Radar ko'zoynaklari: 14 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

O'tgan yoz Meynda ta'tilda bo'lganimizda, biz boshqa er -xotin bilan uchrashdik: Mayk va Linda. Linda ko'r edi va birinchi farzandi tug'ilganidan beri ko'r edi. Ular, albatta, juda yaxshi edi va biz birgalikda kulishdi. Uyga kelganimizdan so'ng, ko'r bo'lish qanday bo'lardi, deb o'ylay olmadim. Ko'zi ojiz itlar va qamishchalarni ko'radi va men ishonamanki, ularga yordam beradigan boshqa ko'p narsalar bor. Ammo shunga qaramay, juda ko'p qiyinchiliklar bo'lishi kerak. Men nima bo'lishini tasavvur qilishga harakat qildim va men elektronika bilan shug'ullanadigan odam sifatida, agar qila oladigan biror narsa bo'lsa, hayron bo'ldim.

Men bir yozda 20 yoshimda payvandchi bilan ko'zlarimni kuydirdim (uzun hikoya … soqov bola). Bu men hech qachon unutmayman. Yaxshiyamki, bir kun davomida ko'zlarim yamalgan edi. Esimda, onam meni ko'chadan o'tkazmoqchi bo'lgan. Men undan mashinalar to'xtab qolganmi, deb so'rayverardim. U shunday dedi: "Men sening onangman … seni tirbandlikka olib chiqaman deb o'ylaysanmi?" O'smirlik chog'ida qanday dweeb bo'lganimni eslayotib, hayron bo'ldim. Lekin yurganimda yuzimga biror narsa uriladimi yoki yo'qmi, bilolmay o'zimni tuta olmadim. Yamoqlarni olib tashlaganimizda men juda xursand bo'ldim va yengil tortdim. Bu mening hayotimda ko'rlik bilan bog'liq bo'lgan "tajribaga" yaqin bo'lgan yagona narsa.

Yaqinda men ishdagi yosh do'stimning o'ng ko'zidan ko'zi ojiz qolgani va uning o'ng tomonida biror narsa borligini aytish uchun men yasagan qurilma haqida yana bir ko'rsatma yozdim. Agar siz o'qishni xohlasangiz, bu erda. Bu qurilmada ST Electronics kompaniyasining Parvoz vaqti sensori ishlatilgan. Loyihani tugatgandan bir daqiqa o'tgach, men ko'rlarga yordam beradigan qurilma yasashga qaror qildim. Men bu loyihada ishlatgan VL53L0X sensori VL53L1X deb nomlangan katta akasi/singlisi sensori bor. Bu qurilma VL53L0X ga qaraganda katta masofani o'lchashi mumkin. Adafruit -dan VL53L0X va VL53L1X uchun Sparkfun -dan chiqib ketish taxtasi bor edi. Men old tomonida VL53L1X bilan ko'zoynak va burun ko'prigi yaqinidagi ko'zoynak orqasida haptikli teskari aloqa moslamasini (tebranuvchi dvigatel) yaratishga qaror qildim. Men dvigatelni ob'ektga bo'lgan masofaga teskari proportsional ravishda tebratardim, ya'ni ob'ekt ko'zoynakka qanchalik yaqin bo'lsa, shunchalik tebranadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, VL53L1X juda tor ko'rish maydoniga ega (15-27 daraja orasida programlanadigan), ular juda yo'naltirilgan. Bu juda muhim, chunki u yaxshi aniqlikni beradi. Gap shundaki, foydalanuvchi radar antennasi kabi boshini qimirlata oladi. Bu tor FOV bilan birga foydalanuvchiga turli masofadagi ob'ektlarni yaxshiroq aniqlash imkonini beradi.

