Делаем радар на микроконтроллере Arduino

В этом уроке мы рассмотрим создание ультразвукового радара с использованием микроконтроллера Arduino, ультразвукового датчика и сервопривода. Этот радар позволит обнаруживать различные объекты, показывать их расположение вокруг себя и их приблизительный рельеф

Компоненты для сборки:

1. микроконтроллер Arduino
2. HC-SR04 – ультразвуковой датчик расстояния
3. Соединительные провода
4. Крепление для датчика к сервоприводу (Можно использовать что угодно)

Вот так это выглядит у меня:

Переходим к процессу создания необходимых программ

Для начала создадим скетч для Arduino:

#include <hcsr04.h> #include <Servo.h> //////Настройки///////// #define ECHO_PIN 7 #define TRIG_PIN 6 #define TIMEOUT 80000 #define SERVO_PIN 11 #define pause 20 /////////////////////// Servo s1; HCSR04 hcsr04(TRIG_PIN, ECHO_PIN, TIMEOUT); int pos = 0; bool flag = false; void setup() { s1.attach(SERVO_PIN); Serial.begin(9600); hcsr04.begin(); } void message(){ //Функция отвечающая за отправку данных int mm; mm = hcsr04.getDistanceMm(); s1.write(pos); delay(pause); Serial.print(pos); Serial.print(" "); Serial.println(mm); }

void loop() { if (Serial.available() > 0) { /*как только микроконтроллер получит данные из COM-порта микроконтроллер начнёт собирать и отправлять данные с датчика*/ flag=true; } if (flag==true){ for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { message(); } delay(50); for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { message(); } delay(50); } }

Чтобы загрузить наш код в микроконтроллер сначала скачайте необходимые библиотеки (смотрите первую и вторую строки кода)

После загрузки заходим в монитор порта

отправляем любое сообщение и видим значения нашего датчика:

Теперь после этого нужно сделать программу приёма и вывода данных. Делать её будем на языке Python и библиотеке pygame

Заходим в редактор и пишем следующий код:

import pygame as pg import math as m import serial import time # Открываем Serial порт ('COM3' замените на имя вашего порта) ser = serial.Serial('COM3', 9600) time.sleep(2) ser.write(b"1") window_x = 1000 pg.init() des = 0 sc = pg.display.set_mode((window_x, 600)) f1 = pg.font.Font(None, 72) text1 = f1.render('РАДАР', True, (100, 250, 10)) def pos(x, y, r, t): return r * m.cos(t) + x, r * m.sin(t) + y

while True: try: response = ser.readline() decoded_response = response.decode('utf-8') des, mm = map(int, decoded_response.split()) sc.blit(text1, (0, 0)) for event in pg.event.get(): if event.type == pg.QUIT: ser.close() exit() if mm <= 300: pg.draw.line(sc, (255, 0, 00), (window_x / 2, 60), pos(window_x / 2, 60, window_x / 2, m.radians(180 - des)), 1) pg.draw.line(sc, (0, 255, 00), (window_x / 2, 60), pos(window_x / 2, 60, mm, m.radians(180 - des)) else: pg.draw.line(sc, (0, 255, 00), (window_x / 2, 60), pos(window_x / 2, 60, window_x / 2, m.radians(180 - des)), 1) pg.display.update() except ValueError: print("Error")

Библиотеки pygame и serial не являются встроенными и поэтому предварительно установите их с помощью pip

• pip install pygame
• pip install serial

теперь измените COM3 (седьмая строка кода) на нужный вам порт (порт можно узнать при прошивки микроконтроллера)

после проделанных процедур запускаем программу на Python (Arduino должен быть подключён к компьютеру и нужному порту) и смотрим на получившийся результат:

Вот такие результаты мы получили, эту задумку можно использовать по разному, вот некоторые мои идеи:

1. Робот-пылесос: определение препятствий и построение карты помещения.
2. Обнаружение объектов: создание охранных систем или систем безопасности.
3. Управление дроном: определение высоты полёта и препятствий на пути.
4. Сканер для определения расстояния до объекта: измерение уровня жидкости или глубины водоёма.
5. Тестирование качества продукции: проверка размеров деталей или контроль производственных процессов.

На этом всё, всем удачи и творческих успехов!