Localitzador de ressò multiplexat: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest document instructiu descriu com fer un localitzador de ressò "escanejat" mitjançant un Arduino i quatre sensors d'ultrasons multiplexats. No hi ha parts mòbils.

La construcció és senzilla … tot el que necessiteu és un ganivet esmolat, dos trepants, un ferro de soldar i una serra mecànica.

En teoria, la ubicació de fins a quatre objectes es pot apuntar. A la pràctica, el millor que he aconseguit són tres.

El circuit i el codi són purament experimentals i es publiquen amb l’esperança que algú els trobi útils.

Imatges

• La foto 1 mostra el localitzador de ressò muntat.
• El vídeo mostra el localitzador de ressò que assenyala la ubicació dels dos objectes

Pas 1: Esquema de cablejat

La foto 1 mostra l'esquema de cablejat del "localitzador d'eco del sensor quad".

El sensor B1 i B2 es converteixen en “passius” col·locant diverses capes de cinta adhesiva sobre els transductors de transmissió (T).

Aquesta cinta bloqueja el so ultrasònic que d'una altra manera s'emetria.

Pas 2: llista de peces

La foto 1 mostra les parts del meu localitzador de ressò de doble sensor. El localitzador de ressò del sensor quadruple descrit en aquest article requereix dos sensors ultrasònics més.

Es van obtenir les següents parts de

• 1 només Arduino Uno R3 amb cable USB
• 4 només transductors d'ultrasons HY-SRF05 o HC-SR04

Es van obtenir localment les següents parts:

• 1 única tira de capçalera arduino masculina
• 4 només tires de capçalera arduino femení
• 2 només peces de ferralla d'alumini
• 2 només petites peces de fusta
• 2 només cargols petits
• 6 només lligadures de cable
• 12 només longituds de filferro recobert de plàstic (colors variats) [1]

Notes

[1]

La longitud total dels cables ha de ser igual a la distància desitjada entre els sensors més una petita quantitat per soldar. A continuació, els fils es trenquen junts per formar un cable.

Pas 3: teoria

El circuit es basa en el meu "Localitzador de ressò de doble sensor". [1]

Localitzador de ressò de doble sensor

La foto 1 mostra la "zona de detecció" del localitzador de ressons anterior.

Les equacions d’aquest sensor es mostren a la foto 2.

Aquest localitzador de ressò "de doble sensor" funciona bé, però requereix que tots dos sensors es muntin per sota de la línia de base (és a dir, cal un desplaçament) per evitar grans "punts morts" que sorgeixen de l'ús de transductors de feix estret.

Però, i si aquesta compensació no és possible?

Localitzador de ressò del sensor Quad

Em va semblar que aquests "punts morts" i el "desplaçament" podrien ser eliminats si es quadruplica el nombre d'àrees de detecció duplicant el nombre de sensors com es mostra a la foto 3.

Canviar ràpidament (multiplexant) entre les quatre possibles combinacions de sensors crea efectivament un feix giratori (foto 3). Es cobreix tota la zona i s'ha eliminat el "desplaçament".

Encara millor … es poden utilitzar les mateixes equacions (foto 2).

En teoria, aquest localitzador de ressons "quad-sensor":

• pot detectar fins a quatre objectes. [2]
• no té "punts morts"
• no requereix cap compensació

Resultats

El concepte funciona, ja que es poden detectar diversos objectes, però encara queden petits "punts morts", ja que les amplades de feix estrets no il·luminen completament l'àrea objectiu quan el desplaçament és zero. [3]

Notes

[1]

Consulteu https://www.instructables.com/id/Dual-Sensor-Echo… per obtenir una explicació i fórmules completes.

[2]

Quatre objectes suposen:

• una amplada de feix de 45 graus.
• cap "ombreig" d'un objecte per un altre

[3]

Sis sensors muntats a intervals de 30 graus haurien d'eliminar completament els "punts morts"

Pas 4: construcció

Imatges:

• foto 1: suports de muntatge
• foto 2: vista frontal
• foto 3: vista posterior
• foto 4: vista superior

Suports de muntatge

Es van fabricar dos suports de muntatge amb xapa d'alumini de calibre 18 mitjançant el mètode descrit a la meva instrucció

Utilitzeu una serra mecànica o retalls de llauna per fer un tall de 30 mm des d’una vora fins a la línia de plegat de 45 graus. Ara "marqueu" els dos costats de la línia central des de la serra tallada fins a la base i, a continuació, "mireu" la secció no desitjada fins que quedi lliure.

