Έργο 3: SonarDuino: 9 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αγαπητέ συνάδελφε Χόμπι, Σε αυτό το έργο θα διερευνήσουμε τη δυνατότητα ύπαρξης συστήματος ραντάρ 360 μοιρών για ανίχνευση αντικειμένων. Η χωριστή ρύθμιση αυτής της ενότητας θα επιτρέψει στο ρομπότ κίνησης να εντοπίσει τα όρια του περιβάλλοντός του. Μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως εργαλείο πλοήγησης στο σκοτάδι, αλλά μόνο όταν περπατάτε αρκετά αργά

Βήμα 1: Τι θα χρειαστείτε

Για να φτιάξετε αυτό το κτίριο θα χρειαστεί να αγοράσετε τα ακόλουθα:

Arduino Nano: https://www.ebay.com/itm/USB-Nano-V3-0-ATmega328-16M-5V-Micro-controller-CH340G-board-For-Arduino/201601613488?hash=item2ef0647eb0:g:DkoAAOSwv0ZgOZZ0ZO: rk: 2: pf: 0

Πίνακες πρωτότυπων: https://www.ebay.com/itm/20pcs-set-4Size-Double-Side-Protoboard-Circuit-Universal-DIY-Prototype-PCB-Board/192076517108?epid=506557101&hash=item2c4f4g5g5g5g5a4aaaaaaaaaaaaaaaa2c4ee4c0c4q4q4c4c4c0c4c0c4c0c4c0c4c0c4c4c4c0c4c4c4c4c4c4c0c4c4c4c4c4c4c9c4c4c4c4c4c4c4c4c4c4c4c4c4c4c4ccccqqqq Zbl232: rk: 13: pf: 0

Servo Motors: https://www.ebay.com/itm/5pcs-POP-9G-SG90-Micro-Servo-motor-RC-Robot-Helicopter-Airplane-Control-Car-Boat/142931003420?hash=item21475a081c:rk: 16: pf: 0 & var

Υπερηχητικοί αισθητήρες: IAAOSw-xbD5Fp: rk: 2: pf: 0

Βήμα 2: Τεκμηρίωση

Όπως ίσως κάποιοι από εσάς το γνωρίζετε ήδη, αυτό το έργο είναι εμπνευσμένο από ένα άλλο έργο ανοιχτού κώδικα που ονομάζεται "Arduino Radar Project" από τον Dejan από το "How to Mechatronics" @ στον ακόλουθο σύνδεσμο: https://howtomechatronics.com/projects/arduino -radar-project/

Ένα άλλο σημείο που απαιτεί τεκμηρίωση είναι να κατεβάσετε τις ακόλουθες δύο βιβλιοθήκες στο περιβάλλον ανάπτυξης:

Βιβλιοθήκη Adafruit-GFX:

Adafruit_SSD1306:

Τούτου λεχθέντος, για να κατανοήσετε πραγματικά τον κωδικό C θα πρέπει να κάνετε κάποια τεκμηρίωση και των δύο παραπάνω βιβλιοθηκών. Εκτός από αυτό, οι λειτουργίες που χρησιμοποίησα στον κωδικό μου έχουν ονόματα που είναι ενδεικτικά για το τι κάνουν.

Βήμα 3: Προετοιμάστε την Υποστήριξη αισθητήρων υπερήχων

Πάρτε οποιοδήποτε χαρτόνι και κόψτε το σύμφωνα με τη διάσταση των καλωδίων σύνδεσης που είναι προσαρτημένα στον αισθητήρα, όπως φαίνεται στην πρώτη εικόνα. Στη συνέχεια, διπλώστε αυτό το τελευταίο και κολλήστε το στο στήριγμα του σερβοκινητήρα. Μόλις γίνει αυτό, κολλήστε τους δύο υπερηχητικούς αισθητήρες σύμφωνα με την τελευταία εικόνα. Σημειώστε ότι η κεφαλίδα των αισθητήρων πρέπει να συγκολληθεί με τέτοιο τρόπο ώστε τα καλώδια να βγαίνουν προς τα έξω μπροστά από τον αισθητήρα. Αυτό θα επιτρέψει στα καλώδια του αισθητήρα να μην παρεμβαίνουν μεταξύ τους όταν εφαρμόζεται η περιστροφή 360 μοιρών.

Βήμα 4: Τοποθετήστε τα πάντα σε έναν πίνακα πρωτοτύπων

Σε αυτό το βήμα θα ξεκινήσετε τοποθετώντας την κεφαλίδα που έχει προετοιμαστεί στο προηγούμενο βήμα στον αντίστοιχο σερβοκινητήρα του. Μόλις ο σερβοκινητήρας συνηθίσει προσεκτικά, θα τοποθετήσετε τα πάντα μαζί σε έναν πίνακα πρωτοτύπων. Θα ξεκινήσετε κολλώντας το Arduino Nano και μετά κολλώντας το σερβο δίπλα του. Τέλος, θα κολλήσετε τη μικρή οθόνη OLED στην άλλη άκρη του πίνακα.

