ባለሁለት ዳሳሽ ኢኮ መፈለጊያ: 7 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:31

ይህ ትምህርት ሰጪው አርዱዲኖን ፣ ሁለት የአልትራሳውንድ ዳሳሾችን እና የሦስት ማዕዘኖችን የሄሮን ቀመር በመጠቀም የነገሩን ቦታ እንዴት እንደሚለዩ ያብራራል። የሚንቀሳቀሱ ክፍሎች የሉም።

የሄሮን ቀመር ሁሉም ጎኖች የሚታወቁበትን ማንኛውንም የሶስት ማዕዘን ቦታ ለማስላት ያስችልዎታል። የሶስት ማዕዘን አካባቢን አንዴ ካወቁ ፣ ከዚያ ትሪጎኖሜትሪ እና ፓይታጎራስን በመጠቀም የአንድ ነገር (ከታዋቂው የመነሻ መስመር አንፃር) አቀማመጥን ማስላት ይችላሉ።

ትክክለኝነት በጣም ጥሩ ነው። ትላልቅ የመለየት ቦታዎች በተለምዶ የሚገኙትን HC-SR04 ፣ ወይም HY-SRF05 ፣ ለአልትራሳውንድ ዳሳሾች በመጠቀም ይቻላል።

ግንባታው ቀላል ነው… የሚፈለገው ሹል ቢላ ፣ ሁለት መልመጃዎች ፣ የሽያጭ ብረት እና የእንጨት መሰንጠቂያ ነው።

ምስሎች

• የቪዲዮ ቅንጥቡ ክፍሉን በስራ ላይ ያሳያል።
• ፎቶ 1 የተሰበሰበውን “ኢኮ አመልካች” ያሳያል
• ፎቶ 2 የተለመደ ማሳያ ያሳያል። ነገሩ ቀይ (ብልጭ ድርግም) ነጥብ ነው።
• ፎቶ 3 የቪዲዮ ሙከራ ቅንብሩን ያሳያል። የምርመራውን ቦታ በድምፅ ሙሉ በሙሉ “ለማብራት” ሁለቱን የ HY-SRF05 ultrasonic sensors ከመነሻው 50 ሴ.ሜ በታች ማስቀመጥ አስፈላጊ ነበር።

ደረጃ 1 የሽቦ ዲያግራም

ፎቶ 1 ለ “ባለሁለት ዳሳሽ አስተጋባ አመልካች” የሽቦ ዲያግራምን ያሳያል።

የማስተላለፊያ (ቲ) አስተላላፊው ላይ በርካታ የማሸጊያ ቴፕ ንብርብሮችን በማስቀመጥ ዳሳሽ ቢ “ተገብሮ” ተብሎ ይተረጎማል። ይህ ቴፕ አለበለዚያ የሚወጣውን የአልትራሳውንድ ድምጽ ያግዳል።

ደረጃ 2 - ክፍሎች ዝርዝር

በፎቶ 1 ላይ እንደሚታየው ይህንን ፕሮጀክት ለማጠናቀቅ በጣም ጥቂት ክፍሎች ያስፈልጋሉ

የሚከተሉት ክፍሎች የተገኙት ከ

• በዩኤስቢ ገመድ 1 Arduino Uno R3 ብቻ ተጠናቀቀ
• 2 ብቻ HY-SRF05 ፣ ወይም HC-SR04 ፣ ultrasonic transducers

የሚከተሉት ክፍሎች በአካባቢው ተገኝተዋል-

• 1 ወንድ አርዱዲኖ የራስጌ ድርድር ብቻ
• 2 ሴት አርዱinoኖ ራስጌ ጭረቶች ብቻ
• 2 ቁርጥራጭ የአልሙኒየም ቁርጥራጮች ብቻ
• 2 ትናንሽ እንጨቶች ብቻ
• 2 ትናንሽ ብሎኖች ብቻ
• 3 የኬብል ግንኙነቶች ብቻ
• 4 ርዝመቶች ብቻ በፕላስቲክ የተሸፈነ ሽቦ (የተለያዩ ቀለሞች) [1]

ማስታወሻ

[1]

