Радар көзілдірігі: 14 қадам (суреттермен)

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

Өткен жазда Мэнде демалыс кезінде біз тағы бір жұпты кездестірдік: Майк пен Линда. Линда соқыр болды және бірінші бала туылғаннан бері соқыр болды. Олар өте жақсы болды және біз бірге күлдік. Біз үйге келген соң, мен соқыр болудың қандай болатыны туралы ойлануды тоқтата алмадым. Зағиптар ит пен таяқтарды көреді, мен оларға көмектесетін басқа да көптеген нәрселер бар екеніне сенімдімін. Бірақ әлі де көптеген қиындықтар болуы керек. Мен бұл қалай болатынын елестетуге тырыстым, мен электрониканың маманы ретінде, егер мен жасай алатын нәрсе бар ма деп ойладым.

Мен бір жазда 20 жасымда дәнекерлеушімен көзімді күйдірдім (ұзақ әңгіме … мылқау бала). Бұл ешқашан ұмытылмайтын нәрсе. Қалай болғанда да, мен бір күн бойы көзімді тазарттым. Есімде, анам мені көше бойымен алып өтуге тырысты. Мен одан көліктер тоқтады ма деп сұрай бердім. Ол бірдеңе айтты: «Мен сенің анаңмын … сені жолға шығарып саламын деп ойлайсың ба?» Мен жасөспірім кезімде қандай өмір сүргенімді еске түсіре отырып, ойланып қалдым. Бірақ мен келе жатқанда бетіме ұратын нәрсе бар -жоғын білмей, жеңе алмадым. Патчаларды алып тастағанда мен өте қуаныштымын және жеңілдендім. Бұл менің өмірімде соқырлыққа қатысты «тәжірибеге» жақын жалғыз нәрсе.

Мен жақында жұмыстағы оң досының көзінен айырылған жас досым туралы және оның оң жағында бірдеңе бар -жоғын айтатын құрылғы туралы тағы бір нұсқаулық жаздым. Егер сіз оқығыңыз келсе, мұнда. Бұл құрылғыда ST Electronics компаниясының ұшу уақыты сенсоры қолданылған. Бұл жобаны аяқтағаннан кейін бір минуттан кейін мен зағиптарға көмектесетін құрылғы жасай аламын деп шештім. Мен осы жобада қолданған VL53L0X сенсорында VL53L1X деп аталатын үлкен ағасы/қарындасы бар. Бұл құрылғы VL53L0X қарағанда үлкен қашықтықты өлшей алады. Adafruit -тен VL53L0X үшін және VL53L1X үшін Sparkfun -дан ажырату тақтасы болды. Мен алдыңғы жағында VL53L1X бар көзілдірік пен мұрын көпірінің жанында көзілдіріктің артында гаптикалық кері байланыс құрылғысы (виброқозғалтқыш) жасауды шештім. Мен қозғалтқышты объектіге дейінгі қашықтыққа кері пропорционалды түрде дірілдейтін едім, яғни зат көзілдірікке неғұрлым жақын болса, соғұрлым ол дірілдей береді.

Бұл жерде VL53L1X-тің өте тар көру өрісі (15-27 градус арасында бағдарламаланатын) бар екенін атап өту керек, олар өте бағытталған. Бұл маңызды, себебі ол жақсы ажыратымдылық береді. Идея - пайдаланушы басын радарлық антенна сияқты жылжыта алады. Бұл тар FOV -мен бірге пайдаланушыға әр түрлі қашықтықтағы заттарды жақсы тануға мүмкіндік береді.

VL53L0X және VL53L1X сенсорлары туралы ескерту: олар ұшу датчиктері. Бұл олардың лазерлік импульсті жіберетінін білдіреді (қуаты аз және инфрақызыл спектрде, сондықтан олар қауіпсіз). Сенсор шағылған импульстің қайтып оралуын көру үшін қанша уақыт қажет екенін көрсетеді. Математика/жаратылыстану сабақтарынан бәріміз есіміздегідей қашықтық X уақыт мөлшеріне тең емес пе? Сонымен, уақытты екіге бөліп, жарық жылдамдығына көбейтіңіз, сіз қашықтықты аласыз. Instructables -тің басқа мүшесі көрсеткендей, көзілдірікті LiDAR көзілдірігі деп атауға болар еді, себебі ЛАЗЕРДІ осылайша жарық қашықтығы мен диапазоны (LiDAR) қолданады. Бірақ мен айтқанымдай, LiDAR не екенін бәрі білмейді, бірақ менің ойымша, көптеген адамдар RADAR -ды біледі. Инфрақызыл сәуле мен радио электромагниттік спектрдің бір бөлігі болса да, жарық микротолқынды жиіліктер сияқты радио толқын болып саналмайды. Мен тақырыпты RADAR ретінде қалдырамын, бірақ қазір сіз түсінесіз.

Бұл жоба негізінен басқа жобаның схемасын қолданады … біз көреміз. Бұл жобаның негізгі сұрақтары: электрониканы көзілдірікке қалай орнатамыз және қандай көзілдірікті қолданамыз?

1 -қадам: Көзілдірік

Мен қарапайым көзілдіріктің дизайнын жасап, оларды 3D принтермен басып шығара аламын деп шештім. Мен сонымен қатар көзілдіріктің қаңқасын немесе жақтауын 3D басып шығару керек деп шештім. Мен компоненттерді дәнекерлеу үшін баспа тақтасын қосар едім. Баспа платасы (протобота) бүкіл жинаққа күш қосатын жақтауларға бекітіледі. Жоғарыда кадрлардың 3D бейнеленуі көрсетілген.

STL файлдары да осы қадамға бекітілген. Үш файл бар: left.stl, right.stl (құлаққаптар/қару) және көзілдірік.stl (кадрлар).

2 -қадам: Баспа схемасы

Мен Adafruit Perma-Proto толық өлшемді тақтасын қолдандым. Мен тақтаны көзілдіріктің алдыңғы жағына қойып, ортасына қойдым. Көзілдіріктің үстіңгі жиегі тіпті протобанның жоғарғы жағынан жасалған. Көзілдіріктің жоғарыдан созылған тікбұрышты бөлігі-ұшу уақыты сенсоры ақырында орнатылатын жер. Жақтаудың осы бөлігінің жоғарғы бөлігінің жақсы бөлігі протон тақтасының үстіне жабысады. Бұл жақсы, өйткені сенсордың үстіңгі жағына ештеңені дәнекерлеудің қажеті жоқ.

Нан тақтасының ортасында көзілдірікте мұрын көпірі болатын жердің дәл үстінде тесік бар. Мен жақтаудағы 4 тесікті протобоға ұсақ ұшты маркермен белгіледім. Содан кейін мен тақтаға тесіктер бұрғыладым.

Содан кейін мен рамаларды M2.5 бұрандаларының көмегімен нан тақтасына орнаттым. Менікі - бұл нейлон, мен осы мақсат үшін Адафруттен бұрандалардың толық жинағын алдым. Бұрандалар бекітілгеннен кейін мен маркерді алып, тақтаға жақтаулардың айналасында сызық жүргіздім. Мен үшін құлақ бөліктері орналасатын жақтаулардың бүйірлеріндегі шегіністерді төменге қарай тікелей белгіледім. Бұл менің қалауым … бірақ мүмкін кадрдың құлақ бөліктері көрінетінін қалайтын шығарсыз.

3 -қадам: оны кесу

Содан кейін мен 4 бұранданы жақтауларды нан тақтасына бекітіп алып тастадым. Мен материалды біз белгілеген сызықтың сыртында өрескел алып тастадым. Мен желілерден біршама алшақ болуға мұқият болдым, өйткені мен мұны кейінірек үстел үстіндегі белбеу тегістегішпен тазартатын едім. Сіз файлды пайдалана аласыз … бірақ біз өзімізден озып бара жатырмыз.

Сізде бар барлық құралдарды қолдана отырып, сызықты кесуге болады. Мүмкін таспа? Ал, менде жоқ. Менде баспа платаларына арналған «кескіш» бар, сондықтан мен оны қолдандым. Бұл шын мәнінде жеткілікті уақытты қажет етті және бұл қиынға соқты. Бірақ баспа тақтасының материалы сынуы және жарылуы мүмкін, сондықтан мен баяу жүргім келді. Мен айналдырдым, мұрын аймағына дейін көтердім … бірақ шамамен. Сіз менің не істегенімді жоғарыдағы суреттен көре аласыз.

