اردوينو التحكم بالموجات فوق الصوتية مجموعة التوجيه الذكية تتراوح وضبط الزاوية التلقائي

هل سبق لك أن واجهت هذا الموقف - قمت بالضغط علىمضاعفاتبيدك وتريد أن تتحول إلى زاوية دقيقة، ولكن النتيجة تكون دائمًا بضع درجات، أو تحتاج إلى ضبطها تلقائيًا وفقًا لمسافة الجسم، لكنك لا تعرف من أين تبدأ؟ كثير من الناس يلعبون بهامضاعفاتودعهم يتأرجحون بطريقة ثابتة في البداية. ولكن لجعل المشروع "حيًا" حقًا، فإنمضاعفاتيجب أن يكون لها "عيون"، وهي أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التي سنتحدث عنها اليوم. يمكنه استشعار المسافة ثم إخبار المؤازرة بمقدار الحركة، بحيث تصبح سلة المهملات الذكية أو مركبة تجنب العوائق الأوتوماتيكية أو الذراع الآلية ذكية حقًا.

لماذا نسمح بالموجات فوق الصوتية بالتحكم في جهاز التوجيه؟

سوف يتساءل العديد من المبتدئين، إن المؤازرة تدور بشكل جيد من تلقاء نفسها، فلماذا يتعين علينا استخدام الموجات فوق الصوتية للتحكم فيها؟ في الواقع، السبب بسيط جدًا، تمامًا كما لو وصلت إلى كوب وعينيك مغمضتين، هناك احتمال كبير أن ينقلب. إذا لم يكن لدى المؤازرة أي ردود فعل، فهو "شخص أعمى". جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية يشبه إعطائه زوجًا من العيون. عندما تحتاج آلية تعمل بمحرك مؤازر (مثل الغطاء أو الكاميرا) إلى تغيير موضعها وفقًا للتغيرات في البيئة الخارجية، فلا يمكن تحقيق هذا النوع من التحكم الذكي "المرئي" إلا من خلال النطاق فوق الصوتي، مما يؤدي إلى ترقية العمل من التنفيذ البسيط إلى التفاعل الإدراكي.

هل من الصعب حقًا استخدام قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية؟

لنكون صادقين، يبدو ربط الموجات فوق الصوتية والماكينات مخادعًا للغاية، ولكن في الواقع منطقه الأساسي واضح جدًا. يمكنك اعتباره كالخفاش، يصدر أصواتًا من فمه ويسمع أصداءها. هذا ما تفعله وحدة الموجات فوق الصوتية. يصدر صوتًا غير مسموع للأذن البشرية، ويرتد عند اصطدامه بجسم ما. يمكن حساب المسافة على أساس فارق التوقيت. لا داعي للقلق بشأن أساس البرمجة الضعيف لديك على الإطلاق، لأن المكتبات الجاهزة تحتوي بالفعل على حسابات معقدة. ما عليك سوى أن تتعلم قراءة رقم، وهو قيمة المسافة، ثم تستخدم هذا الرقم لتحديد زاوية المؤازرة. الأمر بهذه البساطة.

كيف تتوافق المسافة مع زاوية جهاز التوجيه؟

هذه هي الخطوة الأكثر أهمية وجوهرية في العملية برمتها، وهي أيضًا المكان الذي يواجه فيه العديد من الأشخاص العقبات ويوقعون في المشاكل. ما تحصل عليه هو قيمة مسافة، مثل 10 سنتيمترات، و50 سنتيمترًا، وما إلى ذلك، ولكن ما يحتاجه المؤازرة للعمل هو قيمة زاوية، مثل 0 درجة، و90 درجة، وما إلى ذلك. فكيف يمكننا أن نجعل هذين الشيئين ذوي الطبيعة المختلفة يتوافقان بدقة؟ ️الطريقة الأساسية هي "رسم الخرائط". يمكنك تعيين قاعدة: عندما يكون الكائن في موضع 20 سم، سيتحول المؤازرة إلى 0 درجة وفقًا لذلك؛ عندما يكون الكائن في موضع 5 سم، ستدور المؤازرة إلى 180 درجة. المسافة المحددة في منتصف هاتين القيمتين ستتوافق مع زاوية في منتصف هاتين القيمتين. في بيئة البرمجة هذه، هناك وظيفة سحرية تسمىرسم خريطة()، والذي يمكن أن يساعدك تلقائيًا في مطابقة هذين النطاقين المختلفين من القيم واحدًا تلو الآخر بدقة. بهذه الطريقة، لن تحتاج إلى حساب تلك الصيغ الرياضية المعقدة بنفسك.

