Radar ultrassônico usando Arduino Nano e plotter serial: 10 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Neste Instructable vamos aprender sobre os fundamentos de uma biblioteca servo, bem como configurar o sensor ultrassônico e usá-lo como um radar. a saída deste projeto será visível no monitor da plotadora serial.

Suprimentos

-Arduino Nano.

-Breadboard.

-Pistola de cola.

-Jumper fios.

-PC para Arduino USB.

Etapa 1: conectar o Arduino ao sensor e ao servo

siga o esquema de conexão conforme descrito.

sensor ultrasônico

- acionar o pino 2 do Arduino

- eco para pin3 do Arduino

- Vcc e Gnd para 5v e Gnd respectivamente

servo:

- fio marrom para aterramento

- fio vermelho para vcc

- fio amarelo / laranja para o pino 9 (as conexões mostradas no diagrama do circuito não são as mesmas descritas, siga a descrição para obter o melhor resultado)

Etapa 2: Configurando o Sensor

cola quente o servo em um pedaço de papelão.

o servo vem com uma variedade de acessórios para o eixo.

prenda o plano e grande no eixo do motor e gire-o completamente para o lado.

você pode ver que o servo só pode girar até um limite de 180 graus em qualquer direção.

agora ajuste o acessório de acordo para que fique perfeitamente reto no ângulo de 180 graus.

em seguida, cole o sensor com cola quente no acessório, conforme mostrado na figura.

o servo agora deve ser capaz de girar o sensor de 0 a 180 graus.

Etapa 3: Configurando o Arduino

quando toda a configuração se parecer com a da imagem, conecte o Arduino ao computador e inicie o IDE do Arduino. há uma explicação passo a passo de cada bloco de código nas etapas a seguir.

Etapa 4: Declarando as variáveis

#include é a biblioteca necessária para operar efetivamente o servo motor que requer um sinal pwm.

gatilho, eco, duração e distância são todos inteiros. pinos do gatilho e eco são definidos em conformidade.

uma variável "servo" é criada para endereçar o motor ao qual conectamos o Arduino pode suportar vários servos, desde que possa fornecer energia a eles e tenha o suficiente desses pinos de controle.

Etapa 5: configuração e loop

na função de configuração vazia, declare os modos de pino como na figura.

na chamada de função de loop vazio, duas outras funções, como esquerda e direita, essas funções serão posteriormente criadas para girar o eixo do motor.

também iniciamos a comunicação serial entre o Arduino e o pc com uma taxa de transmissão de 9600 que é o suficiente para suportar nosso aplicativo.

Etapa 6: esquerda e direita

o micro servo pode girar entre 0 e um ângulo de 180 graus.

para conseguir esse movimento, devemos construir uma função de movimento de varredura.

embora possa ser feito usando uma única função, esta é outra maneira de fazê-lo.

em cada bloco de código encontramos o inteiro "distance" e é dado o valor de retorno da função echoloop ().

esta função calcula a distância do objeto do sensor.

as funções contêm os termos serial.print () e serial.println ().

para fazer com que o plotter serial plote as variáveis, precisamos imprimi-las neste formato.

Serial.print (variável1);

Serial.print ("");

Serial.println (variável2);

em nosso caso, a variável1 é o ângulo e a variável2 é a distância.

Etapa 7: Calculando a distância

o sensor requer um pulso de 10 microsencond para enviar o sinal ultrassônico do soung, que deve refletir no objeto e ser recebido pelo receptor. conforme mostrado na imagem, o código foi projetado exatamente para isso.

uma vez que a duração da reflexão é conhecida, a distância do objeto pode ser calculada facilmente.

o ultrassom também viaja na velocidade do som no ar de 343m / s.

a distância calculada agora é retornada para onde quer que a função seja chamada.

Etapa 8: faça upload do código e comece

uma vez que o código é verificado e carregado, basta colocar alguns objetos na frente do sensor e executá-lo.

lembre-se dos objetos que coloquei

- um multímetro à esquerda do sensor

- uma caixa preta próxima e na frente do sensor

- uma caixa azul à direita a alguma distância

Etapa 9: Interpretando o plotter serial

abra a plotadora serial acessando ferramentas.

o IDE Arduino mais recente tem a plotadora serial, portanto, atualize o IDE.

no gráfico encontramos uma onda triangular azul que é o gráfico do ângulo do servo.

o gráfico vermelho é o da distância calculada pelo sensor.

quanto mais próximo o objeto, mais baixo o gráfico vermelho cai.

quanto mais longe o objeto, mais alto e um pouco errático o gráfico vermelho se torna.

você pode notar as três grandes depressões no enredo

- perto de zero graus no gráfico azul - o multímetro.

- no meio da encosta ascendente, bem como na encosta descendente - a caixa preta

- no pico do gráfico azul - uma depressão menor porque o objeto está mais longe - a caixa azul colocada bem à direita.

use o gráfico azul como a referência do ângulo que varia de 0 a 180 graus

a distância dos objetos medidos varia de 2 a 200 cm dependendo da sensibilidade do objeto.

Etapa 10: Precauções

não coloque objetos de tecido. pano dispersa ultra-sons e faz com que o projeto vomite valores na faixa de 2.000 cm.

é bom para objetos sólidos.

certifique-se de que a altura do objeto seja suficiente para interceptar o pulso de ultrassom.

ajuste o atraso na função direita (), esquerda () para fazer o sensor girar mais rápido.