Pencari Gema Berganda: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Instruksional ini menerangkan bagaimana membuat pencari echo "scanning" menggunakan Arduino dan empat sensor ultrasonik berbilang. Tidak ada bahagian yang bergerak.

Pembinaannya mudah … yang anda perlukan hanyalah pisau tajam, dua gerudi, besi solder, dan gergaji besi.

Secara teori, lokasi hingga empat objek dapat ditunjuk. Dalam praktiknya yang terbaik yang saya berjaya adalah tiga.

Litar dan kodnya adalah eksperimen semata-mata dan diterbitkan dengan harapan seseorang akan menganggapnya berguna.

Gambar

• Foto 1 menunjukkan pencari echo yang dipasang.
• Video menunjukkan pencari echo menunjuk lokasi dua objek

Langkah 1: Diagram Pendawaian

Foto 1 menunjukkan rajah pendawaian untuk "quad sensor quad sensor".

Sensor B1 dan B2 diberikan "pasif" dengan meletakkan beberapa lapisan pita pelindung di atas transduser transmit (T).

Pita ini menyekat suara ultrasonik yang akan dipancarkan.

Langkah 2: Senarai Bahagian

Foto 1 menunjukkan bahagian untuk pencari echo sensor dwi saya. Pencari echo sensor quad yang dijelaskan dalam artikel ini memerlukan dua sensor ultrasonik lagi.

Bahagian berikut diperoleh dari

• 1 sahaja Arduino Uno R3 lengkap dengan kabel USB
• 4 hanya HY-SRF05, atau HC-SR04, transduser ultrasonik

Bahagian berikut diperoleh secara tempatan:

• 1 helai kepala arduino lelaki sahaja
• 4 helai header arduino wanita sahaja
• 2 keping aluminium sekerap sahaja
• 2 kepingan kayu sahaja
• 2 skru kecil sahaja
• 6 ikatan kabel sahaja
• Panjang wayar bersalut plastik 12 panjang sahaja (pelbagai warna) [1]

Catatan

[1]

Panjang keseluruhan wayar harus sama dengan jarak yang diinginkan antara sensor ditambah sedikit untuk pematerian. Kawat kemudian dipintal bersama untuk membentuk kabel.

Langkah 3: Teori

Litar dibina berdasarkan "Dual Sensor Echo Locator" saya. [1]

Pencari echo sensor dua

Foto 1 menunjukkan "kawasan pengesanan" untuk pencari gema di atas.

Persamaan untuk sensor ini ditunjukkan dalam foto 2.

Pencari echo "dual-sensor" ini berfungsi dengan baik tetapi memerlukan kedua-dua sensor dipasang di bawah garis dasar (iaitu, diperlukan pengimbangan) untuk mengelakkan "bintik mati" besar yang timbul daripada penggunaan transduser rasuk sempit..

Tetapi bagaimana jika pengimbangan seperti itu tidak mungkin?

Pencari echo sensor quad

Terpikir oleh saya bahawa "bintik-bintik mati" ini, dan "offset", dapat dihilangkan jika kami menggandakan jumlah kawasan pengesanan dengan menggandakan jumlah sensor seperti yang ditunjukkan pada foto 3.

Beralih dengan pantas (multiplexing) antara empat kemungkinan kombinasi sensor berkesan menghasilkan sinar berputar (foto 3). Seluruh kawasan ditutup dan "offset" telah dihilangkan.

Lebih baik lagi … persamaan yang sama (foto 2) dapat digunakan!

Secara teori, pengesan gema "quad-sensor" ini:

• dapat mengesan sehingga empat objek. [2]
• tidak mempunyai "bintik mati"
• tidak memerlukan ofset

Keputusan

Konsep ini berfungsi, kerana banyak objek dapat dikesan, tetapi "bintik mati" kecil masih tetap ada kerana lebar balok sempit tidak sepenuhnya menerangi kawasan sasaran ketika offsetnya adalah sifar. [3]

Catatan

[1]

Lihat https://www.instructables.com/id/Dual-Sensor-Echo… untuk penjelasan dan formula lengkap.

[2]

Empat objek mengandaikan:

• lebar rasuk 45 darjah.
• tidak ada "membayangi" satu objek dengan yang lain

[3]

Enam sensor yang dipasang pada selang 30 darjah harus sepenuhnya menghilangkan "bintik mati"

Langkah 4: Pembinaan

Gambar:

• foto 1: pendakap pemasangan
• foto 2: pandangan depan
• foto 3: pandangan belakang
• foto 4: pandangan atas

Pendakap pemasangan

Dua pendakap pemasangan dibuat dari kepingan aluminium 18 tolok menggunakan kaedah yang dijelaskan dalam https://www.instructables.com/id/How-to-Cut-Fold-… yang boleh saya instruksikan.

