Радарын шил: 14 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Өнгөрсөн зун Мэйн хотод амарч байхдаа бид Майк, Линда гэсэн бас нэг хостой танилцсан. Линда сохор байсан бөгөөд анхны хүүхдээ төрүүлснээс хойш хараагүй байсан. Тэд үнэхээр хөөрхөн байсан, бид хамтдаа инээлдсэн. Биднийг гэртээ ирсний дараа сохор хүн ямар байх бол гэж бодохоо больж чадсангүй. Хараагүй хүмүүс нүдний нохой, таяг хардаг бөгөөд тэдэнд туслах олон зүйл байгаа гэдэгт би итгэлтэй байна. Гэсэн хэдий ч маш олон бэрхшээл тулгарах ёстой. Энэ нь ямар байхыг төсөөлөхийг оролдож, би электроникийн мэргэжилгүй хүний хувьд хийж чадах зүйл байгаа бол уу гэж бодлоо.

Би 20 орчим настай байхдаа нэг зун гагнуурчинтай нүдээ шатаасан (урт түүх … дүлий хүүхэд). Энэ бол миний хэзээ ч мартахгүй зүйл юм. Ямар ч байсан нүдээ нэг өдөр заслаа. Ээж намайг гудамжаар алхах гэж оролдсоныг би санаж байна. Би машинууд зогссон эсэхийг асуусаар л байв. Тэр "Би чиний ээж … чамайг замын хөдөлгөөнд оролцуулахгүй гэж бодож байна уу?" Гэж хэлэв. Би өсвөр насандаа ямар dweeb байснаа эргэн нэг бодоод, би гайхаж байлаа. Гэхдээ алхаж байхад миний нүүр рүү цохих гэж байгаа юмуу үгүй юу гэдгээ мэдэхгүй байж чадсангүй. Бид нөхөөсийг авахад маш их баярлаж, тайвширсан. Энэ бол миний хараагүй байдлын талаар миний амьдралдаа туулсан "туршлага" -тай ойролцоо цорын ганц зүйл юм.

Би саяхан ажил дээрээ ажиллаж байсан залуу найзынхаа баруун нүдийг хараагүй болсон тухай баруун гарынхаа ямар нэг зүйл байгаа эсэхийг хэлүүлэхийн тулд өөрт нь зориулж хийсэн төхөөрөмжийн тухай өөр нэг зааварчилгаа бичжээ. Хэрэв та уншихыг хүсвэл энд байна. Энэ төхөөрөмж нь ST Electronics-ийн нислэгийн цаг мэдрэгчийг ашигласан. Төслийг дуусгаснаас хойш нэг минутын дараа би хараагүй хүмүүст туслах төхөөрөмж хийж чадна гэж шийдсэн. Тэр төсөл дээр миний ашиглаж байсан VL53L0X мэдрэгч нь VL53L1X нэртэй том ах/эгчийн мэдрэгчтэй. Энэ төхөөрөмж нь VL53L0X -ээс хол зайг хэмжих боломжтой. Adafruit -аас VL53L0X, VL53L1X -ийн хувьд Sparkfun -аас таслах самбар байсан. Би урд талын VL53L1X бүхий нүдний шил, хамрын гүүрний ойролцоо шилний ард мэдрэгчтэй холбоо барих төхөөрөмж (чичиргээт мотор) хийхээр шийдсэн. Би моторыг объект хүртэлх зайтай урвуу пропорциональ байдлаар чичиргэх болно, өөрөөр хэлбэл объект нүдний шилтэй ойр байх тусам чичиргээ улам нэмэгдэх болно.

VL53L1X нь маш нарийхан харах талбартай (15-27 градусын хооронд програмчлагдах боломжтой) утгатай бөгөөд тэдгээр нь маш чиглэлтэй гэдгийг би энд тэмдэглэх ёстой. Энэ нь сайн нарийвчлалыг өгдөг тул энэ нь чухал юм. Энэхүү санаа нь хэрэглэгч радарын антен шиг толгойгоо хөдөлгөж чаддаг. Энэ нь нарийн FOV -ийн хамт хэрэглэгчид өөр өөр зайд байгаа объектуудыг илүү сайн ялгах боломжийг олгодог.

