TrigonoDuino - Как измерить расстояние без датчика: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Этот проект предназначен для измерения расстояния без коммерческого датчика. Это проект по пониманию тригонометрических правил с конкретным решением. Его можно адаптировать для других тригонометрических вычислений. Cos Sin и другие работают с Math.h.

Это первая версия прототипа такого рода мер с лазерными лучами, любые предложения и советы приветствуются.

Он использует математику для измерения расстояния с помощью правил тригонометрии.

Он работает с двумя лазерными диодами, серводвигателем SG90, одним потенциометром 10k и Arduino Uno.

Точность составляет около + - 2 мм для расстояния <1 метра, расстояние отображается в сантиметрах. Если вы хотите преобразовать в дюймах, 1 см = 0, 393701 дюйм, вы должны разделить на 2, 54. Вы можете потерять точность с большим расстоянием из-за небольшого угла смещения на A (вместо 90 ° у вас может быть 90,05 °).

Объяснение:

Потенциометр перемещает лазер C на серводвигателе, это дает угол C для Arduino. Лазерная точка дает прямой угол. Переместите лазерную точку (C) с помощью потенциометра вверх, чтобы наложить два лазерных луча, это даст точку B.

Советы: Отрегулируйте лазерные лучи с помощью лазерной винтовой линзы, чтобы получить идеальную лазерную точку.

Шаг 1: Список деталей

Главный:

- Два лазера:

- Arduino Uno:

- Серводвигатель:

- потенциометр 10k:

- Dupont Wire:

Орудие труда:

- Паяльник:

(У меня есть этот и очень хороший паяльник, на работе пользую Weller, но для себя использую)

Вариант:

- Резисторы:

Шаг 2: Подключение электроники

Подключите диодные эмиттеры, 5V к красному проводу, а GND к синему проводу.

Подключите красный сервопривод к 5 В, черный к GND и оранжевый к цифровому контакту 3 Arduino.

Подключите левый контакт потенциометра к цифровому контакту 8, правый контакт - к цифровому контакту 9, а средний контакт - к аналоговому контакту A0. Левая булавка у меня фиолетовая.

Перед включением посмотрите схему. Будьте осторожны с лазерными лучами, это может повредить вам глаза. Вы можете добавить резисторы между красным проводом диодов и ардуино, на модуле KY008 используется 10 кОм.

Совет: нужен припой для подготовки проводов Dupont для лазеров и потенциометров.

Шаг 3: 3D-печать пластины

Разработано с помощью Autocad и экспортировано в формат STL.

www.autodesk.fr/products/autocad/overview

Вам лучше подойдет печатная упрощенная версия, для фиксации используйте винт из комплекта SG90. Центр сервопривода должен быть справа от опоры, как на картинке.

Важный:

Установите сервопривод на (0) градус, прежде чем вставлять вторую деталь в серводвигатель. Поместите указатели лазеров параллельно с сервоприводом на (0), замените val на 0: monServomoteur.write (0);.

Пока не вставляйте, дождитесь окончания следующего шага.

Шаг 4: Код Arduino

Вы можете найти код для его использования.

Загрузите и установите Arduino IDE:

Требуется добавить в проект библиотеку Math.h.

Треугольник - это прямоугольник на углу A, мы знаем AC как 14 см, а серводвигатель дает угол C, также мы вычисляем угол B для измерения расстояния AB с Tan (B), B - это соединение между двумя лазерными точками. Общий угол треугольника равен 180 °, а угол 90 ° - A.

Измерение расстояния начинается возле лазера на углу.

Если у вас нет OLED-экрана, используйте TrigonoDuinoSerial.ino. Я использовал Oled-экран SSD1306 для работы без компьютера.

Nb: Можете ли вы изменить 4064 на 1028, это зависит от платы Arduino. Для меня аналоговый вывод Wavgat R3 возвращал значение от 0 до 4064, но для некоторых других это 0 и 1028.

Изменить: функция карты не подходит для точности, режим расчета был изменен в новой версии кода для использования двойного вместо длинного типа переменной. Цикл «For» был увеличен для более стабильной работы серводвигателя.

При установке лазеров на свои места установите servo.write на 0 и приклейте удерживающий корпус лазера в центре сервопривода. Лазеры должны быть параллельны. Установите лазерные лучи на одинаковую высоту, а указатели должны находиться на том же расстоянии, что и сами лазеры.

Шаг 5: Тестовая мера

Теперь приступим к измерительному тесту. При необходимости отрегулируйте длину переменного тока по центру корпуса лазера.

Медленно, с небольшим шагом поверните потенциометр. Вы можете отрегулировать фокусировку лазера (повернуть лазерную головку винта) для точного наведения на большое расстояние.

Вы можете измерить несколько метров с помощью этого устройства, но точность будет менее точной. Измерения ниже 1 метра действительно хороши.

Вперед:

Например, вы можете поместить второй сервопривод под первый лазер для измерения, но для этого потребуется больше вычислений. Это могло бы быть отличной вещью для молодых студентов, изучающих тригонометрию, учитывая реальное применение математики.

Вы можете поставить более качественный серводвигатель и добавить несколько потенциометров для увеличения точности (например, 1 потенциометр на 15 °) и диапазона измерения расстояния.

Можно добавить боковое смещение сервопривода для быстрого изменения длины переменного тока.