سونار موبایل التراسونیک آردوینو: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چگونه می توان داخل هرم را کشف کرد؟ منطقه تاریک عمیق اقیانوس؟ غاری که به تازگی کشف شده است؟ ورود این مکان ها برای مردان ناامن تلقی می شود ، بنابراین یک ماشین بدون سرنشین برای انجام چنین اکتشافی لازم است ، مانند روبات ها ، هواپیماهای بدون سرنشین و غیره که معمولاً مجهز به دوربین ، دوربین مادون قرمز و غیره هستند تا بتوانند منطقه ناشناخته را به صورت زنده مشاهده و نقشه برداری کنند ، اما این موارد به شدت نور خاصی نیاز دارد و داده های بدست آمده نسبتاً زیاد است. بنابراین ، سیستم سونار به عنوان یک جایگزین کلی در نظر گرفته می شود.

اکنون می توانیم با استفاده از سنسور اولتراسونیک یک دستگاه رادار سونار کنترل از راه دور بسازیم. این روش ارزان است ، تهیه اجزاء نسبتاً آسان و ساخت آن آسان است ، و مهمتر از همه ، به ما کمک می کند تا سیستم اساسی ابزارهای پیشرفته اسکن و نقشه برداری هوایی را بهتر بشناسیم.

مرحله 1: نظریه اساسی

A. سونار

سنسور اولتراسونیک HC-SR04 مورد استفاده در این پروژه قابلیت اسکن از 2 تا 400 سانتی متر را دارد. ما سنسور را به یک سروو موتور وصل می کنیم تا یک سونار عملکردی ایجاد کند که می چرخد. ما سروو را برای 0.1 ثانیه می چرخانیم و 0.1 ثانیه دیگر متوقف می شود ، تا زمانی که به 180 درجه برسد ، و با بازگشت به موقعیت اولیه تکرار می کنیم و با استفاده از آردوینو هر زمان که سروو متوقف می شود ، قرائت سنسور را به دست می آوریم. با ترکیب داده ها ، نمودار فاصله خوانی ها را برای شعاع 400 سانتی متر در محدوده 180 درجه ترسیم می کنیم.

ب- شتاب سنج

سنسور شتاب سنج MPU-6050 برای اندازه گیری میزان شتاب در محور x ، y و z استفاده می شود. با تغییر اندازه گیری ها با میزان تغییر 0.3 ثانیه ، ما جابجایی هایی را در اطراف این محور به دست می آوریم ، که می تواند با داده های سونار ترکیب شود تا موقعیت هر اسکن را مشخص کند. داده ها را می توان از مانیتور سریال در Arduino IDE مشاهده کرد.

C. ماشین RC 2WD

این ماژول از 2 موتور DC استفاده می کند که توسط درایور موتور L298N کنترل می شود. اساساً حرکت با سرعت چرخش (بین زیاد و پایین) هر موتور و جهت آن کنترل می شود. در کد ، کنترل حرکت (جلو ، عقب ، چپ ، راست) به فرمان هایی برای کنترل سرعت و جهت هر موتور تبدیل می شود ، سپس از طریق راننده موتور که موتورها را کنترل می کند ، منتقل می شود. ماژول بلوتوث HC-06 برای ایجاد اتصال بی سیم بین Arduino و هر دستگاه مبتنی بر Android استفاده می شود. پس از اتصال ماژول با پین انتقال و دریافت ، با دستگاه متصل می شود. کاربر می تواند هر برنامه کنترل بلوتوث را نصب کرده و 5 دکمه اصلی را تنظیم کرده و پس از برقراری اتصال ، دستورات ساده (l ، r ، f ، b و s) را به دکمه اختصاص دهد. (کد جفت شدن پیش فرض 0000 است) سپس مدار کنترل انجام می شود.

D. اتصال با رایانه و نتیجه داده

داده های بدست آمده باید به رایانه منتقل شوند تا توسط Arduino و MATLAB خوانده شوند تا پردازش شوند. روش مناسب ایجاد یک اتصال بی سیم با استفاده از یک ماژول wifi مانند ESP8266 است. این ماژول یک شبکه بی سیم را راه اندازی می کند و کامپیوتر ملزم به اتصال به آن و خواندن از طریق درگاه اتصال بی سیم برای خواندن داده ها است. در این مورد ، ما هنوز از کابل داده USB برای اتصال به PC برای نمونه اولیه استفاده می کنیم.

مرحله 2: قطعات و اجزاء

مرحله 3: مونتاژ و سیم کشی

1. سنسور اولتراسونیک را روی مینی بردبرد وصل کنید و مینی بردبرد را روی بال سروو وصل کنید. سروو باید در جلوی کیت خودرو وصل شود.

2. مونتاژ کیت خودرو با پیروی از دستورالعمل های موجود.

3. بقیه موقعیت قطعات بسته به نوع سیم کشی می تواند آزادانه مرتب شود.

4. سیم کشی:

A. قدرت:

بجز درایور موتور L298N ، بقیه قطعات فقط به ورودی 5 ولت نیاز دارند که می توان از درگاه خروجی 5 ولت آردوینو دریافت کرد ، در حالی که GND به پورت GND آردوینو متصل می شود ، بنابراین قدرت و GND را می توان در تخته نان تراز کرد. برای آردوینو ، نیرو از کابل USB گرفته می شود که به کامپیوتر یا پاوربانک متصل شده است.

B. سنسور اولتراسونیک HC-SR04

پین ماشه - 7

اکو پین - 4

C. SG-90 سروو

کنترل پین - 13

D. ماژول بلوتوث HC-06

پین Rx - 12

پین Tx - 11

*فرمان بلوتوث:

جلو - 'f'

برگشت - 'b'

چپ - 'l'

راست - 'r'

توقف هرگونه حرکت - s

E. شتاب سنج MPU-6050

پین SCL - آنالوگ 5

پین SDA - آنالوگ 4

پین INT - 2

F. L298N درایور موتور

Vcc - باتری 9 ولت و خروجی آردوینو 5 ولت

GND - هر باتری GND و 9V

+5 - ورودی VIN Arduino

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - موتور DC راست -

OUTB - موتور DC راست +

OUTC - موتور DC سمت چپ -

OUTD - موتور DC سمت چپ +

ENA - درایور 5V (قطع کننده مدار)

ENB - درایور 5V (قطع کننده مدار)

مرحله 4: کد آردوینو

اعتبار به سازندگان کدهای اصلی موجود در فایل و Satyavrat

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

مرحله 5: کد متلب

لطفاً پورت COM را با توجه به پورت مورد استفاده خود تغییر دهید.

کد داده های منتقل شده از آردوینو از طریق پورت را دریافت می کند. پس از اجرا ، داده ها را اغلب پس از میزان رفت و برگشت سونار جمع آوری می کند. برای بدست آوردن داده ها در قالب نمودارهای قوسی ، لازم است کد MATLAB در حال اجرا متوقف شود. فاصله نقطه مرکزی تا نمودار فاصله ای است که توسط سونار اندازه گیری می شود.

مرحله ششم: نتیجه گیری

مرحله 7: نتیجه گیری

برای استفاده دقیق ، این پروژه بسیار مناسب نیست ، بنابراین برای کارهای اندازه گیری حرفه ای مناسب نیست. اما این یک پروژه DIY خوب برای کاوشگران است تا با سونار و پروژه های آردوینو آشنا شوند.