Les dimensions dels meus claudàtors es mostren a la foto 1.

Preses de sensor

Els endolls de sensors s’han dissenyat a partir d’endolls de capçalera Arduino estàndard.

S'han tret tots els passadors no desitjats i s'ha forat un forat de 3 mm a través del plàstic.

Quan soldeu les connexions, tingueu cura de no curtcircuitar els cables al suport d'alumini.

Relleus de tensió

Un petit tros de tub termorretractiu a cada extrem del cable evita que els cables es desfacin.

S'han utilitzat llaços per evitar moviments de cables no desitjats.

Pas 5: Instal·lació del programari

Instal·leu el codi següent en aquest ordre:

IDE Arduino

Descarregueu i instal·leu Arduino IDE (entorn de desenvolupament integrat) des de https://www.arduino.cc/en/main/software si encara no està instal·lat.

Processament 3

Descarregueu i instal·leu Processing 3 des de

Localitzador de ressò de quad sensor

Copieu el contingut del fitxer adjunt, "quad_sensor _echo_locator.ino", en un "croquis" d'Arduino, deseu-lo i pengeu-lo al vostre Arduino Uno R3.

Tanqueu l'IDE d'Ardino però deixeu el cable USB connectat.

Pantalla de sensor de quatre quadres

Copieu el contingut del fitxer adjunt, "quad_sensor_echo_locator.pde" en un "Esbós" de processament.

Ara feu clic al botó "Executar" de la part superior esquerra … apareixerà una pantalla gràfica a la pantalla.

Resolució de problemes

El processament es queixarà si el [número] associat al port COM necessita canviar, però abans de fer-ho es mostrarà una llista de ports "COM" disponibles cadascun amb un [número] entre claudàtors.

Simplement substituïu el [0] de la línia de codi següent per un d'aquests números:

myPort = new Serial (this, Serial.list () [0], Baud_rate);

Proveu-los cadascun al seu torn … un d’ells funcionarà.

Pas 6: proves

Connecteu el cable USB Arduino al vostre PC i executeu "dual_sensor_echo_locator.pde" fent clic al botó d'execució "superior esquerre" del vostre IDE de processament 3 (entorn de desenvolupament integrat).

Els números, separats per una coma, haurien de començar a transmetre’s per la pantalla, tal com es mostra a la foto1.

L'últim número és la zona … els altres dos números són les distàncies del sensor A1 / A2 i del sensor B1 / B2.

Apareixerà un punt vermell (intermitent) a la pantalla cada vegada que es detecti un objecte dins de l'àrea de destinació. També apareixeran dades addicionals un cop els sensors hagin localitzat un objecte (foto 2).

Missatge d'error a l'inici

És possible que rebreu un missatge d'error a l'inici.

Si és així, canvieu el [0] de la línia 85 de la foto 1 perquè coincideixi amb el número associat al port "COM".

Pot ser que es mostrin diversos ports "COM" segons el vostre sistema. Un dels números funcionarà.

A la foto 1, el número [0] està associat al meu "COM4".

Posicionament dels sensors

Espai els sensors a una separació de 100cm amb l'objectiu de 80cm..100cm al davant.

Gireu ambdós sensors lentament cap a la cantonada diagonalment oposada d’un quadrat imaginari d’1 metre.

A mesura que gireu els sensors, trobareu una posició on apareixeran uns punts vermells intermitents a la pantalla gràfica.

La informació següent apareixerà un cop detectat un objecte:

• zona
• distància1
• distància2
• línia de base
• semiperimetral
• àrea
• Coordenada X
• Ycoordinat

Imatges

Foto 1: no hi ha objectes … totes les distàncies cauen fora de l'àrea de detecció.

Foto 2: s'ha trobat un objecte a la "Zona 3"

Feu clic aquí per veure les meves altres instruccions.