VL53L0X va VL53L1X datchiklari haqida eslatma: ular parvoz vaqti sensorlaridir. Bu shuni anglatadiki, ular LASER pulsini yuboradilar (kam quvvat va infraqizil spektrda, shuning uchun ular xavfsiz). Sensor qaytarilgan pulsning qaytishini ko'rish uchun qancha vaqt ketishini ko'rsatadi. Shunday qilib, masofa X vaqtiga teng, biz hammamiz matematika/fan darslaridan eslaymiz, to'g'rimi? Shunday qilib, vaqtni ikkiga bo'ling va yorug'lik tezligiga ko'paytiring va siz masofani olasiz. "Instructables" ning boshqa a'zosi ta'kidlaganidek, ko'zoynakni LiDAR ko'zoynagi deb atash mumkin edi, shuning uchun LASER yordamida yorug'lik masofasi va diapazoni (LiDAR) ishlatiladi. Lekin aytganimdek, hamma ham LiDAR nima ekanligini bilmaydi, lekin menimcha, ko'pchilik RADARni biladi. Va infraqizil nur va radio elektromagnit spektrning bir qismi bo'lsa -da, yorug'lik mikroto'lqinli chastotalar kabi radio to'lqin hisoblanmaydi. Shunday qilib, men unvonni RADAR sifatida qoldiraman, lekin endi tushunding.

Bu loyiha, biz ko'rib turganimizdek, boshqa loyihaning sxemasi bilan bir xil. Loyihaning asosiy savollari shundaki, biz elektronikani ko'zoynakka qanday o'rnatamiz va qanday ko'zoynakdan foydalanamiz?

1 -qadam: ko'zoynak

Men, ehtimol, oddiy ko'zoynakni yasab, ularni 3D printerim bilan chop etishga qaror qildim. Men, shuningdek, faqat ko'zoynak skeleti yoki ramkasini 3D bosib chiqarishim kerak deb qaror qildim. Men komponentlarni lehimlash uchun bosilgan elektron kartani qo'shardim. Bosilgan elektron karta (protoboard) ramkalarga biriktiriladi, bu esa butun yig'ilishga kuch beradi. Ramkalarning 3D tasviri yuqorida ko'rsatilgan.

STL fayllari ham ushbu bosqichga biriktirilgan. Uchta fayl bor: left.stl, right.stl (naushniklar/qo'llar) va ko'zoynaklar.stl (ramkalar).

2 -qadam: bosilgan elektron karta

Men Adafruit Perma-Proto to'liq o'lchamli non panelidan foydalandim. Men non taxtasini ko'zoynak oldiga qo'ydim va ularni o'rtasiga joylashtirdim. Ko'zoynakning yuqori qirrasi hatto protobardning yuqori qismi bilan ham qilingan. Ko'zoynakning yuqoridan yuqoriga cho'zilgan to'rtburchaklar qismi-bu uchish vaqti sensori o'rnatiladigan joy. Ramkaning bu qismining yuqori qismining yaxshi qismi protoboardning tepasiga yopishadi. Bu yaxshi, chunki biz sensorning yuqori qismiga, faqat pastki qismiga lehimlashimiz shart emas.

Non paneli markazida teshik bor, u ko'zoynakda burun ko'prigi joylashgan joyning deyarli tepasida. Men nozik uchli marker yordamida ramkadagi 4 teshikni protoboardga belgiladim. Keyin non taxtasida teshiklar qildim.

Keyin men ramkalarni M2.5 vintlari yordamida non taxtasiga o'rnatdim. Meniki neylon va men bu maqsadda Adafruitdan vintlar to'plamini oldim. Vintlar mahkamlangandan so'ng, men markerni oldim va ramkalarni non taxtasiga chizdim. Men uchun men quloq bo'laklari joylashtiriladigan ramkalarning yon qismidagi chiziqlarni pastga belgilab qo'ydim. Bu mening afzalligim … lekin, ehtimol, siz ramkaning quloq qismlari ko'rinishini xohlaysiz.

3 -qadam: kesish

Keyin men 4 ta vintni ramkalarni non taxtasiga olib chiqib oldim. Men belgilagan chiziqdan tashqarida materialni qo'pol ravishda olib tashladim. Men chiziqlardan biroz uzoqroq turishga ehtiyot bo'ldim, chunki men buni keyinroq stol ustidagi kamar silliqlash moslamasi bilan yaxshilagan bo'lardim. Siz faylni ishlatishingiz mumkin … lekin biz o'zimizdan ustunmiz.

Sizda mavjud bo'lgan har qanday vositadan foydalanib, chiziqni kesib o'tishingiz mumkin. Balki tasma? Xo'sh, menda yo'q. Menda bosilgan elektron platalar uchun "nibbler" bor, shuning uchun men uni ishlatardim. Aslida, bu juda ko'p vaqtni talab qildi va buni qilish juda qiyin. Ammo bosilgan elektron karta materiali parchalanishi va yorilishi mumkin, shuning uchun men sekin ketishni xohlardim. Men burilib, burun sohasiga bordim … lekin taxminan. Siz nima qilganimni yuqoridagi rasmda ko'rishingiz mumkin.

