Utrasonic Zam Txim Neeg Hlau Siv Arduino: 7 Kauj Ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:29

Hauv qhov kev qhia no, kuv yuav qhia koj yuav ua li cas ua rau koj tus kheej txoj kev thaiv kom tsis txhob muaj neeg hlau! Peb yuav siv Arduino UNO board thiab lub ntsuas hluav taws xob ultrasonic. Yog tias tus neeg hlau pom cov khoom nyob ntawm nws xub ntiag, nrog kev pab los ntawm lub cav me me, nws ntsuas thaj tsam sab laug thiab sab xis txhawm rau nrhiav txoj hauv kev zoo tshaj. Nws kuj tseem muaj ntawv ceeb toom LED, lub suab nrov los ua suab nrov thaum pom cov khoom thiab lub pob rau hloov pauv kev ua haujlwm ntawm neeg hlau (nres/txav mus rau tom ntej).

Nws yooj yim heev los ua!

Kauj Ruam 1: Yam Nedded Ua

Rau qhov haujlwm no koj yuav xav tau:

1. Arduino UNO (yuav los ntawm gearbest.com)
2. Mini breadboard (yuav los ntawm gearbest.com)
3. L298 lub cev muaj zog tsav tsav (yuav los ntawm gearbest.com)
4. 2x dc motors nrog lub log HC-SR04 ultrasonic sensor (yuav nws los ntawm gearbest.com)
5. Micro servo motor (yuav los ntawm gearbest.com)
6. Khawm Liab LED220 Ohm resistor9V lub roj teeb tuav (nrog lossis tsis muaj lub hwj chim txuas)
7. 8 spacers (txiv neej-poj niam),
8. 8 txiv ntoo thiab 8 screws koj tseem yuav xav tau ib qho loj (hlau)

paperclip thiab hlaws los ua lub log txhawb nqa nraub qaum.

Rau cov neeg hlau puag, Kuv siv Acryllic Chasis los ntawm Aliexpress. Koj tseem tuaj yeem siv daim ntoo lossis hlau (lossis ob daim phiaj hluav taws xob).

Tus nqi ntawm tag nrho txoj haujlwm yog kwv yees li 20 $

Cov Cuab Yeej: Laum tshuab super cov neeg ua haujlwm tsav tsheb phom kub kua nplaum (yeem)

Peb yuav siv lub roj teeb 9V rau lub zog rau peb tus neeg hlau vim tias nws me me thiab pheej yig, tab sis nws tsis muaj zog heev thiab yuav khoob tom qab li ib teev. Txiav txim siab yog tias koj xav siv lub roj teeb rov tau (min 6V, max 7V) uas yuav muaj zog dua tab sis nws tseem yuav kim dua thiab loj dua li 9V roj teeb.

Kauj Ruam 2: Nkag Siab Cov Ntsiab Lus

Lub hom phiaj yog ua kom tus neeg hlau paub txog cov teeb meem nyob rau hauv pem hauv ntej ntawm nws, yog li nws tuaj yeem hloov kev coj ua thiab zam lawv. Hauv tsab xov xwm dhau los peb tau ua tus neeg hlau txav mus - tam sim no peb yuav muab nws qee qhov kev ywj pheej.

Ultrasonic sensor

HC-SR04 yog lub Circuit Court tuaj yeem ntsuas qhov nrug deb ntawm cov khoom mus txog 4 metres siv ultrasonic nthwv dej. Nws xa tus ping (zoo li lub nkoj submarine) thiab ntsuas lub sijhawm (hauv microseconds) ntawm kev xa thiab tau txais dab tsi rov qab. Lub sijhawm no tau muab faib ua 2 raws li nthwv dej rov qab los thiab tawm mus. Thiab tom qab ntawd faib los ntawm 29 kom tau txais kev nrug deb hauv centimeters (lossis 74 rau ntiv tes), vim tias lub suab mus los 29.4µs ib centimeter (340 m/s). Lub ntsuas ntsuas yog qhov tseeb nrog ~ 3 hli ua siab ntev thiab yooj yim rau kev koom ua ke nrog Arduino.