4 -қадам: тегістеу немесе төсеу

Мен материалды үстелге арналған таспалы тегістеуіштің көмегімен сызыққа жақынырақ алып тастадым. Тағы да, егер сізде басқа ештеңе болмаса, сіз файлды пайдалана аласыз. Мен мұнда тегістеу туралы айта алатыным, тегістеуіштегі абразивті заттардың мөлшеріне байланысты, қанша материалды алып тастауға тырысыңыз. Артқа жол жоқ. Кейде бір сырғанау тақтаны бұзуы мүмкін (немесе, кем дегенде, асимметриялы немесе ақшыл болып көрінуі мүмкін). Сонымен, асықпаңыз.

Сіз менің жоғарыдағы және кейінгі суреттерімді көре аласыз.

5 -қадам: Дәл баптау

Мен жақтауларды 4 бұрандамен қайта бекітіп, таспалы тегістеуішке қайта оралдым. Мен рамалардың шетіне дейін өте мұқият тегістедім. Мұрын бөлімінде дөңгелек файлды қолдану керек болды, өйткені мен тегістегіште бұрылысты жасай алмадым. Менің соңғы нәтижелерімді жоғарыдан қараңыз.

6 -қадам: сенсорды қосу

Осы кезде мен VL53L1X сенсорының ажырату тақтасын қостым. Алдымен мен екі ұзын M2.5 нейлон бұрандасын қостым, оларды жақтаулардағы тесіктер мен VL53L1X саңылаулары арқылы итеріп жібердім. Мен әр бұрандаға нейлон гайкасын қостым және оларды өте ақырын қатайта бастадым. Әр гайканың үстіне мен екі (барлығы төрт) нейлон шайбасын қостым. Бұл VL53L1X сенсорының протоколға параллель орналасқанына көз жеткізу үшін қажет.

Мен 6 позициялы терминалды жолақты тақтаға VL53L1X жоғарғы жағындағы тесіктер жақтаулардың жоғарғы жағына (нейлонды шайбалармен) екі бұрандамен бекітілген етіп қойдым. Мен бұрандалардың ұштарына нейлон жаңғақтарын қостым, қайтадан ақырын қатайтып қойдым. Жоғарыдағы суреттерді қараңыз.

7 -қадам: схемалық

Жоғарыда айтқанымдай, схема перифериялық радиолокациялық жобаның схемасымен шамамен бірдей. Бір айырмашылығы - мен түймені (ақшалай байланыс қосқышы) қостым. Менің ойымша, бір сәтте бізге режимді өзгерту немесе кейбір мүмкіндікті енгізу қажет болады … сондықтан оны кейін қосқаннан гөрі қазір болған дұрыс.

Мен сондай -ақ 10K потенциометрді қостым. Кәстрөл бағдарламалық қамтамасыз ету жауап беретін максималды қашықтық ретінде қарастыратын қашықтықты реттеу үшін қолданылады. Мұны сезімталдықты бақылау ретінде қарастырыңыз.

Схема жоғарыда көрсетілген.

Бөлшектер тізімі (мен бұрын беруім керек) келесідей:

SparkFun Distance Sensor Breakout - 4 Meter, VL53L1X - SEN -14722 Adafruit - тербелмелі шағын моторлы диск - БІРІНШІ ИД: 1201Адафрут - литий -ионды полимерлі батарея - 3.7v 150mAh - PRODUCT ID: 1317Adafruit Perma -Proto толық өлшемді BDB тақтасы Идентификатор: 1606 Түймешік түймелері (6мм жіңішке) x 20 пакет - Өнім идентификаторы: 1489Sparkfun - JST тікбұрышты қосқыш - 2 -істікшелі тесік - PRT -0974910K ом резисторы - Қоқыс жәшігі (еденге қараңыз) 10K -100К ом резисторы - Junkbox (10K резисторларының қасынан еденіңізді қараңыз) 2N3904 NPN транзисторы - Junkbox (немесе досыңызға қоңырау шалыңыз) Кейбір қосқыш сым (мен 22 калибрді қолдандым)

