Мультиплексті жаңғырық локаторы: 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл нұсқаулықта Arduino мен төрт мультиплексті ультрадыбыстық датчиктердің көмегімен «сканерлейтін» эхо -локаторды қалай жасау керектігі сипатталған. Қозғалатын бөлшектер жоқ.

Құрылыс қарапайым … сізге тек өткір пышақ, екі бұрғылау, дәнекерлеу темірі мен темір арба қажет.

Теориялық тұрғыда төрт объектінің орналасуын анықтауға болады. Іс жүзінде мен басқарған ең жақсысы - үшеу.

Схема мен код тек эксперименттік болып табылады және біреу оларды пайдалы деп үміттенеді.

Суреттер

• 1 -суретте жинақталған эхо -локатор көрсетілген.
• Бейнеде екі объектінің орналасқан жерін көрсететін эхо-локатор көрсетілген

1 -қадам: Сымдардың диаграммасы

1 -суретте «төрт датчикті жаңғырық локаторының» қосылу схемасы көрсетілген.

Беруші (T) түрлендіргіштерінің үстіне бояу таспасының бірнеше қабатын қою арқылы В1 және В2 сенсорлары «пассивті» болады.

Бұл таспа ультрадыбыстық дыбысты бөгейді, әйтпесе ол шығарылады.

2 -қадам: бөлшектер тізімі

Фото 1 менің қос сенсорлы эхо -локатордың бөлшектерін көрсетеді. Осы мақалада сипатталған төрт датчикті эхо -локаторға тағы екі ультрадыбыстық сенсор қажет.

Келесі бөліктер https://www.aliexpress.com/ сайтынан алынды:

• USB кабелі бар тек 1 Arduino Uno R3
• 4 тек HY-SRF05 немесе HC-SR04, ультрадыбыстық түрлендіргіштер

Келесі бөліктер жергілікті түрде алынды:

• 1 ерлерге арналған arduino жолағы
• Ардуиноға арналған тек 4 әйел жолағы
• Алюминий сынықтарының тек 2 бөлігі
• 2 кішкене ағаш кесектері
• Тек 2 кішкене бұрандалар
• 6 тек кабельдік байланыстар
• Пластикалық қапталған сымның ұзындығы 12 ғана (әр түрлі түстер) [1]

Ескертулер

[1]

Сымдардың жалпы ұзындығы датчиктер арасындағы қажетті қашықтыққа және дәнекерлеу үшін аз мөлшерге тең болуы керек. Содан кейін сымдар бұралып, кабельді құрайды.

3 -қадам: Теория

Схема менің «қос сенсорлы жаңғырықты анықтағышқа» негізделген. [1]

Қос сенсорлы эхо -локатор

Фото 1 жоғарыда көрсетілген жаңғырықты анықтауыштың «анықтау аймағын» көрсетеді.

Бұл сенсордың теңдеулері 2 -суретте көрсетілген.

Бұл «қос сенсорлы» эхо-локатор жақсы жұмыс істейді, бірақ тар сәулелі түрлендіргіштерді қолданудан туындайтын үлкен «өлі дақтарды» болдырмау үшін екі датчикті де бастапқы сызықтың астына орнатуды талап етеді (яғни ығысу қажет).

Бірақ мұндай есеп айырысу мүмкін болмаса ше?

Төрт сенсорлы эхо -локатор

Егер біз 3 -суретте көрсетілгендей сенсорлардың санын екі есе көбейту арқылы анықтау аймақтарының санын төрт есе көбейтсек, бұл «өлі нүктелер» мен «ығысуды» жоюға болады деп ойладым.

Сенсордың мүмкін болатын төрт комбинациясы арасында тез ауысу (мультиплекс) айналмалы сәулені тиімді жасайды (фото 3). Бүкіл аумақ жабылған және «жылжу» жойылды.

Одан да жақсы … сол теңдеулерді қолдануға болады (сурет 2)!

Теорияда бұл «төрт датчикті» эхо-локатор:

• төрт объектіге дейін анықтай алады. [2]
• «өлі нүктелері» жоқ
• есепке алуды қажет етпейді

Нәтижелер

Тұжырымдама жұмыс істейді, өйткені бірнеше объектілерді анықтауға болады, бірақ тар сәулелердің ені мақсатты аймақты толық жарықтандырмайтындықтан, шағын «өлі нүктелер» қалады. [3]

Ескертулер

[1]

Толық түсініктеме мен формулаларды https://www.instructables.com/id/Dual-Sensor-Echo… қараңыз.

[2]

Төрт объект болжайды:

• ені 45 градус.
• бір объектінің екіншісінің «көлеңкесі» жоқ

[3]

30 градус аралықта орнатылған алты сенсор «өлі дақтарды» толығымен жояды.

