Sudėtinis aido ieškiklis: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šioje instrukcijoje aprašoma, kaip padaryti „nuskaitymo“aido ieškiklį naudojant „Arduino“ir keturis multipleksuotus ultragarso jutiklius. Nėra judančių dalių.

Konstrukcija paprasta … tereikia aštraus peilio, dviejų grąžtų, lituoklio ir pjūklo.

Teoriškai iki keturių objektų vieta gali būti tiksliai pažymėta. Praktiškai geriausiai man pavyko tris.

Grandinė ir kodas yra tik eksperimentiniai ir skelbiami tikintis, kad kam nors jie bus naudingi.

Vaizdai

• 1 nuotraukoje parodytas surinktas aido ieškiklis.
• Vaizdo įraše parodyta, kaip aido ieškiklis nurodo dviejų objektų vietą

1 žingsnis: laidų schema

1 nuotraukoje parodyta „keturių jutiklių aido ieškiklio“prijungimo schema.

Jutikliai B1 ir B2 paverčiami „pasyviais“uždedant kelis sluoksnius maskavimo juostos ant perdavimo (T) keitiklių.

Ši juosta blokuoja ultragarso garsą, kuris kitu atveju būtų skleidžiamas.

2 žingsnis: dalių sąrašas

1 nuotraukoje parodytos mano dvigubo jutiklio aido ieškiklio dalys. Šiame straipsnyje aprašytam keturių jutiklių aido ieškikliui reikalingi dar du ultragarsiniai jutikliai.

Šios dalys buvo gautos iš

• 1 tik „Arduino Uno R3“su USB kabeliu
• 4 tik HY-SRF05 arba HC-SR04, ultragarsiniai keitikliai

Šios dalys buvo gautos vietoje:

• 1 tik vyrų arduino antraštės juostelė
• 4 tik moterų arduino antraštės juostelės
• 2 tik aliuminio laužo gabalėliai
• 2 tik nedideli medžio gabalai
• 2 tik maži varžtai
• 6 tik kabelių jungtys
• Tik 12 plastikinės vielos ilgių (įvairių spalvų) [1]

Pastabos

[1]

Bendras laidų ilgis turi būti lygus norimam atstumui tarp jutiklių plius nedidelis litavimo kiekis. Tada laidai susukami, kad susidarytų kabelis.

3 žingsnis: teorija

Grandinė remiasi mano „dvigubo jutiklio aido ieškikliu“. [1]

Dviejų jutiklių aido ieškiklis

1 nuotraukoje parodyta aukščiau esančio aido ieškiklio „aptikimo sritis“.

Šio jutiklio lygtys parodytos 2 nuotraukoje.

Šis „dvigubo jutiklio“aido ieškiklis veikia gerai, tačiau reikalauja, kad abu jutikliai būtų sumontuoti žemiau bazinės linijos (t. Y. Reikalingas poslinkis), kad būtų išvengta didelių „negyvų taškų“, kylančių naudojant siauros šviesos keitiklius.

Bet ką daryti, jei toks poslinkis neįmanomas?

Keturių jutiklių aido ieškiklis

Man pasirodė, kad šias „negyvas vietas“ir „poslinkį“galima pašalinti, jei keturis kartus padidinsime aptikimo zonų skaičių padvigubindami jutiklių skaičių, kaip parodyta 3 nuotraukoje.

Greitai perjungiant (multipleksuojant) tarp keturių galimų jutiklių derinių, sukuriamas besisukantis spindulys (3 nuotrauka). Visa teritorija padengta, o „poslinkis“pašalintas.

Dar geriau… galima naudoti tas pačias lygtis (2 nuotrauka)!

Teoriškai šis „keturių jutiklių“aido ieškiklis:

• gali aptikti iki keturių objektų. [2]
• neturi „negyvų vietų“
• nereikia jokio poslinkio

Rezultatai

Koncepcija veikia, nes galima aptikti kelis objektus, tačiau mažos „negyvos dėmės“vis dar išlieka, nes siauri spindulių plotiai visiškai neapšviečia tikslinės zonos, kai poslinkis yra nulis. [3]

Pastabos

[1]

Norėdami gauti išsamų paaiškinimą ir formules, žr.

[2]

Manoma, kad keturi objektai:

• spindulio plotis 45 laipsniai.
• jokio „šešėlio“vieno objekto kitam

[3]

Šeši jutikliai, sumontuoti 30 laipsnių intervalu, turėtų visiškai pašalinti „negyvas vietas“

4 žingsnis: statyba

Vaizdai:

• 1 nuotrauka: tvirtinimo laikikliai
• 2 nuotrauka: vaizdas iš priekio
• 3 nuotrauka: vaizdas iš galo
• 4 nuotrauka: vaizdas iš viršaus

Montavimo laikikliai

Du tvirtinimo laikikliai buvo pagaminti iš 18 gabaritų aliuminio lakšto, naudojant metodą, aprašytą mano instrukcijoje

Naudokite metalo pjūklą arba skardos šukes, kad supjaustytumėte 30 mm nuo vieno krašto iki 45 laipsnių lankstymo linijos. Dabar „nubrėžkite“abi vidurio linijos puses nuo pjūklo iki pagrindo, tada „pakreipkite“nepageidaujamą dalį, kol ji atsilaisvins.