የእያንዳንዱ ሽቦ ጠቅላላ ርዝመት በአነፍናፊዎቹ መካከል የሚፈለገውን ርቀት እና ለመሸጫ ትንሽ መጠን እኩል መሆን አለበት። ከዚያ በኋላ ሽቦዎቹ አንድ ላይ ተጣምረው ገመድ ይሠራሉ።

ደረጃ 3 ንድፈ ሃሳብ

የጨረር ቅጦች

ፎቶ 1 ለ transducer A እና transducer ለ የተደራረቡ የጨረር ንድፎችን ያሳያል።

ዳሳሽ ሀ በ “ቀይ አካባቢ” ውስጥ ከማንኛውም ነገር ማሚቶ ይቀበላል።

ዳሳሽ ቢ (ኢንስፔክተር) የሚያስተጋባው ነገር በ “ማዌቭ አካባቢ” ውስጥ ከሆነ ብቻ ነው። ከዚህ አካባቢ ውጭ የአንድን ነገር አስተባባሪ መወሰን አይቻልም። [1]

አነፍናፊዎቹ በሰፊው ከተራዘሙ ትልቅ “mave” ማወቂያ ቦታዎች ሊኖሩ ይችላሉ።

ስሌቶች

ከፎቶ 2 ጋር በማጣቀስ -

የማንኛውም ትሪያንግል ስፋት ከቀመር ቀመር ሊሰላ ይችላል-

አካባቢ = መሠረት*ቁመት/2 …………………………………………………………………………………. (1)

ቀመር እንደገና ማቀናጀት (1) ቁመቱን ይሰጠናል (Y-coordinate)

ቁመት = አካባቢ*2/መሠረት …………………………………………………………………………………. (2)

እስካሁን በጣም ጥሩ… ግን አካባቢውን እንዴት እናሰላለን?

መልሱ ሁለት የአልትራሳውንድ አስተላላፊዎችን የሚታወቅ ርቀት (የመነሻ መስመር) ቦታን ማስቀመጥ እና እያንዳንዱ አነፍናፊ አልትራሳውንድ በመጠቀም ከእቃው ያለውን ርቀት መለካት ነው።

ፎቶ 2 ይህ እንዴት ሊሆን እንደሚችል ያሳያል።

አስተላላፊ ሀ በሁሉም አቅጣጫ ከእቃው ላይ የሚወጣውን የልብ ምት ይልካል። ይህ የልብ ምት በ transducer A እና transducer B. ይሰማል።

ወደ ተርጓሚ ሀ የሚመለስበት መንገድ በቀይ ይታያል። በሁለት ሲከፈል እና የድምፅ ፍጥነት ወደ ውስጥ ሲገባ ፣ ከቀመር ቀመር “d1” ርቀትን ማስላት እንችላለን- [2]

d1 (ሴ.ሜ) = ጊዜ (ማይክሮ ሰከንዶች)/59 ……………………………………………………… (3)

ወደ ተርጓሚ ቢ የሚወስደው መንገድ በሰማያዊ ይታያል። ከዚህ የመንገድ ርዝመት “d1” ርቀትን ከቀነስን “d2” ርቀትን እናገኛለን። “D2” ን ለማስላት ቀመር - [3]

d2 (ሴሜ) = ጊዜ (ማይክሮ ሰከንዶች/29.5 - d1 …………………………………………. (4)

አሁን የሶስት ማዕዘኑ ኤቢሲ ሦስቱም ጎኖች ርዝመት አለን… ወደ “ሄሮን” ይግቡ

የሄሮን ቀመር

የሄሮን ቀመር እያንዳንዱን የሶስት ጎን ሦስት ጎኖች የሚጨምሩበት እና ውጤቱን በሁለት የሚከፋፈሉበት “ከፊል ፔሪሜትር” የሚባል ነገር ይጠቀማል።

s = (a+b+c)/2 ………………………………………………………………………………………. (5)

አከባቢው አሁን የሚከተለውን ቀመር በመጠቀም ሊሰላ ይችላል-

አካባቢ = sqrt (s*(s-a)*(s-b)*(s-c)) …………………………………………………………………. (6)