4 -қадам: құрылыс

Суреттер:

• 1 -сурет: бекіту кронштейндері
• 2 -сурет: алдыңғы көрініс
• 3 -сурет: артқы көрініс
• фото 4: жоғарғы көрініс

Монтаж кронштейндері

Менің нұсқаулығымда сипатталған әдіспен 18 калибрлі алюминийден екі бекіту кронштейні жасалды

Бір шетінен 45 градусқа бүктеу сызығына дейін 30 мм кесу үшін темір араны немесе қаңылтырды қолданыңыз. Енді орталық сызықтың екі жағын арамен кесілгеннен негізге дейін «ұпайға» қойыңыз, содан кейін қажет емес бөлікті босатқанға дейін «жылжытыңыз».

Менің жақшаларымның өлшемдері 1 -суретте көрсетілген.

Сенсорлық розеткалар

Сенсорлық розеткалар Arduino стандартты ұяшықтарынан жасалған.

Барлық қажет емес түйреуіштер шығарылды және пластмассадан 3 мм тесік бұрғыланды.

Қосылымдарды дәнекерлеу кезінде сымдарды алюминий кронштейнге қысқартпауға тырысыңыз.

Штаммды жеңілдету

Кәбілдің әр ұшындағы кішкене жылу өткізгіш түтік сымдардың ашылуына жол бермейді.

Кабель байланысы кабельдің қажетсіз қозғалысын болдыртпау үшін қолданылған.

5 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз етуді орнату

Келесі кодты осы ретпен орнатыңыз:

Arduino IDE

Arduino IDE (интеграцияланған даму ортасы) https://www.arduino.cc/en/main/software сайтынан жүктеліп, орнатыңыз.

Өңдеу 3

Https://processing.org/download/ сайтынан Processing 3 жүктеп алыңыз және орнатыңыз.

Төрт сенсорлы жаңғырық локаторы

Қосылған «quad_sensor _echo_locator.ino» файлының мазмұнын Arduino «нобайына» көшіріп, сақтаңыз, содан кейін оны Arduino Uno R3 -ке жүктеңіз.

Ardino IDE жабыңыз, бірақ USB кабелін қосулы қалдырыңыз.

Төрт сенсорлы дисплей

«Quad_sensor_echo_locator.pde» тіркелген файлдың мазмұнын өңдеу «эскизіне» көшіріңіз.

Енді жоғарғы сол жақтағы «Іске қосу» түймесін басыңыз … экранда графикалық экран пайда болуы керек.

Ақаулық себебін іздеу және түзету

Егер сіздің COM портыңызбен байланысты [нөмір] өзгеруі қажет болса, өңдеу шағымданады, бірақ мұны жасамас бұрын, әрқайсысында төртбұрышты жақшалардағы [нөмірі] бар “COM” порттарының тізімін көрсетеді.

Келесі код жолындағы [0] мәнін мына сандардың біріне ауыстырыңыз:

myPort = жаңа серия (бұл, Serial.list () [0], Baud_rate);

Әрқайсысын кезекпен көріңіз … олардың біреуі жұмыс істейді.

6 -қадам: тестілеу

Arduino USB кабелін компьютерге жалғап, Processing 3 IDE (біріктірілген әзірлеу ортасы) «жоғарғы сол жақ» іске қосу түймесін басу арқылы «dual_sensor_echo_locator.pde» іске қосыңыз.

Үтірмен бөлінген сандар экранда 1 -суретте көрсетілгендей ағып кетуі керек.

Соңғы сан - бұл аймақ … қалған екі сан - сенсор A1/A2 және сенсор B1/B2.

Мақсатты аймақта объект анықталған кезде дисплейде қызыл (жыпылықтайтын) нүкте пайда болады. Датчиктер объектіні анықтағаннан кейін қосымша деректер пайда болады (2 -сурет).

Іске қосылған кезде қате туралы хабар

Сіз іске қосу кезінде қате туралы хабарды ала аласыз.

Олай болса, 1 -суреттің 85 -жолындағы [0] мәнін “COM” портына байланысты нөмірге сәйкес өзгертіңіз.

Жүйеге байланысты бірнеше «COM» порттары тізімделуі мүмкін. Сандардың бірі жұмыс істейді.

1 -суретте [0] нөмірі менің «COM4» -пен байланысты.

Сенсорлардың орналасуы

Сенсорларды бір -бірінен 100 см қашықтықта орналастырыңыз, мақсат - 80 см.

Екі сенсорды ақырын 1 метрлік шаршы бұрыштың диагональ бойынша қарама -қарсы бұрышына қарай бұрыңыз.

Сенсорларды айналдыра отырып, сіз графикалық дисплейде жыпылықтайтын қызыл нүкте (лер) пайда болатын орынды таба аласыз.

Келесі ақпарат объект анықталғаннан кейін пайда болады:

• аймақ
• қашықтық 1
• қашықтық2
• бастапқы көрсеткіш
• жартылай периметрі
• аймақ
• X координаты
• Ycoordinate

Суреттер

Фото 1: Ешқандай объектілер жоқ … барлық қашықтықтар анықтау аймағында сыртқа шығады.

2 -сурет: «3 -аймақта» объект табылды

Менің басқа нұсқауларды көру үшін мына жерді басыңыз.