Radar Inframerah Dengan Arduino: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Dalam proyek kecil ini saya ingin menunjukkan kepada Anda bagaimana Anda bisa membuat Radar sederhana di Rumah dengan Arduino. Ada banyak proyek serupa di internet, tetapi semuanya menggunakan sensor ultrasonik untuk mengukur jarak. Dalam proyek ini saya menggunakan sensor infra merah untuk pengukuran jarak.

Tujuan saya adalah membuat sistem LIDAR yang sangat sederhana dan murah dengannya dan mengimplementasikan perangkat pemetaan.

Perlengkapan

• Arduino (saya menggunakan Maple Mini)
• Sensor jarak tajam (saya menggunakan Sharp GP2Y0A02YK0F)
• Servo Mikro (9g)
• Papan tempat memotong roti, kabel
• Opsional: Resistor 4.7k, Kapasitor 100nF

Langkah 1: Sensor Inframerah Ultrasonik VS

Perbedaan utama antara sensor jarak ultrasonik dan inframerah adalah bahwa sensor ultrasonik mengukur jarak dalam jangkauan yang lebih luas. Oleh karena itu tidak dapat secara tepat menemukan posisi rintangan. Ini berarti mengukur jarak objek terdekat yang terletak di dalam kisaran sudut ~ +-30 °.

Tentu saja, itu tidak berarti bahwa sensor Sharp lebih baik. Terkadang properti ini bisa sangat berguna (misalnya digunakan oleh drone untuk mengukur ketinggian dari tanah). Pilihan yang tepat sepenuhnya tergantung pada persyaratan proyek Anda.

Langkah 2: Skema

Sangat mudah untuk membuat koneksi antar bagian. Pilih Output PWM dan Input Analog pada papan Arduino Anda dan hubungkan sensor jarak Servo dan Sharp ke pin tersebut. Saya menggunakan pin berikut untuk tujuan ini:

• PA0: Input analog untuk sensor jarak Sharp
• PA9: Keluaran PWM untuk Servo

Terkadang Sensor IR Sharp dapat mengeluarkan suara yang bising, oleh karena itu Anda harus memasang Low Pass Filter sederhana di atasnya. Saya menggunakan resistor 4.7k dan kapasitor 100nF untuk mengurangi noise pada pin analog. Selain itu saya juga memfilter nilai terukur dalam kode dengan membacanya berulang kali dan menghitung rata-ratanya.

Langkah 3: Karakteristik Sensor

Sayangnya sensor jarak inframerah yang digunakan memiliki karakteristik non-linier. Artinya, untuk mendapatkan jarak, tidak cukup dengan mengalikan nilai ADC terukur dengan nilai konstanta dan menambahkan nilai konstanta lain ke dalamnya.

Meskipun lembar data sensor memberikan karakteristik, saya lebih suka mengukurnya sendiri dalam proyek tertentu (bisa tergantung pada tegangan yang digunakan). Untuk ini, saya membuat pasangan dari Nilai ADC yang diukur dan jarak untuk setiap 10 cm. (Sensor saya mampu mengukur jarak yang benar dari 12 cm).

Saya menggunakan pasangan ini dalam kode untuk mendapatkan jarak yang benar dengan Interpolasi Linier.

Anda akan menemukan kode Arduino sederhana di akhir dokumen, untuk mengukur Nilai ADC selama pengukuran karakteristik.

Langkah 4: Komunikasi Serial

Saya menggunakan komunikasi serial untuk mengirim nilai jarak sudut terukur ke PC. Karena saya harus mengirim beberapa byte dan berbagai jenis pesan, saya merancang protokol komunikasi sederhana.

Protokol ini memungkinkan untuk mendefinisikan jenis pesan yang berbeda dengan cara yang umum. Dalam proyek ini saya menggunakan 2 jenis pesan:

• Parameter: Digunakan untuk mengirim parameter ke Aplikasi PC, didefinisikan pada Arduino seperti jarak maksimum dan jumlah rintangan dalam satu putaran.
• Obstacle: Digunakan untuk mengirim rintangan yang terdeteksi. Ini diidentifikasi oleh sudut servo dan jarak yang diukur. Posisi xy akan dihitung dengan aplikasi PC.

Langkah 5: Aplikasi Qt

Untuk berkomunikasi dengan Arduino dan menggambar titik terukur seperti radar saya membuat Aplikasi PC di Qt (C++). Ini menerima beberapa parameter (didefinisikan pada Arduino) dan titik jarak yang diukur.

Anda dapat mengunduh aplikasi dan kode sumbernya juga.

Langkah 6: Kode Sumber Arduino

Anda dapat menyesuaikan beberapa parameter di bagian atas kode dengan makro.

Perhatikan, bahwa jika Anda mengubah karakteristik sensor jarak Sharp, Anda harus mengubah nilai larik distAdcMap!

• InfraRadar.c: Kode radar. Salin dan tempel ke proyek Arduino Anda.
• InfraRadarMeasurement.c: Kode untuk pengukuran karakteristik. Salin dan tempel ke proyek Arduino Anda. Gunakan Konsol Serial untuk memeriksa Nilai ADC.