አካባቢውን ካወቅን በኋላ ከላይ ካለው ቀመር (2) ከፍታውን (Y-coordinate) ማስላት እንችላለን።

ፓይታጎራስ

የ X- አስተባባሪ አሁን ቀጥ ያለ ማዕዘን ያለው ሦስት ማዕዘን ለመፍጠር ከሦስት ማዕዘኑ ጫፍ ወደ መጀመሪያው መስመር ቀጥ ብሎ በመውጣት ሊሰላ ይችላል። ኤክስ-አስተባባሪ አሁን ፓይታጎራስን በመጠቀም ሊሰላ ይችላል-

c1 = ስኩዌር (ቢ 2 - h2) ………………………………………………………………………………….. (7)

ማስታወሻዎች

[1]

የዒላማው አካባቢ ዳሳሾቹን ከመነሻው በታች በማስቀመጥ ሙሉ በሙሉ በድምፅ “ሊበራ” ይችላል።

[2]

የቋሚነት 59 እሴት እንደሚከተለው ተገኘ።

የድምፅ ፍጥነት በግምት 340m/S ሲሆን 0.034cm/uS (ሴንቲሜትር/ማይክሮሰንድ) ነው።

የ 0.034 ሴሜ/ዩኤስ ተቀራራቢው 29.412uS/ሴ.ሜ ሲሆን የመመለሻ መንገዱን በ 2 ሲባዛ 58.824 ወይም 59 ሲጠጋ።

የአየር ሙቀት ፣ እርጥበት እና ግፊት ግምት ውስጥ በማስገባት ይህ እሴት ወደላይ/ወደታች ሊስተካከል ይችላል።

[3]

ለቋሚ 29.5 እሴት እንደሚከተለው ተገኘ።

የመመለሻ መንገድ የለም ስለዚህ 29.5 ን እንጠቀማለን ይህም በ [2] ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለውን ግማሽ ዋጋ ነው።

ደረጃ 4 - ግንባታ

የመጫኛ ቅንፎች

በትምህርቴ ውስጥ የተገለጸውን ዘዴ በመጠቀም ከ 20 የመለኪያ የአልሙኒየም ወረቀት ሁለት የመገጣጠሚያ ቅንፎች ተሠርተዋል

የእኔ ቅንፎች ልኬቶች በፎቶ 1 ውስጥ ይታያሉ።

“መነሻ” ምልክት የተደረገባቸው ሁለቱ ቀዳዳዎች ለእያንዳንዱ ዳሳሽ ሕብረቁምፊ ለማያያዝ ነው። በቀላሉ ለማዋቀር በሚፈለገው ክፍተት ላይ ሕብረቁምፊውን ያጥፉት።

ዳሳሽ ሶኬቶች

የመዳሰሻ ሶኬቶች (ፎቶ 2) ከመደበኛ የአርዱዲኖ ራስጌ ሶኬቶች ተሠርተዋል።

ሁሉም የማይፈለጉ ፒኖች ተጎትተው በ 3 ሚ.ሜ ቀዳዳ በፕላስቲክ ተቆፍረዋል።

ግንኙነቶችን በሚሸጡበት ጊዜ ሽቦዎቹን ወደ አልሙኒየም ቅንፍ እንዳያሳጥሩ ጥንቃቄ ያድርጉ።

የጭንቀት ማስታገሻዎች

በእያንዳንዱ የኬብሉ ጫፍ ላይ ትንሽ የሙቀት-አማቂ ቱቦዎች ሽቦዎቹ እንዳይፈቱ ይከላከላል።

የማይፈለጉ የኬብል እንቅስቃሴን ለመከላከል የገመድ ትስስሮች ጥቅም ላይ ውለዋል።

ደረጃ 5 የሶፍትዌር ጭነት

በዚህ ትዕዛዝ ውስጥ የሚከተለውን ኮድ ይጫኑ

አርዱዲኖ አይዲኢ

አርዱዲኖ አይዲኢ (የተቀናጀ የልማት አከባቢ) ከ https://www.arduino.cc/en/main/software አስቀድሞ ካልተጫነ ያውርዱ እና ይጫኑ።

ሂደት 3

ፕሮሰሲንግ 3 ን ከ https://processing.org/download/ ያውርዱ እና ይጫኑ

አርዱዲኖ ንድፍ

የተያያዘውን ፋይል ይዘቶች ፣ “dual_sensor _echo_locator.ino” ፣ ወደ Arduino “sketch” ውስጥ ይቅዱ ፣ ያስቀምጡ ፣ ከዚያ ወደ አርዱዲኖ ዩኖ R3 ይስቀሉት።

