Dual Sensor Echo Locator: 7 Кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бул көрсөтмө Arduino, эки УЗИ сенсорлору жана үч бурчтуктар үчүн Герондун формуласын колдонуу менен объектинин жайгашкан жерин кантип аныктоону түшүндүрөт. Кыймылдуу бөлүктөрү жок.

Герондун формуласы бардык тараптары белгилүү болгон үч бурчтуктун аянтын эсептөөгө мүмкүндүк берет. Үч бурчтуктун аянтын билгенден кийин, тригонометрия менен Пифагордун жардамы менен бир нерсенин абалын (белгилүү базалыкка салыштырмалуу) эсептей аласыз.

Тактык сонун. Чоң аныктоо аянттары жалпыга жеткиликтүү HC-SR04 же HY-SRF05, УЗИ сенсорлорун колдонуп мүмкүн.

Курулуш жөнөкөй … сизге болгону курч бычак, эки тешкич, ширетүүчү темир жана жыгач араа керек.

Сүрөттөр

• Видеоклипте агрегат иштеп жатканын көрүүгө болот.
• Фото 1де чогулган "эхо локатор" көрсөтүлгөн
• Фото 2 кадимки дисплейди көрсөтөт. Объект - кызыл (жаркылдаган) чекит.
• Сүрөт 3 видео тесттин орнотулушун көрсөтөт. Үн менен аныктоо аймагын толугу менен "жарыктандыруу" үчүн эки HY-SRF05 УЗИ сенсорлорун 50см астына жайгаштыруу керек болчу.

1 -кадам: Кабелдик диаграмма

Сүрөт 1 "кош сенсордук жаңыртуучу локатордун" электр схемасын көрсөтөт.

Бергич (T) өткөргүчүнүн үстүнө маска лентасынын бир нече катмарын коюу менен В сенсор "пассивдүү" болуп көрсөтүлөт. Бул лента башка чыгарыла турган УЗИнин үнүн бөгөйт.

2 -кадам: Бөлүктөрдүн тизмеси

Фото1де көрсөтүлгөндөй, бул долбоорду бүтүрүү үчүн өтө аз бөлүктөр талап кылынат:

Төмөнкү бөлүктөр https://www.aliexpress.com/ сайтынан алынды:

• USB кабели менен толукталган 1 гана Arduino Uno R3
• 2 гана HY-SRF05, же HC-SR04, УЗИ которгучтар

Төмөнкү бөлүктөр жергиликтүү түрдө алынган:

• 1 гана эркек arduino баш тилкеси
• 2 гана аялдык ардуино баш тилкелери
• 2 гана сынык алюминий
• 2 кичинекей жыгач гана
• 2 гана кичинекей бурамалар
• 3 гана кабелдик байланыш
• 4 гана узундуктагы пластикалык капталган зым (түрдүү түстөр) [1]

Эскертүү

[1]

Ар бир зымдын жалпы узундугу сенсорлордун ортосундагы каалаган аралыкка, ошондой эле ширетүү үчүн бир аз өлчөмгө барабар болушу керек. Андан кийин зымдар чогуу бурулуп, кабелди түзөт.

3 -кадам: Теория

Beam Patterns

Фото 1де А жана В өткөргүчтөрү үчүн бири -бирине дал келген нурлардын үлгүлөрү көрсөтүлгөн.

А сенсор "кызыл аймакта" кандайдыр бир нерседен жаңырык алат.

Сенсор B объект "кызгылт аймакта" болгондо гана жаңырык алат. Бул аймактын сыртында объектинин координатын аныктоо мүмкүн эмес. [1]

Сенсорлор кеңири аралыкта жайгашкан болсо, чоң "кызгылт көк" аныктоо аянттары мүмкүн.

Эсептөөлөр

Фото 2ге шилтеме берүү менен:

Ар бир үч бурчтуктун аянты төмөнкү формула боюнча эсептелиши мүмкүн:

аянт = база*бийиктиги/2 ……………………………………………………………. (1)

Теңдеме (1) бизге бийиктикти берет (Y-координаты):

бийиктик = аянт*2/база ……………………………………………………………. (2)

Азырынча жакшы … бирок биз аянтты кантип эсептейбиз?

Жооп - эки УЗИ түрдөгүчүнүн белгилүү аралыкта жайгашуусу (базалык) жана УЗИ аркылуу ар бир сенсордун объекттен болгон аралыкты өлчөө.

2 -сүрөт бул кантип мүмкүн экенин көрсөтөт.

А өткөргүчү импульсту жөнөтөт, ал объектти бардык тарапка секирет. Бул импульсту А жана Б өзгөрткүчтөрү угушат. В түрктүргүчүнөн импульстун жөнөтүлбөйт … ал угат.

А которгучтун кайтуу жолу кызыл түстө көрсөтүлгөн. Экиге бөлүнгөндө жана үндүн ылдамдыгы эсепке алынганда, биз "d1" аралыкты формуладан эсептей алабыз: [2]

d1 (см) = убакыт (микросекунддар)/59 …………………………………………… (3)

В түрдөгүчкө карай жол көк түстө көрсөтүлгөн. Бул жолдун узундугунан "d1" аралыкты алып салсак, "d2" аралыкты алабыз. "D2" эсептөө үчүн формула: [3]

d2 (см) = убакыт (микросекунддар/29.5 - d1 ……………………………….. (4)

Бизде ABC үч бурчтугунун үч тарабынын тең узундугу бар … "Heron" ге киргиле

Герондун формуласы

Герондун формуласы "жарым периметр" деп аталган нерсени колдонот, анда сиз үч бурчтуктун үч тарабын кошуп, натыйжаны экиге бөлөсүз:

s = (a+b+c)/2 ………………………………………………………………………. (5)

Эми аймакты төмөнкү формула боюнча эсептесе болот:

аянты = sqrt (s*(s-a)*(s-b)*(s-c)) …………………………………………………. (6)

Биз аймакты билгенден кийин, бийиктикти (Y-координаты) жогорудагы (2) теңдемеден эсептей алабыз.

Пифагор

X-координаты эми тик бурчтуу үч бурчтукту түзүү үчүн үч бурчтуктун чокусунан баштапкы сызыкка перпендикулярды түшүрүү жолу менен эсептелиши мүмкүн. X координаты азыр Пифагордун жардамы менен эсептелиши мүмкүн:

c1 = sqrt (b2 - h2) …………………………………………………………….. (7)

Эскертүүлөр

[1]

Максаттуу аймак сенсорлорду базалык сызыктын астына коюу менен үн менен толугу менен "жарыктандырылышы" мүмкүн.

[2]

Туруктуу үчүн 59 мааниси төмөнкүчө алынган:

Үн ылдамдыгы болжол менен 340м/сек, бул 0.034см/АКШ (сантиметр/микросекунд).

0.034см/АКШнын кайтарымы 29.412uS/см, кайтып келүү жолун берүү үчүн 2ге көбөйтүлгөндө, тегеректелгенде 58.824 же 59га барабар.

Бул маанини абанын температурасы, нымдуулугу жана басымы үчүн өйдө/ылдый туураласа болот.

[3]

Туруктуу үчүн 29.5 мааниси төмөнкүчө алынган:

Кайтаруучу жол жок, ошондуктан биз 29.5ти колдонобуз, бул жогоруда [2] колдонулган маанинин жарымына барабар.

4 -кадам: Курулуш

Монтаж кронштейндери

Менин орнотулуучу

Менин кашаанын өлчөмдөрү 1 -сүрөттө көрсөтүлгөн.

"Негизги" деп белгиленген эки тешик ар бир сенсорго жипти бекитүү үчүн. Жөнөкөй орнотуу үчүн жипти керектүү аралыкка байлаңыз.

Сенсор розеткалары

Сенсор розеткалары (2 -сүрөт) стандарттык Arduino баштык розеткаларынан жасалган.

Бардык керексиз казыктар чыгарылып, пластмассадан 3мм тешик бурулду.