Mano skliaustų matmenys pateikti 1 nuotraukoje.

Jutiklių lizdai

Jutiklių lizdai buvo pagaminti iš standartinių „Arduino“antgalių lizdų.

Visi nepageidaujami kaiščiai buvo ištraukti ir per plastiką išgręžta 3 mm skylė.

Lituodami jungtis, stenkitės netrumpinti laidų prie aliuminio laikiklio.

Įtempimo reljefai

Mažas termiškai susitraukiančio vamzdelio gabalas kiekviename kabelio gale neleidžia laidams atsiskleisti.

Kabelių jungtys buvo naudojamos siekiant išvengti nepageidaujamo kabelio judėjimo.

5 veiksmas: programinės įrangos diegimas

Įdiekite šį kodą tokia tvarka:

„Arduino IDE“

Atsisiųskite ir įdiekite „Arduino IDE“(integruotą kūrimo aplinką) iš https://www.arduino.cc/en/main/software, jei dar neįdiegta.

Apdorojimas 3

Atsisiųskite ir įdiekite „Processing 3“iš

Keturių jutiklių aido ieškiklis

Nukopijuokite pridėto failo „quad_sensor _echo_locator.ino“turinį į „Arduino“eskizą, išsaugokite, tada įkelkite jį į „Arduino Uno R3“.

Uždarykite „Ardino IDE“, bet palikite prijungtą USB kabelį.

Keturių jutiklių ekranas

Nukopijuokite pridėto failo „quad_sensor_echo_locator.pde“turinį į apdorojimo „eskizą“.

Dabar spustelėkite viršutinį kairįjį mygtuką „Vykdyti“… jūsų ekrane turėtų būti rodomas grafikos ekranas.

Problemų sprendimas

Apdorojant bus skundžiamasi, jei reikia pakeisti su jūsų COM prievadu susijusį [numerį], tačiau prieš tai jis parodys galimų „COM“prievadų, kurių kiekvienas yra [skaičius], skliausteliuose sąrašą.

Tiesiog pakeiskite [0] šioje kodo eilutėje vienu iš šių skaičių:

myPort = naujas serijinis (tai, Serial.list () [0], Baud_rate);

Išbandykite kiekvieną iš eilės … vienas iš jų veiks.

6 žingsnis: bandymas

Prijunkite „Arduino“USB kabelį prie kompiuterio ir paleiskite „dual_sensor_echo_locator.pde“spustelėdami „Processing 3 IDE“(integruotos kūrimo aplinkos) „viršutinio kairiojo“paleidimo mygtuką.

Skaičiai, atskirti kableliais, turėtų pradėti transliuoti ekrane, kaip parodyta 1 nuotraukoje.

Paskutinis skaičius yra zona… kiti du skaičiai yra jutiklio A1/A2 ir jutiklio B1/B2 atstumai.

Raudonas (mirksintis) taškas pasirodys ekrane, kai tik aptinkamas objektas tikslinėje srityje. Papildomi duomenys taip pat bus rodomi, kai jutikliai suras objektą (2 nuotrauka).

Klaidos pranešimas paleidžiant

Paleidimo metu galite gauti klaidos pranešimą.

Jei taip, pakeiskite [0] 1 nuotraukos 85 eilutėje, kad ji atitiktų numerį, susietą su jūsų „COM“prievadu.

Priklausomai nuo jūsų sistemos, gali būti išvardyti keli „COM“prievadai. Vienas iš skaičių veiks.

1 nuotraukoje skaičius [0] yra susietas su mano „COM4“.

Jutiklių išdėstymas

Padėkite jutiklius 100 cm atstumu vienas nuo kito, o taikinys yra 80 cm..100 cm priekyje.

Lėtai pasukite abu jutiklius įstrižai priešingo įsivaizduojamo 1 metro kvadrato kampo link.

Sukdami jutiklius rasite vietą, kurioje grafiniame ekrane pasirodys mirksintis raudonas taškas (-ai).

Aptikus objektą pasirodys ši informacija:

• zona
• atstumas1
• atstumas2
• pradinis
• pusiau perimetras
• srityje
• X koordinatė
• Ycoordinate

Vaizdai

1 nuotrauka: jokių objektų … visi atstumai nepatenka į aptikimo zoną.

2 nuotrauka: „3 zonoje“rastas objektas

Spustelėkite čia, jei norite peržiūrėti kitus mano nurodymus.