Fa un po 'caldo, l'estate e tutto il resto. Ho un fan cinese sulla mia scrivania, ma lavoro a diverse estremità della mia nuova grande scrivania, e la ventola soffia quasi sempre, e girarlo ogni volta è in qualche modo triste. Quindi oggi faremo un fan con l'obiettivo automatico sul bersaglio.
Quindi, dobbiamo tenere traccia della posizione del bersaglio, tenendo conto della situazione sul tavolo, in modo che il ventilatore non punti su altri oggetti. Idealmente, ovviamente, potresti prendere un minicomputer lampone con una fotocamera e utilizzare una libreria di visione artificiale per riconoscere i movimenti o una maglietta luminosa.
Ma questo è un compito piuttosto difficile e la scheda stessa costa più di 10 volte più costosa della piattaforma arduino, che non può far fronte alla fotocamera. Ma oltre alla fotocamera, ci sono altri modi per determinare l'obiettivo, ad esempio un sensore di distanza ad ultrasuoni.
Una volta mi sono imbattuto in Internet su un interessante progetto "radar" basato su Arduino e questo sensore. Il progetto stesso è abbastanza inutile, ma l'idea stessa è meravigliosa: ruotare il sensore di distanza e scansionare lo spazio, legato all'angolo di rotazione.
Ripetiamo questo progetto per divertimento e poi andremo avanti.
Ciò significa che il sensore deve essere ruotato, per questo viene utilizzato il solito modello di servo (chi non lo sa, il servo è un motore con un cambio e feedback sull'angolo, cioè possiamo impostarlo sull'angolo di rotazione e lo accenderà).
Non essere intelligente, e basta riparare il sensore usando l'anello dalla camera della bicicletta.
Montiamo il circuito su una breadboard.
Questo è tutto, resta da scaricare il firmware in Arduino. Questa versione utilizza una libreria più veloce.
Puoi scaricare le fonti nella pagina del progetto, il link è disponibile nella descrizione sotto il video. Lì troverai tutte le istruzioni dettagliate, in particolare un enorme articolo per coloro che hanno raccolto per la prima volta l'Arduino. In generale, cariciamo il firmware nella scheda e il nostro radar prende vita. Ora sul computer è necessario eseguire un programma che riceverà i dati dal radar (è anche nella cartella del progetto, ma è necessario un ambiente di elaborazione per avviarlo, è possibile scaricarlo dal sito Web ufficiale).
Lo avviamo e qui è necessario configurare solo un momento: il numero di porta a cui è collegato Arduino. Questo è lo stesso numero selezionato nel programma ide arduino, solo noi dobbiamo inserirlo manualmente.
Iniziamo
Questo è tutto, il nostro radar funziona alla grande e mostra la distanza dagli ostacoli trovati. Come puoi vedere, funziona con sufficiente accuratezza non solo per rilevare un bersaglio di grandi dimensioni sotto forma di una persona o una testa, ma affronta anche qualsiasi piccola cosa che può diventare un intero campo per esperimenti interessanti. Quindi, mentre tutti si divertono con Raspberry Pi, ho deciso di sfidare me stesso e di insegnare a un sistema letteralmente cieco a riconoscere l'obiettivo e mirarlo. Questo sarà un grande progetto semplice che può essere ripetuto anche con l'aiuto dello starter kit arduino. Facciamolo e pensiamo all'algoritmo del lavoro.
Quindi, le capacità del sistema sono praticamente limitate. Otteniamo solo la distanza dal radar, ma sappiamo a quale angolo corrisponde ciascuna dimensione. La prima cosa che viene in mente è la costruzione di una mappa dello spazio di lavoro. Cioè, facciamo un passaggio e ricordiamo da quale angolo era la distanza. Ora, nei passaggi successivi, possiamo trovare la differenza per ogni angolo secondo la nostra mappa. E così possiamo vedere un nuovo oggetto che si staglia sullo sfondo di valori già noti. Ora devi insegnare al sistema a definire gli obiettivi. Proviamo questa opzione: considereremo il numero di punti distinti che si trovano uno dopo l'altro, cioè nella vita, questa sarà una certa area che il radar scansiona.
Considereremo l'obiettivo: l'area è più grande di una certa dimensione. Ciò filtra immediatamente tutto il rumore di misurazione. Propongo anche di perdonare il sistema per diversi errori durante la scansione di un'area, perché il sensore a ultrasuoni non è perfetto.
