Ultrasonik ko'zoynaklar: 14 qadam (rasmlar bilan)

2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-13 06:58

Xushchaqchaq bo'lishni xohlarmidingiz? Echolokatsiyani boshdan kechirmoqchimisiz? Quloqlaringiz bilan "ko'rishga" harakat qilmoqchimisiz? Birinchi ko'rsatma uchun men sizga Arduino mikrokontroller kloni, Devantech ultratovush sensori va payvandlash ko'zoynagi yordamida o'zingizning ultratovushli ko'zoynaklaringizni qanday qurishni ko'rsatasiz, agar sizda standart elektron komponentlar bo'lsa. Siz shuningdek, elektronikani o'tkazib yuborishingiz va oddiy Bat-maskani keyingi Batman filmiga kiyishingiz mumkin. Bunday holda, narx atigi 15 dollarni tashkil qiladi. Bu ko'zoynaklar eshitish signallarini ko'rshapalak kabi ishlatish tajribasini o'tkazishga imkon beradi va ilmiy markaz sharoitida bolalarga echolokatsiya haqida ma'lumot beradi. Maqsad, xarajatlarni iloji boricha past darajada ushlab turish, o'zaro ta'sir shaklini umumiy yoki ta'lim maqsadiga bog'liq bo'lmagan holga keltirishdan qochish va qurilmaning jismoniy shakli mavzuni o'zida mujassam etishini ta'minlash edi. Uning dizayni haqida batafsilroq ma'lumot olish uchun, iltimos, loyihaning veb-sahifasiga qarang. Arduino kloni ishlatilgan, lekin bu loyiha Arduino mikrokontrollerlari bilan yaxshi ishlaydi. Bu ko'zoynaklar " Arizona shtati universitetining San'at, media va muhandislik dasturida "Foydalanuvchilarga asoslangan dinamik tadqiqot va dizayn" kursi.

1 -qadam: kerakli materiallar

-Arduino yoki shunga o'xshash mikrokontroller* (agar sizda pul bo'lsa, siz Arduino mini/nano-ni sotib olishingiz yoki bortuino ishlatishingiz mumkin, aks holda men sizga bu loyiha uchun Arduino-dan kichik va arzon klon yasashni ko'rsataman.)-Payvandlash ko'zoynagi (Meniki) "Neiko" brendi va eBay-da osongina topiladi, 3-10 dollarga "payvandlash ko'zoynagini aylantiring", bu o'ziga xos turi juda yaxshi ishlaydi) -Devantech SRF05 Ultrasonik Sensor (yoki boshqa shunga o'xshash sensorlar-shunga qaramay, SRF05 kam quvvat sarfi 4mA va katta o'lchamlari 3 sm dan 4 metrgacha, bu taxminan 30 dollar)-quloqlarni yasash uchun bir narsa (men plastik konuslardan foydalanardim, shuningdek qarang: "Qanday qilib yaxshiroq yarasa kostyumini yasash mumkin")-ba'zi turdagi elektronika uchun korpus-3/8 dyuymli bo'lakli egiluvchan qora burma quvur (bog'lovchi simlarni yashirish uchun)-5v-9v assortimentli simlarda ishlaydigan piezo-signal, plastmassa cho'ktirgich (qora) Mikrokontroller Electronics (bu komponentlarni o'tkazib yuborish mumkin) agar oldindan o'rnatilgan boshqaruvchidan foydalansangiz)- Arduino dasturlashtirilgan Atmega8 yoki 168 DIP chipi.- zaxira Arduin karta yoki ArduinoMini USB dasturchisi- Kichik kompyuter kartasi (Radioshack-da mavjud)- 9V batareya ulagichi (Radioshack-da mavjud)- 7805 5V kuchlanish regulyatori- 16 MGtsli kristalli (@ sparkfun mavjud)- ikkita 22pF kondansatör (@ sparkfunda mavjud)- 10 mikroF elektrolitik kondansatör- 1 mikroF elektrolitik kondansatkich- 1k rezistor va 1 LED (ixtiyoriy, lekin tavsiya etiladi)- 2N4401 tranzistor (ixtiyoriy)- ayol va erkak sarlavhalari (ixtiyoriy)- 28 pinli DIP soket yoki ikkita 14 pinli DIP soket s (ixtiyoriy)- kichik prototip yaratish uchun non taxtasi (ixtiyoriy) Elektron komponentlarini www.digikey.com yoki www.mouser.com saytlaridan ham olish mumkin-sizga kerak bo'lishi mumkin bo'lgan temir-issiq yopishtiruvchi qurol-Dremel-yangiliklar qog'ozli niqobli lenta-zımpara-sim striptizchilar va boshqalar.