Kev cuam tshuam Ultrasonic Sensor nrog AVR Microcontroller

Txhua tus neeg tsav tsheb uas muaj kev ywj pheej yuav tsum muaj kev cuam tshuam kev zam thiab ntsuas qhov ntsuas nrug deb nrog. Ib qho IR transceiver khub lossis lub ntsuas hluav taws xob tuaj yeem ua haujlwm tau yooj yim rau teeb meem pom hauv qhov ntau ntawm 1cm-10cm. IR rangefinders (piv txwv li cov uas los ntawm qhov ntse) tuaj yeem ntsuas qhov nrug mus rau qhov teeb meem ze tshaj plaws nrog qhov ntau txog 100cm. Txawm li cas los xij, IR cov cuab yeej cuam tshuam los ntawm tshav ntuj thiab lwm qhov chaw pom kev. IR rangefinders muaj tsawg dua thiab tseem kim rau qhov nws ua. Ultrasonic sensors (tseem hu ua ultrasonic sib thooj sensor lossis sonar rau geeks) ua ob txoj haujlwm no ntawm tus nqi tsim nyog thiab qhov raug tshwj xeeb. Qhov ntau yog txhua yam ntawm 3 cm txog 350cm nrog ~ 3mm raug. Tuav ib qho ntawm cov ntsuas hluav taws xob ultrasonic rau hauv peb lub neeg hlau, nws tuaj yeem ua raws li ob qho kev cuam tshuam tus neeg tawm tsam thiab ntsuas qhov ntsuas nrug.

"Ultrasonic" lub suab hais txog txhua yam saum toj ntawm cov suab nrov, thiab lub npe suav nrog txhua yam dhau 20, 000 Hz, lossis 20kHz! Tsis kim Ultrasonic sensors siv rau neeg hlau feem ntau ua haujlwm hauv thaj tsam ntawm 40 kHz txog 250 kHz thaum cov uas siv hauv cov cuab yeej siv kho mob nce mus txog 10Mhz.

Kauj Ruam 3: Cov Cuab Yeej Xav Tau

1. Multimeter
2. Cov qhob cij
3. Koob qhov ntswg pliers
4. Hlau Stripper
5. Hlau Cutter
6. Phom phom

MultimeterA Multimeter yog qhov cuab yeej siv yooj yim siv los ntsuas qhov hluav taws xob thiab kev tiv thaiv thiab txiav txim siab tias lub kaw lus kaw lawm. Zoo ib yam li debugging lub computer code, Multimeter pab koj "debug" koj cov khoom siv hluav taws xob.

Cov Khoom Siv Hauv Tsev

Kev npaj muaj txaus ntawm cov ntoo nyias thiab/lossis Plexiglas los ua cov txheej txheem cov khoom siv tau zoo heev. Cov hlau xws li txhuas thiab hlau feem ntau txwv rau cov uas nkag mus rau hauv lub tshuab khw txawm hais tias nyias txhuas tuaj yeem txiav nrog txiab thiab khoov los ntawm txhais tes. Cov khoom siv kho tshuab tuaj yeem tsim tau los ntawm cov khoom siv hauv tsev xws li ntim yas.

Txawm hais tias lwm cov ntaub ntawv xws li yas (ib sab ntawm Plexiglas), lossis ntau yam khoom siv txawv xws li fiberglass thiab carbon fiber tau, lawv yuav tsis raug txiav txim siab hauv phau ntawv qhia no. Ntau lub tuam txhab tsim khoom tau sau tseg tias nws tsis yooj yim rau cov neeg nyiam ua haujlwm feem ntau los tsim lawv tus kheej cov khoom siv thiab tau tsim cov khoom siv kho tshuab. Tus thawj coj hauv qhov no yog Lynxmotion uas muaj ntau yam kev tsim qauv neeg hlau nrog rau ntu uas xav tau los ua koj tus kheej cov neeg hlau.

Cov Cuab Yeej Siv Tes

Screwdrivers thiab cov cuab yeej ntawm ntau hom thiab ntau thiab tsawg (suav nrog cov cuab yeej cuab yeej cuab tam: cov ntsia hlau me me feem ntau muaj nyob hauv khw muag khoom daus las) yog qhov tsim nyog. Kev laum (tshwj xeeb tshaj yog lub laum xovxwm rau qhov ncaj) kuj tseem ceeb. Ib txhais tes pom txiav cov khoom siv hauv tsev (lossis tus router) kuj yog ib qho khoom muaj nqis. Yog tias pob nyiaj tso cai, ib lub rooj me me uas pom ($ 200 ntau) yog qhov cuab yeej los txiav txim siab.

Tsis Siv Neeg Breadboard

Lub lauj kaub tais diav uas tsis muaj plua plav tso cai rau koj ua kom zoo dua koj lub teeb thiab txuas cov khoom siv tau yooj yim. Ua ke nrog lub khob cij uas tsis muaj kab laug sab, koj yuav tsum yuav cov khoom siv ua ntej jumper hlau uas muaj ua ntej txiav thiab khoov cov xov hlau uas xav tau siv nrog lub khob cij tsis muaj kab. Qhov no ua kom sib txuas tau yooj yim heev.