4 -qadam: zımpara yoki zımpara

Men materialni stol ustidagi kamar silliqlash mashinasi yordamida chiziqqa ancha yaqinroq olib tashladim. Yana, agar sizda boshqa hech narsa bo'lmasa, siz faylni ishlatishingiz mumkin. Bu erda zımpara haqida aytishim mumkin bo'lgan narsa shundaki, zımpara tarkibidagi aşındırıcı taneliga qarab, qancha materialni olib tashlashga e'tibor bering. Orqaga qaytish yo'q. Ba'zida bitta slip taxtani buzishi mumkin (yoki hech bo'lmaganda uni assimetrik yoki nuqsonli qilib ko'rsatishi mumkin). Shunday qilib, shoshilmang.

Siz yuqoridagi va oldingi rasmlarimni ko'rishingiz mumkin.

5 -qadam: nozik sozlash

Men ramkalarni 4 vint bilan mahkamladim va kamar silliqlash mashinasiga qaytdim. Men ramkaning chetigacha juda ehtiyotkorlik bilan silliqladim. Men burun qismidagi yumaloq faylni ishlatishim kerak edi, chunki men zımpara mashinasida keskin burilish qila olmadim. Yuqoridagi yakuniy natijalarimni ko'ring.

6 -qadam: Sensorni qo'shish

Shu nuqtada men VL53L1X datchiklar taxtasini qo'shdim. Birinchidan, men ikkita uzun M2.5 neylon vintni qo'shdim, ularni ramkalardagi teshiklardan va VL53L1X teshiklari orqali itardim. Men har bir vintga neylon somun qo'shdim va ularni muloyimlik bilan mahkamladim. Har bir yong'oqning ustiga men ikkita (to'rtta) neylon yuvish vositasini qo'shdim. Bular VL53L1X sensori protobardga parallel joylashishiga ishonch hosil qilish uchun kerak.

Men 6 pozitsiyali terminal tasmasini taxtaga shunday joylashtirdimki, VL53L1X ustidagi teshiklar ramkaning yuqori qismiga qo'yilgan ikkita vint bilan o'ralgan (neylon rondelalar bilan). Men vintlarning uchiga neylon yong'oq qo'shdim va yana muloyimlik bilan mahkamladim. Yuqoridagi rasmlarga qarang.

7 -qadam: sxematik

Yuqorida aytganimdek, sxemasi Periferik Radar loyihasi bilan deyarli bir xil. Bir farq shundaki, men tugmachani qo'shdim (pulli kontaktli kalit). O'ylaymanki, qachondir biz rejimlarni o'zgartirishimiz yoki biror xususiyatni amalga oshirishimiz kerak bo'ladi … shuning uchun uni keyinroq qo'shgandan ko'ra, hoziroq bo'lish yaxshiroqdir.

Men 10K potentsiometrni qo'shdim. Qozon dasturiy ta'minot javob beradigan maksimal masofa sifatida ko'radigan masofani sozlash uchun ishlatiladi. Buni sezgirlikni nazorat qilish vositasi sifatida tasavvur qiling.

Sxema yuqorida ko'rsatilgan.

Qismlarning ro'yxati (men ilgari berishim kerak edi) quyidagicha:

SparkFun masofa sensori uzilishi - 4 metr, VL53L1X - SEN -14722 Adafruit - Vibratsiyali mini dvigatelli disk - PRODUCT ID: 1201Adafruit - Lityum -ionli polimer batareyasi - 3.7v 150mAh - MAHSULOT ID: 1317Adafruit Perma -Proto to'liq o'lchamli bitta panelli PCB ID: 1606Taktil tugmachalari (6mm ingichka) x 20 dona - MAHSULOT ID: 1489Sparkfun - JST to'g'ri burchakli ulagich - 2 -pinli teshik - PRT -0974910K ohmli rezistor - axlat qutisi (erga qarang) 10K -100K ohmli qarshilik - Junkbox (10K rezistorlar yonida o'z qavatingizga qarang) 2N3904 NPN tranzistorli - Junkbox (yoki do'stingizga qo'ng'iroq qiling) Bir nechta ulanish simlari (men 22 o'lchagichni ishlatdim)

