים USB כדי להתחבר למחשב לאב טיפוס.

שלב 2: חלקים ורכיבים

שלב 3: הרכבה וחיווט

1. חבר את החיישן האולטראסוני על לוח הלחם המיני, והצמד את לוח הלחם המיני על כנף הסרוו. הסרוו צריך להיות מחובר בחזית ערכת הרכב.

2. הרכבת ערכת הרכב על ידי ביצוע ההוראות המצורפות.

3. ניתן לסדר את שאר מיקום החלקים באופן חופשי בהתאם לפריסת החיווט.

4. חיווט:

כוח:

למעט נהג המנוע L298N, שאר החלקים דורשים רק כניסת חשמל של 5V שניתן להשיג מיציאת הפלט 5V של Arduino, בעוד שסיכות ה- GND ליציאת ה- GND של Arduino, לכן ניתן ליישר את הכוח וה- GND ליד לוח הלחם. עבור Arduino, הכוח מתקבל מכבל ה- USB, המחובר למחשב או לבנק כוח.

B. חיישן אולטרסאונד HC-SR04

פין ההדק - 7

הד סיכה - 4

C. סרוו SG-90

סיכת בקרה - 13

מודול בלוטות 'HC-06

סיכה Rx - 12

פין Tx - 11

*פקודות בלוטות ':

חזית - 'f'

בחזרה - 'ב'

שמאל - 'l'

נכון - 'r'

עצור כל תנועה - 's'

E. MPU-6050 מד תאוצה

פין SCL - אנלוגי 5

פין SDA - אנלוגי 4

פין INT - 2

נהג מנוע F. L298N

Vcc - סוללת 9V ויציאת Arduino 5V

GND - כל סוללת GND & 9V

+5 - קלט VIN של Arduino

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - מנוע DC ימני -

OUTB - מנוע DC ימני +

OUTC - מנוע DC שמאלי -

OUTD - מנוע DC שמאלי +

ENA - נהג 5V (מפסק)

ENB - נהג 5V (מפסק)

שלב 4: קוד ארדואינו

קרדיטים ליוצרי הקודים המקוריים הכלולים בקובץ, ולסאטיאברת

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

שלב 5: קוד MATLAB

אנא שנה את יציאת ה- COM בהתאם ליציאה שבה אתה משתמש.

הקוד יקבל את הנתונים המועברים מארדואינו דרך הנמל. ברגע שהוא מופעל, הוא אוסף את הנתונים לעתים קרובות בעקבות כמות הסחיפות שהסונאר מבצע. יש לעצור את קוד MATLAB הפועל על מנת לקבל נתונים בצורה של עלילות גרפיות של קשת. המרחק מנקודת המרכז לגרף הוא המרחק הנמדד על ידי הסונאר.

שלב 6: תוצאה

שלב 7: סיכום

לשימוש מדויק, פרויקט זה רחוק מלהיות מושלם ולכן אינו מתאים למשימות מדידה מקצועיות. אבל זהו פרויקט DIY טוב לחוקרים להכיר את הידע של סונאר ופרויקטים של ארדואינו.