מערכת מכ"ם Arduino המשתמשת בעיבוד אפליקציית אנדרואיד וחיישן קולי

זהו פרויקט מעניין בו אנו חוקרים את כוחם של ארדואינו ואנדרואיד ליצור מכשיר מעקב המשתמש ב- Arduino ו- Ultra Sonic Sensor כדי לשדר את המידע ליישום נייד (Android) באמצעות Bluetooth.

בטיחות וביטחון היו הדאגה העיקרית שלנו מאז גילאים. התקנת מצלמת אבטחה עם מצב לילה עם אפשרות הטיה ומחבת תצרוב חור גדול בכיסים שלנו. לפיכך בואו ונבצע מכשיר כלכלי שעושה כמעט את אותו הדבר אך ללא כל תכונות וידיאו.

מכשיר זה מרגיש חפצים בעזרת חיישן אולטרה סאונד ולכן יכול לעבוד גם בשעות הלילה. כמו כן אנו מרכיבים את חיישן ארה"ב (אולטרה סוניק) מעל מנוע סרוו, ניתן להגדיר את מנוע סרוו זה שיסובב אוטומטית לסריקת האזור או שניתן לסובב אותו ידנית באמצעות אפליקציית המובייל שלנו, כך שנוכל למקד את חיישן הקולי את הכיוון הנדרש שלנו ולחוש את האובייקטים שנמצאים שם. כל המידע שחוש החיישן האמריקאי ישודר לטלפון החכם שלנו באמצעות מודול Bluetooth (HC-05). אז זה יעבוד כמו סונאר או מכ"ם.

מעניין נכון ??…. בואו נראה מה נצטרך לעשות את הפרויקט הזה.

דרישות:

חוּמרָה:

ספק כוח +5V (אני משתמש בלוח Arduino שלי (אחר) לאספקת חשמל)
Arduino מגה (אתה יכול להשתמש בכל דבר, החל מ- pro mini ועד Yun)
מנוע סרוו (כל דירוג)
מודול Bluetooth (HC-05)
חיישן אולטרה סוניק (HC-SR04)
קרש לחם (לא חובה)
חוטי חיבור
אנדרואיד נייד
מחשב לתכנות

תוֹכנָה:

תוכנת Arduino
אנדרואיד SDK
מעבד אנדרואיד (ליצירת יישום סלולרי)

ברגע שאנחנו מוכנים עם החומרים שלנו, בואו נתחיל בבניית החומרה. פיצלתי את ההדרכה הזו לארדוינו חלק ולחלק העיבוד להבנה קלה. אנשים חדשים בעיבוד אינם צריכים לחשוש הרבה מכיוון שהקוד השלם ניתן בסוף ההדרכה אשר יכול לשמש ככזה.

הורדה והתקנה של תוכנות:

ניתן להתקין את ה- Arduino IDE מכאן. הורד את התוכנה בהתאם למערכת ההפעלה שלך והתקן אותה. ה- IDE של Arduino ידרוש מנהג לתקשר עם חומרת Arduino שלך. מנהל התקן זה אמור להתקין באופן אוטומטי לאחר חיבור הלוח למחשב שלך. נסה להעלות תוכנית מצמוץ מדוגמאות כדי לוודא ש- Arduino פועל.

עיבוד IDE ניתן להתקין מכאן. עיבוד הוא יישום קוד פתוח מצוין אשר יכול לשמש לדברים רבים, יש לו מצבים שונים. ב"מצב ג'אווה "אנו יכולים ליצור יישומי מחשב של חלונות (קבצי.EXE) ובמצב אנדרואיד נוכל ליצור יישומי אנדרואיד ניידים (קבצי.APK) יש לו גם מצבים אחרים כמו" מצב פייתון "שבו אתה יכול לכתוב לך תוכניות פיתון.. מדריך זה לא יכסה את יסודות העיבוד, ולכן אם ברצונך ללמוד תכנות Java או עיבוד ראש בערוץ YouTube הנהדר הזה כאן.

