Multiplexed Echo Locator: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Denne instruksjonsboken beskriver hvordan du lager en "skanning" ekkolokalisering ved hjelp av en Arduino og fire multipleksede ultralydsensorer. Det er ingen bevegelige deler.

Konstruksjonen er enkel … alt du trenger er en skarp kniv, to bor, et loddejern og en baufil.

I teorien kan plasseringen av opptil fire objekter være pin-spiss. I praksis er det beste jeg har klart tre.

Kretsen og koden er rent eksperimentelle og publiseres i håp om at noen vil finne dem nyttige.

Bilder

• Foto 1 viser den monterte ekkolokatoren.
• Videoen viser ekkolokatoren som peker posisjonen til to objekter

Trinn 1: Koblingsskjema

Foto 1 viser koblingsskjemaet for “quad sensor echo locator”.

Sensor B1 og B2 gjengis "passive" ved å plassere flere lag maskeringstape over transmitterne (T).

Dette båndet blokkerer den ultralydslyden som ellers ville bli avgitt.

Trinn 2: Deleliste

Foto 1 viser delene til min ekkolokalisator med dobbel sensor. Quad sensor echo locator beskrevet i denne artikkelen krever ytterligere to ultralydsensorer.

Følgende deler ble hentet fra

• Bare 1 Arduino Uno R3 komplett med USB -kabel
• 4 bare HY-SRF05, eller HC-SR04, ultralydstransdusere

Følgende deler ble hentet lokalt:

• 1 bare arduino header stripe
• 4 bare kvinnelige arduino header strips
• 2 bare biter av skrapaluminium
• 2 bare små biter av tre
• 2 bare små skruer
• 6 bare kabelbindere
• 12 bare lengder av plastbelagt tråd (diverse farger) [1]

Merknader

[1]

Den totale lengden på ledningene skal være lik ønsket avstand mellom sensorene pluss en liten mengde for lodding. Ledningene blir deretter vridd sammen for å danne en kabel.

Trinn 3: Teori

Kretsen bygger på min "Dual Sensor Echo Locator". [1]

Dual sensor echo locator

Bilde 1 viser “deteksjonsområdet” for ekkolokaliseringsapparatet ovenfor.

Likningene for denne sensoren er vist på bilde 2.

Denne "dual-sensor" ekkolokalisereren fungerer bra, men krever at begge sensorene er montert under grunnlinjen (dvs. en forskyvning er nødvendig) for å unngå store "døde flekker" som oppstår ved bruk av smalstråle transdusere.

Men hva om en slik forskyvning ikke er mulig?

Quad sensor echo locator

Det gikk opp for meg at disse "døde flekkene" og "forskyvningen" kunne elimineres hvis vi firedoblet antall deteksjonsområder ved å doble antallet sensorer som vist på bilde 3.

Ved å bytte raskt (multipleksing) mellom de fire mulige sensorkombinasjonene opprettes en roterende stråle effektivt (foto 3). Hele området er dekket og "forskyvningen" er eliminert.

Enda bedre … de samme ligningene (foto 2) kan brukes!

I teorien er denne "quad-sensor" ekkolokatoren:

• kan oppdage opptil fire objekter. [2]
• har ingen "døde flekker"
• krever ingen forskyvning

Resultater

Konseptet fungerer, ettersom flere objekter kan oppdages, men små "døde flekker" gjenstår ettersom de smale strålebreddene ikke helt lyser opp målområdet når forskyvningen er null. [3]

Merknader

[1]

Se https://www.instructables.com/id/Dual-Sensor-Echo… for en fullstendig forklaring og formler.

[2]

Fire objekter antar:

• en bjelkebredde på 45 grader.
• ingen "skygge" av ett objekt av et annet

[3]

Seks sensorer montert med 30 graders intervaller bør fullstendig eliminere "døde flekker"

Trinn 4: Konstruksjon

Bilder:

• foto 1: festebraketter
• foto 2: sett forfra
• foto 3: sett bakfra
• foto 4: ovenfra

Monteringsbraketter

To festebraketter ble laget av 18 gauge aluminiumsplate ved å bruke metoden beskrevet i min instruerbare

Bruk en baufil eller tinnklipper for å lage et 30 mm snitt fra den ene kanten til den 45 graders foldelinjen. Nå skal du "score" begge sider av senterlinjen fra sagskjæret til basen, og deretter "vrikke" den uønskede delen til den løsner.