Байланыштарды ширетүүдө зымдарды алюминий кронштейнге кыскартпоо үчүн кам көрүңүз.

Штаммды басаңдатуу

Кабелдин ар бир учунда кичинекей жылуулукту кыскартуучу түтүк зымдардын ажырашына жол бербейт.

Кабелдик байланыштар керексиз кабелдик кыймылдын алдын алуу үчүн колдонулган.

5 -кадам: Программаны орнотуу

Бул тартипте төмөнкү кодду орнотуңуз:

Arduino IDE

Https://www.arduino.cc/en/main/software'ден Arduino IDEди (интегралдык өнүктүрүү чөйрөсү) жүктөп алып, орното элек болсоңуз.

Иштетүү 3

Https://processing.org/download/ сайтынан Processing 3 жүктөп алып, орнотуңуз.

Arduino Sketch

Тиркелген "dual_sensor _echo_locator.ino" файлынын мазмунун Arduino "эскизине" көчүрүп, сактап, анан Arduino Uno R3кө жүктөңүз.

Ardino IDE жабыңыз, бирок USB кабелин туташкан бойдон калтырыңыз.

Эскизди иштетүү

"Dual_sensor_echo_locator.pde" тиркелген файлдын мазмунун "Эскизге" иштетүү үчүн көчүрүңүз.

Эми жогорку сол жактагы "Run" баскычын басыңыз … экраныңызда графикалык экран пайда болушу керек.

6 -кадам: Тестирлөө

Arduino USB кабелин компьютериңизге туташтырыңыз

"Dual_sensor_echo_locator.pde" иштетүү 3 IDE (интеграцияланган өнүктүрүү чөйрөсү) "сол жактагы" иштетүү баскычын басуу менен.

Үтүр менен ажыратылган сандар экраныңызда фото1де көрсөтүлгөндөй агып башташы керек.

Иштетүүдө ката жөнүндө билдирүү

Сиз баштоо учурунда ката билдирүүсүн алышыңыз мүмкүн.

Андай болсо, 1 -сүрөттөгү 88 -саптагы [0] номерин "COM" портуна байланышкан номерге дал келтирүү үчүн өзгөртүңүз.

Сиздин системага жараша бир нече "COM" порттору тизмелениши мүмкүн. Сандардын бири иштейт.

1 -сүрөттө [0] саны менин "COM4" менен байланышкан.

Сенсорлорду жайгаштыруу

Датчиктериңизди 100 см аралыкта объект алдында 100 см аралыкта жайгаштырыңыз.

Эки сенсорду тең кыялы 1 метрлик чарчы диагоналдуу карама -каршы бурчка карай акырын буруңуз.

Сенсорлорду айландырганда, графикалык дисплейде кызыл чекит жарк этип көрүнгөн абалды таба аласыз.

Сенсорлор объектиңизди тапкандан кийин кошумча маалыматтар да пайда болот (2 -сүрөт):

• аралык1
• аралык2
• баштапкы
• офсет
• жарым периметр
• аймак
• X координаты
• Y координаты

7 -кадам: Дисплей

Дисплей Processing 3 жардамы менен жазылган … 100см базалык сызык көрсөтүлөт.

Базаны өзгөртүү

Келгиле, баштапкы чекти 100смден 200смге өзгөртөлү:

"Float Baseline = 100;" өзгөртүү иштетүү аталышында "float Baseline = 200;"

Processing "draw_grid ()" тартибиндеги "50" жана "100" этикеткаларын "100" жана "200" деп окуу үчүн өзгөртүңүз.

Ордун алмаштыруу

Эгерде сенсорлорду базалык сызыктан төмөн жайгаштырсак, чоңураак максаттуу аймактар көзөмөлгө алынышы мүмкүн.

Эгерде сиз муну тандасаңыз, иштетүү башындагы "Офсет" өзгөрмөсү өзгөртүлүшү керек.

Менин башка көрсөтмөлөрүмдү көрүү үчүн бул жерди басыңыз.