Sonda ultrasónica móvil Arduino: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

¿Alguna vez te has preguntado cómo explorar el interior de la pirámide? ¿La zona profunda y oscura del océano? ¿Una cueva recién descubierta? Estos lugares se consideran inseguros para que los hombres ingresen, por lo que se requiere una máquina no tripulada para realizar dicha exploración, como robots, drones, etc., generalmente equipados con cámaras, cámaras infrarrojas, etc. para ver y mapear el área desconocida en vivo, pero estos requiere cierta intensidad de luz, y los datos adquiridos son relativamente grandes. Por lo tanto, el sistema de sonar se considera una alternativa general.

Ahora, podemos construir un vehículo de radar sonar controlado a distancia mediante el uso de un sensor ultrasónico. Este método es económico, relativamente fácil de obtener los componentes y fácil de construir, y lo que es más importante, nos ayuda a comprender mejor el sistema básico de los instrumentos de cartografía y exploración aérea avanzados.

Paso 1: teoría básica

A. Sonar

El sensor ultrasónico HC-SR04 utilizado en este proyecto es capaz de escanear desde 2 cm hasta 400 cm. Conectamos el sensor a un servomotor para construir un sonar que funcione y gire. Configuramos el servo para que gire 0.1 segundo y se detenga por otros 0.1 segundo, simultáneamente hasta llegar a 180 grados, y repetimos volviendo a la posición inicial, y usando Arduino obtendremos la lectura del sensor en el momento cada vez que el servo se detenga. Combinando los datos, trazamos un gráfico de lecturas de distancia para un radio de 400 cm en un rango de 180 grados.

B. Acelerómetro

El sensor de acelerómetro MPU-6050 se utiliza para medir la cantidad de aceleraciones en los ejes x, y y z. A partir del cambio de medidas con una tasa de cambio de 0,3 segundos obtenemos desplazamientos alrededor de estos ejes, que se pueden combinar con los datos de la sonda para señalar la posición de cada escaneo. Los datos se pueden ver desde el monitor en serie en Arduino IDE.

C. Coche RC 2WD

El módulo utiliza 2 motores de CC controlados por el controlador de motor L298N. Básicamente, el movimiento está controlado por la velocidad de rotación (entre alta y baja) de cada motor y su dirección. En el código, los controles de movimiento (adelante, atrás, izquierda, derecha) se convierten en comandos para controlar la velocidad y la dirección de cada motor, luego se transmiten a través del controlador de motor que controla los motores. El módulo Bluetooth HC-06 se utiliza para proporcionar una conexión inalámbrica entre Arduino y cualquier dispositivo basado en Android. Una vez que el módulo está conectado con el pin de transmisión y recepción, se conecta con el dispositivo. El usuario puede instalar cualquier aplicación de control de Bluetooth y configurar 5 botones básicos y asignar comandos simples de (l, r, f, b y s) al botón una vez establecida la conexión. (el código de emparejamiento predeterminado es 0000) Luego, el circuito de control está listo.

D. Conexión con PC y resultado de datos

Los datos obtenidos deben transmitirse a la PC para que Arduino y MATLAB puedan leerlos y procesarlos. El método adecuado sería configurar una conexión inalámbrica utilizando un módulo wifi como ESP8266. El módulo configura una red inalámbrica y se requiere que la PC se conecte y lea a través del puerto de conexión inalámbrica para leer los datos. En este caso, todavía usamos un cable de datos USB para conectarnos a la PC para el prototipo.

Paso 2: Piezas y componentes

Paso 3: Montaje y cableado

1. Coloque el sensor ultrasónico en la mini protoboard y coloque la mini protoboard en el ala del servo. El servo debe colocarse en la parte delantera del equipo para automóvil.

2. Montaje del kit de coche siguiendo las instrucciones incluidas.

3. La posición del resto de las piezas se puede organizar libremente según la disposición del cableado.

4. Cableado:

Un poder:

Excepto por el controlador del motor L298N, el resto de las partes solo requieren una entrada de energía de 5V que se puede obtener del puerto de salida de 5V de Arduino, mientras que los pines GND al puerto GND de Arduino, por lo tanto, la potencia y GND se pueden alinear en la placa de pruebas. Para el Arduino, la energía se obtiene del cable USB, ya sea conectado a la PC o al banco de energía.

B. Sensor ultrasónico HC-SR04

Pin de gatillo - 7

Pin de eco - 4

C. Servo SG-90

Pin de control - 13

D. Módulo Bluetooth HC-06

Pin Rx - 12

Pin Tx - 11

* Comandos de Bluetooth:

Frente - 'f'

Atrás - 'b'

Izquierda - 'l'

Derecha - 'r'

Detenga cualquier movimiento - 's'

E. Acelerómetro MPU-6050

Pin SCL - Analógico 5

Pin SDA - Analógico 4

Pin INT - 2

F. Controlador de motor L298N

Vcc - batería de 9 V y salida Arduino de 5 V

GND - Cualquier batería GND y 9V

+5 - Entrada Arduino VIN

INA - 5

INB - 6

INC - 9

IND - 10

OUTA - Motor DC derecho -

OUTB - Motor DC derecho +

OUTC - Motor CC izquierdo -

OUTD - Motor CC izquierdo +

ENA - Driver 5V (Disyuntor)

ENB - Driver 5V (Disyuntor)

Paso 4: Código Arduino

Créditos a los creadores de códigos originales incluidos en el archivo y Satyavrat

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

Paso 5: Código MATLAB

Cambie el puerto COM según el puerto que esté utilizando.

El código obtendrá los datos transmitidos desde Arduino a través del puerto. Una vez que se ejecuta, recopila los datos con frecuencia siguiendo la cantidad de barridos que realiza la sonda. El código MATLAB en ejecución debe detenerse para obtener datos en forma de trazados gráficos de un arco. La distancia desde el punto central al gráfico es la distancia medida por el sonar.

Paso 6: Resultado

Paso 7: Conclusión

Para un uso de precisión, este proyecto está lejos de ser perfecto, por lo que no es adecuado para tareas de medición profesionales. Pero este es un buen proyecto de bricolaje para que los exploradores se familiaricen con los proyectos de sonar y Arduino.