VL53L0X ба VL53L1X мэдрэгчийн талаархи тэмдэглэл: эдгээр нь нислэгийн цагны мэдрэгч юм. Энэ нь тэд LASER импульс (бага чадалтай, хэт улаан туяаны спектрээр дамжуулж аюулгүй байдаг) илгээдэг гэсэн үг юм. Мэдрэгч нь тусгасан импульс эргэж ирэхэд хэр их хугацаа шаардагддаг. Тиймээс математик/байгалийн ухааны хичээлээс санаж байгаагаар зай нь X хугацаатай тэнцэнэ үү? Тиймээс цагийг хоёр хувааж, гэрлийн хурдаар үржүүлснээр та зайтай болно. Гэхдээ Instructables -ийн өөр нэг гишүүний онцолсноор нүдний шилийг ЛИДАР нүдний шил гэж нэрлэж болох байсан тул ЛАЗЕР -ийг ийм байдлаар ашиглах нь гэрлийн зай ба хүрээ (LiDAR) юм. Гэхдээ миний хэлснээр LiDAR гэж юу болохыг хүн бүр мэддэггүй, гэхдээ ихэнх хүмүүс RADAR -ийг мэддэг гэж би боддог. Хэт улаан туяа, радио нь цахилгаан соронзон спектрийн нэг хэсэг боловч богино долгионы давтамж шиг гэрлийг радио долгион гэж үзэхгүй. Тиймээс, би цолыг RADAR гэж орхих болно, гэхдээ одоо та ойлгож байна.

Энэ төсөл нь үндсэндээ нөгөө төслийнхтэй ижил схемийг ашигладаг … бидний харж байгаагаар. Энэ төслийн хамгийн том асуулт бол электроникийг нүдний шилэн дээр хэрхэн яаж суурилуулах, ямар шил ашиглах вэ?

Алхам 1: Нүдний шил

Би энгийн нүдний шил зохиож, 3D принтерээ ашиглан хэвлэх боломжтой гэж шийдсэн. Нүдний шилний араг яс эсвэл хүрээг зөвхөн 3D хэвлэх шаардлагатай гэж би шийдсэн. Би бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнахад хэвлэмэл хэлхээний самбар нэмж өгөх болно. Хэвлэсэн хэлхээний самбар (протобоард) нь бүх угсралтад хүч чадал өгөх хүрээ дээр бэхлэгдэх болно. Хүрээг 3D дүрслэлийг дээр харуулав.

STL файлуудыг энэ алхамд хавсаргасан болно. Left.stl, right.stl (чихэвч/гар), шил.stl (жааз) гэсэн гурван файл байдаг.

Алхам 2: Хэвлэсэн хэлхээний самбар

Би Adafruit Perma-Proto бүрэн хэмжээтэй талхны самбар ашигласан. Би талхны хавтанг шилний урд талд байрлуулаад голд нь байрлууллаа. Нүдний шилний дээд ирмэгийг протобоардны дээд талд хүртэл хийсэн. Нүдний шилний дээд талаас дээш харсан тэгш өнцөгт хэсэг нь нислэгийн цаг мэдрэгчийг суурилуулах болно. Хүрээний энэ хэсгийн дээд хэсгийн сайн хэсэг нь хамгаалалтын самбар дээр наалддаг. Энэ нь зүгээр юм, учир нь бидэнд мэдрэгчийн дээд хэсэгт юу ч гагнах шаардлагагүй, зөвхөн доод хэсэгт.

Талхны тавцангийн голд нүдний шилний хамрын гүүр байх газрын дээд талд бараг нүх байдаг. Би хүрээ дээр байгаа 4 нүхийг нарийн үзүүр ашиглан протобоард дээр тэмдэглэв. Дараа нь би талхны тавцангийн нүхийг өрөмдсөн.

