telemetro (molto lungo raggio), ultrasonico o laser ... per arduino?


8

Ho un maxbotics Ez1 collegato a un arduino

ma mi chiedevo come costruire un metro a nastro digitale e collegarlo a un arduino, per misure più lunghe di 10 piedi, forse 20, 30 piedi o più ...

Vedo che Stanley vende un nastro digitale per $ 29,9 a Sears ... Potrei hackerarlo, ma c'è qualcosa là fuori con un raggio più lungo che ez1

qualcuno vende qualcosa di appropriato?


e quale precisione ...
Kortuk,

1
penso di aver scritto "più di 10 piedi, forse 20" e per precisione ho detto che è per un progetto di misura di nastro digitale
Francesco

Dimentica gli ultrasuoni. Il suo raggio diventa molto ampio. Di solito è ben documentato nel suo foglio dati.
jippie,

Se non comporta misurazioni in cui la curvatura della terra interferisce, allora non è "Distanza molto lunga". :)
rdivilbiss,

Risposte:


3

Come sfondo per l'hacking di un telemetro LASER esistente, ecco un ottimo resoconto del problema del tentativo di un uomo e interfacciare in serie un telemetro LASER di Aparkfun Prexiso - ha fallito, ma fornisce informazioni estremamente interessanti e probabilmente utili di ciò che ha trovato.


Modulo Sparkfun utrasonic rangwefonder .
Costoso considerando quanto costa un rubinetto LASER.

Varianti e specifiche di base . 25 piedi dichiarati. Informazioni utili.


Un RADAR Doppler che utilizza la RF che funziona a poche centinaia di MHz, possibilmente utilizzando un modulo apriporta Gunn da giorni, può avere un intervallo di "molto ampio". Una volta possedevo un radio altimetro APN1 da un Bristol Mercantile (aereo) e gestiva migliaia di piedi con il suolo come "riflettore" - un sacco di terreno ammesso - e utilizzavo valvole termioniche a tubo di ghianda. Dovresti essere in grado di ottenere tutta la portata che il tuo cuore potrebbe desiderare usando la RF.

L'APN 1 utilizzava un metodo semplice ma utile per NON misurare il tempo di volo in modo esplicito. La misurazione del tempo di volo (TOF) è possibile ma a corto raggio comporta tempi MOLTO brevi. Un nanosecondo è un tempo leggero-piede saggio !.
Il trasmettitore APN1 è stato spazzato in frequenza e il segnale riflesso ricevuto è stato miscelato con il segnale trasmesso corrente. Il segnale di ritorno è al tx freq quando il segnale è andato via e il tx freq è stato spostato su un'altra frequenza dal tomo che il segnale ritorna. La frequenza di differenza, ottenuta comprando tx e segnale riflesso, fornisce una misura diretta della portata.

Discussione: sebbene si tratti di apparecchiature RF della Seconda Guerra Mondiale, è direttamente applicabile a una moderna versione a corto raggio

Criterio basilare:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Yee Ha !!!

inserisci qui la descrizione dell'immagine


È possibile utilizzare un angolo che misura due punti sul telemetro classico di base. Questo potrebbe usare un LASER per creare due punti che farai coincidere sotto il controllo di Arduino. Un approccio vecchio mondo, ma che è eminentemente fattibile.
Se hai usato una linea di base di 1 metro e un raggio è uscito dritto e l'altro è stato spostato in conicidio e hai quindi misurato l'angolo del suo punto mobile.
A 5 metri la variazione angolare per un aumento di 1 metro va da 78,7 gradi a 80,6 gradi = + 1,85 gradi da
10 a 11 metri, variazione angolare = 0,516 gradi da
15 a 16 = 0,238 gradi da
20 a 21 = + 0,14 gradi da
25 a 26 ~ = 0,1 gradi
Da 30 a 31 gradi = +0,06 gradi

Puoi decidere in quale intervallo i gradi cambiano sono troppo difficili da leggere con precisione.
Una linea di base più lunga riduce la posizione nella tabella. ad es. una linea di base di 2 metri fornisce un risultato efficace di 30/2 = 15 gradi.

