Arduino ულტრაბგერითი მობილური სონარი: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ოდესმე გიფიქრიათ იმაზე, თუ როგორ უნდა გამოიკვლიოთ პირამიდის შიგნით? ოკეანის ღრმა ბნელი ტერიტორია? გამოქვაბული, რომელიც ახლახანს აღმოაჩინეს? ეს ადგილები მამაკაცებისათვის სახიფათოდ ითვლება, ამიტომ უპილოტო მანქანას მოეთხოვება ასეთი გამოკვლევა, როგორიცაა რობოტები, თვითმფრინავები და ა.შ. ჩვეულებრივ აღჭურვილი კამერებით, ინფრაწითელი კამერებით და ა.შ. მოითხოვს გარკვეულ სინათლის ინტენსივობას და მიღებული მონაცემები შედარებით დიდია. ამიტომ, სონარის სისტემა განიხილება ზოგად ალტერნატივად.

ახლა ჩვენ შეგვიძლია ავაშენოთ ერთი დისტანციური მართვის სონდარი სარადარო მანქანა ულტრაბგერითი სენსორის გამოყენებით. ეს მეთოდი იაფია, შედარებით ადვილია კომპონენტების მიღება და ადვილი ასაშენებელია და რაც უფრო მნიშვნელოვანია, ის გვეხმარება უკეთ გავიგოთ მოწინავე საჰაერო სკანირებისა და რუქების ინსტრუმენტების ძირითადი სისტემა.

ნაბიჯი 1: ძირითადი თეორია

ა.სონარი

ამ პროექტში გამოყენებულ HC-SR04 ულტრაბგერითი სენსორს შეუძლია სკანირება 2 სმ-დან 400 სმ-მდე. ჩვენ ვამაგრებთ სენსორს სერვო ძრავზე, რათა ავაშენოთ მოქმედი სონარი, რომელიც ბრუნავს. ჩვენ ვაყენებთ, რომ სერვო გადატრიალდეს 0.1 წამით და გაჩერდეს კიდევ 0.1 წამი, ერთდროულად სანამ არ მიაღწევს 180 გრადუსს და ვიმეორებთ საწყის პოზიციას დაუბრუნდებით და არდუინოს გამოყენებით ჩვენ მივიღებთ სენსორის კითხვას ყოველ ჯერზე, როდესაც სერვო ჩერდება. მონაცემების გაერთიანებით, ჩვენ ვხატავთ დისტანციის კითხვის გრაფიკს 400 სმ რადიუსზე 180 გრადუსიან დიაპაზონში.

ბ. ამაჩქარებელი

MPU-6050 ამაჩქარებელი სენსორი გამოიყენება x, y და z ღერძების შესახებ აჩქარების რაოდენობის გასაზომად. გაზომვების შეცვლიდან 0.3 წამის ცვლილებით ჩვენ ვიღებთ გადაადგილებას ამ ღერძის ირგვლივ, რომელიც შეიძლება გაერთიანდეს სონარის მონაცემებთან თითოეული სკანირების პოზიციის დასადგენად. მონაცემების ნახვა შესაძლებელია Arduino IDE– ს სერიული მონიტორიდან.

C. RC 2WD მანქანა

მოდული იყენებს 2 DC ძრავას, რომელსაც აკონტროლებს L298N ძრავის მძღოლი. ძირითადად მოძრაობა კონტროლდება თითოეული ძრავის ბრუნვის სიჩქარით (მაღალი და დაბალი) და მისი მიმართულება. კოდში მოძრაობის კონტროლი (წინ, უკან, მარცხნივ, მარჯვნივ) გარდაიქმნება ბრძანებებად თითოეული ძრავის სიჩქარისა და მიმართულების გასაკონტროლებლად, შემდეგ გადადის ძრავის მძღოლის საშუალებით, რომელიც აკონტროლებს ძრავებს. HC-06 Bluetooth მოდული გამოიყენება უსადენო კავშირისთვის Arduino– ს და Android– ზე დაფუძნებულ ნებისმიერ მოწყობილობას შორის. მას შემდეგ, რაც მოდული უკავშირდება გადამცემი და მიმღები პინს, ის დაკავშირებულია მოწყობილობასთან. მომხმარებელს შეუძლია დააინსტალიროს ნებისმიერი Bluetooth კონტროლის პროგრამა და დააყენოს 5 ძირითადი ღილაკი და მიანიჭოს მარტივი ბრძანებები (l, r, f, b და s) ღილაკს კავშირის დამყარებისთანავე. (ნაგულისხმევი დაწყვილების კოდი არის 0000) შემდეგ ხდება კონტროლის წრე.