LiPo батареясын зарядтау үшін мен де таптым: Adafruit - Micro Lipo - USB LiIon/LiPoly зарядтаушысы - v1 - ӨНІМ ID: 1304

8 -қадам: компоненттерді орналастыру

Мен компоненттерді орналастыруда мүмкіндігінше ақылды болуға тырыстым. Мен әдетте күш пен жер сияқты белгілі бір түйреуіштерді реттеуге тырысамын … егер мүмкін болса. Мен кем дегенде сымның ұзындығын азайтуға тырысамын. Мен діріл қозғалтқышы үшін мұрын көпірінің үстінде бос орын қалдыруым керек еді. Ақырында мен жоғарыдағы суреттен көруге болатын жерге келдім.

9 -қадам: жер

Мен алдымен барлық компоненттерді тақтаға өзім шешкен орындарда дәнекерледім. Содан кейін мен жерге қосылымдарды қостым. Ыңғайлы, PWB -дегі үлкен ұзын жолақтардың бірі әлі де ашық болды, сондықтан мен оны қарапайым жер жолағына айналдырдым.

Жоғарыдағы суретте жердегі қосылыстар мен 10К резисторы көрсетілген. Мен сізге әр сымды қайда қою керектігін айтпаймын, өйткені адамдардың көпшілігі қалай істеу керектігі туралы өз ойларына ие. Мен сізге не істегенімді көрсетемін.

10 -қадам: сымдар

Мен қалған сымдарды жоғарыдағы суретте көрсетілгендей қостым. Мен оның діріл қозғалтқышының астына қос таяқша таспасын қостым, сонда оны ұстап тұрамын. Қозғалтқыштың түбіне келген жабысқақ материал маған қатты әсер етпеді.

Мен қосылуға 22 калибрлі сымды қолдандым. Егер сізде кішірек нәрсе болса, оны қолданыңыз. Мен 22 калибрді қолдандым, себебі бұл менің қолымдағы ең кішкентай.

11 -қадам: батарея кронштейні

I 3D LiPo батареясын ұстауға арналған кронштейн басып шығарды (оның бейнесі жоғарыда көрсетілген). Мен кронштейнді жоғарыда көрсетілгендей компоненттерден көзілдіріктің қарама -қарсы жағына бекіту үшін протобордағы тесіктерді белгілеп, бұрғыладым.

Мен жақшаның өте жұқа және жұқа екенін ескеруім керек, мен оны тірек материалмен басып шығаруым керек (мен бұл жобаның барлық бөлшектері үшін ABS пластикін қолдандым). Қолдау материалын алу үшін кронштейнді оңай сындыруға болады, сондықтан оңай жүріңіз.

Менің бөлшектерімді күшейту үшін мен оларды ацетонға батырамын. Әрине, бұл үшін өте мұқият болу керек. Мен мұны жақсы желдетілетін жерде жасаймын, мен қолғап пен көз қорғанысын қолданамын. Мен мұны қолдау материалын жойғаннан кейін жасаймын (әрине). Менде ацетон бар контейнер бар және пинцет көмегімен мен бөлікті ацетонға бір -екі секундқа толығымен батырамын. Мен оны бірден алып тастап, кептіруге қоямын. Мен әдетте бөлшектерді ұстамас бұрын бір сағат немесе одан да көп уақытқа қалдырамын. Ацетон ABS -ті химиялық жолмен «ерітеді». Бұл пластмасса қабаттарының тығыздалуына әсер етеді.

Бұл қадамға жақшаның STL файлы бекітілген.

12 -қадам: Бағдарламалау

Менің барлық қосылымдарымды екі рет тексергеннен кейін Trinket M0 бағдарламалау үшін USB кабелін жалғадым.

Бағдарламалық жасақтаманы орнату және/немесе өзгерту үшін (осы қадамға бекітілген) сізге Arduino IDE және Trinket M0 тақтасының файлдары, сондай -ақ Sparkfun VL53L1X кітапханалары қажет. Мұның бәрі осында және мұнда.

