Zaloguj się
Wszystkie
22 kwietnia 2025
78
Na wyświetlaczu rysowana jest półokrągła tarcza radarowa z zaznaczonymi kątami 15°, 30°, 45° itd. Pokazywany jest animowany proces skanowania. Po wykryciu obiektu wyświetlana jest odległość od niego i kąt, a kierunek jest zaznaczany na tarczy radaru czerwonymi liniami.
Cały „radar” jest systemem bezprzewodowym. Składa się z dwóch jednostek: nadajnika i odbiornika. Nadajnik w sposób ciągły skanuje falami ultradźwiękowymi półokrągły obszar o promieniu około 500 cm. Po wykryciu obiektu nadajnik mierzy jego odległość i kąt, a następnie wysyła te parametry przez radio do odbiornika znajdującego się w pewnej odległości. Zasięg transmisji wynosi w prostej linii ponad kilometr. Odbiornik pokazuje na wyświetlaczu tarczę radaru i animację procesu skanowania, podaje też odległość i kąt obiektu.
Nadajnik zawiera ultradźwiękowy czujnik pomiaru odległości (UDM) typu HC-SR04, płytkę mikrokontrolera Arduino Nano (MCU) oraz radiowy moduł nadawczo-odbiorczy (HC-12). Odbiornik również składa się z płytki Arduino i modułu HC-12, zawiera ponadto wyświetlacz TFT LCD o przekątnej 10,9 cm (4,3 cala) i rozdzielczości 480×320 px z łączem SPI. Podzespoły urządzenia są wymienione w liście elementów.
Układ i działanie
Prześledźmy działanie skanera radarowego w oparciu o jego schemat blokowy.
Najpierw nadajnik. Sekcja ta składa się z czujnika ultradźwiękowego (HC-SR04), serwa, płytki Arduino Nano i modułu radiowego.
Czujnik ultradźwiękowy HC-SR04 służy do wysyłania fali ultradźwiękowej i odbierania fali odbitej od obiektu znajdującego się przed czujnikiem. Mierzona jest odległość od obiektu. Czujnik wytwarza przebieg prostokątny z modulacją szerokości impulsu (PWM), a szerokość ta jest proporcjonalna do odległości od obiektu. Serwo obraca czujnik ultradźwiękowy w lewo i prawo w zakresie 0...180°. Skanowany jest więc obszar półokręgu. Moduł radiowy, pracujący na częstotliwości nośnej 434 MHz, służy do przesyłania w formacie szeregowym wartości odległości i kąta wykrytego obiektu.
Głównym elementem tej sekcji jest Arduino Nano. Steruje on serwo przebiegiem PWM, obracając moduł w zakresie od 0° do 180°. Mierzy szerokość impulsów na wyjściu czujnika ultradźwiękowego i na tej podstawie oblicza odległość od obiektu.
Wysyła łączem szeregowym obliczoną odległość i kąt obiektu do modułu radiowego.
Sekcja nadajnika składa się z czterech podstawowych elementów: czujnika HC-SR04, serwomotoru, modułu radiowego HC-12 i płytki Arduino Nano. Ich wzajemne połączenia są następujące: moduł czujnika HC-SR04 ma cztery piny: Vcc, Gnd, Trig i Echo. Vcc jest podłączone do 5 V płytki Arduino, Gnd do masy, natomiast piny Trig i Echo – odpowiednio do pinów D5 i D6 płytki Arduino. Serwomotor ma trzy zaciski: Vcc, Gnd i Signal. Vcc jest dołączone do 5 V Arduino, Gnd do masy, Signal do pinu wyjściowego PWM D11 płytki Arduino. Moduł HC-12 ma zaciski Vcc, Gnd, Tx i Rx. Vcc jest dołączony do 5 V Arduino, Gnd do masy, a piny Tx i Rx odpowiednio do pinów D3 i D4 w Arduino.
Teraz sekcja odbiornika. Sekcja składa się z trzech elementów: Arduino Nano, nadawczo-odbiorczego modułu radiowego oraz wyświetlacza TFT o przekątnej 10,9 cm (4,3 cala).
Również tu centralnym elementem jest Arduino Nano. Moduł radiowy odbiera informacje o odległości i kącie obiektu i wysyła je szeregowo do Arduino, który z kolei wyświetla te informacje na wyświetlaczu. Wyświetlana jest półokrągła tarcza radaru i przeprowadzana animacja procesu skanowania obiektu.
Odbiornik zawiera wyświetlacz TFT LCD, moduł HC-12 i płytkę Arduino. Zamiast Arduino Nano można użyć Arduino Uno, jak w prototypie. Zamiana taka nie ma wpływu na działanie urządzenia.
Moduł HC-SR04 jest zamontowany na wałku serwomotoru. Z korpusem serwomotoru połączona jest tarcza z podziałką kątową 0...180°, a do jego wałka przymocowany jest wskaźnik. Gdy serwomotor obraca się, na tarczy jest wskazywany kąt obrotu. Ponieważ do wałka jest również przymocowany czujnik HC-SR04, kąt obrotu jest kątem widzenia wykrywanego obiektu.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
