Il fait un peu chaud, l'été et tout ça. J'ai un ventilateur chinois sur mon bureau, mais je travaille à différentes extrémités de mon nouveau grand bureau, et le ventilateur souffle presque toujours, et le tourner à chaque fois est en quelque sorte triste. Alors aujourd'hui, nous allons faire un ventilateur avec visée automatique sur la cible.
Nous devons donc suivre la position de la cible, en tenant compte de la situation sur la table, afin que le ventilateur ne vise pas d'autres objets. Idéalement, bien sûr, vous pourriez prendre un mini-ordinateur Raspberry Pi avec une caméra et utiliser une bibliothèque de vision industrielle pour reconnaître les mouvements ou un T-shirt brillant.
Mais c'est une tâche assez difficile, et la carte elle-même coûte plus de 10 fois plus cher que la plate-forme Arduino, qui ne peut pas faire face à la caméra. Mais en plus de la caméra, il existe d'autres façons de déterminer la cible, par exemple, un capteur de distance à ultrasons penny.
Une fois que j'ai rencontré sur Internet un intéressant projet "radar" basé sur Arduino et ce capteur. Le projet lui-même est assez inutile, mais l'idée elle-même est merveilleuse - faire tourner le capteur de distance et scanner l'espace, lié à l'angle de rotation.
Répétons ce projet pour le plaisir, puis nous continuerons.
Cela signifie que le capteur doit être tourné, pour cela, le servo modèle habituel est utilisé (qui ne sait pas, le servo est un moteur avec une boîte de vitesses et un retour à l'angle, c'est-à-dire que nous pouvons le régler l'angle de rotation, et il l'allumera).
Ne soyons pas intelligents et fixons simplement le capteur à l'aide de l'anneau de la chambre de vélo.
Nous assemblons le circuit sur une planche à pain.
C'est tout, il reste à télécharger le firmware en arduino. Cette version utilise une bibliothèque plus rapide.
Vous pouvez télécharger les sources sur la page du projet, le lien se trouve dans la description sous la vidéo. Vous y trouverez toutes les instructions détaillées, en particulier un énorme article pour ceux qui ont d'abord pris l'arduino. En général, nous chargeons le firmware dans la carte et notre radar prend vie. Maintenant, sur l'ordinateur, vous devez exécuter un programme qui recevra les données du radar (il se trouve également dans le dossier du projet, mais vous avez besoin d'un environnement de traitement pour le démarrer, vous pouvez le télécharger sur le site officiel).
Nous le démarrons, et ici, vous devez configurer un seul instant - le numéro de port auquel l'arduino est connecté. C'est le même nombre qui est sélectionné dans le programme Arduino Idé, seulement nous devons le saisir manuellement.
Nous commençons.
Voilà, notre radar fonctionne très bien et affiche la distance aux obstacles trouvés. Comme vous pouvez le voir, il fonctionne avec une précision suffisante pour non seulement détecter une grande cible sous la forme d'une personne ou d'une tête, mais aussi faire face à toutes les petites choses qui peuvent devenir un champ entier pour des expériences intéressantes. Alors, alors que tout le monde s'amuse avec Raspberry Pi, j'ai décidé de me mettre au défi et d'enseigner un système littéralement aveugle pour reconnaître la cible et la viser. Ce sera un grand projet simple qui peut être répété même avec l'aide du kit de démarrage Arduino. Faisons-le et réfléchissons à l'algorithme de travail.
Ainsi, les capacités du système sont à peu près limitées. Nous obtenons seulement la distance du radar, mais nous savons à quel angle chaque dimension correspond. La première chose qui me vient à l'esprit est la construction d'une carte de l'espace de travail. Autrement dit, nous faisons un passage et nous nous souvenons à quel angle était la distance. Maintenant, dans les passes suivantes, nous pouvons trouver la différence pour chaque angle selon notre carte. Et ainsi nous pouvons voir un nouvel objet qui se démarquera sur le fond de valeurs déjà connues. Vous devez maintenant apprendre au système à définir des objectifs. Essayons cette option: nous allons considérer le nombre de points distingués qui sont situés les uns après les autres, c'est-à-dire, dans la vie, ce sera une certaine zone que le radar balaye.
Nous considérerons l'objectif - la zone est plus grande qu'une certaine taille. Cela filtre immédiatement tout le bruit de mesure. Je propose également de pardonner au système plusieurs erreurs lors du balayage d'une zone, car le capteur à ultrasons n'est pas parfait.