Il radar può riconoscere una vasta area, cioè conosce l'angolo dell'inizio di questa regione e l'angolo della sua fine nel suo sistema di coordinate. Resta solo da calcolare il centro di quest'area e dirigere il radar lì, e lasciarlo non muoversi più. Questa sarà una modalità di attesa.
Continueremo a misurare la distanza e se il punto misurato lascia improvvisamente il raggio di visibilità del radar, dopo un po 'passeremo di nuovo alla modalità di ricerca target. Questo è tutto ciò che non ha capito, il computer non è più necessario qui, Arduino farà tutto da solo. Basta alimentarlo con un alimentatore da 5 volt. Il firmware si trova nella cartella del progetto, ci sono un sacco di impostazioni con cui puoi giocare e configurare tutto per te.
Quindi, avviamo il sistema. Innanzitutto, la calibrazione va da un lato all'altro. Il sistema ricorda la distanza nell'array di calibrazione nel suo sistema di coordinate. Quindi il lavoro inizia immediatamente, scansioniamo l'area, se notiamo il bersaglio, quindi troviamo la sua dimensione angolare e miriamo nel mezzo. Funziona come un orologio ed è puntato quasi al centro del bersaglio.
A proposito, tutti i ritardi sono configurabili, in particolare il tempo che intercorre tra la perdita di obiettivi e l'inizio di una nuova scansione, altrimenti penserai anche che il sistema rallenti - niente del genere, lo hai appena impostato. In generale, i cervelli per il fan sono pronti, collezioniamo il ferro.
Questo fan è stato acquistato da aliexpress circa 5 anni fa. È compatto, alimentato da USB ed è ottimo per questo progetto. Puoi anche cercare un ventilatore USB a prezzo fisso o in articoli per la casa.
Diamo un'occhiata a questo fan e vediamo se c'è spazio libero nella sua custodia che può essere riempito con la sua elettronica.
Arduino nano, purtroppo, non si adatta qui, ma c'è un arduino pro mini, la stessa cosa, ma più piccolo e senza un programmatore a bordo, ma si adatta perfettamente.
E perché non controllare la potenza del ventilatore con Arduino e buttare via il pulsante nativo? Non c'è abbastanza spazio, il relè non si adatterà, quindi useremo un transistor ad effetto di campo.
Ha ancora bisogno di due resistori da 100 ohm e 10 kOhm. Rimuoviamo completamente il pulsante in modo che non interferisca. Lo schema di connessione sarà simile al seguente:
Colleghiamo il telemetro con un cavo dal disco rigido.
Abbiamo anche un condensatore nel circuito, non è necessario, ma molto desiderabile, poiché il servoazionamento fornisce picchi di corrente abbastanza evidenti per USB, e questo può influenzare le misurazioni della distanza.
Per scaricare il firmware in pro mini, è necessario un programmatore esterno, costa ai cinesi come una lattina di birra e si collega in questo modo:
Non è necessario fare nient'altro, fare clic sul pulsante di download e il firmware si carica come al solito nella scheda nano.L'alloggiamento si chiude e tutti i fili escono attraverso i fori dell'interruttore.
Successivamente, è necessario correggere il servo. Si è deciso di appendere il ventilatore su uno scaffale e collegare il servo ad un angolo.
Per evitare che la curva ruoti, utilizziamo il nastro biadesivo, ma l'elastico della videocamera per bici sarebbe migliore.
Lo spazio per il sensore dovrà essere leggermente ampliato. Riparalo sulle viti fornite con il servo.
L'ultimo tocco, tutto, si accende e aspetta che passi la calibrazione e goditi la ventola.
La cosa molto divertente si è rivelata. Originariamente era concepito come un modello, ma grazie ai cinesi e un ampio vano vuoto all'interno della ventola, era possibile realizzare un dispositivo finito quasi senza fili sporgenti e mozziconi, il che era molto piacevole. A proposito, se la ventola non riesce a trovare l'obiettivo per qualche tempo, si alza al centro e si spegne. Per accenderlo, devi solo alzare la mano e il ventilatore è pronto a mirare al bersaglio e raffreddarlo di nuovo.
Il servo si è rivelato essere di plastica economica, il cambio è lento, quindi il movimento si contrae, ma cosa puoi fare. Nella pagina del progetto c'è un collegamento ad un miglior servo, ha un cambio in metallo. Il progetto si è rivelato piuttosto interessante e interessante, per la sua semplicità: un sensore, un azionamento, ma di conseguenza, un homing a tutti gli effetti sulla mappa della regione e un controllo touch.
Grazie per l'attenzione. A presto!
video: