TrigonoDuino - Come misurare la distanza senza sensore: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Questo progetto è fatto per misurare la distanza senza sensore commerciale. È un progetto per comprendere le regole trigonometriche con una soluzione concreta. Potrebbe essere adattabile per qualche altro calcolo trigonometrico. Cos Sin e altri funzionano con Math.h.

E' una prima versione prototipo di questo tipo di misura con raggi laser, ogni suggerimento o consiglio è ben accetto.

È l'uso della matematica per misurare la distanza con le regole della trigonometria.

Funziona con due diodi laser, un servomotore SG90, un potenziometro da 10k e un Arduino Uno.

La precisione è di circa +- 2 mm per <1 metro di distanza, la distanza viene visualizzata in centimetri. Se vuoi convertire in pollici, 1 cm = 0, 393701 pollici, devi dividere per 2, 54. Potresti perdere la precisione accurata con una distanza maggiore, a causa del piccolo angolo di offset su A (invece di 90° potresti avere 90,05°).

Spiegazione:

Il potenziometro sposta il laser C sul servomotore, questo dà l'angolo C ad Arduino. Laser Un punto dà un angolo retto. Spostare il punto laser (C) con il potenziometro fino a sovrapporre i due raggi laser, questo dà il punto B.

Suggerimenti: regolare i raggi laser con l'obiettivo a vite laser fino a ottenere un punto laser perfetto.

Passaggio 1: elenco delle parti

Principale:

- Due laser:

- Arduino Uno:

- Servomotore:

- Potenziometro 10k:

- Cavo Dupont:

Attrezzo:

- Saldatore:

(Ho questo ed è un ottimo saldatore, al lavoro uso un Weller ma per me lo uso)

Facoltativo:

- Resistori:

Passaggio 2: cablaggio dell'elettronica

Collegare gli emettitori a diodi, 5V al filo rosso e GND al filo blu.

Collegare Servo Red a 5V, Black a GND e Orange a Arduino Digital Pin 3.

Collegare il pin sinistro del potenziometro al pin digitale 8, il pin destro al pin digitale 9 e il pin centrale al pin analogico A0. Il pin sinistro per me è viola.

Guarda lo schema prima di accendere. Fai attenzione con i raggi laser, potrebbero danneggiare gli occhi. Puoi aggiungere resistori tra il filo rosso dei diodi e arduino, 10k viene utilizzato sul modulo KY008.

Suggerimento: è necessario saldare il ferro per preparare i fili Dupont per laser e potenziometro.

Passaggio 3: stampa 3D della lastra

Progettato con Autocad ed esportato in formato STL.

www.autodesk.fr/products/autocad/overview

Stampa la versione semplificata è meglio per te, usa la vite presente con SG90 per ripararlo. Il centro del servo deve essere a destra del supporto sembra come nelle immagini.

Importante:

Imposta servo su (0) gradi prima di incollare il secondo pezzo sul servomotore. Posiziona i puntatori laser in posizione parallela con Servo su (0), sostituisci val con 0: monServomoteur.write(0);.

Non incollare ancora, attendi la fine del passaggio successivo.

Passaggio 4: il codice Arduino

Potresti trovare il codice per usarlo.

Scarica e installa Arduino IDE:

È necessario aggiungere la libreria Math.h sul progetto.

Il triangolo è rettangolo sull'angolo A, conosciamo AC come 14 cm e il servomotore fornisce l'angolo C, inoltre calcoliamo l'angolo B per misurare la distanza AB con Tan (B), B è la giunzione tra 2 punti laser. Il totale dell'angolo sul triangolo è uguale a 180°, con un angolo di 90° su A.

La misurazione della distanza inizia vicino al laser sull'angolo A.

Se non hai uno schermo OLED, usa TrigonoDuinoSerial.ino. Ho usato uno schermo Oled SSD1306 per usarlo senza computer.

Nb: puoi cambiare 4064 per 1028 dipende dalla scheda Arduino. Per me il pin analogico Wavgat R3 ha restituito un valore compreso tra 0 e 4064, ma per altri è 0 e 1028.

Modifica: la funzione mappa non è appropriata per la precisione, la modalità di calcolo è stata modificata nella nuova versione del codice per utilizzare il tipo di variabile double anziché long. Il ciclo "For" è stato aumentato per un migliore valore stabile del servomotore.

Montando i laser al loro posto, imposta servo.write su 0 e incolla la custodia del laser al centro del servo. I laser devono essere paralleli. Regolare i raggi laser alla stessa altezza ei puntatori devono essere alla stessa distanza dei laser stessi.

Passaggio 5: misura di prova

Ora procedi con il test di misurazione. Se necessario, regola la lunghezza della corrente alternata al centro delle custodie dei laser.

Girare il potenziometro lentamente con piccoli passi. È possibile regolare la messa a fuoco del laser (ruotare il laser a testa della vite) per puntare con precisione a grandi distanze.

Potresti misurare alcuni metri con questa unità, ma la precisione sarà meno precisa. Le misure sotto 1 metro sono davvero buone.

Inoltrare:

Ad esempio, potresti mettere un secondo servo sotto il primo laser per la misurazione, ma ha bisogno di più calcoli. Potrebbe essere una grande cosa per i giovani studenti che imparano la trigonometria, dato una reale applicazione della matematica.

Potresti mettere un servomotore migliore e aggiungere alcuni potenziometri per aumentare la precisione (1 potenziometro per 15° per esempio) e la distanza di misurazione.

Potrebbe aggiungere lo spostamento laterale del servo per cambiare rapidamente la lunghezza dell'AC.