Sonar móvel ultrassônico Arduino: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Você já se perguntou como explorar o interior da pirâmide? A área profunda e escura do oceano? Uma caverna que acaba de ser descoberta? Esses locais são considerados inseguros para os homens entrarem, portanto, uma máquina não tripulada é necessária para fazer tal exploração, como robôs, drones, etc. geralmente equipados com câmeras, câmeras infravermelhas, etc. para visualizar e mapear a área desconhecida ao vivo, mas estes requer certa intensidade de luz e os dados adquiridos são relativamente grandes. Portanto, o sistema de sonar é considerado uma alternativa geral.

Agora, podemos construir um veículo de radar de sonar controlado remotamente usando um sensor ultrassônico. Este método é barato, relativamente fácil de obter os componentes e fácil de construir e, o mais importante, nos ajuda a entender melhor o sistema básico de instrumentos avançados de mapeamento e varredura aérea.

Etapa 1: Teoria Básica

A. Sonar

O sensor ultrassônico HC-SR04 usado neste projeto é capaz de escanear de 2cm a 400cm. Colocamos o sensor em um servo motor para construir um sonar que funcione e gire. Ajustamos o servo para girar por 0,1 segundo e parar por mais 0,1 segundo, simultaneamente até atingir 180 graus, e repetimos voltando à posição inicial, e usando o Arduino obteremos a leitura do sensor no momento toda vez que o servo parar. Combinando os dados, esboçamos um gráfico de leituras de distância para um raio de 400 cm em uma faixa de 180 graus.

B. Acelerômetro

O sensor acelerômetro MPU-6050 é usado para medir a quantidade de acelerações sobre os eixos x, y e z. A partir da mudança de medidas com uma taxa de variação de 0,3 segundos, obtemos deslocamentos em torno desses eixos, que podem ser combinados com dados de sonar para apontar a posição de cada varredura. Os dados podem ser visualizados no monitor serial no Arduino IDE.

C. Carro RC 2WD

O módulo usa 2 motores DC que são controlados pelo driver do motor L298N. Basicamente, o movimento é controlado pela velocidade de rotação (entre alta e baixa) de cada motor e sua direção. No código, os controles de movimento (para frente, para trás, esquerda, direita) são convertidos em comandos para controlar a velocidade e a direção de cada motor, então transmitidos através do driver do motor que controla os motores. O módulo HC-06 Bluetooth é usado para fornecer conexão sem fio entre o Arduino e quaisquer dispositivos baseados em Android. Depois que o módulo é conectado com o pino de transmissão e recepção, ele é conectado ao dispositivo. O usuário pode instalar qualquer aplicativo de controle Bluetooth e configurar 5 botões básicos e atribuir comandos simples de (l, r, f, b e s) ao botão uma vez que a conexão seja estabelecida. (o código de emparelhamento padrão é 0000) Em seguida, o circuito de controle está concluído.

D. Conexão com PC e Resultado de Dados

Os dados obtidos precisam ser transmitidos de volta ao PC para serem lidos pelo Arduino e o MATLAB para serem processados. O método adequado seria configurar uma conexão sem fio usando um módulo wi-fi, como ESP8266. O módulo configura uma rede sem fio e o PC é necessário para se conectar a ele e ler através da porta de conexão sem fio para ler os dados. Neste caso, ainda usamos o cabo de dados USB para conectar ao PC para o protótipo.

Etapa 2: peças e componentes

Etapa 3: montagem e fiação

1. Conecte o sensor ultrassônico na mini placa de ensaio e conecte a mini placa de ensaio na asa do servo. O servo deve ser colocado na frente do kit veicular.

2. Montagem do kit veicular seguindo as instruções incluídas.

3. As demais posições das peças podem ser dispostas livremente, dependendo do layout da fiação.

4. Fiação:

Um poder:

Exceto para o driver do motor L298N, o resto das peças requerem apenas uma entrada de energia de 5 V que pode ser obtida da porta de saída de 5 V do Arduino, enquanto os pinos GND para a porta GND do Arduino, portanto, a energia e o GND podem ser alinhados na placa de ensaio. Para o Arduino, a alimentação é obtida do cabo USB, conectado ao PC ou powerbank.

B. Sensor Ultrassônico HC-SR04

Pino de gatilho - 7

Pino Eco - 4

C. Servo SG-90

Pino de controle - 13

D. Módulo Bluetooth HC-06

Pin Rx - 12

Pin Tx - 11

* Comandos Bluetooth:

Frente - 'f'

Voltar - 'b'

Esquerda - 'l'

Certo - 'r'

Pare qualquer movimento - 's'

E. Acelerômetro MPU-6050

Pino SCL - Analógico 5

Pino SDA - Analógico 4

Pino INT - 2

F. Motorista L298N

Vcc - bateria de 9 V e saída de 5 V do Arduino

GND - Qualquer bateria GND e 9V

+5 - entrada Arduino VIN

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Motor DC Direito -

OUTB - Motor DC Direito +

OUTC - Motor DC Esquerdo -

OUTD - Motor DC Esquerdo +

ENA - Driver 5V (disjuntor)

ENB - Driver 5V (disjuntor)

Etapa 4: Código Arduino

Créditos aos criadores dos códigos originais incluídos no arquivo e Satyavrat

www.instructables.com/id/Ultrasonic-Mapmake…

Etapa 5: Código MATLAB

Altere a porta COM de acordo com a porta que você está usando.

O código obterá os dados transmitidos do Arduino por meio da porta. Uma vez executado, ele coleta os dados frequentemente seguindo a quantidade de varreduras que o sonar realiza. O código MATLAB em execução precisa ser interrompido para obter dados na forma de plotagens gráficas de um arco. A distância do ponto central ao gráfico é a distância medida pelo sonar.

Etapa 6: Resultado

Etapa 7: Conclusão

Para uso de precisão, este projeto está longe de ser perfeito, portanto, não é adequado para tarefas de medição profissionais. Mas este é um bom projeto DIY para exploradores entrarem no conhecimento de projetos de sonar e Arduino.