Multiplexed Echo Locator: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Denne instruktive beskriver, hvordan man laver en "scanning" ekkolokalisering ved hjælp af en Arduino og fire multiplexede ultralydssensorer. Der er ingen bevægelige dele.

Konstruktionen er enkel … alt hvad du behøver er en skarp kniv, to bor, et loddejern og en hacksav.

I teorien kan placeringen af op til fire objekter være spidset. I praksis er det bedste, jeg har formået, tre.

Kredsløbet og koden er rent eksperimentelle og udgives i håb om, at nogen vil finde dem nyttige.

Billeder

• Foto 1 viser den samlede ekkolokalisering.
• Videoen viser ekkolokalatoren, der pin-peger placeringen to objekter

Trin 1: Ledningsdiagram

Foto 1 viser ledningsdiagrammet for “quad sensor echo locator”.

Sensor B1 og B2 gøres "passive" ved at placere flere lag maskeringstape over transmitterne (T).

Dette bånd blokerer den ultralydslyd, der ellers ville blive udsendt.

Trin 2: Deleliste

Foto 1 viser delene til min dual sensor echo locator. Den quad sensor echo locator beskrevet i denne artikel kræver yderligere to ultralydssensorer.

Følgende dele blev hentet fra

• 1 kun Arduino Uno R3 komplet med USB -kabel
• 4 kun HY-SRF05 eller HC-SR04, ultralydstransducere

Følgende dele blev hentet lokalt:

• 1 kun hanlige arduino header strip
• 4 kun kvindelige arduino header strips
• 2 kun stykker skrotaluminium
• 2 kun små stykker træ
• 2 kun små skruer
• 6 kun kabelbindere
• 12 kun længder af plastbelagt tråd (assorterede farver) [1]

Noter

[1]

Ledningernes samlede længde skal svare til den ønskede afstand mellem sensorerne plus en lille mængde til lodning. Ledningerne vrides derefter sammen for at danne et kabel.

Trin 3: Teori

Kredsløbet bygger på min "Dual Sensor Echo Locator". [1]

Dual sensor echo locator

Foto 1 viser “detekteringsområdet” for ovenstående ekkolokalisering.

Ligningerne for denne sensor er vist på foto 2.

Denne "dual-sensor" ekkolokalist fungerer godt, men kræver, at begge sensorer er monteret under baseline (dvs. en forskydning er påkrævet) for at undgå store "døde pletter", der opstår ved brug af smalstrålede transducere.

Men hvad nu hvis en sådan forskydning ikke er mulig?

Quad sensor echo locator

Det gik op for mig, at disse "døde pletter" og "forskydningen" kunne elimineres, hvis vi firedobler antallet af detektionsområder ved at fordoble antallet af sensorer som vist på foto 3.

Ved hurtigt at skifte (multiplexering) mellem de fire mulige sensorkombinationer skabes der effektivt en roterende stråle (foto 3). Hele området er dækket, og "offset" er elimineret.

Endnu bedre … de samme ligninger (foto 2) kan bruges!

I teorien er denne "quad-sensor" ekkolokalisator:

• kan registrere op til fire objekter. [2]
• har ingen "døde pletter"
• kræver ingen forskydning

Resultater

Konceptet fungerer, da flere objekter kan detekteres, men små "døde pletter" forbliver stadig, da de smalle strålebredder ikke fuldstændigt belyser målområdet, når forskydningen er nul. [3]

Noter

[1]

Se https://www.instructables.com/id/Dual-Sensor-Echo… for en komplet forklaring og formler.

[2]

Fire objekter antager:

• en strålebredde på 45 grader.
• ingen "skygge" af et objekt af et andet

[3]

Seks sensorer monteret med 30 graders mellemrum bør helt eliminere de "døde pletter"

Trin 4: Konstruktion

Billeder:

• foto 1: monteringsbeslag
• foto 2: set forfra
• foto 3: set bagfra
• foto 4: ovenfra

Monteringsbeslag

To monteringsbeslag blev fremstillet af 18 gauge aluminiumsplade ved hjælp af metoden beskrevet i min instruerbare

Brug en nedstryger til at lave et 30 mm snit fra den ene kant til 45 graders foldelinje. Nu skal du "score" begge sider af midterlinjen fra savklippet til basen og derefter "vrikke" den uønskede sektion, indtil den går fri.

