Arduino mobiles Ultraschallsonar - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Haben Sie sich jemals gefragt, wie Sie das Innere der Pyramide erkunden können? Der tiefdunkle Bereich des Ozeans? Eine Höhle, die gerade entdeckt wurde? Diese Orte gelten als unsicher für Männer, daher ist eine unbemannte Maschine erforderlich, um solche Erkundungen durchzuführen, wie Roboter, Drohnen usw., die normalerweise mit Kameras, Infrarotkameras usw. ausgestattet sind, um das unbekannte Gebiet live anzuzeigen und zu kartieren erfordert eine bestimmte Lichtintensität und die erfassten Daten sind relativ groß. Daher wird das Sonarsystem als allgemeine Alternative angesehen.

Jetzt können wir ein ferngesteuertes Sonarradarfahrzeug bauen, indem wir einen Ultraschallsensor verwenden. Diese Methode ist kostengünstig, relativ einfach zu beschaffen und einfach zu bauen, und was noch wichtiger ist, sie hilft uns, das grundlegende System fortschrittlicher Luftbild- und Kartierungsinstrumente besser zu verstehen.

Schritt 1: Grundlegende Theorie

A. Sonar

Der in diesem Projekt verwendete Ultraschallsensor HC-SR04 kann von 2 cm bis 400 cm scannen. Wir befestigen den Sensor an einem Servomotor, um ein funktionierendes Sonar zu bauen, das sich dreht. Wir stellen das Servo so ein, dass es sich für 0,1 Sekunde dreht und für weitere 0,1 Sekunden stoppt, gleichzeitig bis es 180 Grad erreicht, und wiederholen dies, indem wir in die Ausgangsposition zurückkehren, und mit Arduino erhalten wir den Messwert des Sensors im Moment jedes Mal, wenn das Servo stoppt. Durch Kombinieren der Daten skizzieren wir ein Diagramm der Entfernungsmesswerte für 400 cm Radius im 180-Grad-Bereich.

B. Beschleunigungsmesser

Der Beschleunigungssensor MPU-6050 wird verwendet, um den Betrag der Beschleunigungen um die x-, y- und z-Achse zu messen. Aus der Änderung der Messungen mit einer Änderungsrate von 0,3 Sekunden erhalten wir Verschiebungen um diese Achsen, die mit Sonardaten kombiniert werden können, um die Position jedes Scans zu bestimmen. Die Daten können über den seriellen Monitor in der Arduino IDE angezeigt werden.

C. RC 2WD Auto

Das Modul verwendet 2 Gleichstrommotoren, die vom L298N-Motortreiber gesteuert werden. Grundsätzlich wird die Bewegung durch die Drehgeschwindigkeit (zwischen hoch und niedrig) jedes Motors und seiner Richtung gesteuert. In dem Code werden Bewegungssteuerungen (vorwärts, rückwärts, links, rechts) in Befehle umgewandelt, um die Geschwindigkeit und Richtung jedes Motors zu steuern, und dann über den Motortreiber übertragen, der die Motoren steuert. Das Bluetooth-Modul HC-06 wird verwendet, um eine drahtlose Verbindung zwischen Arduino und allen Android-basierten Geräten herzustellen. Nachdem das Modul mit Sende- und Empfangspin verbunden ist, wird es mit dem Gerät verbunden. Der Benutzer kann eine beliebige Bluetooth-Steuerungs-App installieren und 5 grundlegende Tasten einrichten und der Taste einfache Befehle (l, r, f, b und s) zuweisen, sobald die Verbindung hergestellt ist. (der Standard-Pairing-Code ist 0000) Dann ist die Steuerschaltung abgeschlossen.

D. Verbindung mit PC und Datenergebnis

Die erhaltenen Daten müssen an den PC zurück übertragen werden, um von Arduino gelesen und MATLAB verarbeitet zu werden. Die geeignete Methode wäre das Einrichten einer drahtlosen Verbindung mit einem WLAN-Modul wie ESP8266. Das Modul richtet ein drahtloses Netzwerk ein, und der PC muss sich damit verbinden und über den drahtlosen Anschluss lesen, um die Daten zu lesen. In diesem Fall verwenden wir immer noch ein USB-Datenkabel, um eine Verbindung zum PC für den Prototyp herzustellen.

Schritt 2: Teile und Komponenten

Schritt 3: Montage & Verdrahtung

1. Befestigen Sie den Ultraschallsensor am Mini-Steckbrett und befestigen Sie das Mini-Steckbrett am Flügel des Servos. Das Servo sollte vorne am Car Kit befestigt werden.

2. Den Car Kit zusammenbauen, indem Sie die beiliegende Anleitung befolgen.

3. Die restliche Position der Teile kann je nach Verdrahtungslayout frei angeordnet werden.

4. Verkabelung:

Eine Kraft:

Mit Ausnahme des L298N-Motortreibers benötigen die restlichen Teile nur eine 5V-Stromversorgung, die über den 5V-Ausgangsanschluss von Arduino bezogen werden kann, während die GND-Pins an den GND-Anschluss von Arduino angeschlossen sind, sodass Strom und GND am Steckbrett ausgerichtet werden können. Beim Arduino wird die Stromversorgung über das USB-Kabel bezogen, das entweder an den PC oder die Powerbank angeschlossen ist.

B. Ultraschallsensor HC-SR04

Trigger-Pin - 7

Echo-Pin - 4

C. SG-90 Servo

Steuerstift - 13

D. HC-06 Bluetooth-Modul

Rx-Pin - 12

Tx-Pin - 11

*Bluetooth-Befehle:

Vorderseite - 'f'

Zurück - 'b'

Links - 'l'

Richtig - 'r'

Stoppen Sie jede Bewegung - 's'

E. MPU-6050 Beschleunigungsmesser

SCL-Pin - Analog 5

SDA-Pin - Analog 4

INT-Pin - 2

F. L298N Motortreiber

Vcc - 9V Batterie & Arduino 5V Ausgang

GND - Beliebige GND & 9V Batterie

+5 - Arduino VIN-Eingang

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Rechter Gleichstrommotor -

OUTB - Rechter Gleichstrommotor +

OUTC - Linker Gleichstrommotor -

OUTD - Linker Gleichstrommotor +

ENA - Treiber 5V (Leistungsschalter)

ENB - Treiber 5V (Leistungsschalter)

Schritt 4: Arduino-Code

Danksagungen an die Ersteller der Originalcodes, die in der Datei enthalten sind, und Satyavrat

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

Schritt 5: MATLAB-Code

Bitte ändern Sie den COM-Port entsprechend dem von Ihnen verwendeten Port.

Der Code erhält die von Arduino über den Port übertragenen Daten. Sobald es ausgeführt wird, sammelt es die Daten häufig nach der Anzahl der Abtastungen, die das Sonar durchführt. Der laufende MATLAB-Code muss angehalten werden, um Daten in Form von grafischen Diagrammen eines Bogens zu erhalten. Die Entfernung vom Mittelpunkt zum Diagramm ist die vom Sonar gemessene Entfernung.

Schritt 6: Ergebnis

Schritt 7: Fazit

Für den Präzisionseinsatz ist dieses Projekt alles andere als perfekt, daher für professionelle Messaufgaben ungeeignet. Aber dies ist ein gutes DIY-Projekt für Entdecker, um sich mit Sonar- und Arduino-Projekten vertraut zu machen.