Dimensjonene for brakettene mine er vist på bilde 1.

Sensor stikkontakter

Sensorstikkontaktene er utformet fra standard Arduino header -kontakter.

Alle uønskede pinner er trukket ut og et 3 mm hull boret gjennom plasten.

Vær forsiktig så du ikke korter ledningene til aluminiumsbraketten ved lodding.

Strekkavlastninger

Et lite stykke krympeslange i hver ende av kabelen forhindrer ledningene i å løsne seg.

Kabelbindere har blitt brukt for å forhindre uønsket kabelbevegelse.

Trinn 5: Programvareinstallasjon

Installer følgende kode i denne rekkefølgen:

Arduino IDE

Last ned og installer Arduino IDE (integrert utviklingsmiljø) fra https://www.arduino.cc/en/main/software hvis den ikke allerede er installert.

Behandler 3

Last ned og installer Processing 3 fra

Quad Sensor Echo Locator

Kopier innholdet i den vedlagte filen, “quad_sensor _echo_locator.ino”, til en Arduino “skisse”, lagre, og last den deretter opp til Arduino Uno R3.

Lukk Ardino IDE, men la USB -kabelen være tilkoblet.

Quad Sensor Display

Kopier innholdet i den vedlagte filen, “quad_sensor_echo_locator.pde” til en behandlingsskisse.

Klikk nå på "Kjør" -knappen øverst til venstre … en grafisk skjerm skal vises på skjermen.

Feilsøking

Behandlingen vil klage hvis [nummeret] knyttet til COM -porten din må endres, men før du gjør det, vil den vise en liste over tilgjengelige "COM" -porter hver med et [tall] i parenteser.

Bare erstatt [0] i følgende kodelinje med ett av disse tallene:

myPort = ny Serial (dette, Serial.list () [0], Baud_rate);

Prøv hver etter tur … en av dem vil fungere.

Trinn 6: Testing

Koble Arduino USB-kabelen til PCen og kjør “dual_sensor_echo_locator.pde” ved å klikke på “øverst til venstre” kjøringsknapp på Processing 3 IDE (integrert utviklingsmiljø).

Tall, atskilt med komma, bør begynne å strømme nedover skjermen som vist på bilde1.

Det siste tallet er sonen … de to andre tallene er sensorene A1/A2 og sensor B1/B2.

En rød (blinkende) prikk vil vises på displayet når et objekt blir oppdaget inne i målområdet. Ytterligere data vil også vises når sensorene har funnet et objekt (foto 2).

Feilmelding ved oppstart

Du kan få en feilmelding ved oppstart.

Endre i så fall [0] på linje 85 på foto 1 for å matche nummeret som er knyttet til “COM” -porten.

Flere "COM" -porter kan være oppført avhengig av systemet. Ett av tallene vil fungere.

På bilde 1 er tallet [0] knyttet til min “COM4”.

Plassering av sensorene

Plasser sensorene 100 cm fra hverandre med målet 80 cm..100 cm foran.

Roter begge sensorene sakte mot det diagonalt motsatte hjørnet av en imaginær 1 meter firkant.

Når du roterer sensorene, finner du en posisjon der en blinkende rød prikk vises på grafikkdisplayet.

Følgende informasjon vises når et objekt er oppdaget:

• sone
• avstand 1
• avstand 2
• grunnlinje
• halvperimeter
• område
• X -koordinat
• Ycoordinate

Bilder

Foto 1: Ingen objekter … alle avstander faller utenfor i deteksjonsområdet.

Foto 2: Det er funnet et objekt i "sone 3"

Klikk her for å se mine andre instrukser.