TrigonoDuino - Com mesurar la distància sense sensor: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Aquest projecte està fet per mesurar distància sense sensor comercial. És un projecte per entendre les regles trigonomètriques amb una solució concreta. Podria ser adaptable per a algun altre càlcul trigonomètric. Cos Sin i altres funcionen amb Math.h.

Es tracta d’un prototip de primera versió d’aquest tipus de mesures amb feixos làser; qualsevol suggeriment o consell és benvingut.

S'utilitza matemàticament per mesurar la distància amb regles de trigonometria.

Funciona amb dos díodes làser, un servomotor SG90, un potenciòmetre 10k i un Arduino Uno.

La precisió és d’uns + - 2 mm per a una distància de <1 metre, la distància es mostra en centímetres. Si voleu convertir en polzades, 1 cm = 0, 393701 polzades, heu de dividir per 2, 54. És possible que perdeu una precisió precisa amb una distància més gran, perquè es produeix un petit angle de desplaçament a A (en lloc de 90 °, podeu tenir 90,05 °).

Explicació:

El potenciòmetre mou el làser C al servomotor, cosa que dóna angle C a Arduino. Làser Un punt dóna un angle recte. Mou el punt làser (C) amb el potenciòmetre fins a superposar els dos feixos làser, donant així el punt B.

Consells: ajusteu els feixos làser amb la lent cargol làser per obtenir un punt làser perfecte.

Pas 1: llista de parts

Principal:

- Dos làsers:

- Arduino Uno:

Servomotor:

Potentímetre de 10k:

Fil de Dupont:

Eina:

- Ferro de soldadura:

(Tinc aquest i és molt bo soldador, a la feina faig servir un Weller però per mi mateix ho faig servir)

Opcional:

Resistències:

Pas 2: cablejat electrònic

Connecteu emissors de díodes, 5V a fil vermell i GND a fil blau.

Connecteu Servo Red a 5 V, Negre a GND i Orange a Arduino Digital Pin 3.

Connecteu el pin esquerre del potenciòmetre al pin digital 8, el pin dret al pin digital 9 i el pin central al pin analògic A0. El pin esquerre és violeta per a mi.

Mireu l’esquema abans d’engegar-lo. Aneu amb compte amb els rajos làser, ja que us poden danyar els ulls. Podeu afegir resistències entre fil vermell de díodes i arduino, s’utilitza 10k al mòdul KY008.

Consell: necessiteu soldadura per preparar cables Dupont per a làsers i potenciòmetre.

Pas 3: imprimiu en 3D la placa

Dissenyat amb Autocad i exportat en format STL.

www.autodesk.fr/products/autocad/overview

Imprimir la versió simplificada és millor per a vosaltres, utilitzeu cargol present amb SG90 per solucionar-lo. El centre del servo ha d’estar a la dreta del suport.

Important:

Ajusteu el servo a (0) grau abans d’enganxar la segona peça al servomotor. Col·loqueu els punters làser en posició paral·lela amb Servo activat (0), substituïu val per 0: monServomoteur.write (0);.

No enganxeu encara, espereu al final del següent pas.

Pas 4: el codi Arduino

Podeu trobar el codi per utilitzar-lo.

Descarregueu i instal·leu Arduino IDE:

Cal afegir la biblioteca Math.h al projecte.

El triangle és un rectangle a la cantonada A, coneixem CA de 14 cm i el servomotor dóna l’angle C, també calculem l’angle B per mesurar la distància AB amb Tan (B), B és la unió entre 2 punts làser. El total de l'angle del triangle és igual a 180 °, amb un angle de 90 ° a A.

La mesura de distància comença a prop del làser a una cantonada.

Si no teniu pantalla OLED, utilitzeu TrigonoDuinoSerial.ino. He utilitzat una pantalla SSD1306 Oled per utilitzar-la sense ordinador.

Nb: Podeu canviar 4064 per 1028, depèn de la placa Arduino. Per a mi, el pin analògic Wavgat R3 va retornar un valor entre 0 i 4064, però per a alguns altres és 0 i 1028.

Edita: la funció de mapa no és adequada per a la precisió, el mode de càlcul es va canviar a la nova versió de codi per utilitzar-lo en lloc de tipus llarg de variable. El bucle "For" va augmentar per obtenir un millor valor estable del servomotor.

El muntatge de làsers al seu lloc estableix servo.write a 0 i enganxa la caixa del làser de subjecció al centre del servo. Els làsers han de ser paral·lels. Ajusteu els feixos làser a la mateixa alçada i els punteres han d’estar a la mateixa distància que els làsers.

Pas 5: proveu la mesura

Ara procediu a la prova de mesura. Ajusteu la longitud de CA de centre a centre de les caixes del làser si cal.

Gireu el potenciòmetre lentament amb poc pas. Podeu ajustar l'enfocament del làser (gireu el làser del cap del cargol) per precisar que apunti a gran distància.

Podeu mesurar alguns metres amb aquesta unitat, però la precisió serà menys precisa. Les mesures inferiors a 1 metre són realment bones.

Endavant:

Per exemple, podeu posar un segon servo sota el primer làser per mesurar, però necessiteu més càlcul. Podria ser una gran cosa per als joves estudiants que aprenen trigonometria, donat una aplicació real de les matemàtiques.

Podeu posar un servo motor millor i afegir alguns potenciòmetres per augmentar la precisió (1 potenciòmetre per 15 ° per exemple) i el rang de mesurament de la distància.

Es podria afegir un desplaçament lateral del servo per canviar ràpidament la longitud de CA.