Ultrazvukový radar využívajúci nano a sériový plotter Arduino: 10 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-13 06:58

V tomto návode sa naučíme základy servo knižnice, ako aj nastavenie ultrazvukového senzora a jeho použitie ako radaru. výstup z tohto projektu bude viditeľný na monitore sériového plotra.

Zásoby

-Arduino Nano.

-Breadboard.

-Lepiaca pištoľ.

-prepojovacie vodiče.

-PC na Arduino USB.

Krok 1: Pripojte Arduino k senzoru a servu

postupujte podľa schémy pripojenia, ako je popísané.

ultrazvukový senzor

- spúšťač na pin2 Arduina

- ozvena na pin3 arduina

- Vcc a Gnd na 5v a Gnd

servo:

- hnedý drôt k zemi

- červený drôt do vcc

- žltý/oranžový vodič na kolík 9 (pripojenia zobrazené v schéme zapojenia nie sú rovnaké ako popísané, pre najlepší výsledok postupujte podľa popisu)

Krok 2: Nastavenie senzora

horúce lepidlo servo na kus lepenky.

servo je dodávané s radom prídavných zariadení k hriadeľu.

pripevnite plochý a veľký na hriadeľ motora a úplne ho otočte na jednu stranu.

vidíte, že servo sa môže otáčať iba o 180 stupňov v oboch smeroch.

teraz príslušne upravte nástavec tak, aby perfektne sedel v uhle 180 stupňov.

potom za horúca prilepte snímač k nadstavcu, ako je znázornené na obrázku.

servo teraz musí byť schopné otáčať snímačom od 0 do 180 stupňov.

Krok 3: Nastavenie Arduina

keď celé nastavenie vyzerá ako na obrázku, pripojte Arduino k počítaču a spustite Arduino IDE. v nasledujúcich krokoch je krok za krokom vysvetlený každý blok kódu.

Krok 4: Deklarovanie premenných

#include je to knižnica potrebná na účinný chod servomotora, ktorý vyžaduje signál pwm.

spúšť, ozvena, trvanie, vzdialenosť sú celé čísla. piny spúšte a ozveny sú zodpovedajúcim spôsobom definované.

vytvorí sa premenná „servo“na adresu motora, ku ktorému sme pripojili Arduino, ktoré môže podporovať viac serv, pokiaľ im môže dodávať energiu a má dostatok týchto riadiacich kolíkov.

Krok 5: Nastavenie a slučka

vo funkcii neplatného nastavenia deklarujte režimy kolíkov ako na obrázku.

volanie funkcie prázdna slučka dve ďalšie funkcie, ako napríklad ľavá a pravá, tieto funkcie budú neskôr postavené na otáčanie hriadeľa motora.

Začnite tiež sériovú komunikáciu medzi Arduinom a počítačom s prenosovou rýchlosťou 9600, ktorá je dostatočná na podporu našej aplikácie.

Krok 6: Vľavo a vpravo

mikro servo sa môže otáčať v rozmedzí 0 až 180 stupňov.

aby sme dosiahli tento pohyb, musíme vybudovať funkciu pohybového pohybu.

aj keď sa to dá urobiť pomocou jednej funkcie, je to ďalší spôsob, ako to urobiť.

v každom z bloku kódu zistíme, že celočíselnému "vzdialenosti" je daná návratová hodnota funkcie echoloop ().

táto funkcia vypočíta vzdialenosť objektu od snímača.

funkcie obsahujú výrazy serial.print () a serial.println ().

Aby sériový plotter vykreslil premenné, musíme ich vytlačiť v tomto formáte.

Serial.print (premenná1);

Serial.print ("");

Serial.println (premenná2);

v našom prípade premenná1 je uhol a premenná2 je vzdialenosť.

Krok 7: Výpočet vzdialenosti

snímač vyžaduje 10 mikrosekundový impulz na odoslanie ultrazvukového signálu, ktorý by sa mal potom odraziť od objektu a bude prijatý prijímačom. ako je znázornené na obrázku, kód je navrhnutý tak, aby presne na to.

akonáhle je známa doba odrazu, vzdialenosť objektu sa dá ľahko vypočítať.

ultrazvuk sa tiež šíri rýchlosťou zvuku vo vzduchu 343 m/s.

vypočítaná vzdialenosť sa teraz vráti tam, kde sa volá funkcia.

Krok 8: Nahrajte kód a začnite

Akonáhle je kód overený a nahraný, jednoducho umiestnite pred senzor niekoľko predmetov a spustite ho.

pamätajte si predmety, ktoré som položil

- multimeter naľavo od senzora

- zatváranie čiernej skrinky a pred senzor

- modré pole vpravo v určitej vzdialenosti

Krok 9: Interpretácia sériového plotra

otvorte sériový ploter tak, že prejdete na nástroje.

najnovší Arduino IDE má sériový ploter, takže aktualizujte IDE.

v grafe nájdeme modrú trojuholníkovú vlnu, ktorá je grafom uhla serva.

červený graf je vzdialenosť vypočítaná senzorom.

čím bližšie je objekt, tým nižšia je červená čiara.

čím je predmet ďalej, tým je červená kresba vyššia a trochu nevyrovnaná.

môžete si všimnúť tri hlavné depresie v zápletke

- blízko nulových stupňov v modrom grafe - multimeter.

- v strede stúpajúceho a klesajúceho svahu - čierna skrinka

- na vrchole modrého pozemku - menšia priehlbina, pretože predmet je ďalej - modré pole umiestnené ďaleko napravo.

použite modrý graf ako referenciu uhla, ktorý sa pohybuje od 0 do 180 stupňov

vzdialenosť meraných predmetov sa pohybuje od 2 do 200 cm v závislosti od citlivosti objektu.

Krok 10: Opatrenia

neklaďte predmety vyrobené z látky. tkanina rozptyľuje ultrazvuk a spôsobuje, že projekt vyvoláva hodnoty v rozmedzí 2 000 cm.

je to dobré pre pevné predmety.

uistite sa, že výška predmetu je dostatočná na zachytenie ultrazvukového impulzu.

upravte oneskorenie vpravo (), vľavo (), aby sa snímač otáčal rýchlejšie.