Ультрадыбыстық көзілдірік: 14 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Бот болғаныңызды қалайсыз ба? Эхолокацияны сезінгіңіз келе ме? Құлағыңызбен «көруге» тырысқыңыз келе ме? Бірінші нұсқаулық үшін мен сізге Arduino микроконтроллер клоны, Devantech ультрадыбыстық сенсоры мен дәнекерлеу көзілдірігін пайдаланып, ультрадыбыстық көзілдірікті қалай жасау керектігін көрсетемін, егер сізде электрониканың стандартты компоненттері болса. Сіз сондай-ақ электрониканы өткізіп жібере аласыз және қарапайым бат-масканы келесі Бэтмен фильміне киюге ыңғайлы етіп жасай аласыз. Бұл жағдайда бағасы шамамен $ 15 болады. Бұл көзілдірік есту сигналдарын жарғанақ тәрізді қолдануға болатынын сезінуге мүмкіндік береді және ғылыми орталықта балаларға эхолокация туралы білуге арналған. Мақсаты - шығындарды мүмкіндігінше төмен ұстау, өзара әрекеттестік формасын оның білім беру мақсатымен байланыстырылмайтындай етіп болдырмау және құрылғының физикалық формасы тақырыпты қамтитындығына көз жеткізу. Оның дизайны туралы егжей-тегжейлі талқылау үшін жобаның веб-бетін қараңыз. Шығындар мен мөлшерді төмендету үшін Arduino клоны қолданылады, бірақ бұл жоба алдын ала құрастырылған Arduino микроконтроллерлерімен жақсы жұмыс істейді. Бұл көзілдіріктер « Аризона мемлекеттік университетінің өнер, медиа және инженерия бағдарламасы бойынша Пайдаланушыға бағытталған динамикалық зерттеулер мен дизайн »курсы.

1 -қадам: Қажетті материалдар

-Arduino немесе салыстырмалы микроконтроллер* (егер сізде ақша болса, сіз Arduino mini/нано сатып ала аласыз немесе пантуино қолдана аласыз, әйтпесе мен сізге осы жобаға Arduino шағын және арзан клонын қалай жасау керектігін көрсетемін.)-Дәнекерлеу көзілдірігі. «Neiko» бренді eBay-де оңай табылады, ол 3-10 долларға жеткізілетін «дәнекерлеу көзілдірігін аударыңыз», бұл нақты түрі өте жақсы жұмыс істейді) -Devantech SRF05 ультрадыбыстық сенсор (немесе басқа салыстырмалы сенсор-алайда, SRF05 4мА төмен энергия шығыны және 3 см-ден 4 метрге дейінгі үлкен ажыратымдылық-бұл шамамен 30 доллар)-құлақтан шығаратын нәрсе (мен пластикалық конустарды қолдандым, сонымен қатар қараңыз: «Жақсыларға жақсы костюм қалай жасауға болады»)-кейбір түрлері электроникаға арналған корпус-3/8 «сплит тігісі икемді қара шиыршықталған түтік (қосылатын сымдарды жасыру үшін)-5v-9v ассортименттегі сымдармен жұмыс істей алатын пьезо-дыбыстық сигнал-пластмассалық спрей (қара) Микроконтроллер Электроника (бұл компоненттерді өткізіп жіберуге болады) егер дайын контроллер қолданылса)- Arduino Atmega8 немесе 168 DIP чипімен бағдарламаланған.- қосалқы Arduin o тақтасы немесе ArduinoMini USB бағдарламашысы- ДК-дің шағын тақтасы (Radioshack-те бар)- 9В батарея қосқышы (Radioshack-те бар)- 7805 5в кернеу реттегіші- 16 МГц кристалл (қол жетімді @ sparkfun)- екі 22pF конденсаторы (@ sparkfun қол жетімді)- 10 microF электролиттік конденсатор- 1 микроФ электролиттік конденсатор- 1к резистор және 1 жарық диодты (міндетті емес, бірақ ұсынылады)- 2N4401 транзисторы (міндетті емес)- әйелдер мен ерлердің үстіңгі тақталары (міндетті емес)- 28 істікшелі DIP розеткасы немесе екі 14 істікшелі DIP ұясы s (міндетті емес)- шағын прототиптеуге арналған нан тақтасы (міндетті емес) Электрониканың компоненттерін www.digikey.com немесе www.mouser.com сайтынан алуға болады. Сізге қажет болуы мүмкін дәнекерлейтін темір-ыстық желім тапаншасы-Дремель-жаңалықтар-қағазды маскировка таспасы-зімпара-сым стрипперлер және т.