2 -qadam: Ba'zi quloqlarni loyihalash

Qulog'ingizni qurish uchun o'z tasavvuringizdan foydalanishingiz mumkin. Hech qanday ko'r-ko'rona ko'zoynak bir xil bo'lmasligi kerak! Men fizioterapiya uchun ishlatiladigan plastik konuslardan foydalanardim. Lekin bu darslik quloq quloqlari uchun yana bir yaxshi variantni beradi, men avval uchi bilan oval chizdim va uni Dremel bilan kesib oldim. Men kesilgan qismini quloqning ichki qismiga ishlatish uchun saqladim.

3 -qadam: Quloqlarni kesib oling

Men konusning kesilgan qismlarini Dremel bilan kesib tashladim, shunda ular kichikroq edi va ularni kattaroq konusning ichki qismiga yopishtirib qo'yishdi. Ular to'liq mos kelmadi, lekin qo'l bilan ushlab turgandan so'ng, issiq elim uni yaxshi ushlab turdi. Agar siz quloqlar ostiga etarli bo'sh joy qoldirsangiz, siz elektronikani quloq ichiga osongina qo'yishingiz mumkin, bitta qulog'i nazoratchi uchun, ikkinchisi batareya uchun. Afsuski, men bo'sh joy qoldirmadim va tashqi muhofazadan foydalanishga majbur bo'ldim. Iltimos, issiq yopishtiruvchi quroldan foydalanayotganda o'zingizni yoqib yubormaslikka harakat qiling !!! Siz tasodifan plastik konuslarni osongina eritishingiz mumkin.

4 -qadam: ko'zoynak tayyorlang

Men sotib olgan ko'zoynaklar akvaning rangiga juda o'xshamaydi. Ko'zoynakni yanada qattiqroq qilish uchun linzalarni chiqarib oling (avval burun qismini olib tashlang), zımparalang va Plasti Dip spreyi bilan püskürtün. Püskürtmeden oldin, men ko'zoynakning ichki qismini va teriga tegadigan qismlarini niqobli lenta bilan niqobladim. Men burun qismiga hech qanday bo'yoq qo'ymadim, chunki bo'yoq ko'zoynak materialining egiluvchanligini biroz pasaytiradi va ko'zoynakni ushlab turish uchun burun qismi kerak bo'ladi. Qumlangan plastmassali chang o'pkangiz va ko'zingizga yomon ta'sir qiladi, shuning uchun niqob va xavfsizlik ko'zoynak taqinglar. Men bir tekis to'qimaga ega bo'lish uchun paltolar orasiga taxminan 10-15 minut bo'lgan 3 ta qatlamni sepdim. Ho'l bo'lganda, bo'yoq yaltiroq ko'rinadi, lekin u mat to'qimaga quriydi.

5 -qadam: Elektronikani yig'ing

Agar siz allaqachon o'rnatilgan Arduino mikrokontrolleridan foydalansangiz, bu qadamlar ixtiyoriydir. Ammo, agar siz uning imkoniyatlaridan ozgina foydalanayotgan bo'lsangiz, Arduino -ning yalang'och versiyasini ishlab chiqarish ancha mantiqiyroq va undan arzonroq. Bu bo'lim elektronika tajribasi bo'lmaganlar uchun biroz qiyin bo'lishi mumkin, lekin oddiy elektron to'plamni yig'ganlar uchun oson bo'lishi kerak. Elektronika uchun "sxematik" eskiz ilova qilingan. Sxema Devid A. Mellisning Atmega8 mustaqil sxemasidan yuqori darajada olingan. Agar qiziqish bo'lsa, men bu qadam uchun maxsus ko'rsatma tayyorlayman. Ajratilgan quvvat davri Tom Igoe fizik hisoblash kitobidan olingan. Men kompyuter platasi versiyasining rasmini (sensori/zum ulanmagan), shuningdek, ma'lumot panelida o'rnatilgan prototiplash versiyasini qo'shdim. Breadboard versiyasi, shuningdek, Arduino kartasini mikrokontroller chipi uchun USB dasturchisi sifatida qanday ulash kerakligini ko'rsatadi. Chip uchun DIP rozetkasidan foydalanganim uchun, men ham chipni olib tashlab, uni dasturlash uchun Arduino taxtasiga joylashtirsam bo'ladi, lekin chipni hamma pimlarni bukmay, tortib olish qiyin bo'lishi mumkin - shuning uchun men urg'ochi bilan qo'shilganman. tx/rx uchun sarlavha pinlari. Kengash juda tor bo'lsa ham, siz tekshirgichning barcha pinlarida ulanish uchun lehim yostig'i borligini ko'rishingiz mumkin. Ular bu loyiha uchun kerak bo'lmagani uchun, men ishlatilmaydigan pinlarga ayol sarlavhalarini payvand qilmaganman, lekin agar ular bo'lsa, siz bort USB-dan tashqari juda kichik paketda Arduino Diecimilia-ning to'liq imkoniyatlariga ega bo'lar edingiz. Kengashning kengligi Diecimilia taxtasining taxminan yarmiga teng va uzunligi bir xil. (bu erda shunga o'xshash sozlash.) Buzzerni yoqish uchun tranzistorni ishlatish ixtiyoriydir, Arduino pinning o'zidan etarli oqimni ta'minlay oladi. Biroq, tranzistordan foydalanish, agar sizda ovozli signal bo'lsa, boshqa ovoz chiqaruvchi qurilmalardan foydalanish imkonini beradi.