LiPo batareyasini zaryad qilish uchun men ham oldim: Adafruit - Micro Lipo - USB LiIon/LiPoly zaryadlovchi - v1 - MAHSULOT ID: 1304

8 -qadam: Komponentlarni joylashtirish

Men komponentlarni joylashtirishda iloji boricha aqlli bo'lishga harakat qilardim. Men, odatda, kuch va er kabi ba'zi pimlarni joylashtirishga harakat qilaman … agar iloji bo'lsa. Men hech bo'lmaganda sim uzunligini kamaytirishga harakat qilaman. Vibratsiyali dvigatel uchun burun ko'prigi joylashgan joyni bo'sh joy qoldirishim kerak edi. Oxir -oqibat men yuqoridagi rasmda ko'rish mumkin bo'lgan joyga keldim.

9 -qadam: asoslar

Men birinchi navbatda men qaror qilgan pozitsiyalarda barcha komponentlarni taxtaga lehimladim. Keyin, men yerga ulanishlarni qo'shdim. Qulay bo'lganidek, PWB -dagi katta uzun chiziqlardan biri hali ham ochiq edi, shuning uchun men uni oddiy zamin chizig'iga aylantirdim.

Yuqoridagi rasmda erga ulanish va 10K qarshilik ko'rsatilgan. Men har bir simni qaerga qo'yish kerakligini aytmayman, chunki ko'pchilik odamlar qanday qilib o'z fikrlariga ega. Men sizga nima qilganimni ko'rsataman.

10 -qadam: simlar

Qolgan simlarni yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek qo'shdim. Vibratsiyali dvigatel tagiga ushlab turilishini ta'minlash uchun uning tagiga ikkita tayoqli lenta qo'shdim. Dvigatelning pastki qismiga tushgan yopishqoq material menga etarlicha kuchli emas edi.

Men ulanish uchun 22 o'lchovli simdan foydalanardim. Agar sizda kichikroq narsa bo'lsa, undan foydalaning. Men 22 o'lchagichdan foydalanardim, chunki bu qo'limdagi eng kichigi.

11 -qadam: Batareya ushlagichi

Men 3D LiPo batareyasini ushlab turish uchun qavsni chop etdim (uning tasviri yuqorida ko'rsatilgan). Qavsni ko'zoynakning qarama -qarshi tomoniga yuqorida ko'rsatilgan komponentlardan o'rnatish uchun men protobarddagi teshiklarni belgiladim va burg'uladim.

Shuni ta'kidlash kerakki, qavs juda ingichka va ingichka bo'lib, uni qo'llab -quvvatlovchi material bilan chop etishim kerak (men ushbu loyihaning barcha qismlari uchun ABS plastmassasidan foydalanganman). Qo'llab -quvvatlovchi materialni olib tashlash uchun siz qavsni osongina sindirib tashlashingiz mumkin.

Mening qismlarimni kuchliroq qilish uchun qiladigan ishim - ularni asetonga botirish. Albatta, buni qilishda juda ehtiyot bo'lish kerak. Men buni yaxshi havalandırılan bir joyda qilaman va qo'lqop va ko'z himoya vositalaridan foydalanaman. Men buni qo'llab -quvvatlovchi materialni olib tashlaganimdan keyin qilaman (albatta). Menda asetonli konteyner bor va men cımbızla bir yoki ikki soniyani asetonga botiraman. Men uni darhol olib tashladim va quritishga qo'ydim. Men odatda qismlarga tegishdan oldin bir soat yoki undan ko'proq vaqt qoldiraman. Aseton ABSni kimyoviy jihatdan "eritib yuboradi". Bu plastmassa qatlamlarini muhrlashga ta'sir qiladi.

Qavs uchun STL fayli bu bosqichga biriktirilgan.

12 -qadam: dasturlash

Barcha ulanishlarim qayta tekshirilgandan so'ng, Trinket M0 ni dasturlash uchun USB kabelini uladim.

Dasturiy ta'minotni o'rnatish va/yoki o'zgartirish uchun (bu bosqichga biriktirilgan) sizga Arduino IDE va Trinket M0 uchun doska fayllari hamda Sparkfun VL53L1X kutubxonalari kerak bo'ladi. Bularning barchasi bu erda va bu erda.

