Hace un poco de calor, verano y todo eso. Tengo un ventilador chino en mi escritorio, pero trabajo en diferentes extremos de mi nuevo escritorio grande, y el ventilador casi siempre pasa, y darle vueltas cada vez es algo triste. Así que hoy haremos un ventilador con puntería automática al objetivo.
Entonces, necesitamos rastrear la posición del objetivo, teniendo en cuenta la situación en la mesa, para que el ventilador no apunte a otros objetos. Idealmente, por supuesto, podría tomar una minicomputadora raspberry pi con una cámara y usar una biblioteca de visión artificial para reconocer movimientos o una camiseta brillante.
Pero esta es una tarea bastante difícil, y el tablero en sí cuesta más de 10 veces más caro que la plataforma arduino, que no puede hacer frente a la cámara. Pero además de la cámara, hay otras formas de determinar el objetivo, por ejemplo, un sensor de distancia ultrasónico de centavo.
Una vez, me topé en Internet con un interesante proyecto "radar" basado en Arduino y este sensor. El proyecto en sí es bastante inútil, pero la idea en sí misma es maravillosa: rotar el sensor de distancia y escanear el espacio, vinculado al ángulo de rotación.
Repitamos este proyecto por diversión y luego seguiremos adelante.
Esto significa que el sensor debe rotarse, para esto se usa el servo modelo habitual (quién no sabe, el servo es un motor con una caja de cambios y retroalimentación al ángulo, es decir, podemos establecer el ángulo de rotación y se encenderá).
No seamos inteligentes, y solo arregle el sensor usando el anillo de la cámara de la bicicleta.
Montamos el circuito en una placa de pruebas.
Eso es todo, queda por descargar el firmware en arduino. Esta versión usa una biblioteca más rápida.
Puede descargar las fuentes en la página del proyecto, el enlace se puede encontrar en la descripción debajo del video. Allí encontrará todas las instrucciones detalladas, en particular un gran artículo para aquellos que primero recogieron el arduino. En general, cargamos el firmware en la placa y nuestro radar cobra vida. Ahora en la computadora necesita ejecutar un programa que recibirá datos del radar (también está en la carpeta del proyecto, pero necesita un entorno de procesamiento para iniciarlo, puede descargarlo en el sitio web oficial).
Lo iniciamos, y aquí debe configurar solo un momento: el número de puerto al que está conectado el arduino. Este es el mismo número que se selecciona en el programa arduino ide, solo que debemos ingresarlo manualmente.
Empezamos
Eso es todo, nuestro radar funciona muy bien y muestra la distancia a los obstáculos encontrados. Como puede ver, funciona con suficiente precisión para no solo detectar un objetivo grande en forma de persona o cabeza, sino que también hace frente a cualquier cosa pequeña que pueda convertirse en un campo completo para experimentos interesantes. Entonces, mientras todos se divierten con la frambuesa pi, decidí desafiarme y enseñar un sistema literalmente ciego para reconocer el objetivo y apuntarlo. Este será un gran proyecto simple que puede repetirse incluso con la ayuda del kit de inicio arduino. Hagámoslo y pensemos en el algoritmo de trabajo.
Entonces, las capacidades del sistema son bastante limitadas. Solo obtenemos la distancia desde el radar, pero sabemos a qué ángulo corresponde cada dimensión. Lo primero que viene a la mente es construir un mapa del espacio de trabajo. Es decir, hacemos una pasada y recordamos en qué ángulo qué distancia estaba. Ahora, en pasadas posteriores, podemos encontrar la diferencia para cada ángulo de acuerdo con nuestro mapa. Y así podemos ver un nuevo objeto que se destacará en el contexto de valores ya conocidos. Ahora necesita enseñarle al sistema a definir objetivos. Probemos esta opción: consideraremos el número de puntos distinguidos que se encuentran uno tras otro, es decir, en la vida, esta será un área determinada que escanea el radar.
Consideraremos el objetivo: el área es más grande que cierto tamaño. Esto filtra inmediatamente todo el ruido de medición. También propongo perdonar al sistema por varios errores al escanear un área, porque el sensor ultrasónico no es perfecto.