6 -qadam: Buzzer va sensorli simlarni tayyorlang

Ultrasonik datchik va buzzerga ko'zoynakdan elektronikaga o'tish uchun uzun simlar kerak. Ultrasonik sensori 4 ta simni (5v, topraklama, aks -sado, tetik) va zil signaliga ikkita simni (nazorat qilish moslamasidan, erdan) talab qiladi. Agar biron -bir rejalashtirishni amalga oshirsangiz, siz 5 simli tasma kabelidan foydalanishingiz mumkin. Menda faqat 4 simli tasma bor edi, shuning uchun men uni ultratovush sensori uchun ishlatardim va buzzer uchun ikkita simli kabeldan foydalandim. Buzzer ikkita ulagichga ega bo'lganligi sababli, men to'g'ri chiziq oralig'ida ikkita simga bir qator ayol sarlavhalarini lehimladim, shuning uchun agar kerak bo'lsa, men piezo signalini osongina olib tashlayman. Sensorda lehimlash uchun bir nechta lehim teshiklari bor, uni ishlatib ishlatish kerak. To'g'ri tomonni ishlatganingizga ishonch hosil qiling, boshqa tarafdagi teshiklar sensorni dasturlash uchun mo'ljallangan va ishlamaydi!

7 -qadam: simlarni tugating

Keyingi lehim erkak bosh simlari simlarning boshqa uchiga. (Ular mikrokontrollerga ulanadi.)

8 -qadam: Kodni yuklash

Kodni yuklash uchun kompyuter kartasidagi 5v, topraklama, TX, RX pinlarini Arduino kartasidagi chipdan chiqarilgan simlarga ulang. Keyin kompyuter kartasidagi tiklash pinini Arduino kartasidagi DIP soketidagi 13 -pin bilan ulang. Agar bu chalkash bo'lsa, iltimos, Arduino Mini -dan tashqari, takrorlanadigan rasmga qarang. Keyin Arduino tahrirlovchisiga biriktirilgan kodni o'tkazib yuboring (yoki yuklangandan so'ng Arduino -dagi.pde faylini ko'rib chiqing va oching) va mos keladigan ketma -ket portni va Arduino chipini tanlang va yuklash tugmasini bosing. keyin signal o'lchagich oralig'ini sensor tomonidan o'lchangan masofaga qarab o'zgartirish. Shunday qilib, agar siz ob'ektga yaqin bo'lsangiz, signal oralig'i kamayadi va signal tezroq eshitiladi. Agar siz ob'ektdan uzoqda bo'lsangiz, signal oralig'i oshadi, shunda uyqu sekinroq bo'ladi. Nazoratchi har 60ms masofani tekshiradi, shuning uchun signal oralig'i dinamik ravishda o'zgaradi. Hozirgi vaqtda u o'lchovli, shuning uchun 1 dyuymli signal oralig'ida 10ms farq qiladi. Bu ko'zoynakni yaqin masofalarda yaxshiroq ishlashiga olib keladi, lekin keyingi masofalarga yaxshiroq ishlashi uchun uni ko'paytirish mumkin. Men masofani yaqinroq masofada oshiradigan eksponensial miqyosni sinab ko'rdim (fscale yordamida, lekin javob tonna kod evaziga juda o'zgargani yo'q, shuning uchun men uni o'chirib tashladim.) Masofani o'qish uchun zarur bo'lgan vaqtga bog'liq seziladigan ob'ektning masofasi (sensori 30ms uzunlikdagi pulslarni qaytaradi), kod o'qish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchaydi va kechikish vaqtini shu miqdor bilan qoplaydi, kodning har bir satriga izoh berilgan va (umid qilamanki) -tushuntirish.

