Sonar mobile à ultrasons Arduino : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Vous êtes-vous déjà demandé comment explorer l'intérieur de la pyramide ? La zone sombre et profonde de l'océan ? Une grotte qui vient d'être découverte ? Ces endroits sont considérés comme dangereux pour l'accès des hommes, par conséquent, une machine sans pilote est nécessaire pour effectuer une telle exploration, comme des robots, des drones, etc. généralement équipés de caméras, de caméras infrarouges, etc. pour visualiser et cartographier la zone inconnue en direct, mais ces nécessite une certaine intensité lumineuse, et les données acquises sont relativement importantes. Par conséquent, le système de sonar est considéré comme une alternative générale.

Maintenant, nous pouvons construire un véhicule radar sonar télécommandé en utilisant un capteur à ultrasons. Cette méthode est peu coûteuse, relativement facile à obtenir les composants et facile à construire, et plus important encore, elle nous aide à mieux comprendre le système de base des instruments avancés de numérisation et de cartographie aérienne.

Étape 1: Théorie de base

A. Sonar

Le capteur à ultrasons HC-SR04 utilisé dans ce projet est capable de numériser de 2 cm à 400 cm. Nous attachons le capteur sur un servomoteur afin de construire un sonar fonctionnel qui tourne. Nous réglons le servo pour qu'il tourne pendant 0,1 seconde et s'arrête pendant encore 0,1 seconde, simultanément jusqu'à ce qu'il atteigne 180 degrés, et répétons en revenant à la position initiale, et en utilisant Arduino, nous obtiendrons la lecture du capteur à chaque fois que le servo s'arrête. En combinant les données, nous élaborons un graphique des lectures de distance pour un rayon de 400 cm dans une plage de 180 degrés.

B. Accéléromètre

Le capteur accéléromètre MPU-6050 est utilisé pour mesurer la quantité d'accélérations autour des axes x, y et z. À partir du changement de mesures avec une vitesse de changement de 0,3 seconde, nous obtenons des déplacements autour de ces axes, qui peuvent être combinés avec des données de sonar pour localiser la position de chaque balayage. Les données peuvent être visualisées à partir du moniteur série dans Arduino IDE.

C. Voiture RC 2 roues motrices

Le module utilise 2 moteurs à courant continu qui sont contrôlés par le pilote de moteur L298N. Fondamentalement, le mouvement est contrôlé par la vitesse de rotation (entre haute et basse) de chaque moteur et sa direction. Dans le code, les commandes de mouvement (avant, arrière, gauche, droite) sont converties en commandes pour contrôler la vitesse et la direction de chaque moteur, puis transmises via le pilote de moteur qui contrôle les moteurs. Le module Bluetooth HC-06 est utilisé pour fournir une connexion sans fil entre Arduino et tous les appareils basés sur Android. Une fois que le module est connecté à la broche de transmission et de réception, il est connecté à l'appareil. L'utilisateur peut installer n'importe quelle application de contrôle Bluetooth et configurer 5 boutons de base et attribuer des commandes simples (l, r, f, b et s) au bouton une fois la connexion établie. (le code d'appairage par défaut est 0000) Ensuite, le circuit de contrôle est terminé.

D. Connexion avec PC et données Résultat

Les données obtenues doivent être retransmises au PC afin d'être lues par Arduino et MATLAB pour être traitées. La méthode appropriée serait de configurer une connexion sans fil à l'aide d'un module wifi tel que ESP8266. Le module configure un réseau sans fil et le PC doit s'y connecter et lire via le port de connexion sans fil pour lire les données. Dans ce cas, nous utilisons toujours un câble de données USB pour nous connecter au PC pour le prototype.

Étape 2: Pièces et composants

Étape 3: Assemblage et câblage

1. Fixez le capteur à ultrasons sur la mini planche à pain et fixez la mini planche à pain sur l'aile du servo. Le servo doit être fixé à l'avant du kit voiture.

2. Assembler le kit voiture en suivant les instructions incluses.

3. Le reste de la position des pièces peut être arrangé librement en fonction de la disposition du câblage.

4. Câblage:

Un pouvoir:

À l'exception du pilote de moteur L298N, le reste des pièces ne nécessite qu'une entrée d'alimentation 5V qui peut être obtenue à partir du port de sortie 5V d'Arduino, tandis que les broches GND se connectent au port GND d'Arduino, donc l'alimentation et GND peuvent être alignés sur la maquette. Pour l'Arduino, l'alimentation est obtenue à partir du câble USB, soit connecté au PC ou à la banque d'alimentation.

B. Capteur à ultrasons HC-SR04

Goupille de déclenchement - 7

Broche d'écho - 4

C. Servomoteur SG-90

Broche de contrôle - 13

D. Module Bluetooth HC-06

Broche de réception - 12

Broche Tx - 11

*Commandes Bluetooth:

Avant - 'f'

Retour - 'b'

Gauche - 'l'

Droite - 'r'

Arrêtez tout mouvement - 's'

E. Accéléromètre MPU-6050

Broche SCL - Analogique 5

Broche SDA - Analogique 4

Broche INT - 2

F. Pilote de moteur L298N

Vcc - Batterie 9V et sortie Arduino 5V

GND - N'importe quelle batterie GND et 9V

+5 - Entrée Arduino VIN

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Moteur CC droit -

OUTB - Moteur CC droit +

OUTC - Moteur CC gauche -

OUTD - Moteur CC gauche +

ENA - Driver 5V (Disjoncteur)

ENB - Driver 5V (Disjoncteur)

Étape 4: Code Arduino

Crédits aux créateurs des codes originaux inclus dans le fichier, et Satyavrat

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

Étape 5: Code MATLAB

Veuillez changer le port COM en fonction du port que vous utilisez.

Le code obtiendra les données transmises depuis Arduino via le port. Une fois exécuté, il collecte les données fréquemment en fonction du nombre de balayages effectués par le sonar. Le code MATLAB en cours d'exécution doit être arrêté afin d'obtenir des données sous la forme de tracés graphiques d'un arc. La distance entre le point central et le graphique est la distance mesurée par le sonar.

Étape 6: Résultat

Étape 7: Conclusion

Pour une utilisation de précision, ce projet est loin d'être parfait et donc inadapté aux tâches de mesure professionnelles. Mais c'est un bon projet de bricolage pour les explorateurs pour se familiariser avec le sonar et les projets Arduino.