2 -қадам: Кейбір құлақтарды жобалау

Сіз өз құлағыңызды салу үшін өз қиялыңызды еркін пайдалана аласыз. Ешқандай жарқырауық көзілдірік бірдей болмауы керек! Мен физикалық терапия үшін қолданылатын пластикалық конустарды қолдандым, олар біздің зертханада көп мөлшерде болды. Бірақ бұл оқу құралы құлаққаптарға арналған тағы бір жақсы нұсқаны береді, мен алдымен сопақша кесіп, оны Дремельмен қиып алдым. Мен кесілген бөлікті құлақтың ішкі жағына қолдану үшін сақтадым.

3 -қадам: құлақтарды кесіңіз

Мен конустың кесілген бөліктерін Дремельмен кесіп тастадым, сондықтан олар кішірек болды және оларды конустың үлкен бөліктерінің ішкі жағына ыстық етіп жапсырды. Олар дәл сәйкес келмеді, бірақ оларды қолмен ұстағаннан кейін ыстық желім оны жақсы ұстады. Егер сіз құлағыңыздың астында бос орын қалдырсаңыз, электрониканы құлақтың ішіне оңай енгізе аласыз, бір құлақ контроллерге, ал бір батареяға. Өкінішке орай, мен бос орын қалдырмадым және сыртқы қоршауды қолдануға мәжбүр болдым, ыстық желім тапаншасын қолданған кезде өзіңізді күйдіріп алмаңыз !!! Пластикалық конустарды кездейсоқ оңай ерітуге болады.

4 -қадам: көзілдірікті дайындаңыз

Мен сатып алған көзілдірік өте жарқыраған жылтыр аква түсті болды. Көзілдірікті қаттырақ ету үшін линзаларды шығарып алыңыз (алдымен мұрын бөлігін алыңыз), құммен сүртіңіз және оларға былғарыдан жасалған жақсы резеңке текстурасын беру үшін Plasti Dip спрейімен бүркіңіз. Мен шашыратпас бұрын, көзілдіріктің ішкі бөлігін және теріге тиетін бөліктерді таспамен маскаладым. Мен мұрын бөлігіне ешқандай бояу қолданған жоқпын, себебі бояу көзілдіріктің материалының икемділігін сәл төмендетеді, ал мұрын бөлігі көзілдірікті бір -біріне бекіту үшін қажет. Пластикалық шаң құм мен өкпеге жағымсыз әсер етеді, сондықтан маскалар мен қауіпсіздік көзілдіріктерін киіңіз. Мен біркелкі текстураны алу үшін пальто арасында шамамен 10-15 минут болатын 3 пальто шаштым. Ылғал болған кезде бояу жылтыр болып көрінеді, бірақ ол күңгірт құрылымға дейін құрғайды.

5 -қадам: Электрониканы жинаңыз

Егер сіз бұрын салынған Arduino микроконтроллерін қолдансаңыз, бұл қадамдар міндетті емес. Алайда, егер сіз оның мүмкіндіктерін аз ғана мөлшерде қолданатын болсаңыз, онда Arduino -ның жалаңаш нұсқасын шығарған жөн, ол әлдеқайда кішірек және арзан. Бұл бөлім электроника тәжірибесі жоқ адамға сәл қиын болуы мүмкін, бірақ қарапайым электроника жинағын құрастырған кез келген адамға оңай болуы керек. Электроникаға арналған «схемалық» эскиз қоса берілген. Схема Дэвид А. Меллистің Atmega8 автономды схемасынан жоғары алынған. Егер қызығушылық болса, мен бұл қадамға арнайы нұсқаулық жасаймын. Ажыратылған қуат тізбегі Том Игоның физикалық есептеулер кітабынан алынған. Мен ДК тақтасының нұсқасының суретін (сенсор/дыбыстық сигнал қосылмаған), сонымен қатар анықтама үшін тақтаға салынған прототиптеу нұсқасын енгіздім. Нан нұсқасы сонымен қатар Arduino тақтасын микроконтроллер чипіне арналған USB бағдарламашысы ретінде қалай қосуға болатынын көрсетеді. Мен чип үшін DIP ұяшығын қолданғандықтан, мен чипті алып тастап, оны бағдарламалау үшін Arduino тақтасына қоя аламын, бірақ чипті барлық түйреуіштерді майыстырмай шығарып алу қиын болуы мүмкін - сондықтан мен аналықты енгіздім. tx/rx үшін тақырып түйреуіштері. Тақтай өте тар болса да, контроллердің барлық түйреуіштерінде дәнекерленген жастықша бар екенін көруге болады. Олар бұл жобаға қажет емес болғандықтан, мен қолданылмайтын түйреуіштерге әйел тақырыптарын дәнекерлемедім, бірақ егер олар болса, сізде USB портынан басқа, Arduino Diecimilia-ның толық мүмкіндіктері болады. Тақтаның ені шамамен Diecimilia тақтасының жартысын құрайды және ұзындығы шамамен бірдей. (мұнда ұқсас қондырғы бар.) Дыбыстық сигналды қосу үшін транзисторды қолдану міндетті емес, Arduino істікшеден жеткілікті ток бере алады. Алайда, транзисторды қолдану дыбыс шығаратын басқа құрылғыларды пайдалануға мүмкіндік береді, егер ол бар болса.