Дараа нь би жаазыг M2.5 эрэг ашиглан талхны хавтан дээр суулгасан. Минийх бол нейлон бөгөөд би энэ зорилгоор Adafruit -ээс бүхэл бүтэн эрэг шураг авсан. Шураг хавсаргасны дараа би маркер аваад талхны тавцан дээр жаазны эргэн тойронд шугам зурав. Миний хувьд чихний хэсгүүдийг байрлуулах хүрээний хажуугийн догол мөрийг шууд тэмдэглэв. Энэ бол миний сонголт … гэхдээ магадгүй та хүрээний чихний хэсгүүдийг харуулахыг хүсч магадгүй юм.

Алхам 3: Үүнийг хайчилж ав

Дараа нь би жаазыг талхны тавцан дээр барихаас 4 боолтыг буцааж авав. Би тэмдэглэсэн мөрөөс гадуур материалыг бараг л арилгав. Би шугамнаас жаахан хол байхаас болгоомжилж байсан, учир нь үүнийг дараа нь надад байгаа ширээний бүс зүлгүүрээр сайжруулах болно. Та файл ашиглаж болно … гэхдээ бид өөрсдөөсөө түрүүлж байна.

Та өөрт байгаа бүх аргыг ашиглан шугамын эргэн тойронд огтлох боломжтой. Магадгүй тууз хөрөө юу? За, надад нэг ч байхгүй. Надад хэвлэмэл хэлхээний самбар авах зориулалттай 'nibbler' байгаа тул үүнийг ашигласан. Энэ нь нэлээд цаг хугацаа шаардсан бөгөөд үүнийг хийх нь маш хэцүү юм. Гэхдээ хэвлэмэл хэлхээний самбарын материал хагарч, хагардаг тул би удаан явахыг хүссэн. Би тойрч, хамрынхаа хэсэг рүү чиглэв … гэхдээ бараг л. Та миний юу хийж байсныг дээрх зургаас харж болно.

Алхам 4: Зүлгүүр хийх эсвэл бүрэх

Би ширээн дээрх бүс зүлгүүрээ ашиглан материалыг шугам руу ойртуулсан. Дахин хэлэхэд, хэрэв танд өөр зүйл байхгүй бол та файлыг ашиглаж болно. Зүлгүүрийн талаар миний хэлж чадах зүйл бол зүлгүүрийн зүлгүүрийн нунтаг байдлаас хамааран хичнээн хэмжээний материалыг арилгахыг хичээх хэрэгтэй. Буцах зам байхгүй. Заримдаа нэг хальтиргаа нь самбарыг сүйтгэж болзошгүй (эсвэл наад зах нь тэгш бус эсвэл согогтой харагдуулдаг). Тиймээс, яаравчлаарай.

Та миний өмнөх болон дараах зургуудыг харж болно.

Алхам 5: Нарийн тааруулалт

Би 4 боолтоор жаазыг дахин холбож, туузан зүлгүүр рүү буцав. Би жаазны ирмэг хүртэл маш болгоомжтой зүлгэжээ. Би зүгээр л зүлгүүрээ эргүүлж чадахгүй байсан тул хамрын хэсэгт дугуй файл ашиглах шаардлагатай болсон. Миний эцсийн үр дүнг дээрээс үзнэ үү.

Алхам 6: Мэдрэгч нэмэх

Энэ үед би VL53L1X мэдрэгч таслах самбарыг нэмсэн. Эхлээд би хоёр урт M2.5 нейлон боолтыг нэмж, хүрээний нүх, VL53L1X нүхээр түлхэв. Би шураг бүрт нейлон самар нэмж, маш зөөлөн чангалав. Самар бүрийн орой дээр би хоёр (нийт дөрвөн) нейлон угаагч нэмэв. Эдгээр нь VL53L1X мэдрэгч нь хамгаалалтын самбартай зэрэгцсэн эсэхийг шалгахад шаардлагатай юм.

Би 6 байрлалтай терминал туузыг самбар дээр байрлуулсан бөгөөд VL53L1X -ийн дээд талын нүхийг жаазны дээд хэсэгт (боолт угаагчтай) хоёр боолтоор доторлогоотой байрлуулсан. Би боолтны үзүүрт Nylon самар нэмж, дахин зөөлөн чангалав. Дээрх зургуудыг үзнэ үү.

Алхам 7: Схем

Өмнө нь хэлсэнчлэн, схем нь Захын радаруудын төслийн схемтэй ойролцоо байна. Нэг ялгаа нь би товчлуур (мөнгөний холбоо барих унтраалга) нэмсэн явдал юм. Хэзээ нэгэн цагт горимыг өөрчлөх эсвэл зарим функцийг хэрэгжүүлэхийн тулд бидэнд нэг зүйл хэрэгтэй болно гэж би бодож байна … Тиймээс үүнийг дараа нь нэмэхээс илүүтэйгээр одоо байгаа нь дээр.

Би бас 10K потенциометр нэмсэн. Савыг програм хангамжийн хариу өгөх хамгийн дээд зай гэж үзэх зайг тохируулахад ашигладаг. Үүнийг мэдрэмжийн хяналт гэж бодоорой.

Схемийг дээр харуулав.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жагсаалт (би өмнө нь өгөх ёстой байсан) дараах байдалтай байна.

SparkFun зайны мэдрэгчийн таслалт - 4 метр, VL53L1X - SEN -14722 Adafruit - Чичиргээтэй мини мотор диск - БҮТЭЭГДЭХҮҮН ID: 1201Адафрут - Литиум ион полимер батерей - 3.7v 150mAh - БҮТЭЭГДЭХҮҮНИЙ ID: 1317Adafruit Perma -Proto Бүтэн нэг талбартай PCB PCB ID: 1606 Хүрэх товчлуур (6мм нимгэн) x 20 багц Junkbox (10К резисторын ойролцоо шалан дээрээс харна уу) 2N3904 NPN транзистор - Junkbox (эсвэл найзтайгаа утсаар холбогдоно уу) Зарим залгах утас (би 22 хэмжигчийг ашигласан)

LiPo батерейг цэнэглэхийн тулд би бас авсан: Adafruit - Micro Lipo - USB LiIon/LiPoly цэнэглэгч - v1 - БҮТЭЭГДЭХҮҮНИЙ ID: 1304

Алхам 8: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг байрлуулах

Би бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг байрлуулахдаа аль болох ухаалаг байхыг хичээж байсан. Би ихэвчлэн хүч, газар гэх мэт тодорхой тээглүүрүүдийг байрлуулахыг хичээдэг. Би дор хаяж утасны уртыг багасгахыг хичээдэг. Би чичиргээний хөдөлгүүрийн хамрын гүүр байгаа газраас дээш зай үлдээх хэрэгтэй. Эцэст нь би дээрх зураг дээрээс харж болох байршилд ирлээ.

Алхам 9: Үндэслэл

Би эхлээд бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шийдсэн албан тушаалд самбар дээр гагнав. Дараа нь би газрын холболтуудыг нэмсэн. PWB дээрх том урт туузуудын нэг нь ил байсан хэвээр байгаа тул би үүнийг энгийн газрын зурвас болгосон.

Дээрх зураг нь газардуулгын холболт ба 10K эсэргүүцлийг харуулав. Ихэнх хүмүүс хэрхэн яаж хийх талаар өөрийн гэсэн бодолтой байдаг тул утас бүрийг хаана байрлуулахыг би танд хэлэхгүй. Би хийсэн зүйлээ л харуулах гэж байна.

