дальномер (очень дальний), ультразвуковой или лазерный ... для Arduino?


8

У меня есть maxbotics Ez1 подключен к Arduino

но мне было интересно, как создать цифровую рулетку и подключить ее к Arduino, для измерений длиннее 10 футов, может быть, 20, 30 футов или больше ...

Я вижу, Стэнли продает цифровую ленту за 29,9 $ в Sears ... Я мог бы взломать это, но есть что-нибудь с более длинным диапазоном, чем ez1

кто-нибудь продает что-нибудь подходящее?


и какая точность ...
Кортук

1
я думаю, что написал «больше, чем 10 футов, может быть, 20», и для точности я сказал, что это проект цифровой рулетки
Франческо

Забудьте о ультразвуке. Его луч становится очень широким. Обычно это хорошо документировано в техническом описании.
Джиппи

Если это не включает измерения, где кривизна земли вмешивается, тогда это не «Очень большое расстояние». :)
rdivilbiss

Ответы:


3

В качестве фона для взлома существующего дальномера LASER, здесь приведен очень хороший отчет о том, как один человек попытался понять и поочередно подключил дальномер Aparkfun Prexiso LASER - он потерпел неудачу, но дает чрезвычайно интересную и, вероятно, полезную информацию о том, что он нашел.


Sparkfun Utrasonic Rangwefonder модуль .
Дорого, учитывая, сколько стоит метчик LASER.

Варианты и основные характеристики . Заявленный диапазон 25 футов. Полезная информация.


Допплеровский радиолокатор, использующий радиочастоту, работающий на нескольких сотнях МГц - возможно, использующий модуль открывания двери Ганна с давних времен, может иметь диапазон «очень большой». Когда-то у меня был радиовысотомер APN1 от Bristol Freighter (самолет), и он преодолевал 1000 футов с землей в качестве «отражателя» - по общему признанию, - и использовал термоэлектронные клапаны с желудевой трубкой. Вы должны быть в состоянии получить столько радиуса действия, сколько может пожелать ваше сердце, используя RF.

APN 1 использовал простой, но полезный метод, чтобы НЕ приходилось явно измерять время полета. Измерение времени полета (TOF) возможно, но на коротких дистанциях это ОЧЕНЬ короткое время. Наносекунда - это легкое время!
Передатчик APN1 был подвергнут качанию частоты, и полученный отраженный сигнал был смешан с текущим переданным сигналом. Возвращаемый сигнал находится на частоте tx, когда сигнал остается, а частота tx переместилась на какую-то другую частоту, к которой возвращается сигнал. Разница частот, полученная при смешивании и передаче отраженного сигнала, дает прямое измерение дальности.

Обсуждение - хотя это относится к радиочастотному оборудованию времен Второй мировой войны, оно непосредственно применимо к современной версии с малым радиусом действия.

Основной принцип:

введите описание изображения здесь

Да ха !!!

введите описание изображения здесь


Вы можете использовать угол измерения двух точек на базовом классическом дальномере. Это может использовать ЛАЗЕР, чтобы сделать два пятна, которые вы договорились, чтобы совпасть под контролем Arduino. Подход старого мира, но в высшей степени выполнимый.
Если вы использовали 1-метровую базовую линию, и один луч вышел прямо, а другой был перемещен в коницид, и вы затем измерили угол его подвижного пятна.
На 5 метрах изменение угла при увеличении на 1 метр составляет 78,7 градуса до 80,6 градуса = + 1,85 градуса от
10 до 11 метров, изменение угла = 0,516 градуса от
15 до 16 = 0,238 градуса от
20 до 21 = + 0,14 градуса от
25 до 26 ~ = 0,1 градуса
От 30 до 31 градуса = +0,06 градуса

Вы можете решить, в каком диапазоне изменение градуса слишком сложно прочитать.
Более длинная базовая линия уменьшает позицию в таблице. Например, базовая линия 2 метра дает эффективный результат 30/2 = 15 градусов.

Расстояние
........ градусы
................. дельта градусы
1 ... 45,0
2 ... 63,4 ... 18,4
5 ... 78,7 .. .2.7
10..84.3 ... 0.63
15 .. 86.2 ... 0.27
25 .. 87.7 ... 0.10
30 .. 88.1 ... 0.07


ДОБАВЛЕНО:

Я включил принципиальную электрическую схему APN1 для развлечения, чтобы показать, что можно сделать в 1940 году с трубками Acorn, НО в действии это потенциально полезно для идей. Диаграмма выше читабельна, если вы посмотрите на нее в полном размере, как поставляется. (Щелкните правой кнопкой мыши, а затем скопируйте, сохраните или откройте). Это качество «в том виде, в каком оно есть» - кто-то отсканировал оригинал в формате gif в 2 цветах «черно-белый».

Я скопировал часть схемы ниже и добавил примечания. Нечто подобное можно сделать с помощью современных компонентов с «относительной легкостью» [tm].
Ключевая особая магия обеспечивается модулятором - здесь переменный конденсатор с голосовой связью сканирует передатчик в частотном диапазоне. Современным эквивалентом является диод варакрора - переменной емкости с обратным напряжением. Генератор справа посередине управляет этим модулятором.
Передатчик представляет собой пару двухтактных жёлудевых трубок, управляющих передающей антенной внизу слева. «Фырканье» [технический термин :-)] RF посылается от TX к RX вверху слева. Сбалансированный детектор - здесь пара трубок Acorn V101 и V102, в настоящее время диодный кольцевой смеситель Шоттки или аналогичный, принимает анализатор TX и полученный эхо-сигнал и смешивает их, чтобы обеспечить разностный сигнал на выходе справа вверху. Это тогда усиливается как сигнал диапазона. Реализация этого с "твердотельными" частями привела бы к простому и, возможно, даже эффективному результату. Ширина луча передатчика будет основным фактором. ГГц или около того осциллятора и антенны может быть достаточно. Компоненты современного мобильного телефона и WiFi настолько доступны (излишки, если это необходимо), что «жесткий»

введите описание изображения здесь


Вы уменьшали эту схему? Это абсолютно неразборчиво. Может быть, вы можете сделать это ссылкой на оригинал.
Федерико Руссо

@FedericoRusso - это программное обеспечение для обмена стека. Щелкните правой кнопкой мыши на изображении, нажмите «Просмотр оригинала», и вы получите его в оригинальном размере.
Коннор Вольф

@FedericoRusso - см. Дополнение к ответу
Рассел МакМахон

2

Как предположил Рассел, можно сделать свой собственный лазерный дальномер, используя углы. Это зависит от того, сколько работы это стоит. Их сложно построить и сделать точными, и к концу вы можете пожелать, что только что купили Стэнли.

По сути, вы светите лазерным лучом, а затем смотрите на точку с маленькой камерой. Поскольку это одномерное приложение, на самом деле вы можете использовать линейную матрицу ПЗС, а также объектив для фокусировки изображения и ИК-фильтр для улучшения контраста.

Линейная ПЗС

Начните с лазера, и возьмите изображение с ПЗС. ПЗС может быть 1024 пикселей в ширину. Храните их в памяти Aduino. Теперь выключите лазер и возьмите другое изображение. Как вы читаете в данных для этого изображения, вычтите его из сохраненного изображения. Если CCD может видеть лазерное пятно, то вы должны остаться с изображением пятна. Выясните, где центр пятна от 0 до 1023.

Теперь вы можете увидеть проблему. Если ваше пятно идеально сфокусировано и покрывает только один пиксель камеры, лучшая точность, которую вы можете получить, составляет 1 мм в диапазоне 1,023 м. Это, вероятно, не годится для рулетки. Ваши варианты:

  1. Используйте ПЗС с более высоким разрешением. Я думаю, что они имеют разрешение до 6000 пикселей.
  2. Попробуйте определить центр пятна с точностью до субпикселя.
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.