חלק של חומרת Arduino ודיאגרמת מעגלים:

פרויקט זה כולל הרבה רכיבים כמו מנוע סרוו, מודול בלוטות ', חיישן אולטראסוני וכו'. אם אתה מתחיל מוחלט, מומלץ להתחיל עם הדרכה בסיסית הכוללת רכיבים אלה ואז לחזור לכאן. בדוק את הפרויקטים השונים שלנו בנושא מנוע סרוו, מודול Bluetooth וחיישן קולי כאן.

כל הרכיבים אינם מופעלים על ידי הארדואינו עצמו מכיוון שמנוע הסרוו, מודול ה- Bluetooth והחיישן האמריקאי לגמרי שואב זרם רב אשר הארדואינו לא יוכל למקם. מכאן שמומלץ בהחלט להשתמש בכל אספקת + 5V חיצונית. אם אין לך אספקה חיצונית + 5V בהישג ידך, תוכל לשתף את הרכיבים בין שני לוחות Arduino כפי שעשיתי. חיברתי את מסילות הכוח של Servos ללוח Arduino אחר (צבע אדום) וחיברתי את מודול ה- Bluetooth HC-05 ואת החיישן הקולי HC-SR04 למגה Arduino. זהירות: הפעלת כל המודולים הללו באמצעות לוח ארדואינו אחד תטגן את ווסת המתח של ארדואינו.

תרשים חיבור לפרויקט סונאר מבוסס Arduino זה ניתן להלן:

לאחר ביצוע החיבורים, הרכיב את החיישן האמריקאי על מנוע הסרוו שלך כמוצג להלן:

השתמשתי בחתיכת פלסטיק קטנה שהייתה בזבל שלי ובקלטת צד כפולה כדי להרכיב את החיישן. אתה יכול להמציא רעיון משלך לעשות את אותו הדבר. ישנם גם מחזיקי סרוו הזמינים בשוק אשר יכולים לשמש לאותה מטרה.

לאחר הרכבת הסרוו וניתנים החיבורים, הוא אמור להיראות בערך כך.

עקוב אחר התרשימות למעלה אם יש קשר שגוי. עכשיו בואו נתחיל לתכנת את Arduino Mega באמצעות Arduino IDE.

חלק תוכנת ארדואינו:

עלינו לכתוב את הקוד שלנו כדי שנוכל לחשב את המרחק בין אובייקט לחיישן Ultra Sonic ולשלוח אותו ליישום הנייד שלנו. אנחנו גם צריכים לכתוב קוד למנוע הסרוו שלנו כדי לטאטא וגם לקבל שליטה מהנתונים שהתקבלו על ידי מודול ה- Bluetooth. אך אל דאגה התוכנית פשוטה בהרבה ממה שאתה יכול לדמיין, הודות לארדואינו וספריותיה. הקוד השלם ניתן להלן בסעיף הקוד.

הפונקציה שלמטה משמשת כדי לגרום למנוע הסרוו לטאטא אוטומטית משמאל לימין (170 עד 10) ושוב מימין לשמאל (10 עד 170). השניים עבור לולאות משמשות כדי להשיג את אותו הדבר. הפונקציה us () נקראת בתוך שתי הפונקציות כדי לחשב את המרחק בין החיישן לאובייקט ולשדר אותו ל- Bluetooth. ניתן עיכוב של 50 אלפיות השנייה כדי לגרום לסרוווט להסתובב לאט. ככל שהמנוע מסתובב לאט יותר כך הקריאות שלכם מדויקות.