Dimensionerne til mine beslag er vist på foto 1.

Sensorstik

Sensorstikkene er blevet fremstillet af standard Arduino headerstik.

Alle uønskede stifter er blevet trukket ud og et 3 mm hul boret gennem plasten.

Ved lodning af forbindelserne skal du passe på ikke at kortslutte ledningerne til aluminiumsbeslaget.

Stamrelieffer

Et lille stykke varmekrympende rør i hver ende af kablet forhindrer ledningerne i at løsne sig.

Kabelbindere er blevet brugt til at forhindre uønsket kabelbevægelse.

Trin 5: Softwareinstallation

Installer følgende kode i denne rækkefølge:

Arduino IDE

Download og installer Arduino IDE (integreret udviklingsmiljø) fra https://www.arduino.cc/en/main/software, hvis den ikke allerede er installeret.

Behandling 3

Download og installer Processing 3 fra

Quad Sensor Echo Locator

Kopier indholdet af den vedhæftede fil, "quad_sensor _echo_locator.ino", til en Arduino "skitse", gem, og upload den derefter til din Arduino Uno R3.

Luk Ardino IDE, men lad USB -kablet være tilsluttet.

Quad Sensor Display

Kopier indholdet af den vedhæftede fil, "quad_sensor_echo_locator.pde" til en "Skitse" til behandling.

Klik nu på knappen "Kør" øverst til venstre … en grafisk skærm skal vises på din skærm.

Fejlfinding

Behandlingen klager, hvis [nummeret], der er knyttet til din COM -port, skal ændres, men inden den gør det, viser den en liste over tilgængelige "COM" -porte med hvert et [nummer] i parenteser.

Du skal blot erstatte [0] i følgende kodelinje med et af disse tal:

myPort = ny Serial (dette, Serial.list () [0], Baud_rate);

Prøv hver efter tur … en af dem vil fungere.

Trin 6: Test

Tilslut Arduino USB-kablet til din pc, og kør “dual_sensor_echo_locator.pde” ved at klikke på “øverst til venstre” -knappen på dit Processing 3 IDE (integreret udviklingsmiljø).

Tal, adskilt med et komma, skal begynde at streame ned ad din skærm som vist på foto1.

Det sidste tal er zonen … de to andre tal er sensor A1/A2 og sensor B1/B2 distancer.

En rød (blinkende) prik vises på displayet, når der registreres et objekt inde i målområdet. Yderligere data vises også, når sensorerne har fundet et objekt (foto 2).

Fejlmeddelelse ved opstart

Du får muligvis en fejlmeddelelse ved opstart.

Hvis det er tilfældet, skal du ændre [0] i linje 85 på foto 1, så det svarer til det nummer, der er knyttet til din "COM" -port.

Flere "COM" -porte vises muligvis afhængigt af dit system. Et af tallene vil fungere.

På foto 1 er nummeret [0] forbundet med min “COM4”.

Placering af dine sensorer

Placer dine sensorer 100 cm fra hinanden med målet 80 cm..100 cm foran.

Drej begge sensorer langsomt mod det diagonalt modsatte hjørne af en imaginær 1 meter firkant.

Når du roterer sensorerne, finder du en position, hvor en eller flere blinkende røde prikker vises på grafikdisplayet.

Følgende oplysninger vises, når et objekt er registreret:

• zone
• afstand 1
• afstand 2
• baseline
• halvperimeter
• areal
• X -koordinat
• Ykoordinate

Billeder

Foto 1: Ingen objekter … alle afstande falder udenfor i detekteringsområdet.

Foto 2: Der er fundet et objekt i "Zone 3"

Klik her for at se mine andre instruktioner.