Arduino ultrasone mobiele sonar - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Heb je je ooit afgevraagd hoe je de binnenkant van de piramide kunt verkennen? Het diepe donkere gebied van de oceaan? Een grot die net is ontdekt? Deze plaatsen worden als onveilig beschouwd voor mannen om binnen te komen, daarom is een onbemande machine vereist om dergelijke verkenningen uit te voeren, zoals robots, drones, enz. Meestal uitgerust met camera's, infraroodcamera's, enz. om het onbekende gebied live te bekijken en in kaart te brengen, maar deze vereist een bepaalde lichtintensiteit en de verkregen gegevens zijn relatief groot. Daarom wordt het sonarsysteem als een algemeen alternatief beschouwd.

Nu kunnen we één op afstand bestuurbaar sonarradarvoertuig bouwen met behulp van een ultrasone sensor. Deze methode is goedkoop, relatief eenvoudig om de componenten te krijgen en eenvoudig te bouwen, en vooral, het helpt ons het basissysteem van geavanceerde luchtscan- en kaartinstrumenten beter te begrijpen.

Stap 1: Basistheorie

A. Sonar

De HC-SR04 ultrasone sensor die in dit project wordt gebruikt, kan scannen van 2 cm tot 400 cm. We bevestigen de sensor op een servomotor om een functionerende sonar te bouwen die draait. We stellen de servo in om 0,1 seconde te draaien en nog eens 0,1 seconde te stoppen, tegelijkertijd totdat deze 180 graden bereikt, en herhalen door terug te keren naar de beginpositie, en met behulp van Arduino zullen we de sensorwaarde op het moment krijgen telkens wanneer de servo stopt. Door de gegevens te combineren, schetsen we een grafiek van afstandsmetingen voor een straal van 400 cm in een bereik van 180 graden.

B. Versnellingsmeter

MPU-6050 versnellingsmetersensor wordt gebruikt om de hoeveelheid versnellingen rond de x-, y- en z-as te meten. Uit de verandering van metingen met een veranderingssnelheid van 0,3 seconde verkrijgen we verplaatsingen rond deze as, die kunnen worden gecombineerd met sonargegevens om de positie van elke scan te bepalen. De gegevens kunnen worden bekeken vanaf de seriële monitor in Arduino IDE.

C. RC 2WD auto

De module maakt gebruik van 2 DC-motoren die worden bestuurd door de L298N-motordriver. In principe wordt de beweging geregeld door de rotatiesnelheid (tussen hoog en laag) van elke motor en zijn richting. In de code worden bewegingsbesturingen (vooruit, achteruit, links, rechts) omgezet in commando's om de snelheid en richting van elke motor te regelen, en vervolgens verzonden via de motordriver die de motoren bestuurt. HC-06 Bluetooth-module wordt gebruikt om een draadloze verbinding te bieden tussen Arduino en alle op Android gebaseerde apparaten. Nadat de module is verbonden met de zend- en ontvangstpin, is deze verbonden met het apparaat. De gebruiker kan elke Bluetooth-bedieningsapp installeren en 5 basisknoppen instellen en eenvoudige opdrachten (l, r, f, b en s) toewijzen aan de knop zodra de verbinding tot stand is gebracht. (de standaard koppelingscode is 0000) Dan is het controlecircuit klaar.

D. Verbinding met pc en gegevensresultaat

De verkregen gegevens moeten worden teruggestuurd naar de pc om te worden gelezen door Arduino en MATLAB om te worden verwerkt. De geschikte methode is het opzetten van een draadloze verbinding met behulp van een wifi-module zoals ESP8266. De module zet een draadloos netwerk op en de pc moet er verbinding mee maken en de draadloze verbindingspoort lezen om de gegevens te lezen. In dit geval gebruiken we nog steeds een USB-gegevenskabel om verbinding te maken met de pc voor het prototype.

Stap 2: Onderdelen en componenten

Stap 3: Montage en bedrading

1. Bevestig de ultrasone sensor op het mini breadboard en bevestig het mini breadboard op de vleugel van de servo. De servo moet aan de voorkant van de carkit worden bevestigd.

2. Monteer de carkit door de meegeleverde instructies te volgen.

3. De rest van de positie van de onderdelen kan vrij worden gerangschikt, afhankelijk van de bedradingslay-out.

4. Bedrading:

Een kracht:

Met uitzondering van de L298N-motordriver, hebben de rest van de onderdelen slechts 5V-voedingsinvoer nodig die kan worden verkregen via de 5V-uitvoerpoort van Arduino, terwijl de GND-pinnen naar Arduino's GND-poort, daarom kunnen de voeding en GND worden uitgelijnd op het breadboard. Voor de Arduino wordt de stroom verkregen via de USB-kabel, ofwel aangesloten op pc of powerbank.

B. HC-SR04 ultrasone sensor

Trekkerpen - 7

Echo-pin - 4"

C. SG-90 servo

Controlepen - 13

D. HC-06 Bluetooth-module

Rx-pin - 12

Tx-pin - 11

*Bluetooth-opdrachten:

Voorkant - 'f'

Terug - 'b'

Links - 'l'

Rechts - 'r'

Stop elke beweging - 's'

E. MPU-6050 versnellingsmeter

SCL-pin - analoog 5

SDA-pin - analoog 4

INT-pen - 2

F. L298N-motorstuurprogramma

Vcc - 9V batterij & Arduino 5V uitgang

GND - Elke GND & 9V-batterij

+5 - Arduino VIN-ingang

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Rechter DC Motor -

OUTB - Rechter DC Motor +

OUTC - Links DC Motor -

OUTD - Linker gelijkstroommotor +

ENA - Driver 5V (stroomonderbreker)

ENB - Driver 5V (stroomonderbreker)

Stap 4: Arduino-code

Credits aan de makers van originele codes die in het bestand zijn opgenomen, en Satyavrat

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

Stap 5: MATLAB-code

Wijzig de COM-poort volgens de poort die u gebruikt.

De code verkrijgt de gegevens die door Arduino via de poort worden verzonden. Als het eenmaal is uitgevoerd, verzamelt het de gegevens regelmatig na het aantal sweeps dat de sonar uitvoert. De lopende MATLAB-code moet worden gestopt om gegevens te verkrijgen in de vorm van grafische grafieken van een boog. De afstand van het middelpunt tot de grafiek is de afstand gemeten door de sonar.

Stap 6: Resultaat

Stap 7: Conclusie

Voor precisiegebruik is dit project verre van perfect en daarom ongeschikt voor professionele meettaken. Maar dit is een goed doe-het-zelf-project voor ontdekkingsreizigers om kennis te maken met sonar- en Arduino-projecten.