Gunakan gergaji besi, atau potongan timah, untuk membuat potongan 30mm dari satu tepi ke garis lipatan 45 darjah. Sekarang "skor" kedua-dua sisi garis tengah dari potongan gergaji ke pangkal kemudian "goyang" bahagian yang tidak diingini sehingga terbebas.

Dimensi untuk tanda kurung saya ditunjukkan dalam foto 1.

Soket sensor

Soket sensor dibuat dari soket header Arduino standard.

Semua pin yang tidak diingini telah ditarik keluar dan lubang 3mm digerudi melalui plastik.

Semasa menyolder sambungan, berhati-hatilah untuk tidak memendekkan wayar ke pendakap aluminium.

Pelepasan regangan

Sebilangan kecil tiub pengecutan panas di setiap hujung kabel menghalang wayar daripada terurai.

Ikatan kabel telah digunakan untuk mencegah pergerakan kabel yang tidak diingini.

Langkah 5: Pemasangan Perisian

Pasang kod berikut dalam urutan ini:

Arduino IDE

Muat turun dan pasang Arduino IDE (persekitaran pembangunan bersepadu) dari https://www.arduino.cc/en/main/software jika belum dipasang.

Pemprosesan 3

Muat turun dan pasang Pemprosesan 3 dari

Pengesan Gema Quad Sensor

Salin kandungan fail yang dilampirkan, "quad_sensor _echo_locator.ino", ke dalam "sketsa" Arduino, simpan, kemudian muat naik ke Arduino Uno R3 anda.

Tutup Ardino IDE tetapi biarkan kabel USB disambungkan.

Paparan Sensor Quad

Salin kandungan fail yang dilampirkan, "quad_sensor_echo_locator.pde" ke dalam "Sketsa" Pemprosesan.

Sekarang klik butang "Jalankan" kiri atas … layar grafik akan muncul di skrin anda.

Penyelesaian masalah

Pemprosesan akan mengeluh jika [angka] yang terkait dengan port COM anda perlu berubah, tetapi sebelum melakukannya, ia akan memaparkan senarai port "COM" yang tersedia masing-masing dengan [angka] dalam tanda kurung persegi.

Cukup gantikan [0] pada baris kod berikut dengan salah satu nombor ini:

myPort = Serial baru (ini, Serial.list () [0], Baud_rate);

Cubalah secara bergilir-gilir … salah satunya akan berjaya.

Langkah 6: Menguji

Sambungkan kabel Arduino USB ke PC anda dan jalankan "dual_sensor_echo_locator.pde" dengan mengklik butang run "kiri atas" pada Processing 3 IDE anda (persekitaran pembangunan bersepadu).

Nombor, dipisahkan dengan koma harus mula mengalir ke bawah skrin anda seperti yang ditunjukkan dalam foto1.

Nombor terakhir adalah zon… dua nombor lain adalah jarak sensor A1 / A2 dan sensor B1 / B2.

Titik merah (berkedip) akan muncul di layar setiap kali objek terdeteksi di dalam kawasan sasaran. Data tambahan juga akan muncul setelah sensor menemukan objek (foto 2).

Mesej ralat semasa permulaan

Anda mungkin mendapat mesej ralat semasa memulakan.

Sekiranya demikian, ubah [0] pada baris 85 foto 1 agar sesuai dengan nombor yang berkaitan dengan port "COM" anda.

Beberapa port "COM" mungkin disenaraikan bergantung pada sistem anda. Salah satu nombor akan berfungsi.

Dalam foto 1 nombor [0] dikaitkan dengan "COM4" saya.

Posisikan sensor anda

Letakkan jarak sensor anda 100cm dengan sasaran 80cm..100cm di hadapan.

Putar kedua-dua sensor perlahan-lahan ke sudut bertentangan menyerong persegi 1 meter khayalan.

Semasa anda memutar sensor, anda akan menemui kedudukan di mana titik merah yang berkedip muncul di paparan grafik.

Maklumat berikut akan muncul setelah objek dikesan:

• Kawasan
• jarak1
• jarak2
• garis dasar
• separa perimeter
• kawasan
• Koordinat X
• Ycoordinat

Gambar

Foto 1: Tiada objek … semua jarak berada di luar di kawasan pengesanan.

Foto 2: Objek telah dijumpai di "Zon 3"

Klik di sini untuk melihat arahan saya yang lain.