描述

前提

我們開發了一種固定式主動聲納測繪儀，無需人工協助即可使用超聲波傳播檢測未知環境。當我們的設備運行時，兩個傳感器通過發射脈沖并在 360° 范圍內監聽回聲來重復收集超聲波數據。數據由 Arduino Nano R3 收集，它將數據轉換為笛卡爾平面上的點。這些數據點顯示在 OLED 顯示屏上，便于可視化。為了保護我們的*已編輯*客戶及其特殊要求的匿名性，我們僅列出了我們技術的一些應用：

• 繪制受自然災害（地震、海嘯、洪水、颶風）影響的區域。我們的設備可以訪問遭受結構性損壞并且由于建筑物倒塌的高風險而對人類來說太危險而無法進入的建筑物。
• 進入已知對人類致命的危險（低水平輻射、有毒煙霧、化學品泄漏等）的封閉空間
• 用極其有限的眼睛繪制出對人類來說太暗而無法看到的區域
• 通過傾斜傳感器和 LED 輸出確保聲納測繪儀保持直立位置

電子產品

Arduino Nano R3

?

單色 128x32 I2C OLED 圖形顯示器

?

超聲波距離傳感器 - HC - SR04

?

Hitec HS-5055MG 9g 數字金屬齒輪微型伺服

?

SPST 傾斜傳感器

?

逐步構建過程

以下是構建聲納測繪設備的分步過程。

1. 3D打印零件

首先從項目的附件部分下載每個部分，然后使用切片器程序 (Cura 4.3) 對打印件進行切片。然后用 20% 的填充量打印它，任何部件都沒有支撐。將需要打印三件，如下圖所示。

?

?

?

?

1 / 3 ?聲納到伺服支架

?

2. 連接電子設備

為電子設備接線是該項目的重要組成部分。Arduino 將由 9V 電池供電，您將連接 Monochrome 128x32 I2C OLED 圖形顯示器和 HC - SR04 超聲波傳感器到 arduino nano 板。對于超聲波傳感器，您將 VCC、GRD、TRIG、ECHO 焊接到 5V、GRD、數字 PWM、數字 PWM、. 對于 OLED 顯示器，您需要將 GRD 連接到 GRD，將 VIN 連接到 5V，將 SDA 連接到 I2C 數據，將 RST 連接到數字引腳，將 SCL 連接到 I2C 時鐘。如下圖所示。

Arduino 到傳感器的示意圖

?

為傾斜傳感器接線。

傾斜傳感器的接線是它自己的部分，因為您必須添加一些電阻以實現與設備的最大一致性。傾斜傳感器，您將 PWR 和 GRD 焊接到 arduino 的 PWR 和 GRD。您將并聯兩個電阻器，以實現傾斜傳感器的最大一致性。

?

?

?

?

1 / 3 ?傾斜傳感器組件

?

3. 組裝設備

確保您擁有所有必要的部件。將聲納傳感器安裝到 3D 打印的聲納支架上。將聲納安裝到伺服安裝到伺服上。OLED 屏幕將與主設備分開。

一般零件：

所有單獨的電氣元件都準備好組裝。

?

聲納組件：

?

?

?

?

1 / 3 ?五金件

?

4. 上傳代碼

要上傳代碼，請安裝伺服和數學庫，然后從工具菜單中選擇 Arduino Nano，然后選擇上傳。使用 Micro USB 轉 USB-A 電纜將微控制器插入計算機。

圓圈區域插入 USB

?

這段代碼初始化了一個包含 360 度極坐標信息的列表，當舵機旋轉 180 度時，利用兩個朝向相反方向的傳感器更新所有坐標，并在 OLED 屏幕上顯示極坐標。它不斷來回旋轉，并在每次改變方向后將坐標映射到屏幕上。

5. 使用設備

要使用該設備，請將其打開并將其放置在您想要映射的區域。舵機將自動旋轉并開始將該區域映射到 OLED 屏幕上。在不同區域嘗試或在附近添加對象，以查看地圖在 OLED 顯示屏上的變化。

?

?

?

?

1 / 3 ?一切連接在一起

?

。

?

?