Алхам 10: Утас

Дээрх зурагт үзүүлсэн шиг би бусад утаснуудаа нэмж орууллаа. Би чичиргээний хөдөлгүүрийн доор байрлуулсан эсэхийг шалгахын тулд давхар наалдамхай тууз нэмж оруулав. Моторын ёроолд аль хэдийн ирсэн наалдамхай материал надад хангалттай хүчтэй санагдсангүй.

Би холбохдоо 22 хэмжигч утас ашигласан. Хэрэв танд жижиг зүйл байгаа бол үүнийг ашиглаарай. Би 22 хэмжигч ашигласан, учир нь энэ бол миний гар дээрх хамгийн жижиг нь юм.

Алхам 11: Батерейны хаалт

I 3D нь LiPo батерейг барих зориулалттай хаалт хэвлэв (түүний дүрслэлийг дээр харуулав). Би дээр дурдсан шиг бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс хаалтны шилний эсрэг талд бэхлэхийн тулд протобоарт нүх гаргаж, өрөмдсөн.

Хаалт нь маш нимгэн, туранхай тул би үүнийг дэмжих материалаар хэвлэх ёстойг энд тэмдэглэх ёстой (энэ төслийн бүх хэсгүүдэд ABS хуванцар ашигласан). Та бэхэлгээний материалыг салгах гэж байгаа тул хаалтыг амархан эвдэж чадна, ингэснээр хялбар болно.

Миний эд ангийг хүчтэй болгохын тулд хийдэг нэг зүйл бол ацетонд дүрэх явдал юм. Мэдээжийн хэрэг та үүнийг маш болгоомжтой хийх хэрэгтэй. Би үүнийг агааржуулалт сайтай газарт хийдэг бөгөөд бээлий, нүдний хамгаалалтын хэрэгсэл хэрэглэдэг. Дэмжих материалыг устгасны дараа би үүнийг хийдэг (мэдээжийн хэрэг). Надад ацетонтой сав байгаа бөгөөд хясаа ашиглан би энэ хэсгийг ацетон руу нэг хоёр секундын турш дүрнэ. Би тэр даруй арилгаад хатаахаар хойш тавив. Би ихэвчлэн эд ангиудыг хүрэхээсээ өмнө нэг цаг эсвэл түүнээс дээш хугацаагаар орхидог. Ацетон нь ABS -ийг химийн аргаар хайлуулна. Энэ нь хуванцар давхаргыг битүүмжлэх нөлөөтэй.

Хаалтанд зориулсан STL файлыг энэ алхамд хавсаргасан болно.

Алхам 12: Програмчлал

Миний бүх холболтыг дахин шалгасны дараа би Trinket M0 -ийг програмчлахын тулд USB кабелийг холбосон.

Програмыг (энэ алхамд хавсаргасан) суулгах, өөрчлөхийн тулд танд Arduino IDE болон Trinket M0 -ийн самбар файлууд, мөн Sparkfun -аас VL53L1X -ийн номын сан хэрэгтэй болно. Энэ бүхэн энд байна, энд байна.

Хэрэв та анхлан суралцаж байгаа бол эндээс тэдний суралцах сайт дээр Adafruit M0 ашиглах зааврыг дагана уу. Програм хангамжийг (энэ алхамд нэмсэн) ачаалсны дараа самбарыг USB цуваа холболтоор асааж, ажиллуулах ёстой. ТУЗ -ийн хажуу талыг VL53L1X -ээр хананд ойртуулж, гар руу ойртуулснаар хөдөлгүүрийн чичиргээ мэдрэгдэх болно. Чичиргээ нь объектоос төхөөрөмжөөс хол байх тусам далайцын хувьд бага байх ёстой.

Энэ програм хангамж нь үүний анхны нэвтрүүлэг гэдгийг онцлон хэлмээр байна. Би хоёр хос шил хийсэн, тэр даруй хоёр шил хийх болно. Бид (би болон үүн дээр ажиллаж байгаа дор хаяж нэг хүн) програм хангамжаа үргэлжлүүлэн сайжруулж, шинэчлэлтээ энд оруулах болно. Бусад хүмүүс ч гэсэн үүнийг туршиж үзээд, хийсэн өөрчлөлт/сайжруулалтаа GitHub -д оруулах болно гэж найдаж байна.

Алхам 13: Хүрээг дуусгах

Би чихнийхээ хэсгүүдийг нүдний шилний хоёр талын ховил руу шургуулж, үзүүр ашиглан ацетон түрхэв. Би ацетоныг шингээдэг тул булан руу шахахад сайн хэмжээгээр авдаг. Хэрэв тэдгээрийг чанга боож авбал ацетоныг капилляр татах замаар дамжуулна. Би тэднийг шууд байрлуулж байгаа эсэхийг шалгадаг бөгөөд хэрэв шаардлагатай бол тэдгээрийг дор хаяж нэг цагийн турш барихын тулд ямар нэгэн зүйл ашигладаг. Заримдаа би дахин хүсэлт гаргаж, дахин нэг цаг хүлээдэг. Ацетон нь маш сайн холбодог бөгөөд миний нүдний шил нь хүрээний хил дээр нэлээд хүчтэй харагдаж байна.

Мэдээжийн хэрэг, эдгээр нүдний шил нь зөвхөн загвар юм, тиймээс би дизайныг энгийн болгосон тул нүдний шилний нугас байдаггүй. Тэд ямар ч байсан маш сайн ажилладаг. Гэхдээ хэрэв та хүсвэл тэдгээрийг нугасаар дахин төлөвлөж болно.

Алхам 14: Эцсийн бодол

Мэдрэгч нарны гэрэлд сайн ажилладаггүйг би анзаарсан. Мэдрэгч нь нарны туяагаар IR -ээр ханасан тул мэдрэгчийн ялгаруулж буй импульсээс салгах боломжгүй байгаа гэдэгт итгэлтэй байна. Гэсэн хэдий ч тэд дотор, шөнө, бүрхэг өдрүүдэд сайн шил хийдэг байв. Мэдээжийн хэрэг, би илүү их шалгалт өгөх хэрэгтэй.

Дизайныг өөрчлөхийн тулд хийх ёстой нэг зүйл бол хамрын гүүрэнд хүрч буй ховилд ямар нэгэн резин нэмэх явдал юм. Хэрэв та толгойгоо доошлуулбал хүндийн хүчний нөлөөгөөр нүдний шил арьснаас бага зэрэг дээш гарах тусам чичиргээг мэдрэхэд хэцүү байх болно. Үрэлтийг бий болгохын тулд зарим резин нь нүдний шилийг хамар дээрээ байлгаж, чичиргээг түүн рүү шилжүүлэх боломжтой гэж би бодож байна.

Нүдний шилний талаар ямар нэгэн санал авах байх гэж найдаж байна. Нүдний шил нь хүмүүст тустай болохыг би мэдэхгүй, гэхдээ бид харах л үлдлээ. Прототипүүд нь үүнийг л хэлж байгаа юм: техник эдийн засгийн үндэслэл, сурах, боловсронгуй болгох.

Дизайн дээр илүү олон мэдрэгч нэмж болох байсан. Би нэгээс олон чичиргээний хөдөлгүүрийг ялгахад илүү хэцүү байх болно гэж бодож байгаа тул энэ загварыг ашиглахаар шийдсэн. Гэхдээ хоёр мэдрэгчийг нүднээс нь чиглүүлэх нь зүйтэй болов уу. Дараа нь хоёр мотор ашиглан нүдний шилний хоёр тал руу чичиргээ хийх боломжтой. Та чичиргээний оронд чих бүрт өгдөг аудиог ашиглаж болно. Дахин хэлэхэд прототипийг туршиж үзэх, туршлага олж авах явдал юм.

Хэрэв та өнөөг хүртэл хүрч чадсан бол уншсанд баярлалаа!