დ კომპიუტერთან და მონაცემთა შედეგთან კავშირი

მიღებული მონაცემები უნდა გადაეცეს კომპიუტერს, რათა წაიკითხოს Arduino და MATLAB დამუშავების მიზნით. შესაფერისი მეთოდი იქნება უკაბელო კავშირის დაყენება wifi მოდულის გამოყენებით, როგორიცაა ESP8266. მოდული ქმნის უკაბელო ქსელს, ხოლო კომპიუტერი მოეთხოვება მას დაუკავშირდეს და წაიკითხოს უკაბელო კავშირის პორტი მონაცემების წასაკითხად. ამ შემთხვევაში, ჩვენ კვლავ ვიყენებთ USB მონაცემთა კაბელს კომპიუტერთან პროტოტიპის დასაკავშირებლად.

ნაბიჯი 2: ნაწილები და კომპონენტები

ნაბიჯი 3: შეკრება და გაყვანილობა

1. მიამაგრეთ ულტრაბგერითი სენსორი მინი პურის დაფაზე და მიამაგრეთ მინი პურის დაფა სერვოს ფრთაზე. სერვერი უნდა იყოს დამაგრებული მანქანის ნაკრების წინა მხარეს.

2. მანქანის ნაკრების აწყობა მითითებული ინსტრუქციის შესაბამისად.

3. დანარჩენი ნაწილების პოზიცია თავისუფლად შეიძლება მოწყობილი იყოს გაყვანილობის განლაგების მიხედვით.

4. გაყვანილობა:

ა. სიმძლავრე:

L298N საავტომობილო დრაივერის გარდა, დანარჩენი ნაწილები საჭიროებენ მხოლოდ 5 ვ სიმძლავრის შეყვანას, რომლის მიღება შესაძლებელია Arduino– ს 5V გამომავალი პორტიდან, ხოლო GND მიმაგრებულია Arduino– ს GND პორტში, შესაბამისად, სიმძლავრე და GND შეიძლება გასწორდეს პურის დაფაზე. Arduino– სთვის ენერგია მიიღება USB კაბელისგან, რომელიც მიმაგრებულია კომპიუტერზე ან powerbank– ზე.

B. HC-SR04 ულტრაბგერითი სენსორი

გამომწვევი პინი - 7

ექოს პინი - 4

C. SG-90 სერვო

საკონტროლო პინი - 13

D. HC-06 Bluetooth მოდული

Rx Pin - 12

Tx Pin - 11

*Bluetooth ბრძანებები:

წინა - 'f'

უკან - 'ბ'

მარცხნივ - 'l'

მარჯვნივ - 'r'

შეაჩერე ნებისმიერი მოძრაობა - ის

E. MPU-6050 ამაჩქარებელი

SCL პინი - ანალოგი 5

SDA Pin - ანალოგი 4

INT პინი - 2

F. L298N საავტომობილო მძღოლი

Vcc - 9V ბატარეა და Arduino 5V გამომავალი

GND - ნებისმიერი GND და 9V ბატარეა

+5 - Arduino VIN შეყვანა

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - მარჯვენა DC ძრავა -

OUTB - მარჯვენა DC ძრავა +

OUTC - მარცხენა DC ძრავა -

OUTD - მარცხენა DC ძრავა +

ENA - მძღოლი 5V (წრიული ამომრთველი)

ENB - მძღოლი 5V (წრიული ამომრთველი)

ნაბიჯი 4: Arduino კოდი

კრედიტები ფაილში შემავალი ორიგინალური კოდების შემქმნელებისთვის და Satyavrat

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

ნაბიჯი 5: MATLAB კოდი

გთხოვთ შეცვალოთ COM პორტი თქვენი პორტის მიხედვით.

კოდი მიიღებს არდუინოდან პორტის საშუალებით გადაცემულ მონაცემებს. გაშვებისთანავე, იგი აგროვებს მონაცემებს ხშირად სონარის შესრულების შემდგომ რაოდენობის გაწმენდის შემდეგ. გაშვებული MATLAB კოდი უნდა შეწყდეს, რათა მიიღოთ მონაცემები რკალის გრაფიკული ნაკვეთების სახით. მანძილი ცენტრალური წერტილიდან გრაფიკამდე არის მანძილი, რომელიც იზომება სონარით.

ნაბიჯი 6: შედეგი

ნაბიჯი 7: დასკვნა

ზუსტი გამოყენებისათვის, ეს პროექტი შორს არის სრულყოფილებისგან, ამიტომ შეუსაბამოა პროფესიული საზომი ამოცანებისთვის. მაგრამ ეს არის კარგი წვრილმანი პროექტი მკვლევარებისთვის, რათა მიიღონ სონარის ცოდნა და არდუინოს პროექტები.