// ** פונקציה עבור סרוו לטאטא ** // בטל סרוופון () {Serial.println ("גורף"); // לצורך איתור באגים עבור (posc = 10; posc <= 170; posc ++) // שימוש ב- 10 עד 170 מעלות הוא בטוח מ- 0 עד 180 מכיוון שייתכן שסרוו מסוימת לא תפעל במלאכים קיצוניים {servo.write (posc); // קבע את המיקום של עיכוב מנוע סרוו (50); לָנוּ(); // למדוד את מרחק האובייקטים לשיר את החיישן האמריקאי} עבור (posc = 170; posc> = 10; posc--) {servo.write (posc); עיכוב (50); לָנוּ(); // למדוד את מרחק האובייקטים לשיר את החיישן האמריקאי} Serial.println ("סריקה הושלמה"); // לדגל ניפוי באגים = 0; } // ** סוף פונקציית טאטוא סרוו ** //

כאמור קודם ניתן לשלוט במנוע הסרוו באופן ידני מהטלפון החכם. אתה פשוט מחליק ימינה כדי שהמנוע ינוע ימינה והחלק שמאלה כדי שהמנוע ינוע שמאלה. הפונקציה הנ"ל משמשת להשגת אותה. המלאך של מנוע הסרוו יתקבל ישירות על ידי מודול ה- Bluetooth וישמר במשתנה BluetoothData , ואז הסרוו ממוקם במלאך המסוים הזה באמצעות קו servo.write (BluetoothData).

// ** פונקציה לשליטה סרוו באופן ידני ** // manualservo בטל () {us (); // קבל ערך מהמשתמש ושלט בסרוו אם (Blueboy.available ()) {BluetoothData = Blueboy.read (); Serial.println (BluetoothData); servo.write (BluetoothData); Serial.println ("כתוב"); אם (BluetoothData == 'p') {flag = 0; }}} // __ סוף פונקציית בקרה ידנית __ //

נוכחי המרחק לפני האובייקט יחושב על ידי פונקציה מתחת. זה עובד עם נוסחאות פשוטות שמהירות = מרחק / זמן. מכיוון שאנו מכירים את מהירות הגל האמריקני ואת הזמן שנדרש ניתן לחשב את המרחק באמצעות הנוסחאות הנ"ל.

// ** פונקציה למדידת המרחק ** // בטל אותנו () {int משך, מרחק; digitalWrite (trigPin, HIGH); עיכוב מיקרו-שניות (1000); digitalWrite (trigPin, LOW); משך = pulseIn (echoPin, HIGH); מרחק = (משך / 2) / 29.1; // מחשבת את המרחק מהחיישן אם (מרחק <200 && מרחק> 0) Blueboy.write (מרחק); } // __ פונקציית מדידת מרחק __ //

אם יש לך ספקות בתוכנית, אל תהסס להשתמש בסעיף ההערות לחיפושיך. אז ברגע שאנחנו מוכנים עם הקוד שלנו אנחנו יכולים מייד להשליך את הקוד לחומרה שלנו. אך מכשיר המעקב לא יתחיל לעבוד עד שהוא מחובר ליישום אנדרואיד. בדוק גם את הסרטון בסוף לעבודה מלאה.

אפליקציית Android לנייד עבור מכ"ם קולי:

אם אינך רוצה ליצור יישום משלך ובמקום זאת רק רוצה להתקין את אותה יישום המשמש במדריך זה, תוכל לבצע את השלבים הבאים.

1. תוכלו להוריד ישירות את קובץ ה- APK מהקישור שלהלן. קובץ APK זה מיועד לגרסת אנדרואיד 4.4.2 ומעלה (Kitkat ואילך). חלץ את קובץ ה- APK מקובץ ה- zip.

אפליקציית Android לרדאר אולטרסאונד

2. העבר את קובץ ה- Apk מהמחשב לטלפון הנייד שלך.

3. אפשר התקנת יישום ממקורות לא ידועים בהגדרות אנדרואיד שלך.

4. התקן את היישום.

אם הותקן בהצלחה, תמצא את היישום בשם "Zelobt" המותקן בטלפון שלך כמוצג להלן:

אם התקנת את ה- APK הזה, תוכל לדלג על החלק שלמטה ולקפוץ לחלק הבא.

תכנות יישום משלך באמצעות עיבוד:

או שתוכל להשתמש בקובץ.APK שניתן לעיל או לבנות אפליקציה משלך באמצעות עיבוד כמוסבר כאן. עם מעט ידע בתכנות, קל מאוד גם לכתוב קוד משלך ליישום אנדרואיד שלך. עם זאת, אם אתה רק מתחיל אז לא מומלץ להתחיל עם קוד זה מכיוון שהוא גבוה במקצת מרמת המתחילים.

תוכנית זו משתמשת בשתי ספריות כלומר, "ספריית Ketai" ואת "ספריית ControlP5" . ספריית הקטאי משמשת לשליטה בכל החומרה הקיימת בטלפון הנייד שלנו. דברים כמוך טלפונים ברמת הסוללה, ערכי חיישני קירבה, ערכי חיישן תאוצה, אפשרויות בקרת Bluetooth וכו 'ניתנים לגישה באמצעות ספרייה זו. בתוכנית זו אנו משתמשים בספרייה זו כדי ליצור תקשורת בין הטלפונים Bluetooth ו- Bluetooth Arduino (HC-05). "ControlP5 הספרייה" משמשת גרפי עלילה עבור מערכת המכ"ם שלנו.

תוכנית אנדרואיד המלא צורף, אתה יכול להוריד אותו מכאן.

זהירות: אל תשכח להתקין את הספריות שהוזכרו לעיל ואל תעתיק להדביק את חלק הקוד לבדו, מכיוון שהקוד מייבא תמונות מתיקיית נתונים אשר בסך הכל ניתנות בקובץ המצורף לעיל. מכאן להוריד ולהשתמש רק בזה.

לאחר שסיימתם את חלק הקידוד וריכזתם אותו בהצלחה תוכלו לחבר ישירות את הטלפון הנייד למחשב באמצעות כבל נתונים וללחוץ על כפתור ההפעלה כדי לדמם את היישום לטלפון הנייד. בדוק גם את פרויקטי העיבוד האחרים שלנו: משחק פינג פונג באמצעות ארדואינו ורדיו FM מבוקר בטלפון חכם באמצעות עיבוד.

הסבר עבודה:

עכשיו, אנחנו מוכנים עם החומרה שלנו וחלק התוכנה. הפעל את החומרה שלך והתאם את הנייד שלך למודול ה- Bluetooth. לאחר הזווג פתח את אפליקציית "Zelobt" שהתקנו זה עתה ועכשיו תחכה לשנייה וכדאי שתבחין במודול ה- Bluetooth שלך (HC-05) מתחבר אוטומטית לטלפון החכם שלך. לאחר יצירת החיבור תקבל את המסך הבא:

אתה יכול להבחין שהוא אומר מחובר ל: שם המכשיר (כתובת חומרה) בחלק העליון של המסך. הוא מציג גם את המלאך הנוכחי של מנוע הסרוו ואת המרחק בין החיישן האמריקאי. גרף כחול מתווה גם על הרקע האדום בהתבסס על המרחק הנמדד. ככל שהאובייקט מתקרב כך האזור הכחול מתגבר. הגרף שנמדד כאשר כמה חפצים ממוקמים ליד מוצג גם באיור השני לעיל.

כפי שנאמר קודם, אתה יכול גם לשלוט על מנוע הסרוו שלך שלך מהאפליקציה הסלולרית שלך. כדי לעשות זאת, פשוט לחץ על כפתור העצירה. זה ימנע מהסרווא שלך לטאטא אוטומטית. אתה יכול גם למצוא גלגל עגול בתחתית המסך אשר כאשר החלקה יסתובב בכיוון השעון או נגד השעון. על ידי החלקה של הגלגל הזה אתה יכול גם לגרום למנוע הסרוו שלך להסתובב בכיוון המסוים הזה. הגלגל והגרף שעודכנו בעת החלקה מוצגים בתמונה למטה.

קוד Arduino ניתן להלן וקובץ ה- APK ליישום אנדרואיד נמצא כאן. עבודתו של הפרויקט השלם מוצגת בסרטון להלן. מקווה שהבנתם את הפרויקט. אם יש לך שאלות, אנא השתמש בסעיף ההערות למטה.