6 -қадам: Дабыл мен сенсор сымдарын дайындаңыз

Ультрадыбыстық сенсор мен дыбыстық сигналға көзілдіріктен электроникаға өту үшін ұзын сымдар қажет. Ультрадыбыстық сенсорға 4 сым қажет (5в, жерге қосу, жаңғырық, триггер), ал дыбыстық сигналға екі сым қажет (контроллерден, жерден). Жоспарлау кезінде сіз 5 сымды таспалы кабельді қолдана аласыз, егер ол бар болса және дыбыстық сигнал мен сенсор арасындағы жерге қосылған болса. Менде тек 4 сымды таспа болды, сондықтан мен оны ультрадыбыстық сенсор үшін қолдандым және дыбыстық сигнал үшін екі сымды кабельді қолдандым. Зумердің екі қосқышы бар болғандықтан, мен екі сымға дұрыс аралықта әйел тақырыптарын дәнекерледім, осылайша мен қажет болған жағдайда пьезо -дыбысты оңай алып тастай аламын. Датчикте дәнекерлеуге арналған тесіктер бар, оларды пайдалану керек. Дұрыс жағын пайдаланғаныңызға көз жеткізіңіз, екінші жағындағы тесіктер сенсорды бағдарламалауға арналған және ол жұмыс істемейді!

7 -қадам: сымдарды аяқтаңыз

Келесі дәнекерлеуіш ерлердің сымдарының екінші шетіне бекітіледі. (Олар микроконтроллерге қосылады.)

8 -қадам: кодты жүктеңіз

Кодты жүктеу үшін ДК тақтасындағы 5v, жер, TX, RX түйреуіштерін Arduino тақтасындағы кейбір сымдардың көмегімен алынған чиптің сол түйреуіштеріне қосыңыз. Содан кейін компьютер тақтасындағы бастапқы қалпына келтіру түйреуішін Arduino тақтасындағы DIP ұяшығына 13 түйісетін жерге қосыңыз. Егер бұл түсініксіз болса, Arduino Mini -ден басқа, ол қайталайтын суретті қараңыз. Содан кейін Arduino редакторында бекітілген кодты қойыңыз (немесе жүктегеннен кейін Arduino файлында.pde файлын ашыңыз және ашыңыз), сәйкес сериялық порт пен Arduino чипін таңдап, жүктеу түймесін басыңыз. содан кейін сенсормен өлшенетін қашықтыққа байланысты дыбыстық сигнал аралығын өзгерту. Сонымен, егер сіз объектіге жақын болсаңыз, дыбыс аралығы қысқарады және дыбыстық сигнал тезірек шығады. Егер сіз объектіден алыс болсаңыз, дыбыстық сигнал аралығы артады, сондықтан ұйқылар баяу жүреді. Контроллер қашықтықты әр 60 м сайын тексереді, сондықтан дыбыстық сигнал аралығы динамикалық түрде өзгереді. Қазіргі уақытта ол масштабталған, сондықтан 1 дюйм дыбыстық сигнал арасындағы 10 мс айырмашылықты құрайды. Бұл көзілдіріктің жақын қашықтықта жұмыс істеуін жақсартады, бірақ одан әрі арақашықтықта жұмыс істеу үшін оны көбейтуге болады. Мен жақын арақашықтықтағы диапазонды ұлғайтатын экспоненциалды масштабты сынап көрдім (fscale көмегімен, бірақ бұл жауап тонналаған кодтың орнына көп өзгермеді, сондықтан мен оны алып тастадым.) Қашықтықты оқу уақыты байланысты. сезілетін объектінің қашықтығы (сенсор 30 мс дейінгі импульстерді қайтарады) код оқуға кететін уақытты өлшейді және осы сомаға кешіктіру уақытын өтейді. Кодтағы әрбір жолға түсініктеме беріледі және (үміттенемін) -түсіндірмелі.

9 -қадам: Электрониканы корпусқа салыңыз

Көзілдіріктен біреудің қолына немесе қалтасына дейін ұзындығы сәйкес келетін бұрандалы құбырды кесіңіз. Ультрадыбыстық сенсорға және пьезо -дыбыстық сигналға қосылатын сымдарды бұрандалы құбырдың ішіне салыңыз. Қоршаудағы бұрандалы құбырға сәйкес келетін тесік бұрғылаңыз. Мен мұны кішкене өлшемнен бастап, құбыр дұрыс сәйкес келгенше диаметрін ұлғайта отырып, сынақ және қателік тәсілін қолдана отырып жасадым. Сымдарды тесік арқылы өткізіңіз, содан кейін бұралған құбырды қысыңыз. Менің кабельдерім сәл ұзын, сондықтан мен оларды жинап қоюға тура келді. Кейбір Velcro электр тақтасын корпуста ұстайды.

10 -қадам: сымдарды қосыңыз

Енді сіз сымдардың ұшындағы еркек бағаналы түйреуіштерді қолдана аласыз және ДК тақтасындағы сәйкес түйреуіштерге қосыла аласыз (схеманы қолданыңыз!). Егер сіз өзіңіздің Arduino -ны қолдансаңыз, онда схемадағыдай түйреуіштерді салыстырыңыз.

11 -қадам: Қоршауды жабыңыз

Бұл қоршауда оны ұстап тұратын бұрандалар болды, бірақ басқа қоршаулар (альтоидтер қалайы?) Жай ғана жабылуы мүмкін. Мен жұмыс істейтініне сенімді емес болғандықтан, оны жабық күйде қалдыру үшін таспаны қолдандым.

12 -қадам: құлақтарды бекітіңіз

Құлақтарды бекіту үшін алдымен белдіктің өтуі үшін құлаққаптары бар екі тік ойық салу керек.

13 -қадам: құлақтарды бекіту жалғасуда

Бауды құлақтан өткізгеннен кейін мен Velcro көмегімен құлақтарды көзілдірікке жапсырдым. Бұл біршама тұрақсыз болды, бірақ оларды дұрыс жолға бағыттау үшін өте реттелді. Оларды жабыстыру әлдеқайда тұрақты болар еді, бірақ Velcro бірнеше демонстрациялардан аман қалды. Ультрадыбыстық сенсор әйнектерді жабу механизміне бекітуге өте ыңғайлы болды. Бос орын алу үшін резеңке көзілдірік жақтауын жоғарыдан сәл жоғары тартып алу керек, содан кейін сенсор дұрыс орналасады. Сенсор кейде шығып кетеді, сондықтан кішкене желім оны жақсы жаққа түзетуі мүмкін. Өкінішке орай, бұл бекіту әдісі линзаларды жоғары қаратуға мүмкіндік бермейді.

14 -қадам: эхолокация тәжірибесі

Батареяны қосыңыз, корпусты қалтаңызға салыңыз және зерттеңіз! Көру сызығындағы объектілерге жақындаған сайын, ол жылдамырақ дыбыс шығарады, әрі қарай жүрсең, ол баяу сигнал береді. Оларды қауіпті ортада немесе көлік қозғалысында қолданбаңыз! Бұл көзілдірік тек білім беру мақсатына арналған және бақыланатын ортаға арналған, өйткені олар сіздің перифериялық көруіңізді және тұрақты көруіңізді блоктауға арналған, сондықтан сіз есту белгілеріне көбірек сенесіз. Мен бұл көзілдірікті киюдің салдарынан болған жарақаттарға жауапты емеспін! Рахмет! Бұл Arduino -ға негізделгендіктен, оларды компьютерлермен сымсыз байланыстыру үшін Zigbee немесе blueSMIRF модулін оңай қосуға болады. Болашақ жұмыс сезімталдықты реттеу үшін теру және қосу/өшіру қосқышын қосу болуы мүмкін.

Нұсқаулықтар мен RoboGames роботтар байқауының екінші жүлдесі