ما هو جهاز التوجيه الذي يجب اختياره؟

لا تشتري أجهزة فقط حسب الرغبة. بمجرد اختيار الخيار الخطأ، قد يفشل مشروعك. عليك أن تسأل نفسك بجدية عن مقدار وزن الجسم الذي تريد نقله. إذا كنت تقود فقط إطارًا صغيرًا خفيف الوزن نسبيًا مثل مستشعر الموجات فوق الصوتية نفسه، فإن أجهزة 9G الأرخص والأكثر شيوعًا يمكنها تلبية الاحتياجات بالكامل. ولكن إذا كنت تخطط لاستخدامه لدفع غطاء سلة المهملات أو قيادة ذراع آلية، فيجب عليك اختيار ناقل حركة معدني ذو عزم دوران أكبر. تذكر هذا المبدأ: من الأفضل اختيار عزم دوران كبير بدلاً من عزم الدوران الصغير. نظرًا لأن المؤازرة الضعيفة لا يمكنها دفع الأشياء على الإطلاق، فإنها ستستمر في إصدار صوت طنين، وسوف تحترق قريبًا. يمكنك الاتصال بالإنترنت والبحث عن "كيفية اختيار عزم دوران جهاز التوجيه" ويمكنك العثور على العديد من جداول المقارنة ذات الصلة.

بالإضافة إلى ذلك، هناك بعض التفاصيل التي يجب الانتباه إليها عند اختيار السيرفو. يختلف أيضًا أداء وجودة الماكينات من مختلف العلامات التجارية والموديلات. قد تؤدي بعض الماكينات أداءً جيدًا من حيث عزم الدوران، ولكن ليس من حيث الدقة؛ بينما قد يفتقر البعض الآخر قليلاً إلى الاستقرار. لذلك، بالإضافة إلى اختيار جهاز توجيه مع عزم الدوران المناسب بناءً على وزن الجسم المراد قيادته، يجب أيضًا مراعاة عوامل أخرى بشكل شامل. على سبيل المثال، يمكنك التحقق من تقييمات المستخدمين الآخرين للماكينات المختلفة لفهم أدائها في الاستخدام الفعلي؛ يمكنك أيضًا الرجوع إلى بعض مقالات التقييم الاحترافي للحصول على معلومات أكثر شمولاً. بهذه الطريقة فقط يمكنك التأكد من أن المؤازرة التي تختارها تناسب مشروعك تمامًا وتتجنب المشكلات المختلفة في المشروع الناجمة عن مشكلات المؤازرة.

ما يجب القيام به كخطوة أولى عملية

لا تحاول أن تجعل النظام بأكمله مثاليًا منذ البداية، لأن ذلك سيصيبك بالصدمة بسهولة. أنصحك بإكمال الحد الأدنى من اختبار الجدوى أولاً. الخطوة الأولى هي اختبار مستشعر الموجات فوق الصوتية وحده واستخدام الشاشة التسلسلية لمعرفة ما إذا كانت المسافة التي يقرأها دقيقة. الخطوة الثانية هي كتابة برنامج منفصل لجعل المؤازرة تتأرجح ذهابًا وإيابًا وفقًا للزاوية التي تحددها. إذا نجحت كلتا الخطوتين، قم بدمجهما. الإصدار الأول من البرنامج هو الأبسط: إذا كانت المسافة أقل من 10 سنتيمترات، يدور المؤازرة إلى 90 درجة؛ وإلا فإنه يعود إلى 0 درجة. ستمنحك رؤية هذا التأثير الثقة لمواصلة التعمق أكثر.

كيفية جعل الحركات تبدو أكثر سلاسة

بعد تنفيذ الوظائف الأساسية، قد تجد أن حركات جهاز التوجيه قاسية بشكل خاص وتدور بشكل حفيف، مما يبدو ميكانيكيًا للغاية. كيفية جعلها أكثر طبيعية؟ وهذا يتطلب إدخال تقنية تسمى "التأخير" أو "الخطوة". لا تحتاج إلى جعل الزاوية تقفز من 0 إلى 180 مرة واحدة، ولكن اجعل الزاوية تزيد شيئًا فشيئًا في فترة زمنية قصيرة جدًا، مثل الزيادة بمقدار درجة واحدة كل 15 مللي ثانية. بهذه الطريقة، سوف "يمشي" المؤازرة بدلاً من "القفز". إلى جانب النطاق المستمر بالموجات فوق الصوتية، يمكنك إنشاء انحراف بالموجات فوق الصوتية يمكنه "تتبع" حركة يدك، وستكون التجربة أفضل بكثير.

بعد قراءة هذا، هل تشعر بالحكة بالفعل وتريد تجربتها؟ في الواقع، استخدام الموجات فوق الصوتية للتحكم في جهاز التوجيه هو عملية تحويل البيانات (المسافة) في العالم المادي إلى إجراءات (زوايا). المنطق واضح وليس من الصعب البدء. أريد أن أسألك، إذا كنت ستقوم بتثبيت "عيون" على مؤازرك، ما هو المشروع الأول الذي ترغب في استخدامه من أجله؟ هل هو صندوق للوجبات الخفيفة يفتح ويغلق تلقائيًا، أم سيارة ذكية يمكنها تجنب العوائق؟ مرحبًا بك في ترك رسالة في منطقة التعليق لمشاركة إبداعك، ولا تنس الإعجاب بها ومشاركة هذه المقالة مع المزيد من الأصدقاء العمليين!