El radar puede reconocer un área grande, es decir, conoce el ángulo del comienzo de esta región y el ángulo de su final en su sistema de coordenadas. Solo queda calcular el centro de esta área y dirigir el radar allí, y dejar que ya no se mueva. Este será un modo de espera.
Continuaremos midiendo la distancia y si el punto medido abandona repentinamente el rango de visibilidad del radar, luego de un tiempo cambiaremos nuevamente al modo de búsqueda de objetivos. Eso es todo lo que no entendí, la computadora ya no es necesaria aquí, arduino hará todo por sí mismo. Es suficiente con alimentarlo con una fuente de alimentación de 5 voltios. El firmware está en la carpeta del proyecto, hay un montón de configuraciones con las que puedes jugar y configurar todo por ti mismo.
Entonces, comenzamos el sistema. Primero, la calibración va de borde a borde. El sistema recuerda la distancia en la matriz de calibración en su sistema de coordenadas. Luego, el trabajo comienza de inmediato, escaneamos el área, si notamos el objetivo, entonces encontramos su tamaño angular y apuntamos en el medio. Funciona como un reloj y está dirigido casi al centro del objetivo.
Por cierto, todos los retrasos de tiempo son configurables, en particular, el tiempo entre la pérdida de objetivos y el inicio de un nuevo escaneo; de lo contrario, podría pensar que el sistema se ralentiza; nada de eso, solo configúrelo. En general, los cerebros del ventilador están listos, recojamos hierro.
Este ventilador fue comprado por aliexpress hace aproximadamente 5 años. Es compacto, alimentado por USB y es ideal para este proyecto. También puede buscar un ventilador usb en precio fijo o en artículos para el hogar.
Echemos un vistazo a este ventilador y veamos si hay espacio libre en su estuche que pueda estar repleto de su propia electrónica.
Arduino nano, desafortunadamente, no encaja aquí, pero hay un arduino pro mini, lo mismo, pero más pequeño y sin un programador a bordo, pero encaja perfectamente.
¿Y por qué no controlar el poder del ventilador con el arduino y tirar el botón nativo? No hay suficiente espacio, el relé no se ajustará, por lo que utilizaremos un transistor de efecto de campo.
Todavía necesita dos resistencias de 100 ohmios y 10 kOhm. Eliminamos el botón por completo para que no interfiera. El diagrama de conexión se verá así:
Conectemos el telémetro con un cable del disco duro.
También tenemos un condensador en el circuito, no es necesario, pero es muy deseable, ya que el servoaccionamiento produce sobretensiones de corriente bastante notables para el usb, y esto puede afectar las mediciones de distancia.
Para descargar el firmware en pro mini, necesita un programador externo, le cuesta a los chinos como una lata de cerveza y se conecta así:
No necesita hacer nada más, haga clic en el botón de descarga y el firmware se cargará como siempre en la nano placa.La carcasa se cierra y todos los cables salen a través de los agujeros del interruptor.
A continuación, debe arreglar el servo. Se decidió colgar el ventilador en un estante y colocar el servo en una esquina.
Para evitar que la esquina gire, usamos cinta de doble cara, pero el elástico de la cámara de la bicicleta sería mejor.
El espacio para el sensor tendrá que expandirse ligeramente. Fíjelo en los tornillos que vienen con el servo.
El último toque, todo, enciéndelo y espera a que pase la calibración y disfruta del ventilador de referencia.
Algo muy divertido resultó. Originalmente se concibió como una maqueta, pero gracias a los chinos y un gran compartimento vacío dentro del ventilador, fue posible hacer un dispositivo terminado con casi ningún cable sobresaliente y mocos, lo cual fue muy agradable. Por cierto, si el ventilador no puede encontrar el objetivo durante algún tiempo, se eleva en el centro y se apaga. Para encenderlo, solo necesita levantar la mano, y el ventilador está listo nuevamente para apuntar al objetivo y enfriarlo.
El servo resultó ser plástico barato, la caja de cambios está floja, por lo que el movimiento se contrae, pero ¿qué puede hacer? En la página del proyecto hay un enlace a un mejor servo, tiene una caja de engranajes de metal. El proyecto resultó bastante bueno e interesante, debido a su simplicidad: un sensor, una unidad, pero como resultado, un recorrido completo en el mapa de la región y el control táctil.
Gracias por su atencion Hasta pronto!
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