Βήμα 5: Πραγματοποίηση των Τελικών Συνδέσεων

Αυτό το βήμα θα ολοκληρώσει την πλευρά υλικού αυτού του έργου. Θα χρειαστεί να ακολουθήσετε τα προβλεπόμενα σχήματα για να δημιουργήσετε όλες τις απαιτούμενες συνδέσεις.

Βήμα 6: Εκκίνηση του προγράμματος

Υπάρχουν δύο κωδικοί που θα χρειαστείτε για εκκίνηση

Arduino (C):

Επεξεργασία (java):

Κατά την εκτέλεση του κώδικα, θα έχετε δύο επιλογές για να διαλέξετε:

Επιλογή 1: Χρησιμοποιώντας την οθόνη OLED, για αυτό θα χρειαστεί να ορίσετε τη μεταβλητή MODE στον κωδικό C σε 0.

Επιλογή 2: Χρήση της οθόνης σας, για αυτό θα χρειαστεί να ορίσετε τη μεταβλητή MODE στον κωδικό C σε 1. Επιπλέον, θα χρειαστεί να κατεβάσετε και να εγκαταστήσετε το περιβάλλον ανάπτυξης του Processing και να κατεβάσετε τη γραμματοσειρά ραντάρ από αυτόν τον σύνδεσμο: https:// github.com/lastralab/ArduinoRadar/blob/ma…

Και προσθέστε αυτό το αρχείο στο αρχείο κώδικα επεξεργασίας, έτσι ώστε ο κώδικας java σας να αναγνωρίζει τη γραμματοσειρά όταν καλείται.

Βήμα 7: Κατανόηση του κώδικα Γ

Ο κώδικας αποτελείται κυρίως από δύο βρόχους «για». Το ένα συσχετίζεται με την πάσα προς τα εμπρός ενώ το άλλο με την πάσα προς τα πίσω. Μέσα και στα δύο, η κύρια λειτουργία draw_scanner (), η οποία θα τραβήξει τις γραμμές του ραντάρ στην οθόνη, καλείται πολλές φορές. Μετά από δοκιμές πολλαπλών διαμορφώσεων, κατέληξα στο συμπέρασμα ότι πρέπει να αντικαταστήσουμε τις λευκές γραμμές ραντάρ τη στιγμή t με τις ίδιες γραμμές ραντάρ με μαύρο χρώμα τη στιγμή t+1 για να τις διαγράψουμε. Σε αντίθετη περίπτωση, θα αναβοσβήνει κάθε φορά που καθαρίζετε την οθόνη χρησιμοποιώντας τη λειτουργία "clearDisplay ()" πριν πιέσετε το νέο πλέγμα pixel. Καθώς ασχολούμουν με 7 γραμμές- για σχεδιαστικούς σκοπούς- έπρεπε να συνεχίσω να αποθηκεύω και να περνώ ακέραιο πίνακα 7 στοιχείων, όπου κάθε στοιχείο αντιστοιχεί στην ακτίνα μεταξύ του κέντρου του ραντάρ στο ανιχνευμένο αντικείμενο, εάν υπάρχει. Με αυτό κατά νου, ο υπόλοιπος κώδικας πρέπει να είναι κατανοητός.

Βήμα 8: Κατανόηση του κώδικα Java

Στην Επεξεργασία, έπρεπε να παρακάμψω την κλήση λειτουργίας για serialEvent (), η οποία λειτουργεί μόνο με σειριακές θύρες με το όνομα COM. Καθώς δούλευα σε Mac, οι σειριακές θύρες μου είχαν διαφορετικό όνομα. Τούτου λεχθέντος, αποσυσκευάζω αυτήν τη λειτουργία στην κύρια συνάρτηση στην επεξεργασία του "draw ()". Όσον αφορά όλα τα άλλα, έχω ενημερώσει την εφαρμογή για να ανταποκριθεί στο σχέδιο της πλήρους επανάστασης. Τέλος, ενημέρωσα όλα τα σχέδια και τα κείμενα με σεβασμό στο πλάτος της οθόνης, έτσι ώστε το τελικό προϊόν να ταιριάζει σε διαφορετικές αναλύσεις οθόνης. Το έχω δοκιμάσει προσωπικά για αναλύσεις 1000X1000 και 500X500 και λειτούργησε καλά:).

Βήμα 9: Συμπέρασμα

Αυτή η εργασία μπορεί να αναβαθμιστεί ώστε να έχει 3 αισθητήρες υπερήχων, ο καθένας που καλύπτει 120 γωνία προβολής ή ακόμη και 4 αισθητήρες (90 μοίρες*4) -> γρηγορότερα 360 βαθμούς. σάρωση.

Μπορείτε επίσης να επεκτείνετε το εύρος του ραντάρ από 40 cm σε 60 cm ή ακόμη και 80 cm. Έχω δοκιμάσει προσωπικά τη λειτουργία pulseIn και έχω προσαρμόσει τη μεταβλητή TIMEOUT σε σχέση με 40 cm. Αυτή η μεταβλητή εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του μήκους της αποστολής παλμού και της επιφάνειας του αντικειμένου όπου ο παλμός ανακλάται.

Τέλος, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το επόμενο βήμα είναι να ενσωματωθεί το radarDuino με ένα ρομπότ κίνησης για να σαρώσει τη γύρω περίμετρο.