Ecoscandaglio mobile ad ultrasuoni Arduino: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Ti sei mai chiesto come esplorare l'interno della piramide? La profonda area buia dell'oceano? Una grotta appena scoperta? Questi luoghi sono considerati non sicuri per l'accesso degli uomini, quindi è necessaria una macchina senza equipaggio per fare tale esplorazione, come robot, droni, ecc. Di solito dotati di telecamere, telecamere a infrarossi, ecc. per visualizzare e mappare l'area sconosciuta dal vivo, ma questi richiede una certa intensità luminosa e i dati acquisiti sono relativamente grandi. Pertanto, il sistema sonar è considerato un'alternativa generale.

Ora possiamo costruire un veicolo radar sonar telecomandato utilizzando un sensore a ultrasuoni. Questo metodo è economico, relativamente facile da ottenere i componenti e facile da costruire e, cosa più importante, ci aiuta a capire meglio il sistema di base degli strumenti avanzati di scansione e mappatura aerea.

Passaggio 1: teoria di base

A. Sonar

Il sensore a ultrasuoni HC-SR04 utilizzato in questo progetto è in grado di scansionare da 2 cm fino a 400 cm. Attacchiamo il sensore su un servomotore per costruire un sonar funzionante che giri. Impostiamo il servo per girare per 0,1 secondi e fermarci per altri 0,1 secondi, contemporaneamente fino a raggiungere i 180 gradi, e ripetiamo tornando alla posizione iniziale, e utilizzando Arduino otterremo la lettura del sensore al momento ogni volta che il servo si ferma. Combinando i dati, tracciamo un grafico delle letture della distanza per un raggio di 400 cm in un intervallo di 180 gradi.

B. Accelerometro

Il sensore accelerometro MPU-6050 viene utilizzato per misurare la quantità di accelerazioni attorno agli assi x, yez. Dalla variazione delle misure con un rateo di variazione di 0,3 secondi si ottengono gli spostamenti attorno a questi assi, che possono essere combinati con i dati del sonar per individuare la posizione di ogni scansione. I dati possono essere visualizzati dal monitor seriale in Arduino IDE.

C. Auto RC 2WD

Il modulo utilizza 2 motori CC controllati dal driver del motore L298N. Fondamentalmente il movimento è controllato dalla velocità di rotazione (tra alta e bassa) di ciascun motore e dalla sua direzione. Nel codice, i comandi di movimento (avanti, indietro, sinistra, destra) vengono convertiti in comandi per controllare la velocità e la direzione di ciascun motore, quindi trasmessi attraverso il driver del motore che controlla i motori. Il modulo Bluetooth HC-06 viene utilizzato per fornire una connessione wireless tra Arduino e qualsiasi dispositivo basato su Android. Dopo che il modulo è stato collegato al pin di trasmissione e ricezione, è collegato al dispositivo. L'utente può installare qualsiasi app di controllo Bluetooth e impostare 5 pulsanti di base e assegnare semplici comandi di (l, r, f, b e s) al pulsante una volta stabilita la connessione. (il codice di accoppiamento predefinito è 0000) Quindi il circuito di controllo è terminato.

D. Connessione con PC e Dati Risultato

I dati ottenuti devono essere ritrasmessi al PC per essere letti da Arduino e MATLAB per essere elaborati. Il metodo adatto sarebbe impostare una connessione wireless utilizzando un modulo wifi come ESP8266. Il modulo configura una rete wireless e il PC deve connettersi ad essa e leggere attraverso la porta di connessione wireless per leggere i dati. In questo caso, utilizziamo ancora il cavo dati USB per connetterci al PC per il prototipo.

Passaggio 2: parti e componenti

Passaggio 3: assemblaggio e cablaggio

1. Fissare il sensore ultrasonico sulla mini breadboard e fissare la mini breadboard sull'ala del servo. Il servo deve essere fissato nella parte anteriore del kit veicolare.

2. Assemblare il kit per auto seguendo le istruzioni incluse.

3. Il resto della posizione delle parti può essere organizzato liberamente a seconda della disposizione del cablaggio.

4. Cablaggio:

A. Potenza:

Fatta eccezione per il driver del motore L298N, il resto delle parti richiede solo un ingresso di alimentazione a 5 V che può essere ottenuto dalla porta di uscita a 5 V di Arduino, mentre i pin GND alla porta GND di Arduino, quindi l'alimentazione e GND possono essere allineati sulla breadboard. Per Arduino, l'alimentazione è ottenuta dal cavo USB, collegato al PC o al powerbank.

B. Sensore a ultrasuoni HC-SR04

Perno grilletto - 7

Pin eco - 4

C. SG-90 Servo

Perno di controllo - 13

D. Modulo Bluetooth HC-06

Perno Rx - 12

Pin Tx - 11

*Comandi Bluetooth:

Anteriore - 'f'

Indietro - 'b'

Sinistra - 'l'

Destra - 'r'

Ferma qualsiasi movimento - 's'

E. Accelerometro MPU-6050

Pin SCL - Analogico 5

Pin SDA - Analogico 4

Pin INT - 2

F. L298N Driver del motore

Vcc - Batteria 9V e uscita Arduino 5V

GND - Qualsiasi GND e batteria da 9V

+5 - Ingresso VIN Arduino

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Motore DC destro -

OUTB - Motore DC destro +

OUTC - Motore DC sinistro -

OUTD - Motore CC sinistro +

ENA - Driver 5V (interruttore automatico)

ENB - Driver 5V (interruttore automatico)

Passaggio 4: codice Arduino

Crediti ai creatori dei codici originali inclusi nel file e Satyavrat

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

Passaggio 5: codice MATLAB

Si prega di cambiare la porta COM in base alla porta che si sta utilizzando.

Il codice otterrà i dati trasmessi da Arduino attraverso la porta. Una volta eseguito, raccoglie i dati frequentemente in base alla quantità di scansioni eseguite dal sonar. Il codice MATLAB in esecuzione deve essere interrotto per ottenere dati sotto forma di grafici di un arco. La distanza dal punto centrale al grafico è la distanza misurata dal sonar.

Passaggio 6: risultato

Passaggio 7: conclusione

Per un utilizzo di precisione, questo progetto è tutt'altro che perfetto, quindi non adatto a compiti di misurazione professionali. Ma questo è un buon progetto fai-da-te per gli esploratori per entrare nella conoscenza del sonar e dei progetti Arduino.