Çoklanmış Yankı Bulucu: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu talimat, bir Arduino ve dört çoklanmış ultrasonik sensör kullanarak bir "tarama" eko bulucunun nasıl yapılacağını açıklar. Hareketli parça yoktur.

Yapılışı basit… Tek ihtiyacınız olan keskin bir bıçak, iki matkap, bir havya ve bir demir testeresi.

Teorik olarak, dört nesneye kadar konumu tam olarak gösterilebilir. Uygulamada, başardığım en iyi şey üçtür.

Devre ve kod tamamen deneyseldir ve birisinin onları faydalı bulacağı umuduyla yayınlanmıştır.

Görüntüler

• Fotoğraf 1, monte edilmiş yankı bulucuyu göstermektedir.
• Video, iki nesnenin yerini tam olarak işaret eden yankı bulucuyu gösterir

Adım 1: Kablo Şeması

Fotoğraf 1, “dört sensörlü eko bulucu” için kablo şemasını göstermektedir.

Sensör B1 ve B2, iletim (T) dönüştürücülerinin üzerine birkaç kat maskeleme bandı yerleştirilerek "pasif" hale getirilir.

Bu bant, aksi takdirde yayılacak olan ultrasonik sesi engeller.

Adım 2: Parça Listesi

Fotoğraf 1, çift sensörlü eko bulucumun parçalarını gösterir. Bu makalede açıklanan dört sensörlü eko bulucu, iki ultrasonik sensör daha gerektirir.

Aşağıdaki parçalar https://www.aliexpress.com/ adresinden alınmıştır:

• 1 sadece Arduino Uno R3, USB kablosuyla birlikte
• 4 yalnızca HY-SRF05 veya HC-SR04, ultrasonik dönüştürücüler

Aşağıdaki parçalar yerel olarak elde edildi:

• 1 sadece erkek arduino başlık şeridi
• 4 sadece dişi arduino başlık şeridi
• 2 adet sadece hurda alüminyum
• 2 sadece küçük tahta parçası
• 2 sadece küçük vidalar
• 6 sadece kablo bağları
• 12 sadece plastik kaplı tel uzunlukları (çeşitli renkler) [1]

Notlar

[1]

Tellerin toplam uzunluğu, sensörler arasındaki istenen mesafeye ve lehim için küçük bir miktara eşit olmalıdır. Teller daha sonra bir kablo oluşturmak için birlikte bükülür.

3. Adım: Teori

Devre benim “Çift Sensörlü Yankı Bulucu” üzerine kuruludur. [1]

Çift sensörlü yankı bulucu

Fotoğraf 1, yukarıdaki yankı bulucu için "algılama alanını" göstermektedir.

Bu sensör için denklemler fotoğraf 2'de gösterilmiştir.

Bu "çift sensörlü" eko bulucu iyi çalışır ancak dar ışınlı dönüştürücülerin kullanılmasından kaynaklanan büyük "ölü noktaları" önlemek için her iki sensörün de taban çizgisinin altına monte edilmesini gerektirir (yani bir ofset gereklidir).

Ama ya böyle bir dengeleme mümkün değilse?

Dört sensörlü yankı bulucu

Fotoğraf 3'te gösterildiği gibi sensörlerin sayısını iki katına çıkararak algılama alanlarının sayısını dört katına çıkarırsak, bu "ölü noktaların" ve "ötelemenin" ortadan kaldırılabileceğini düşündüm.

Dört olası sensör kombinasyonu arasında hızla geçiş (çoğullama) etkin bir şekilde dönen bir ışın oluşturur (fotoğraf 3). Tüm alan kaplanmıştır ve “ofset” ortadan kaldırılmıştır.

Daha da iyisi… aynı denklemler (fotoğraf 2) kullanılabilir!

Teorik olarak bu “dört sensörlü” eko bulucu:

• dört nesneye kadar algılayabilir. [2]
• "ölü noktalar" yok
• ofset gerektirmez

Sonuçlar

Konsept, birden fazla nesne algılanabildiğinden çalışır, ancak dar ışın genişlikleri, ofset sıfır olduğunda hedef alanı tamamen aydınlatmadığından küçük “ölü noktalar” hala kalır. [3]

Notlar

[1]

Tam bir açıklama ve formüller için https://www.instructables.com/id/Dual-Sensor-Echo… adresine bakın.

[2]

Dört nesne varsayar:

• 45 derecelik bir ışın genişliği.
• bir nesnenin diğeri tarafından “gölgelenmesi” yok

[3]

30 derecelik aralıklarla monte edilen altı sensör, “ölü noktaları” tamamen ortadan kaldırmalıdır.

