Arduino ultralyd mobil ekkolodd: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Har du noen gang lurt på hvordan du skal utforske innsiden av pyramiden? Det dype mørke området i havet? En hule som nettopp har blitt oppdaget? Disse stedene anses som usikre for menn å komme inn, derfor er en ubemannet maskin nødvendig for å utføre slik leting, for eksempel roboter, droner, etc. vanligvis utstyrt med kameraer, infrarøde kameraer, etc. for å se og kartlegge det ukjente området live, men disse krever viss lysintensitet, og dataene som er innhentet er relativt store. Derfor betraktes ekkoloddsystemet som et generelt alternativ.

Nå kan vi bygge et fjernstyrt sonarradarbil ved hjelp av en ultralydsensor. Denne metoden er billig, relativt lett å få komponentene og enkel å bygge, og jo viktigere, den hjelper oss å forstå det grunnleggende systemet for avanserte luftskannings- og kartleggingsinstrumenter bedre.

Trinn 1: Grunnleggende teori

A. Sonar

Den ultralydssensoren HC-SR04 som brukes i dette prosjektet er i stand til å skanne fra 2 cm til 400 cm. Vi fester sensoren på en servomotor for å bygge et fungerende ekkolodd som snur. Vi setter servoen til å snu i 0,1 sekund og stopper i ytterligere 0,1 sekund, samtidig til den når 180 grader, og gjentar ved å gå tilbake til utgangsposisjonen, og ved å bruke Arduino vil vi få sensorens lesing for øyeblikket hver gang servoen stopper. Ved å kombinere dataene skisserer vi en graf over avstandsmålinger for en radius på 400 cm i et område på 180 grader.

B. Akselerometer

MPU-6050 akselerometersensor brukes til å måle mengden akselerasjoner rundt x-, y- og z-aksen. Fra endringen av målinger med en endringshastighet på 0,3 sekunder får vi forskyvninger rundt denne aksen, som kan kombineres med ekkoloddata for å finne posisjonen til hver skanning. Dataene kan sees fra den serielle skjermen i Arduino IDE.

C. RC 2WD -bil

Modulen bruker 2 likestrømsmotorer som styres av L298N -motordriver. I utgangspunktet styres bevegelsen av rotasjonshastigheten (mellom høy og lav) for hver motor og dens retning. I koden konverteres bevegelseskontroller (fremover, bakover, venstre, høyre) til kommandoer for å kontrollere hastigheten og retningen til hver motor, deretter overført gjennom motorføreren som styrer motorene. HC-06 Bluetooth-modul brukes til å tilby trådløs forbindelse mellom Arduino og alle Android-baserte enheter. Etter at modulen er koblet til sende- og mottaksstift, kobles den til enheten. Brukeren kan installere hvilken som helst Bluetooth -kontrollapp og sette opp 5 grunnleggende knapper og tildele enkle kommandoer (l, r, f, b og s) til knappen når tilkoblingen er opprettet. (standard paringskode er 0000) Deretter er kontrollkretsen utført.

D. Tilkobling til PC og dataresultat

Dataene som er innhentet må overføres tilbake til PC -en for å kunne leses av Arduino og MATLAB for å bli behandlet. Den passende metoden vil være å sette opp en trådløs tilkobling ved hjelp av en wifi -modul som ESP8266. Modulen setter opp et trådløst nettverk, og PC -en må koble til den og lese gjennom den trådløse tilkoblingsporten for å lese dataene. I dette tilfellet bruker vi fortsatt USB -datakabel for å koble til PC for prototype.

Trinn 2: Deler og komponenter

Trinn 3: Montering og ledninger

1. Fest ultralydsensoren på mini -brødbrettet, og fest mini -brødbrettet på servoens vinge. Servoen skal festes foran på bilmonteringssettet.

2. Montering av bilmonteringssettet ved å følge instruksjonene som følger med.

3. Resten av delene kan plasseres fritt avhengig av ledningsoppsettet.

4. Kabling:

A. Kraft:

Bortsett fra L298N -motordriveren, krever resten av delene bare 5V effektinngang som kan hentes fra Arduinos 5V utgangsport, mens GND -pinnene til Arduinos GND -port, derfor kan strømmen og GND justeres på brødbrettet. For Arduino hentes strømmen fra USB -kabelen, enten koblet til PC eller powerbank.

B. HC-SR04 Ultralydssensor

Utløserpinne - 7

Echo Pin - 4

C. SG-90 Servo

Kontrollpinne - 13

D. HC-06 Bluetooth-modul

Rx Pin - 12

Tx Pin - 11

*Bluetooth -kommandoer:

Front - 'f'

Tilbake - 'b'

Venstre - 'l'

Høyre - 'r'

Stopp enhver bevegelse - 's'

E. MPU-6050 Akselerometer

SCL Pin - Analog 5

SDA -pin - analog 4

INT Pin - 2

F. L298N Motordriver

Vcc - 9V batteri og Arduino 5V utgang

GND - Ethvert GND- og 9V -batteri

+5 - Arduino VIN -inngang

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Høyre likestrømsmotor -

UTB - Høyre likestrømsmotor +

OUTC - Venstre likestrømsmotor -

OUTD - Venstre likestrømsmotor +

ENA - Driver 5V (effektbryter)

ENB - Driver 5V (effektbryter)

Trinn 4: Arduino -kode

Kreditt til skaperne av originale koder som er inkludert i filen, og Satyavrat

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

Trinn 5: MATLAB -kode

Endre COM -porten i henhold til porten du bruker.

Koden vil hente dataene som overføres fra Arduino gjennom porten. Når den er kjørt, samler den inn dataene ofte etter mengden feier som ekkoloddet utfører. Den kjørende MATLAB -koden må stoppes for å få data i form av grafiske plott av en bue. Avstanden fra midtpunktet til grafen er avstanden målt av ekkoloddet.

Trinn 6: Resultat

Trinn 7: Konklusjon

For presisjonsbruk er dette prosjektet langt fra perfekt og derfor uegnet for profesjonelle måleoppgaver. Men dette er et godt DIY -prosjekt for oppdagelsesreisende å sette seg inn i kunnskapen om sonar og Arduino -prosjekter.