描述

前提

我們開發(fā)了一種固定式主動聲納測繪儀，無需人工協(xié)助即可使用超聲波傳播檢測未知環(huán)境。當(dāng)我們的設(shè)備運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)傳感器通過發(fā)射脈沖并在 360° 范圍內(nèi)監(jiān)聽回聲來重復(fù)收集超聲波數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)由 Arduino Nano R3 收集，它將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為笛卡爾平面上的點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示在 OLED 顯示屏上，便于可視化。為了保護(hù)我們的*已編輯*客戶及其特殊要求的匿名性，我們僅列出了我們技術(shù)的一些應(yīng)用：

• 繪制受自然災(zāi)害（地震、海嘯、洪水、颶風(fēng)）影響的區(qū)域。我們的設(shè)備可以訪問遭受結(jié)構(gòu)性損壞并且由于建筑物倒塌的高風(fēng)險(xiǎn)而對人類來說太危險(xiǎn)而無法進(jìn)入的建筑物。
• 進(jìn)入已知對人類致命的危險(xiǎn)（低水平輻射、有毒煙霧、化學(xué)品泄漏等）的封閉空間
• 用極其有限的眼睛繪制出對人類來說太暗而無法看到的區(qū)域
• 通過傾斜傳感器和 LED 輸出確保聲納測繪儀保持直立位置

電子產(chǎn)品

Arduino Nano R3

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單色 128x32 I2C OLED 圖形顯示器

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超聲波距離傳感器 - HC - SR04

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Hitec HS-5055MG 9g 數(shù)字金屬齒輪微型伺服

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SPST 傾斜傳感器

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逐步構(gòu)建過程

以下是構(gòu)建聲納測繪設(shè)備的分步過程。

1. 3D打印零件

首先從項(xiàng)目的附件部分下載每個(gè)部分，然后使用切片器程序 (Cura 4.3) 對打印件進(jìn)行切片。然后用 20% 的填充量打印它，任何部件都沒有支撐。將需要打印三件，如下圖所示。

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1 / 3 ?聲納到伺服支架

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2. 連接電子設(shè)備

為電子設(shè)備接線是該項(xiàng)目的重要組成部分。Arduino 將由 9V 電池供電，您將連接 Monochrome 128x32 I2C OLED 圖形顯示器和 HC - SR04 超聲波傳感器到 arduino nano 板。對于超聲波傳感器，您將 VCC、GRD、TRIG、ECHO 焊接到 5V、GRD、數(shù)字 PWM、數(shù)字 PWM、. 對于 OLED 顯示器，您需要將 GRD 連接到 GRD，將 VIN 連接到 5V，將 SDA 連接到 I2C 數(shù)據(jù)，將 RST 連接到數(shù)字引腳，將 SCL 連接到 I2C 時(shí)鐘。如下圖所示。

Arduino 到傳感器的示意圖

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為傾斜傳感器接線。

傾斜傳感器的接線是它自己的部分，因?yàn)槟仨毺砑右恍?a target='_blank' class='arckwlink_none'>電阻以實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的最大一致性。傾斜傳感器，您將 PWR 和 GRD 焊接到 arduino 的 PWR 和 GRD。您將并聯(lián)兩個(gè)電阻器，以實(shí)現(xiàn)傾斜傳感器的最大一致性。

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1 / 3 ?傾斜傳感器組件

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3. 組裝設(shè)備

確保您擁有所有必要的部件。將聲納傳感器安裝到 3D 打印的聲納支架上。將聲納安裝到伺服安裝到伺服上。OLED 屏幕將與主設(shè)備分開。

一般零件：

所有單獨(dú)的電氣元件都準(zhǔn)備好組裝。

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聲納組件：

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1 / 3 ?五金件

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4. 上傳代碼

要上傳代碼，請安裝伺服和數(shù)學(xué)庫，然后從工具菜單中選擇 Arduino Nano，然后選擇上傳。使用 Micro USB 轉(zhuǎn) USB-A 電纜將微控制器插入計(jì)算機(jī)。

圓圈區(qū)域插入 USB

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這段代碼初始化了一個(gè)包含 360 度極坐標(biāo)信息的列表，當(dāng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn) 180 度時(shí)，利用兩個(gè)朝向相反方向的傳感器更新所有坐標(biāo)，并在 OLED 屏幕上顯示極坐標(biāo)。它不斷來回旋轉(zhuǎn)，并在每次改變方向后將坐標(biāo)映射到屏幕上。

5. 使用設(shè)備

要使用該設(shè)備，請將其打開并將其放置在您想要映射的區(qū)域。舵機(jī)將自動旋轉(zhuǎn)并開始將該區(qū)域映射到 OLED 屏幕上。在不同區(qū)域嘗試或在附近添加對象，以查看地圖在 OLED 顯示屏上的變化。

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1 / 3 ?一切連接在一起

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