Adım 4: İnşaat

Görüntüler:

• fotoğraf 1: montaj braketleri
• fotoğraf 2: önden görünüm
• fotoğraf 3: arkadan görünüm
• fotoğraf 4: üstten görünüm

Montaj braketleri

Talimatlarımda açıklanan yöntem kullanılarak 18 gauge alüminyum levhadan iki montaj braketi yapıldı

Bir kenardan 45 derecelik katlama çizgisine kadar 30 mm'lik bir kesim yapmak için demir testeresi veya teneke makas kullanın. Şimdi orta çizginin her iki tarafını testere kesiminden tabana "kayın" ve ardından istenmeyen bölümü serbest kalana kadar "kıpırdat".

Braketlerimin boyutları fotoğraf 1'de gösterilmiştir.

Sensör soketleri

Sensör soketleri, standart Arduino başlık soketlerinden yapılmıştır.

İstenmeyen tüm pimler çıkarıldı ve plastiğin içinden 3 mm'lik bir delik açıldı.

Bağlantıları lehimlerken, telleri alüminyum brakete kısa devre yapmamaya dikkat edin.

Gerinim gidericiler

Kablonun her iki ucundaki küçük bir ısıyla daralan makaron parçası, kabloların çözülmesini önler.

İstenmeyen kablo hareketini önlemek için kablo bağları kullanılmıştır.

Adım 5: Yazılım Kurulumu

Aşağıdaki kodu bu sırayla yükleyin:

Arduino IDE'si

Henüz kurulu değilse, Arduino IDE'yi (entegre geliştirme ortamı) https://www.arduino.cc/en/main/software adresinden indirin ve kurun.

3 işleniyor

processing.org/download/ adresinden Processing 3'ü indirin ve yükleyin

Dört Sensörlü Yankı Bulucu

Ekli “quad_sensor _echo_locator.ino” dosyasının içeriğini bir Arduino “taslağına” kopyalayın, kaydedin ve ardından Arduino Uno R3'ünüze yükleyin.

Ardino IDE'yi kapatın ancak USB kablosunu bağlı bırakın.

Dörtlü Sensör Ekranı

Ekli “quad_sensor_echo_locator.pde” dosyasının içeriğini bir İşleme “Çizimine” kopyalayın.

Şimdi sol üstteki “Çalıştır” düğmesine tıklayın… ekranınızda bir grafik ekranı görünmelidir.

Sorun giderme

COM bağlantı noktanızla ilişkili [sayı]'nın değişmesi gerekiyorsa, işlem şikayet edecektir, ancak bunu yapmadan önce her biri köşeli parantez içinde [sayı] olan kullanılabilir "COM" bağlantı noktalarının bir listesini görüntüleyecektir.

Aşağıdaki kod satırındaki [0]'ı şu numaralardan biriyle değiştirmeniz yeterlidir:

myPort = new Serial(bu, Serial.list()[0], Baud_rate);

Her birini sırayla deneyin… biri işe yarayacak.

6. Adım: Test Etme

Arduino USB kablosunu PC'nize bağlayın ve Processing 3 IDE (entegre geliştirme ortamı) üzerindeki "sol üst" çalıştırma düğmesine tıklayarak "dual_sensor_echo_locator.pde" dosyasını çalıştırın.

Virgülle ayrılmış sayılar, fotoğraf1'de gösterildiği gibi ekranınızda akmaya başlamalıdır.

Son sayı bölge… diğer iki sayı sensör A1/A2 ve sensör B1/B2 mesafeleridir.

Hedef alan içinde bir nesne algılandığında ekranda kırmızı (yanıp sönen) bir nokta görünecektir. Sensörler bir nesneyi bulduktan sonra ek veriler de görünecektir (fotoğraf 2).

Başlangıçta hata mesajı

Başlangıçta bir hata mesajı alabilirsiniz.

Öyleyse, fotoğraf 1'in 85. satırındaki [0]'ı “COM” bağlantı noktanızla ilişkili numarayla eşleşecek şekilde değiştirin.

Sisteminize bağlı olarak birkaç “COM” bağlantı noktası listelenebilir. Numaralardan biri çalışacaktır.

Fotoğraf 1'de [0] sayısı “COM4” ile ilişkilendirilmiştir.

Sensörlerinizi konumlandırma

Hedef 80cm..100cm önde olacak şekilde sensörlerinizi 100cm aralıklarla yerleştirin.

Her iki sensörü de hayali 1 metre karenin çapraz olarak zıt köşesine doğru yavaşça döndürün.

Sensörleri döndürdüğünüzde, grafik ekranda yanıp sönen kırmızı nokta(lar)ın göründüğü bir konum bulacaksınız.

Bir nesne algılandığında aşağıdaki bilgiler görünecektir:

• alan
• mesafe1
• mesafe2
• temel
• yarı çevre
• alan
• X koordinatı
• Koordinat

Görüntüler

Fotoğraf 1: Nesne yok … tüm mesafeler algılama alanının dışında kalıyor.

Fotoğraf 2: "Bölge 3" de bir nesne bulundu

Diğer talimatlarımı görüntülemek için buraya tıklayın.