9 -qadam: Elektronni korpusga joylashtiring

Qoplamali quvurni kesib oling, shunda ko'zoynakdan kimningdir qo'li yoki cho'ntagigacha to'g'ri uzunlikda bo'ladi. Ultrasonik sensori va piezo signaliga ulangan simlarni bo'linib ketgan chokli quvur ichiga joylashtiring. Qoplamali quvurlarga mos keladigan teshikni burg'ulang. Men buni kichik o'lchamdan boshlab va quvurlar to'g'ri mos kelguncha diametrini oshirib, sinov va xato usuli yordamida qildim. Simlarni teshikdan o'tkazing, so'ngra burama trubkaga siqib qo'ying. Mening kabellarim biroz uzun, shuning uchun ularni o'rab olish uchun o'rab olishim kerak edi. Ba'zi Velcro elektron kartani korpusga mahkam ushlab turadi.

10 -qadam: simlarni ulang

Endi siz simlar uchidagi erkak bosh pimlarini ishlatishingiz va kompyuter kartasidagi tegishli pinlarga ulanishingiz mumkin (sxemadan foydalaning!). Agar siz o'zingizning Arduino -dan foydalanayotgan bo'lsangiz, sxemada bo'lgani kabi bir xil pinli xaritalashdan foydalaning.

11 -qadam: Qoplamani yoping

Bu korpusda mahkamlash uchun vintlar bor edi, lekin boshqa korpuslar (altoid kalay?) Yopilishi mumkin edi. Ishlayotganiga ishonchim komil emasligi uchun, hozircha uni yopiq holda saqlash uchun tasma ishlatardim.

12 -qadam: quloqlarni mahkamlang

Quloqlarni mahkamlash uchun biz bilaguzuk o'tishi uchun qulog'iga dremel qo'yilgan ikkita vertikal uyani qo'yishimiz kerak.

13 -qadam: Quloqlarni biriktirish davom etmoqda

Tasmalarni quloqlardan o'tkazgandan so'ng, men Velcro yordamida quloqlarni ko'zoynakka yopishtirdim. Bu biroz beqaror bo'lib qoldi, lekin ularni to'g'ri yo'nalishga yo'naltirish uchun juda sozlangan. Ularni yopishtirish doimiyroq bo'lar edi, lekin Velcro bir nechta demolardan omon qoldi. Ultrasonik sensori qandaydir tarzda ko'zoynakni burish qobiliyati uchun qulflash mexanizmiga o'rnatilgandi. Bo'sh joy ajratish uchun rezina ko'zoynak ramkasini tepadan bir oz yuqoriga qarab tortib olish kerak, keyin sensor to'g'ri joylashadi. Sensor ba'zida chiqib ketadi, shuning uchun ozgina elim uni yaxshilab tuzatishi mumkin. Afsuski, bu biriktirish usuli endi linzalarni yuqoriga burishni imkonsiz qiladi.

14 -qadam: Ekolokatsiya tajribasi

Batareyani ulang, korpusni cho'ntagingizga soling va o'rganing! Ko'rish chizig'ingizdagi narsalarga yaqinlashsangiz, u qanchalik tez signal qilsa, shuncha uzoqlashasiz, sekinroq signal beradi. Iltimos, ularni xavfli muhitda yoki transportda kiymang! Bu ko'zoynaklar faqat ta'lim maqsadlari uchun mo'ljallangan va nazorat qilinadigan muhit uchun mo'ljallangan, chunki ular sizning periferik ko'rishingizni va muntazam ko'rishni to'sib qo'yishga mo'ljallangan, shuning uchun siz eshitish signallariga ko'proq ishonasiz. Men bu ko'zoynak taqish natijasida hech qanday shikastlanish uchun javobgar emasman! Rahmat! Bu Arduino -ga asoslanganligi sababli, siz ularni simsiz kompyuterlar bilan bog'lash uchun Zigbee yoki blueSMIRF modulini osongina qo'shishingiz mumkin. Kelgusi ishda sezgirlikni sozlash uchun kadran qo'shish va yoqish/o'chirish tugmasi qo'shilishi mumkin.

Instructables va RoboGames robot tanlovida ikkinchi sovrin