Distanza
........ Gradi
................. Delta gradi
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


AGGIUNTO:

Ho incluso anche lo schema del circuito principale APN1 per divertimento per mostrare cosa si potrebbe fare nel 1940 con i tubi Acorn MA in effetti è potenzialmente utile per le idee. Lo schema sopra è leggibile se lo guardi a schermo intero come fornito. (Fare clic con il pulsante destro del mouse, quindi copiare, salvare o aprire). Questa è la qualità "fornita": qualcuno ha scansionato l'originale su una gif in 2 colori "bianco e nero".

Ho copiato parte del circuito in basso e aggiunto note. Qualcosa del genere potrebbe essere fatto con componenti moderni con "relativa facilità" [tm].
La magia speciale chiave è fornita dal modulatore: qui un condensatore variabile pilotato dalla voce che analizza il trasmettitore attraverso una gamma di frequenza. L'equivalente moderno è un diodo varacror - capacità variabile con tensione inversa. L'oscillatore al centro destro guida questo modulatore.
Il trasmettitore è una coppia di tubi ghianda push-pull che guidano l'antenna di trasmissione in basso a sinistra. Un "annusare" [termine tecnico :-)] di RF viene inviato dal TX all'RX in alto a sinistra. Un rilevatore bilanciato: qui una coppia di tubi Acorn V101 e V102 bu oggigiorno un mixer ad anello di diodi Schottky o simile prende l'annusatore TX e l'eco ricevuto e li mescola per fornire un segnale di differenza all'uscita in alto a destra. Questo viene quindi amplificato come segnale di portata. L'implementazione di questo con parti "a stato solido" comporterebbe un risultato semplice e forse anche efficace. La larghezza del raggio del trasmettitore sarebbe una considerazione importante. Un oscillatore GHZ o giù di lì e un lonnnnnng Pringles possono essere un'antenna (o due) può essere sufficiente. I moderni componenti cellulari e WiFi sono così prontamente disponibili (eccedenza se necessario) che il "duro"

inserisci qui la descrizione dell'immagine


Hai ridimensionato questo schema? È completamente illeggibile. Forse puoi renderlo un collegamento all'originale.
Federico Russo,

@FedericoRusso - È il software di scambio di stack. Fai clic con il tasto destro sull'immagine, premi "Visualizza originale" e otterrai le dimensioni originali.
Connor Wolf,

@FedericoRusso - vedi aggiunta per rispondere
Russell McMahon,

2

Come Russell ha suggerito, è possibile creare il proprio telemetro laser usando gli angoli. Dipende da quanto lavoro vale. Sono difficili da costruire e rendere precisi e alla fine potresti desiderare di aver appena acquistato quello di Stanley.

Fondamentalmente, fai brillare un raggio laser, quindi guardi il punto con una piccola fotocamera. Poiché si tratta di un'applicazione 1D, puoi effettivamente utilizzare un array CCD lineare, oltre a un obiettivo per mettere a fuoco l'immagine e un filtro IR per migliorare il contrasto.

CCD lineare

Inizia con il laser acceso e scatta un'immagine con il CCD. Il CCD potrebbe essere largo 1024 pixel. Conservali nella memoria di Aduino. Ora spegni il laser e scatta un'altra immagine. Durante la lettura dei dati per questa immagine, sottrarla dall'immagine memorizzata. Se il CCD può vedere il punto laser, allora dovresti essere lasciato con un'immagine del punto. Scopri dove si trova il centro del punto da 0 a 1023.

Ora puoi vedere il problema. Se il tuo spot è perfettamente messo a fuoco e copre solo un pixel della fotocamera, la migliore precisione che potresti ottenere è di 1 mm su una gamma di 1.023 m. Questo probabilmente non va bene per un metro a nastro. Le tue opzioni sono:

  1. Utilizzare un CCD a risoluzione più elevata. Penso che arrivino a risoluzioni fino a circa 6000 pixel.
  2. Prova a determinare il centro del punto per la precisione dei pixel secondari.
Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.