Le radar peut reconnaître une grande zone, c'est-à-dire qu'il connaît l'angle du début de cette région et l'angle de sa fin dans son système de coordonnées. Il ne reste plus qu'à calculer le milieu de cette zone et à y diriger le radar, et à ne plus le déplacer. Ce sera un mode d'attente.
Nous continuerons de mesurer la distance et si le point mesuré quitte soudainement la plage de visibilité du radar, nous reviendrons au bout d’un moment en mode de recherche cible. C'est tout ce qui n'a pas compris, l'ordinateur n'est plus nécessaire ici, arduino fera tout par lui-même. Il suffit de l'alimenter à partir d'une alimentation 5 volts. Le firmware est dans le dossier du projet, il y a un tas de paramètres avec lesquels vous pouvez jouer et configurer tout pour vous-même.
Donc, nous démarrons le système. Tout d'abord, l'étalonnage va d'un bord à l'autre. Le système mémorise la distance dans la matrice d'étalonnage dans son système de coordonnées. Ensuite, le travail commence immédiatement, nous balayons la zone, si nous remarquons la cible, nous trouvons sa taille angulaire et visons au milieu. Il fonctionne comme une horloge et vise presque le centre de la cible.
Soit dit en passant, tous les délais sont configurables, en particulier le temps entre la perte des objectifs et le début d'une nouvelle analyse, sinon vous pourriez penser que le système ralentit - rien de tel, il suffit de le configurer. En général, le cerveau du ventilateur est prêt, récupérons le fer.
Ce ventilateur a été acheté par aliexpress il y a environ 5 ans. Il est compact, alimenté par USB et est idéal pour ce projet. Vous pouvez également rechercher un ventilateur USB à prix fixe ou dans des articles ménagers.
Jetons un coup d'œil à ce ventilateur et voyons s'il y a de l'espace libre dans son boîtier qui peut être rempli avec sa propre électronique.
Arduino nano, malheureusement, ne convient pas ici, mais il y a un arduino pro mini, la même chose, mais plus petit et sans programmeur à bord, mais il convient parfaitement.
Et pourquoi ne pas contrôler l'alimentation du ventilateur avec l'arduino et jeter le bouton natif? Il n'y a pas assez d'espace, le relais ne rentrera pas, nous allons donc utiliser un transistor à effet de champ.
Il a encore besoin de deux résistances de 100 ohms et 10 kOhm. Nous retirons complètement le bouton pour qu'il n'interfère pas. Le schéma de connexion ressemblera à ceci:
Connectons le télémètre avec un câble du disque dur.
Nous avons également un condensateur dans le circuit, ce n'est pas nécessaire, mais très souhaitable, car le servo-variateur donne des surtensions assez visibles pour l'usb, et cela peut affecter les mesures de distance.
Pour télécharger le firmware dans pro mini, vous avez besoin d'un programmeur externe, cela coûte aux chinois comme une canette de bière et se connecte comme ceci:
Vous n'avez rien d'autre à faire, cliquez sur le bouton de téléchargement et le firmware se charge comme d'habitude dans la carte nano.Le boîtier se ferme et tous les fils sortent par les trous de l'interrupteur.
Ensuite, vous devez réparer le servo. Il a été décidé de suspendre le ventilateur sur une étagère et de fixer le servo à un coin.
Pour éviter que le coin ne tourne, nous utilisons du ruban adhésif double face, mais l'élastique de la caméra de vélo serait mieux.
L'espace pour le capteur devra être légèrement agrandi. Fixez-le sur les vis fournies avec le servo.
La touche finale, tout, allumez et attendez que l'étalonnage passe et profitez du ventilateur de ralliement.
Une chose très drôle s'est avérée. Il a été initialement conçu comme une maquette, mais grâce aux Chinois et à un grand compartiment vide à l'intérieur du ventilateur, il a été possible de fabriquer un appareil fini avec presque aucun fil saillant et morve, ce qui était très agréable. Soit dit en passant, si le ventilateur ne parvient pas à trouver la cible pendant un certain temps, il s'élève au centre et s'éteint. Pour l'allumer, il vous suffit de lever la main et le ventilateur est prêt à viser la cible et à la refroidir à nouveau.
Le servo s'est avéré être du plastique bon marché, la boîte de vitesses est suspendue partout, donc le mouvement se contracte, mais que puis-je faire. Sur la page du projet, il y a un lien vers un meilleur servo, il a une boîte de vitesses en métal. Le projet s'est avéré plutôt cool et intéressant, en raison de sa simplicité - un capteur, un lecteur, mais, par conséquent, un référencement à part entière sur la carte de la région et un contrôle tactile.
Merci de votre attention. A très bientôt!
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