የ Ardino IDE ን ይዝጉ ነገር ግን የዩኤስቢ ገመዱን እንደተገናኙ ይተውት።

ረቂቅ በማስኬድ ላይ

የተያያዘውን ፋይል ይዘቶች ፣ “dual_sensor_echo_locator.pde” ወደ ማቀናበር “ንድፍ” ይቅዱ።

አሁን ከላይ በስተግራ “አሂድ” ቁልፍን ጠቅ ያድርጉ… የግራፊክስ ማያ ገጽ በማያ ገጽዎ ላይ መታየት አለበት።

ደረጃ 6: ሙከራ

የአርዱዲኖ ዩኤስቢ ገመድ ከፒሲዎ ጋር ያገናኙ

በእርስዎ ሂደት 3 IDE (የተቀናጀ የልማት አከባቢ) ላይ “ከላይ-ግራ” አሂድ ቁልፍን ጠቅ በማድረግ “dual_sensor_echo_locator.pde” ን ያሂዱ።

በነጠላ ሰረዝ የተለዩ ቁጥሮች በፎቶ 1 እንደሚታየው በማያ ገጽዎ ላይ መውረድ መጀመር አለባቸው።

ጅምር ላይ የስህተት መልእክት

ጅምር ላይ የስህተት መልእክት ሊያገኙ ይችላሉ።

እንደዚያ ከሆነ በፎቶ 1 መስመር 88 ላይ ከ “COM” ወደብዎ ጋር ከተዛመደው ቁጥር ጋር እንዲዛመድ ይለውጡ።

በእርስዎ ስርዓት ላይ በመመስረት በርካታ “COM” ወደቦች ሊዘረዘሩ ይችላሉ። ከቁጥሮቹ አንዱ ይሠራል።

በፎቶ 1 ውስጥ ቁጥሩ [0] ከእኔ “COM4” ጋር የተቆራኘ ነው።

የእርስዎን ዳሳሾች አቀማመጥ

ከፊት ለፊት 100 ሴ.ሜ ካለው ነገር ጋር ዳሳሾችዎን በ 100 ሴ.ሜ ርቀት ውስጥ ያስቀምጡ።

ሁለቱንም ዳሳሾች ቀስ በቀስ ወደ ምናባዊ 1 ሜትር ካሬ ጥግ አቅጣጫ ያዙሩ።

ዳሳሾቹን በሚያሽከረክሩበት ጊዜ በግራፊክስ ማሳያ ላይ የሚያብለጨልጭ ቀይ ነጥብ የሚታይበትን ቦታ ያገኛሉ።

ዳሳሾች አንዴ ነገርዎን ካገኙ በኋላ ተጨማሪ ውሂብ (ፎቶ 2) ይታያል።

• ርቀት 1
• ርቀት 2
• የመነሻ መስመር
• ማካካሻ
• ከፊል ፔሪሜትር
• አካባቢ
• X ማስተባበር
• Y ማስተባበር

ደረጃ 7: ማሳያ

ማሳያው የተጻፈው ፕሮሰሲንግ 3 ን በመጠቀም ነው … 100 ሴ.ሜ መነሻ መስመር ይታያል።

የመነሻ መስመርን መለወጥ

የእኛን መነሻ ከ 100 ሴ.ሜ ወደ 200 ሴ.ሜ እንለውጥ -

“ተንሳፋፊ መነሻ መስመር = 100” ን ይቀይሩ “ተንሳፋፊ መስመር = 200;” ን ለማንበብ በማቀናበሩ ራስጌ ውስጥ

“100” እና “200” ን ለማንበብ በሂደት “draw_grid ()” አሠራር ውስጥ “50” እና “100” መሰየሚያዎችን ይለውጡ።

ማካካሻውን መለወጥ

ዳሳሾችን ከመነሻው በታች ካስቀመጥን ትላልቅ የዒላማ አካባቢዎች ክትትል ሊደረግባቸው ይችላል።

ይህንን ለማድረግ ከመረጡ በማቀናበሩ ራስጌ ውስጥ ተለዋዋጭ “ማካካሻ” መለወጥ አለበት።

ሌሎች አስተማሪዎቼን ለማየት እዚህ ጠቅ ያድርጉ።