Ուլտրաձայնային հեռահար որոնիչ ձեռնարկ ՝ Arduino- ով և LCD- ով ՝ 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Շատերը ստեղծել են Ուղեցույցներ, թե ինչպես օգտագործել Arduino Uno- ն ուլտրաձայնային տվիչով և, երբեմն, նաև LCD էկրանով: Այնուամենայնիվ, ես միշտ գտել եմ, որ այս մյուս հրահանգները հաճախ բաց են թողնում այն քայլերը, որոնք ակնհայտ չեն սկսնակների համար: Արդյունքում, ես փորձել եմ ստեղծել ձեռնարկ, որը կներառի բոլոր հնարավոր մանրամասները, որպեսզի մյուս սկսնակները, հուսով եմ, դասեր քաղեն դրանից:

Ես առաջին անգամ օգտագործեցի Arduino UNO, բայց գտա, որ այն մի փոքր մեծ էր այդ նպատակի համար: Հետո ես ուսումնասիրեցի Արդուինո Նանոյին: Այս փոքրիկ տախտակն առաջարկում է գրեթե այն ամենը, ինչ անում է ՄԱԿ -ը, բայց շատ ավելի փոքր հետքերով: Որոշ մանևրումների միջոցով ես այն հասցրեցի միևնույն տախտակի վրա, ինչպես LCD- ը, ուլտրաձայնային տվիչը և տարբեր լարերը, ռեզիստորները և պոտենցիոմետրը:

Արդյունքում կառուցվածքն ամբողջովին ֆունկցիոնալ է և լավ քայլ է ավելի մշտական տեղադրում կատարելու համար: Ես որոշեցի դարձնել իմ առաջին Instructable- ը `այս գործընթացը փաստաթղթավորելու համար և, հուսով եմ, կօգնեմ ուրիշներին, ովքեր ցանկանում են նույն բանը անել: Հնարավորության դեպքում ես նշել եմ, թե որտեղից եմ ստացել իմ տեղեկությունները, ինչպես նաև փորձել եմ հնարավորինս շատ օժանդակ փաստաթղթեր դնել էսքիզի մեջ, որպեսզի այն կարդացողը հասկանա, թե ինչ է կատարվում:

Քայլ 1: Ձեզ անհրաժեշտ մասեր

Կան միայն մի քանի մասեր, որոնք ձեզ անհրաժեշտ են, և, բարեբախտաբար, դրանք շատ էժան են:

1 - Ամբողջ չափի տախտակ (830 կապում)

1 - Arduino Nano (երկու կողմերում տեղադրված պին գլխագրերով)

1 - HC -SRO4 Ուլտրաձայնային տվիչ

1 - 16x2 LCD էկրան (տեղադրված է միայն մեկ վերնագիր): Նշում. Ձեզ անհրաժեշտ չէ այս մոդուլի ավելի թանկ I2C տարբերակը: Մենք կարող ենք ուղղակիորեն աշխատել 16 փին «հիմնական» միավորով

1 - 10 Կ պոտենցիոմետր

1 - Բալաստի դիմադրություն 16x2 լուսադիոդային լուսավորության հետ օգտագործելու համար (սովորաբար 100 Օմ - 220 Օմ, ես գտա, որ 48 Օմ դիմադրությունն ինձ համար ամենալավն էր աշխատում)

1 -1k Օմ բեռի սահմանափակման դիմադրություն -HC -SR04- ի հետ օգտագործելու համար

Հացաթղթերի լարեր տարբեր երկարությունների և գույների:

ԸՆՏՐՈԹՅՈՆ - Սեղանի էլեկտրամատակարարում - էներգիայի մոդուլ, որն անմիջապես միանում է տախտակին ՝ թույլ տալով լինել ավելի դյուրակիր ՝ համակարգչին միացված մնալու կամ համակարգը սնուցելու միջոցով Arduino Nano- ով:

1 - համակարգիչ/ նոութբուք `ձեր Arduino Nano- ն ծրագրավորելու համար: Նշում Ձեզ կարող են նաև անհրաժեշտ լինել CH340 վարորդներ, որոնք թույլ կտան ձեր Windows համակարգչին ճիշտ միանալ Arduino Nano- ին: Ներբեռնեք վարորդներին ԱՅՍՏԵ

1 - Arduino ինտեգրված զարգացման միջավայր (IDE) - Ներբեռնեք IDE- ն այստեղ

Քայլ 2: Տեղադրեք IDE- ն, այնուհետև CH340 վարորդները

Եթե դեռ չունեք տեղադրված IDE կամ CH340 վարորդները, շարունակեք այս քայլը

1) Ներբեռնեք IDE- ն այստեղից:

2) IDE- ի տեղադրման վերաբերյալ մանրամասն հրահանգներ կարելի է գտնել Arduino վեբ կայքում ԱՅՍՏԵ

3) Ներբեռնեք CH340 սերիական վարորդները ԱՅՍՏԵ:

4) Վարորդներին տեղադրելու մանրամասն հրահանգներին կարող եք ծանոթանալ ԱՅՍՏԵ:

Ձեր ծրագրային միջավայրը այժմ արդիական է

Քայլ 3. Բաղադրիչների տեղադրում

Նույնիսկ լիարժեք չափի հացահատիկի վրա սահմանափակ տարածք կա, և այս նախագիծը այն հասցնում է սահմանի:

1) Եթե դուք օգտագործում եք հացահատիկի սնուցման աղբյուր, առաջինը կցեք այն ձեր սեղանի տախտակի աջ կողմում

2) Տեղադրեք Arduino Nano- ն, որի USB պորտը գտնվում է աջ կողմում

3) Տեղադրեք LCD էկրանը տախտակի «վերևում» (տես նկարները)

4) Տեղադրեք HC-SR04- ը և պոտենցիոմետրը: Տեղ թողեք լարերի և դիմադրողների համար, որոնք նրանք կպահանջեն:

5) Ֆրիտզինգի դիագրամի հիման վրա միացրեք տախտակի բոլոր լարերը: Նկատի ունեցեք նաև 2 դիմադրության տեղադրումը տախտակի վրա: - Ես ձեզ ավելացրել եմ Fritzing FZZ ֆայլ, որը կարող եք ներբեռնել, եթե ձեզ հետաքրքրում է:

6) Եթե ՉԵՔ օգտագործում Breadboard- ի սնուցման աղբյուր, համոզվեք, որ գետնից և j տիպի տախտակի «ներքևից» վազող թռչկոտիչներ կան, որոնք վազում են «վերևի» համապատասխան գծերին `ապահովելու համար, որ ամեն ինչ հիմնավորվի և սնուցվում է

Այս կազմաձևի համար ես փորձեցի հաջորդաբար պահել LCD- ի կապումներն ու Arduino- ի կապումներն ամեն ինչ հնարավորինս պարզ դարձնելու համար (LCD- ի D7-D4- ը միանում է D7-D4- ին Nano- ի վրա): Սա նաև թույլ տվեց օգտագործել շատ մաքուր դիագրամ `էլեկտրագծերը ցուցադրելու համար:

Թեև շատ կայքեր պահանջում են 220 ohm ռեզիստոր ՝ 2x20 էկրանին LCD լուսավորությունը պաշտպանելու համար, ես իմ դեպքում դա չափազանց բարձր գտա: Փորձեցի մի քանի աստիճանաբար ավելի փոքր արժեքներ, մինչև չգտա մեկը, որն ինձ համար լավ էր աշխատում: Այս դեպքում այն աշխատում է 48 օմ դիմադրության վրա (դա այն է, ինչ հայտնվում է իմ օմ-մետրի վրա): Դուք պետք է սկսեք 220 Օմ -ով և աշխատեք միայն այն դեպքում, եթե LCD- ը բավականաչափ լուսավոր չէ:

Պոտենցիոմետրը օգտագործվում է LCD էկրանին հակադրությունը կարգավորելու համար, այնպես որ գուցե անհրաժեշտ լինի օգտագործել փոքր պտուտակահան ՝ ներքին վարդակից այն դիրքը դարձնելու համար, որն ավելի լավ է աշխատում ձեզ համար:

Քայլ 4: Arduino ուրվագիծ

Ես օգտագործել եմ մի քանի աղբյուրներ, որպես ոգեշնչում իմ ուրվագծի համար, բայց դրանք բոլորը զգալի փոփոխություններ էին պահանջում: Ես նաև փորձել եմ ամբողջությամբ մեկնաբանել ծածկագիրը, որպեսզի պարզ լինի, թե ինչու է յուրաքանչյուր քայլ կատարվում այնպես, ինչպես կա: Կարծում եմ, որ մեկնաբանությունները արդար տոկոսով գերազանցում են իրականում կոդավորման հրահանգներին !!!

Այս ուրվագծի ամենահետաքրքիր հատվածը, ինձ համար, պտտվում է Ուլտրաձայնային տվիչի շուրջ: HC-SR04- ը շատ էժան է (Ali Express- ում 1 ԱՄՆ դոլարից կամ կանադական դոլարից պակաս): Այն նաև բավականին ճշգրիտ է այս տիպի նախագծերի համար:

Սենսորի վրա կա 2 կլոր «աչք», բայց յուրաքանչյուրն ունի այլ նպատակ: Մեկը ձայնի արտանետողն է, մյուսը `ընդունիչը: Երբ TRIG քորոցը դրված է HIGH- ի վրա, իմպուլս է ուղարկվում: ECHO Pin- ը կվերադարձնի միլիվայրկյան արժեք, որը ընդհանուր հետաձգումն է զարկերակի ուղարկման և ստացման միջև: Սցենարում կան մի քանի պարզ բանաձևեր, որոնք կօգնեն Միլիվայրկյանները վերածել կամ Սանտիմետրերի, կամ դյույմների: Հիշեք, որ վերադարձված ժամանակը պետք է կիսով չափ կրճատվի, քանի որ զարկերակը գնում է դեպի օբյեկտ, այնուհետև ՎԵՐԱԴԱՐՁՈՄ ՝ երկու անգամ անցնելով տարածությունը:

Լրացուցիչ մանրամասների համար, թե ինչպես է աշխատում ուլտրաձայնային տվիչը, ես բարձր եմ առաջարկում Դեյան Նեդելկովսկու ձեռնարկը Howtomechatronics- ում: Նա ունի հիանալի տեսանյութ և դիագրամներ, որոնք բացատրում են հասկացությունը շատ ավելի լավ, քան ես կարող էի:

Նշում. Ձայնի արագությունը հաստատուն չէ: Այն տատանվում է ՝ կախված ջերմաստիճանից և ճնշումից: Այս նախագծի շատ հետաքրքիր ընդլայնումը կհանգեցնի ջերմաստիճանի և ճնշման սենսորի `« շեղումը »փոխհատուցելու համար: Ես այլընտրանքային ջերմաստիճանների մի քանի նմուշ եմ տվել որպես ելակետ, եթե ցանկանում եք հաջորդ քայլն անել:

Այս արժեքներին է հանգել ինտերնետային աղբյուրը, որը շատ ժամանակ է հատկացրել այս սենսորների հետազոտմանը: Ես խորհուրդ եմ տալիս Andreas Spiess- ի You Tube ալիքը `տարբեր հետաքրքիր տեսանյութերի համար: Ես քաշեցի այս արժեքները դրանցից մեկից:

// 340 Մ/վրկ ձայնի արագությունն է 15 աստիճան C (0.034 CM/վրկ) // 331.5 Մ/վրկ ձայնի արագությունն է 0 աստիճան C (0.0331.5 CM/վրկ)

// 343 Մ/վրկ ձայնի արագությունն է 20 աստիճան C (0.0343 CM/վրկ)

// 346 Մ/վրկ ձայնի արագությունն է 25 աստիճան C (0.0346 CM/վրկ)

LCD էկրանը մի փոքր դժվարություն է, միայն այն պատճառով, որ այն կառավարելու համար պահանջվում է շատ կապում (6!): Բացասականն այն է, որ LCD- ի այս հիմնական տարբերակը նույնպես շատ էժան է: Ես կարող եմ այն հեշտությամբ գտնել Aliexpress- ում կանադական 2 դոլարից պակաս գնով:

Բարեբախտաբար, այն միացնելուց հետո այն կառավարելը շատ ուղիղ առաջ է գնում: Դուք մաքրում եք այն, այնուհետև սահմանում, թե որտեղ եք ցանկանում ձեր տեքստը թողարկել, այնուհետև թողարկել մի շարք LCD: Տպել հրամաններ ՝ տեքստը և թվերը էկրանին մղելու համար: Ես գտա այս մասին հիանալի ձեռնարկ Վասկո Ֆերազից vascoferraz.com կայքում: Ես փոխեցի նրա քորոցների դասավորությունը, որպեսզի այն ավելի հասկանալի լինի սկսնակին (ինչպիսին ինքս եմ):

Քայլ 5: Եզրակացություն

Ես չեմ հավակնում լինել ոչ որպես էլեկտրատեխնիկ, ոչ էլ պրոֆեսիոնալ կոդավորող: (Սկզբում ես սովորեցի, թե ինչպես ծրագրավորում անել 1970 -ականներին): Դրա պատճառով ես գտնում եմ, որ ամբողջ Արդուինոյի տարածքը չափազանց ազատագրող է: Ես, միայն հիմնական գիտելիքներով, կարող եմ սկսել իմաստալից փորձերով: Ստեղծելով այնպիսի բաներ, որոնք իրականում աշխատում են և ցույց են տալիս բավականաչափ իրական օգտակարություն, որ նույնիսկ կինս ասում է «Cool!»:.

Ինչպես մենք բոլորս ենք անում, ես օգտագործում եմ ինտերնետից ինձ հասանելի ռեսուրսները ՝ սովորելու համար, թե ինչպես անել բաներ, այնուհետև դրանք կապում եմ միասին, հուսով եմ, որ ինչ -որ օգտակար բան կստեղծվի: Ես ամեն ինչ արել եմ այս աղբյուրում և իմ ուրվագծում նշված աղբյուրները գնահատելու համար:

Theանապարհին ես հավատում եմ, որ կարող եմ օգնել ուրիշներին, ովքեր նույնպես սկսում են իրենց ուսումնական ճանապարհը: Հուսով եմ, որ դուք գտել եք սա օգտակար Ուսուցիչ և ողջունում եմ ձեր ցանկացած մեկնաբանություն կամ հարց: