距離計(超長距離)、超音波またはレーザー…arduino向け?


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Arduinoに接続されたmaxbotics Ez1を持っています

しかし、10フィートを超える測定、おそらく20、30フィート以上の測定のために、デジタルテープメジャーを作成し、それをarduinoに接続する方法を考えていました...

スタンレーがシアーズで29.9ドルでデジタルテープを販売しているのを見てください...私はそれをハックすることができましたが、ez1より長い範囲のものが他にあります

誰かが適切なものを売っていますか?


そして、どのような正確さ...
Kortuk

1
私は「10フィート以上、たぶん20」を書いたと思います。正確さのために言ったのは、デジタルテープメジャープロジェクト
Francescoの

超音波を忘れます。そのビームは非常に広くなります。通常はデータシートに詳しく記載されています。
ジッピー

地球の曲率が干渉する測定が含まれない場合、「非常に長い距離」ではありません:)
rdivilbiss 2012

回答:


3

既存のLASER距離計をハッキングする背景として、Aparkfun Prexiso LASER距離計を理解してシリアルインターフェースをとろうとする1人の試みの非常に優れた説明を以下に示します。


Sparkfun utrasonic rangwefonderモジュール
LASERタップがコストを測定するものを考えると高価です。

バリエーションと基本仕様。25フィートの範囲が主張されています。有用な情報。


数百MHzで動作するRFを使用するドップラーレーダー-昔のガンドアオープナーモジュールを使用している可能性があるため、「非常に大きい」範囲を設定できます。私はかつてブリストルフレイター(航空機)のAPN1無線高度計を所有しており、地面を「反射板」として1000フィートのフィートを管理しました。RFを使用すると、心臓が望んでいる範囲と同じだけの範囲を取得できるはずです。

APN 1は、飛行時間を明示的に測定する必要がないように、シンプルですが便利な方法を使用しました。飛行時間(TOF)測定は可能ですが、短距離では非常に短い時間がかかります。ナノセカンドは、軽い足の時間です!。
APN1トランスミッタは周波数掃引され、受信された反射信号は現在の送信信号と混合されました。信号が戻ったときに、信号が残ってtx freqが他の周波数に掃引されたときに、tx freqで戻り信号が発生します。txと反射信号を混合して得られた差の周波数は、距離の直接的な測定値を与えます。

ディスカッション-これはWW2 RF機器に関連していますが、最新の短距離バージョンに直接適用できます。

基本的な原則:

ここに画像の説明を入力してください

イハッ!

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あなたは、ベースラインの古典的な距離計で2点を測定する角度を使用することができます。これは、レーザーを使用して、Arduinoの制御下で一致するように配置した2つのスポットを作成できます。古い世界のアプローチですが、非常に実行可能です。
1メートルのベースラインを使用し、1つのビームが直進し、もう1つが自殺するように移動した場合、可動スポットの角度を測定しました。
5メートルで、1メートルの増加に対する角度の変化は78.7度から80.6度= + 1.85度
10から11メートル、角度の変化= 0.516度
15から16 = 0.238度
20から21 = + 0.14度
25から26〜= 0.1度
30から31度= +0.06度

度の変化が正確に読み取るのが難しい範囲を決定できます。
ベースラインが長いと、テーブル内の位置が下がります。たとえば、2メートルのベースラインは30/2 = 15度の効果的な結果を与えます。

距離
........度
.................デルタ度
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


追加:

私はAPN1のメイン回路図をできるだけ多く含めて、1940年にAcornチューブを使って1940年に何ができるかを示しましたが、実際にはアイデアに役立つ可能性があります。上の図は、提供されているフルサイズで見ると判読可能です。(右クリックして、コピーまたは保存または開く)。これは「提供されたとおり」の品質です-誰かがオリジナルを2色の「白黒」のgifにスキャンしました。

以下の回路の一部をコピーして、メモを追加しました。このようなことは、「比較的簡単」な[tm]の最新のコンポーネントで実行できます。
鍵となる特別な魔法は変調器によって提供されます-ここでは、周波数範囲にわたって送信機をスキャンするボイスコイル駆動の可変コンデンサーを使用しています。現代の等価物は、逆電圧を備えた可変容量であるバラクターダイオードです。右中央の発振器がこの変調器を駆動します。
送信機は左下に送信アンテナを駆動する一対のプッシュプルドングリ管です。左上のRFの「スニフ」[技術用語:-)]がTXからRXに送信されます。バランス検波器-ここでは、一対のAcornチューブV101とV102がショットキーダイオードリングミキサーなどで使用されており、TXスニフと受信エコーを受け取り、それらを混合して右上の出力に差信号を提供します。次に、これが範囲信号として増幅されます。これを「ソリッドステート」パーツで実装すると、シンプルで、場合によっては効果的な結果さえ得られます。送信機のビーム幅は、主要な考慮事項になります。GHZ程度の発振器とlonnnnnng Pringlesがアンテナ(または2つ)で十分な場合があります。現代の携帯電話とWiFiコンポーネントは非常に簡単に利用できる(必要に応じて余剰)ため、「ハード」

ここに画像の説明を入力してください


その回路図を縮小しましたか?完全に判読できません。多分あなたはそれをオリジナルへのリンクにすることができます。
フェデリコルッソ

@FedericoRusso-スタック交換ソフトウェアです。画像を右クリックして[オリジナルを表示]をクリックすると、元のサイズで表示されます。
コナーウルフ

@FedericoRusso-回答への追加を参照
ラッセルマクマホン

2

ラッセルが提案したように、角度を使用して独自のレーザー距離計を作ることが可能です。どれだけの価値があるかによります。ビルドして正確にするのは難しいので、最終的にはスタンレーのものを購入したいと思うかもしれません。

基本的には、レーザービームを照射し、小さなカメラでその場所を確認します。これは1Dアプリケーションであるため、実際にはリニアCCDアレイに加えて、画像の焦点を合わせるためのレンズとコントラストの向上に役立つIRフィルターを使用できます。

リニアCCD

レーザーをオンにして、CCDで画像を撮影します。CCDの幅は1024ピクセルかもしれません。それらをアドゥイーノのメモリに保存します。レーザーをオフにして、別の画像を撮ります。この画像のデータを読み込むときに、保存されている画像から減算します。CCDがレーザースポットを認識できる場合は、スポットの画像を残す必要があります。スポットの中心が0〜1023である場所を調べます。

これで問題を確認できます。スポットが完全に焦点を合わせており、カメラの1ピクセルしかカバーしていない場合、得られる最高の精度は1.023mの範囲で1mmです。これはおそらく巻尺には良くありません。オプションは次のとおりです。

  1. より高い解像度のCCDを使用します。私はそれらが約6000ピクセルまでの解像度で来ると思います。
  2. スポットの中心からサブピクセルの精度を決定してみてください。
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