Robi się trochę gorąco, lato i tak dalej. Na biurku mam chińskiego wentylatora, ale pracuję na różnych końcach nowego dużego biurka, a wentylator prawie zawsze mija, a odwracanie go za każdym razem jest trochę smutne. Więc dzisiaj zrobimy wentylator z automatycznym celowaniem w cel.
Musimy więc śledzić pozycję celu, biorąc pod uwagę sytuację na stole, aby wentylator nie celował w inne obiekty. Idealnie, oczywiście, możesz wziąć minikomputer Raspberry pi z kamerą i użyć biblioteki widzenia maszynowego, aby rozpoznać ruchy lub jasny T-shirt.
Jest to jednak dość trudne zadanie, a sama tablica kosztuje ponad 10 razy drożej niż platforma arduino, który nie radzi sobie z aparatem. Ale oprócz kamery istnieją inne sposoby określania celu, na przykład ultradźwiękowy czujnik odległości grosz.
Kiedyś natknąłem się w Internecie na ciekawy projekt „radar” oparty na arduino i tym czujniku. Sam projekt jest dość bezużyteczny, ale sam pomysł jest wspaniały - obrócić czujnik odległości i zeskanować przestrzeń, powiązaną z kątem obrotu.
Powtórzmy ten projekt dla zabawy, a następnie przejdziemy dalej.
Oznacza to, że czujnik musi zostać obrócony, w tym celu używany jest zwykły model serwa (kto nie wie, serwo to silnik ze skrzynią biegów i sprzężeniem zwrotnym do kąta, to znaczy możemy ustawić kąt obrotu, a on go włączy).
Nie bądźmy sprytni i po prostu napraw czujnik za pomocą pierścienia z komory rowerowej.
Montujemy obwód na płycie chlebowej.
To wszystko, pozostaje do pobrania firmware w arduino. Ta wersja korzysta z szybszej biblioteki.
Możesz pobrać źródła na stronie projektu, link można znaleźć w opisie pod filmem. Znajdziesz tam wszystkie szczegółowe instrukcje, w szczególności ogromny artykuł dla tych, którzy pierwszy raz wzięli arduino. Ogólnie, ładujemy oprogramowanie do płyty i nasz radar budzi się do życia. Teraz na komputerze musisz uruchomić program, który odbierze dane z radaru (jest on również w folderze projektu, ale potrzebujesz środowiska przetwarzania, aby go uruchomić, możesz pobrać go z oficjalnej strony internetowej).
Uruchamiamy go, a tutaj musisz skonfigurować tylko jeden moment - numer portu, z którym arduino jest podłączone. Jest to ten sam numer, który jest wybrany w programie ide arduino, tylko my musimy wprowadzić go ręcznie.
Zaczynamy
To wszystko, nasz radar działa świetnie i wyświetla odległość do znalezionych przeszkód. Jak widać, działa z wystarczającą dokładnością, aby nie tylko wykryć duży cel w postaci osoby lub głowy, ale także radzi sobie z wszelkimi małymi rzeczami, które mogą stać się całym polem dla interesujących eksperymentów. Podczas gdy wszyscy bawią się malinami pi, postanowiłem rzucić sobie wyzwanie i nauczyć dosłownie ślepego systemu rozpoznawania celu i celowania w niego. To będzie świetny prosty projekt, który można powtórzyć nawet za pomocą zestawu startowego arduino. Zróbmy to i zastanówmy się nad algorytmem pracy.
Możliwości systemu są więc bardzo ograniczone. Otrzymujemy tylko odległość od radaru, ale wiemy, jaki kąt odpowiada każdemu wymiarowi. Pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, jest zbudowanie mapy obszaru roboczego. Oznacza to, że wykonujemy jedno przejście i pamiętamy, pod jakim kątem była to odległość. Teraz, w kolejnych przejściach, możemy znaleźć różnicę dla każdego kąta zgodnie z naszą mapą. W ten sposób możemy zobaczyć nowy obiekt, który będzie wyróżniał się na tle już znanych wartości. Teraz musisz nauczyć system definiowania celów. Wypróbujmy tę opcję: weźmiemy pod uwagę liczbę wyróżniających się punktów, które znajdują się jedna po drugiej, czyli w życiu będzie to pewien obszar skanowany przez radar.
Rozważymy cel - obszar jest większy niż określony rozmiar. To natychmiast odfiltrowuje cały szum pomiarowy. Proponuję również wybaczyć systemowi kilka błędów podczas skanowania jednego obszaru, ponieważ czujnik ultradźwiękowy nie jest idealny.
Radar może rozpoznać duży obszar, to znaczy zna kąt początku tego regionu i kąt jego końca w układzie współrzędnych. Pozostaje tylko obliczyć środek tego obszaru i skierować tam radar i pozwolić mu się już nie poruszać. To będzie tryb wstrzymania.