Егер сіз онымен жаңадан таныс болсаңыз, мұнда оқу сайтында Adafruit M0 пайдалану бойынша нұсқауларды орындаңыз. Бағдарламалық қамтамасыз ету (осы қадамға қосылған) жүктелгеннен кейін, тақта USB сериялық қосылымының қуатымен іске қосылуы керек. Тақтаның бүйірін VL53L1X көмегімен қабырғаға немесе қолыңызға жақындатыңыз, сонда сіз қозғалтқыштың дірілін сезінуіңіз керек. Діріл объекті құрылғыдан алыстаған сайын амплитудада төмендеуі керек.

Бұл бағдарламалық жасақтама - бұл ең бірінші мүмкіндік. Мен екі жұп көзілдірік жасадым, мен бірден екеуін жасаймын. Біз (мен және онымен жұмыс істейтін кем дегенде бір адам) бағдарламалық қамтамасыз етуді жетілдіруді және жаңартуларды осында жариялауды жалғастырамыз. Мен үміттенемін, басқалар да мұны көреді және олар жасаған өзгерістерді/жақсартуларды (мүмкін GitHub -та) жариялайды.

13 -қадам: жақтауды аяқтау

Мен көзілдіріктің екі жағындағы ойыққа құлақ бөліктерін қысып, ұштың көмегімен ацетон жағып қойдым. Мен ацетонды сіңіремін, сондықтан оны бұрыштарға басқанда жақсы мөлшерде аламын. Егер олар тығыз бекітілсе, онда ацетон капиллярлық тартылыс арқылы тасымалданады. Мен олардың тік орналасқанына көз жеткіземін, қажет болса, оларды кем дегенде бір сағат ұстау үшін бірдеңе қолданамын. Кейде мен қайтадан өтінім беріп, тағы бір сағат күтемін. Ацетон керемет байланыстырады, ал менің көзілдірік жақтау шекарасында өте күшті болып көрінеді.

Әрине, бұл көзілдірік - бұл прототип, сондықтан мен дизайнды қарапайым ұстадым, сондықтан көзілдіріктің ілмектеріне ілмектер жоқ. Олар бәрібір жақсы жұмыс істейді. Бірақ, егер қаласаңыз, оларды әрқашан ілмектермен қайта жасай аласыз.

14 -қадам: Қорытынды ойлар

Мен сенсор күн сәулесінде жақсы жұмыс жасамайтынын байқадым. Бұл мағынасы бар, себебі сенсор күн сәулесінен ИК -ге қаныққан, сенсор шығаратын импульстен ажырату мүмкін емес. Десе де, олар үй ішінде де, түнде де, бұлтты күндері де жақсы көзілдірік жасайды. Әрине, маған қосымша тест тапсыру керек.

Дизайнды өзгерту үшін мен жасайтын нәрсе - мұрын көпіріне тиетін ойыққа резеңке қосады. Егер сіз басыңызды төмен түсірсеңіз, дірілді сезіну қиын, өйткені көзілдірік ауырлық күшінің әсерінен теріден сәл көтеріледі. Менің ойымша, үйкеліс тудыратын резеңке көзілдірікті мұрынға бекітіп қояды, сондықтан оған дірілді беруге болады.

Мен көзілдірік туралы пікірлерді күтемін. Мен көзілдіріктің адамдарға пайдалы болатынын білмеймін, бірақ біз оны көруіміз керек. Прототиптер осыған байланысты: техникалық -экономикалық негіздеме, оқу және жетілдіру.

Дизайнға басқа сенсорларды қосуға болады. Мен осы прототип үшін біреуін қолдануды таңдадым, себебі менің ойымша, бірнеше діріл қозғалтқышы пайдаланушыға қиынырақ болады. Бірақ көзге бағытталған екі сенсордың болуы жақсы болар еді. Содан кейін екі қозғалтқышты пайдаланып, көзілдіріктің әр жағын дірілдетуге болады. Сіз дірілдің орнына әр құлаққа берілетін аудионы қолдана аласыз. Тағы да идея - прототипті қолданып, тәжірибе жинау.

Егер сіз осы уақытқа дейін жетсеңіз, оқығаныңыз үшін рахмет!