Agar siz yangi bo'lsangiz, Adafruit M0 -ni o'z o'quv saytida ishlatish bo'yicha ko'rsatmalarga amal qiling. Dasturiy ta'minot (bu bosqichga qo'shilgan) yuklangandan so'ng, taxtani ishga tushirish va USB ketma -ket ulanishdan ishlash kerak. VL53L1X bilan taxtaning yon tomonini devorga yoki qo'lingizga yaqin siljiting, shunda siz motorning tebranishini his qilasiz. Vibratsiya ob'ektdan qanchalik uzoq bo'lsa, amplituda past bo'lishi kerak.

Shuni alohida ta'kidlashni istardimki, bu dasturiy ta'minot bu boradagi birinchi qadam. Men ikki juft ko'zoynak yasadim va men darhol yana ikkitasini tayyorlayman. Biz (men va u bilan ishlaydigan kamida bitta odam) dasturiy ta'minotni takomillashtirishda davom etamiz va har qanday yangilanishlarni shu erda joylashtiramiz. Umid qilamanki, boshqalar ham buni sinab ko'rishadi va ular kiritgan har qanday o'zgarishlar/yaxshilanishlarni (ehtimol GitHub -da) joylashtirishadi.

13 -qadam: ramkalarni tugatish

Men quloq bo'laklarini ko'zoynakning ikkala tomonidagi chuqurchaga tiqib qo'ydim va uchi yordamida aseton surtdim. Men asetonni so'rib olaman, shuning uchun uni burchaklarga bosganimda yaxshi miqdorda olaman. Agar ular mahkam bog'lab qo'yilgan bo'lsa, aseton mayda tortilishi orqali o'tkaziladi. Men ularning to'g'ri joylashishiga ishonch hosil qilaman va agar kerak bo'lsa, ularni kamida bir soat ushlab turish uchun biror narsa ishlataman. Ba'zan men qayta murojaat qilaman va yana bir soat kutaman. Aseton juda yaxshi bog'laydi va ko'zoynak ramka chegarasida juda kuchli ko'rinadi.

Albatta, bu ko'zoynaklar shunchaki prototip, shuning uchun men dizaynni soddalashtirdim va shuning uchun ko'zoynaklar uchun menteşalar yo'q. Qanday bo'lmasin, ular juda yaxshi ishlaydi. Ammo, agar xohlasangiz, ularni har doim menteşalar yordamida qayta loyihalashingiz mumkin.

14 -qadam: Yakuniy fikrlar

Men sezdim, quyosh nuri ostida sensor yaxshi ishlamaydi. Ishonchim komilki, sensori quyosh nurlari bilan IQ to'yingan, shuning uchun sensor chiqaradigan impulsdan ajratib bo'lmaydi. Shunday bo'lsa -da, ular uy ichida ham, kechasi ham, bulutli kunlarda ham yaxshi ko'zoynak yasaydilar. Albatta, men ko'proq testlarni o'tkazishim kerak.

Dizaynni o'zgartirish uchun qiladigan ishim - burun ko'prigiga tegib turgan chuqurchaga qandaydir rezina qo'shish. Agar siz boshingizni egib qo'ysangiz, tebranishni sezish qiyin, chunki tortishish kuchi ostida ko'zoynaklar teridan biroz ko'tariladi. O'ylaymanki, ishqalanish yaratish uchun kauchuk ko'zoynakni burunga mahkam ushlab turadi, shuning uchun tebranishni unga o'tkazish mumkin.

Ko'zoynak haqida fikr -mulohazalar olishiga umid qilaman. Ko'zoynak odamlarga foydali bo'lishini bilmayman, lekin ko'rishimiz kerak. Prototiplar shundan iborat: texnik -iqtisodiy asos, o'rganish va takomillashtirish.

Dizaynga ko'proq sensorlar qo'shilishi mumkin edi. Men ushbu prototip uchun birini ishlatishni tanladim, chunki o'ylaymanki, bir nechta tebranish dvigateli foydalanuvchini farqlashi qiyinroq bo'ladi. Lekin ko'zlardan ikkita sensorni olish yaxshi bo'lardi. Keyin ikkita dvigatel yordamida siz ko'zoynakning har ikki tomonini tebratishingiz mumkin. Bundan tashqari, tebranish o'rniga har bir quloqqa uzatiladigan audiodan foydalanishingiz mumkin. Shunga qaramay, prototipni sinab ko'rish va tajriba orttirish g'oyasi.

Agar siz hozirgacha erishgan bo'lsangiz, o'qiganingiz uchun tashakkur!