Arduino Ultrasonic Mobile Sonar: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Har du någonsin undrat hur du utforskar pyramidens insida? Det djupa mörka området i havet? En grotta som just har upptäckts? Dessa platser anses vara osäkra för män att komma in, därför krävs en obemannad maskin för att utföra sådan utforskning, som robotar, drönare, etc. vanligtvis utrustade med kameror, infraröda kameror etc. för att visa och kartlägga det okända området live, men dessa kräver viss ljusintensitet, och data som samlas in är relativt stora. Därför betraktas ekolodssystem som ett allmänt alternativ.

Nu kan vi bygga ett fjärrstyrt ekolod med en ultraljudssensor. Denna metod är billig, relativt lätt att få komponenterna och lätt att bygga, och desto viktigare, det hjälper oss att bättre förstå det grundläggande systemet för avancerade flygskannings- och kartläggningsinstrument.

Steg 1: Grundteori

A. Ekolod

Ultraljudssensorn HC-SR04 som används i detta projekt kan skanna från 2 cm upp till 400 cm. Vi fäster sensorn på en servomotor för att bygga ett fungerande ekolod som vänder. Vi ställer in servon för att vrida i 0,1 sekund och stanna i ytterligare 0,1 sekund, samtidigt tills den når 180 grader, och upprepar genom att återgå till utgångsläge, och med hjälp av Arduino kommer vi att få sensorns avläsning för tillfället varje gång servon stannar. Genom att kombinera data skissar vi ett diagram över avståndsmätningar för en radie på 400 cm i ett intervall på 180 grader.

B. Accelerometer

MPU-6050 accelerometersensor används för att mäta antalet accelerationer kring x-, y- och z-axeln. Från förändringen av mätningar med en förändringshastighet på 0,3 sekunder får vi förskjutningar runt denna axel, som kan kombineras med ekoloddata för att bestämma positionen för varje skanning. Data kan ses från den seriella bildskärmen i Arduino IDE.

C. RC 2WD -bil

Modulen använder 2 likströmsmotorer som styrs av L298N -motordrivrutinen. I grund och botten styrs rörelsen av rotationshastigheten (mellan hög och låg) för varje motor och dess riktning. I koden konverteras rörelsekontroller (framåt, bakåt, vänster, höger) till kommandon för att styra hastigheten och riktningen för varje motor, sedan överföras genom motorföraren som styr motorerna. HC-06 Bluetooth-modul används för att tillhandahålla trådlös anslutning mellan Arduino och alla Android-baserade enheter. Efter att modulen är ansluten med sändnings- och mottagarstift, är den ansluten till enheten. Användaren kan installera vilken Bluetooth -kontrollapp som helst och konfigurera fem grundläggande knappar och tilldela enkla kommandon (l, r, f, b och s) till knappen när anslutningen är upprättad. (standardparningskoden är 0000) Sedan är styrkretsen klar.

D. Anslutning till PC och dataresultat

De erhållna uppgifterna måste överföras tillbaka till datorn för att kunna läsas av Arduino och MATLAB för att kunna bearbetas. Den lämpliga metoden skulle vara att skapa en trådlös anslutning med en wifi -modul som ESP8266. Modulen skapar ett trådlöst nätverk, och datorn måste ansluta till den och läsa igenom den trådlösa anslutningsporten för att läsa data. I det här fallet använder vi fortfarande USB -datakabel för att ansluta till PC för prototyp.

Steg 2: Delar och komponenter

Steg 3: Montering och kabeldragning

1. Fäst ultraljudssensorn på mini -brödbrädan och fäst mini -brödbrädan på servos vinge. Servon ska fästas framför bilsatsen.

2. Montering av bilmonteringssatsen genom att följa instruktionerna som ingår.

3. Resten av delarnas position kan fritt arrangeras beroende på ledningens layout.

4. Kabeldragning:

A. Kraft:

Med undantag för L298N -motordrivrutin, kräver resten av delarna endast 5V effektingång som kan erhållas från Arduinos 5V -utgångsport, medan GND -stiften till Arduinos GND -port, därför kan strömmen och GND justeras vid brödbrädet. För Arduino fås strömmen från USB -kabeln, antingen ansluten till PC eller powerbank.

B. HC-SR04 Ultraljudssensor

Trigger Pin - 7

Echo Pin - 4

C. SG-90 Servo

Kontrollpinne - 13

D. HC-06 Bluetooth-modul

Rx stift - 12

Tx Pin - 11

*Bluetooth -kommandon:

Fram - 'f'

Tillbaka - 'b'

Vänster - 'l'

Höger - 'r'

Stoppa alla rörelser - 's'

E. MPU-6050 Accelerometer

SCL -stift - analog 5

SDA -stift - analog 4

INT Pin - 2

F. L298N Motorförare

Vcc - 9V batteri och Arduino 5V utgång

GND - Alla GND- och 9V -batterier

+5 - Arduino VIN -ingång

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Höger likströmsmotor -

OUTB - Höger likströmsmotor +

OUTC - vänster likströmsmotor -

OUTD - vänster likströmsmotor +

ENA - Driver 5V (effektbrytare)

ENB - Driver 5V (effektbrytare)

Steg 4: Arduino -kod

Krediter till skaparna av originalkoder som ingår i filen och Satyavrat

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

Steg 5: MATLAB -kod

Ändra COM -porten enligt den port du använder.

Koden hämtar data som överförs från Arduino via porten. När det väl har körts samlar det in data ofta efter mängden svep som ekolodet utför. Den körande MATLAB -koden måste stoppas för att få data i form av grafiska diagram av en båge. Avståndet från mittpunkten till grafen är avståndet mätt av ekolodet.

Steg 6: Resultat

Steg 7: Slutsats

För precisionsanvändning är detta projekt långt ifrån perfekt och därför olämpligt för professionella mätuppgifter. Men det här är ett bra DIY -projekt för upptäcktsresande att få kunskap om ekolod och Arduino -projekt.