Cov ntsia hlau me me teeb

Cov ntsia hlau me me no tsim nyog thaum ua haujlwm nrog cov khoom siv hluav taws xob. Tsis txhob yuam lawv ntau dhau txawm tias - lawv qhov loj me ua rau lawv tawg yooj yim dua.

Teeb tsa tus ntsia hlau tsis tu ncua

Txhua qhov kev cob qhia xav tau ntau yam cuab yeej lossis cuab yeej cuab tam uas suav nrog lub tiaj / Phillips thiab lwm lub taub hau ntswj taub hau.

Koob qhov ntswg pliers

txheej rab koob lub qhov ntswg yog qhov muaj txiaj ntsig zoo thaum ua haujlwm nrog cov khoom me me thiab ntu thiab yog qhov pheej yig heev ntxiv rau koj lub cuab yeej. Cov no txawv ntawm cov cuab yeej niaj hnub vim tias lawv tuaj txog ntawm qhov chaw uas tuaj yeem nkag mus rau thaj chaw me me.

Hlau strippers/cutters

Koj tab tom npaj yuav txiav ib lub xov hlau, tus xaim hluav taws xob tshem tawm yuav txuag koj lub sijhawm thiab kev rau siab. Cov hlua hlau, thaum siv kom raug, tsuas yog tshem tawm cov thaiv hluav taws xob thiab yuav tsis tsim cov kinks lossis ua rau cov neeg ua haujlwm puas tsuaj. Lwm txoj hauv kev rau cov xaim hluav taws xob xaim yog ib qho txiab txiab, txawm tias qhov kawg tuaj yeem cuam tshuam. Txiab, tus pas ntsuas, cwj mem, tus cwj mem cim, rab riam Exacto (lossis lwm yam cuab yeej txiav tes) Cov no yog yam tseem ceeb hauv txhua lub chaw haujlwm.

Kauj Ruam 4: Cov Qauv rau Codeing AVR

Xam qhov nrawm ntawm lub suab txheeb ze rau ultrasonic sensors

Kev ua lej tsawg, tab sis tsis txhob ntshai. Nws yooj yim dua li koj xav.

Qhov nrawm ntawm lub suab hauv huab cua qhuav ntawm chav sov (~ 20 ° C) = 343 meters/thib ob

Rau lub suab nthwv cua kom tsoo thiab ua kev ncig ncig mus rau qhov khoom ze yog = 343/2 = 171.5 m/txij li qhov ntau ntau ntawm qhov pheej yig ultrasonic sensor tsis ntau dua 5 meters (ncig ncig), nws yuav ua rau muaj kev nkag siab ntau ntxiv rau hloov cov chav rau centimeters thiab microseconds.

1 Meter = 100 centimeter 1 thib ob = 10^6 microseconds = (s/171.5) x (m/100 cm) x ((1x10^6)/s) = (1/171.5) x (1/100) x (1000000/ 1) = 58.30903790087464 us/cm = 58.31 us/cm (hloov mus rau ob tus lej los ua kom yooj yim dua)Yog li ntawd, lub sijhawm siv lub plawv dhia mus rau qhov khoom thiab thim rov qab 1 centimeter yog 58.31 microseconds.

me ntsis keeb kwm yav dhau ntawm AVR moos mus

Nws yuav siv tshooj sib txawv los nkag siab AVR moos mus, tab sis peb yuav luv luv nkag siab tias nws ua haujlwm li cas thiaj ua rau peb cov laij lej yooj yim dua

Rau peb qhov piv txwv, peb yuav siv AVR Draco board uas muaj 8-ntsis AVR-Atmega328P microcontroller. Txhawm rau ua tej yam yooj yim, peb yuav tsis hloov kho qhov teeb tsa ntawm lub microcontroller. Tsis muaj cov khoom siv fuse kov; Tsis muaj sab nrauv txuas nrog; Tsis mob taub hau. Ntawm lub Hoobkas teeb tsa, nws khiav ntawm 8MHz sab hauv oscillator nrog a /8 prescaler; Yog tias koj tsis nkag siab txhua qhov no, nws yooj yim txhais tau tias lub microcontroller tab tom khiav ntawm 1MHz sab hauv RC Oscillator thiab txhua lub voj voog siv sijhawm 1 microsecond.

1 2 1MHz = ntawm 1000000 cycles ib pliag Yog li, 1s/1000000 = 1/1000000 = 1us

AVR moos thiab kev hloov pauv nrug deb

Peb yuav luag nyob ntawd! Thaum peb paub yuav ua li cas hloov AVR moos hloov mus rau qhov deb mus los ntawm lub suab nthwv dej, kev siv lub logic hauv qhov program yog yooj yim.

Peb paub qhov nrawm ntawm lub suab ultrasonic ntawm qhov zoo ib puag ncig yog: 58.31 us/cm

Peb paub tias kev daws teeb meem ntawm AVR microcontroller yog 1us/moos voj voog (CLK)

Yog li ntawd, kev taug kev deb los ntawm lub suab ib teev moos (CLK) yog:

1 2 3 = (58.31 us/ cm) x (1us/ clk) = 58.31 moos mus/ cm lossis = 1/ 58.31 cm/ clk

Yog tias muaj pes tsawg lub moos mus nws yuav siv lub suab los taug kev thiab thaws rov qab tau paub, peb tuaj yeem suav tau yooj yim. Piv txwv li, yog tias lub ntsuas cua siv sijhawm 1000 teev mus ncig thiab thim rov qab, tom qab ntawd qhov deb ntawm lub ntsuas mus rau qhov khoom ze tshaj yog = 1000/58.31 = 17.15 cm (kwv yees.)

Puas yog txhua yam muaj txiaj ntsig tam sim no? Tsis yog? Nyeem dua

Yog tias koj paub meej nrog txhua qhov kev xav uas tau hais los saum no, peb yuav siv nws hauv qhov xwm txheej tiag tiag los ntawm kev txuas tus nqi pheej yig HC-SR04 ultrasonic sensor rau peb AVR Arduino board.

Kauj Ruam 5: Kev Sib Txuas Kho Vajtse:

Arduino Boardmakes nws yooj yim los txuas ib qho kev ntsuas sab nraud thiab tseem saib cov txiaj ntsig ntawm LCD. Rau kev ntsuas ntau yam ultrasonic, peb siv tus nqi pheej yig HC-SR04. Tus qauv muaj 4 tus pin uas tuaj yeem txuas nrog microcontroller board: VCC, TRIG, ECHO, thiab GND.

Txuas VCC tus pin rau 5V thiab GND tus pin rau hauv av ntawm Arduino board.

TRIG tus pin thiab ECHO tus pin tuaj yeem txuas nrog txhua tus pin uas muaj hauv pawg thawj coj saib. Kev xa yam tsawg kawg ntawm 10us 'siab' teeb liab los ua tus pin xa yim yim 40 kHz suab nthwv dej thiab rub tus ncha tus pin siab. Yog tias lub suab nrov tawm ntawm qhov khoom nyob ze thiab rov qab los, nws tau txais los ntawm kev tau txais kev hloov pauv thiab tus ncha tus pin tau rub 'qis'.

Lwm yam kev hloov pauv ntawm ultrasonic sensor modules kuj tseem muaj nrog tsuas yog 3 tus pin. Lub hauv paus ntsiab lus ua haujlwm tseem zoo ib yam, tab sis kev ua haujlwm ntawm txhais thiab echo pins tau ua ke rau hauv ib tus pin.

Ib zaug txuas nrog, Trigger thiab Echo Pins tuaj yeem teeb tsa los ntawm software. Txhawm rau ua qhov piv txwv no yooj yim, peb yuav tsis siv cov cuam tshuam cuam tshuam dab tsi (lossis Input Capture Pin) hauv qhov piv txwv no. Tsis siv cov cuam tshuam cuam tshuam pins tseem ua rau peb muaj kev ywj pheej los txuas tus qauv rau txhua tus pin uas muaj nyob ntawm pawg thawj coj saib.

Kauj ruam 6: Code

Cov cai hauv qab no tsuas muaj qhov txuas “ultrasonic” rau DC tswj lub cev siv H-Choj los ntawm tsab xov xwm dhau los. Thaum tus neeg hlau pom qhov teeb meem nyob rau hauv pem hauv ntej ntawm nws, nws tig ib puag ncig (qib kawm tsis raug) thiab txuas ntxiv mus tom ntej. Qhov kev ua haujlwm no tuaj yeem txuas ntxiv kom yooj yim tig mus thiab tshawb xyuas cov teeb meem tib lub sijhawm - yog li tus neeg hlau yuav tsis tig los, tab sis pib txav mus tom ntej tsuas yog thaum tsis pom qhov khoom.

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Kauj ruam 7: Yees duab

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