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2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03
Este projeto é feito para medir distâncias sem sensor comercial. É um projeto de compreensão de regras trigonométricas com uma solução concreta. Pode ser adaptável a algum outro cálculo trigonométrico. Cos Sin e outros funcionam com Math.h.
É uma primeira versão de protótipo deste tipo de medida com feixe de laser, qualquer sugestão ou dica é bem-vinda.
É usar matemática para medir distâncias com regras de trigonometria.
Funciona com dois diodos laser, um servo motor SG90, um potenciômetro de 10k e um Arduino Uno.
A precisão é de cerca de + - 2 mm para <1 metro de distância, a distância é exibida em centímetros. Se você quiser converter em polegada, 1cm = 0, 393701 polegada, você deve dividir por 2, 54. Você pode perder a precisão exata com a distância maior, devido ao pequeno ângulo de deslocamento em A (em vez de 90 ° você pode ter 90,05 °).
Explicação:
O potenciômetro move o laser C no servo motor, isso dá o ângulo C para o Arduino. O ponto A do laser fornece um ângulo reto. Mova o ponto do laser (C) com o potenciômetro até sobrepor os dois feixes de laser, isso dá o ponto B.
Dicas: Ajuste os feixes de laser com lentes de parafuso de laser para obter o ponto de laser perfeito.
Etapa 1: Lista de Peças
Principal:
- Dois lasers:
- Arduino Uno:
- Servo motor:
- Potentímetro de 10k:
- Fio Dupont:
Ferramenta:
- Ferro de solda:
(Eu tenho este e é um ferro de solda muito bom, no trabalho eu uso um Weller, mas para mim eu uso)
Opcional:
- Resistores:
Etapa 2: Fiação Eletrônica
Conecte os emissores de diodo, 5 V ao fio vermelho e GND ao fio azul.
Conecte o servo vermelho a 5 V, o preto ao GND e o laranja ao pino 3 do Arduino Digital.
Conecte o pino esquerdo do potenciômetro ao pino digital 8, o pino direito ao pino digital 9 e o pino do meio ao pino analógico A0. O alfinete esquerdo é violeta para mim.
Observe o esquema antes de ligar. Tenha cuidado com os feixes de laser, pois podem danificar os seus olhos. Você pode adicionar resistores entre o fio vermelho dos diodos e o Arduino, 10k é usado no módulo KY008.
Dica: Necessita de ferro de solda para preparar fios Dupont para lasers e potenciômetro.
Etapa 3: impressão 3D da placa
Projetado com Autocad e exportado em formato STL.
www.autodesk.fr/products/autocad/overview
Versão simplificada de impressão é melhor para você, use o parafuso presente com SG90 para fixá-lo. O centro do servo precisa estar à direita do suporte parece com fotos.
Importante:
Defina o servo em (0) grau antes de colar a segunda peça no servo motor. Coloque ponteiros de lasers na posição paralela com Servo ativado (0), substitua val por 0: monServomoteur.write (0);.
Não cole ainda, aguarde o final da próxima etapa.
Etapa 4: o código do Arduino
Você pode encontrar o código para usá-lo.
Baixe e instale o Arduino IDE:
É necessário adicionar a biblioteca Math.h no projeto.
Triângulo é o retângulo no canto A, conhecemos AC como 14cm, e o servo motor fornece o ângulo C, também calculamos o ângulo B para medir a distância AB com Tan (B), B é a junção entre 2 pontos de laser. O total do ângulo no triângulo é igual a 180 °, com um ângulo de 90 ° em A.
A medição da distância começa perto do laser em um canto.
Se você não tem tela OLED, use TrigonoDuinoSerial.ino. Eu usei uma tela Oled SSD1306 para usar este sem computador.
Nb: Você pode alterar 4064 por 1028, depende da placa Arduino. Para mim, o pino analógico Wavgat R3 retornou um valor entre 0 e 4064, mas para alguns outros é 0 e 1028.
Editar: a função do mapa não é apropriada para precisão, o modo de cálculo foi alterado na nova versão do código para usar o tipo duplo em vez do tipo longo de variável. O loop "For" foi aumentado para um valor mais estável do servo motor.
Montar os lasers em seus lugares defina o servo.write como 0 e cole a caixa do laser no centro do servo. Os lasers precisam ser paralelos. Ajuste os feixes de laser à mesma altura e os ponteiros devem estar à mesma distância dos próprios lasers.
Etapa 5: teste de medida
Agora prossiga para o teste de medição. Ajuste o comprimento AC de centro a centro das caixas de lasers, se necessário.
Gire o potenciômetro lentamente com pequenos passos. Você pode ajustar o foco do laser (gire o laser da cabeça do parafuso) para apontar com precisão a uma grande distância.
Você poderia medir alguns metros com esta unidade, mas a precisão será menos precisa. Medições abaixo de 1 metro são realmente boas.
Avançar:
Por exemplo, você pode colocar um segundo servo sob o primeiro laser para medir, mas ele precisa de mais cálculos. Pode ser uma coisa ótima para o jovem estudante que está aprendendo trigonometria, dado uma aplicação real da matemática.
Você poderia colocar um servo motor melhor e adicionar alguns potenciômetros para aumentar a precisão (1 potenciômetro para 15 ° por exemplo) e faixa de distância de medição.
Pode adicionar deslocamento lateral do servo para mudar rapidamente o comprimento AC.
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