Będziemy nadal mierzyć odległość, a jeśli zmierzony punkt nagle opuści zasięg widzialności radaru, to po chwili ponownie przełączy się w tryb wyszukiwania celu. To wszystko, co nie zrozumiało, komputer nie jest już tutaj potrzebny, arduino zrobi wszystko samo. Wystarczy tylko zasilić go z 5-woltowego zasilacza. Oprogramowanie układowe znajduje się w folderze projektu, jest kilka ustawień, z którymi możesz się bawić i skonfigurować wszystko dla siebie.
Tak więc uruchamiamy system. Po pierwsze, kalibracja przechodzi od krawędzi do krawędzi. System pamięta odległość w tablicy kalibracyjnej w swoim układzie współrzędnych. Następnie praca rozpoczyna się natychmiast, skanujemy obszar, jeśli zauważymy cel, wówczas znajdujemy jego rozmiar kątowy i celujemy w środku. Działa jak zegar i jest skierowany prawie na środek celu.
Nawiasem mówiąc, wszystkie opóźnienia czasowe są konfigurowalne, w szczególności czas między utratą celów a rozpoczęciem nowego skanowania, w przeciwnym razie możesz pomyśleć, że system zwalnia - nic takiego, po prostu skonfiguruj. Ogólnie rzecz biorąc, mózgi wentylatora są gotowe, zbierzmy żelazo.
Ten wentylator został zakupiony przez aliexpress około 5 lat temu. Jest kompaktowy, zasilany przez USB i doskonale nadaje się do tego projektu. Możesz także wyszukać wentylator USB w stałej cenie lub w sprzęcie AGD.
Spójrzmy na ten wentylator i zobaczmy, czy w jego obudowie jest wolne miejsce, które można zapchać własną elektroniką.
Arduino nano niestety nie pasuje tutaj, ale istnieje arduino pro mini, to samo, ale mniejsze i bez programatora na pokładzie, ale pasuje idealnie.
A dlaczego nie kontrolować mocy wentylatora za pomocą arduino i nie wyrzucić natywnego przycisku? Nie ma wystarczającej ilości miejsca, przekaźnik nie będzie pasował, więc użyjemy tranzystora polowego.
Nadal potrzebuje dwóch rezystorów 100 omów i 10 kiloomów. Przycisk usuwamy całkowicie, aby nie przeszkadzał. Schemat połączeń będzie wyglądał następująco:
Połączmy dalmierz za pomocą kabla z dysku twardego.
Mamy również kondensator w obwodzie, nie jest to wymagane, ale bardzo pożądane, ponieważ serwonapęd daje dość zauważalne skoki prądu dla usb, a to może wpływać na pomiary odległości.
Aby pobrać oprogramowanie w wersji pro mini, potrzebujesz zewnętrznego programatora, kosztuje on Chińczyka jak puszka piwa i łączy się tak:
Nie musisz nic więcej robić, kliknij przycisk pobierania, a oprogramowanie układowe zostanie załadowane jak zwykle do karty nano.Obudowa zamyka się, a wszystkie przewody wychodzą przez otwory z przełącznika.
Następnie musisz naprawić serwo. Postanowiono zawiesić wentylator na półce i przymocować serwomechanizm do rogu.
Aby zapobiec obracaniu się rogu, używamy dwustronnej taśmy, ale gumka z kamery rowerowej byłaby lepsza.
Miejsce na czujnik będzie musiało zostać nieco rozszerzone. Napraw to na śrubach dostarczonych z serwomechanizmem.
Ostatni dotyk, wszystko, włącz i poczekaj na zakończenie kalibracji i ciesz się wentylatorem naprowadzającym.
Okazało się bardzo zabawne. Początkowo był pomyślany jako makieta, ale dzięki Chińczykom i dużej pustej komorze wewnątrz wentylatora można było stworzyć gotowe urządzenie bez prawie wystających drutów i smarków, co było bardzo przyjemne. Nawiasem mówiąc, jeśli wentylator przez jakiś czas nie może znaleźć celu, wznosi się na środku i wyłącza. Aby go włączyć, wystarczy podnieść rękę, a wentylator jest gotowy do wycelowania w cel i ochłodzenia go ponownie.
Serwo okazało się tanim plastikiem, skrzynia biegów wisi na całej długości, więc ruch drży, ale co mogę zrobić. Na stronie projektu znajduje się link do lepszego serwomechanizmu, ma metalową skrzynię biegów. Projekt okazał się całkiem fajny i interesujący ze względu na swoją prostotę - jeden czujnik, jeden dysk, ale w rezultacie pełnoprawne bazowanie na mapie regionu i sterowanie dotykowe.
Dziękuję za uwagę. Do zobaczenia wkrótce!
Wideo: