Радиолокатор своими руками

Собираем персональный радар малого радиуса действия

После пары недель подготовки мы, наконец, определились, как его начинать и что для этого может понадобиться. Проект не должен был быть очень продвинутым; мы установили средний уровень сложности. Ниже представлен пример использования персонального радара узкого диапазона. Он и должен был выглядеть немного смешно, так что можете смеяться!

Описание и цель проекта

Целью проекта было создание функционирующего радара. От системы требуется лишь измерять расстояние под углом в 90 градусов, как показано в примере выше. В зависимости от выбранного сенсора, система функционирует в пределах 4-30 см, 20-150 см и 1-5,5 м.

Результаты проекта повлияют на последующие разработки, в которых мы попытаемся интегрировать радар для навигации мобильных роботов в естественных условиях.

Электронные детали

  • Стабилизатор напряжения LM7805 5 В
  • Микроконтроллер PIC18F452
  • ИК Сенсор GP2D120
  • Кварцевый резонатор на 4 или 8 MHz
  • Переключатель
  • Конденсатор
  • 30-тиконтактный разъем
  • 5 триггеров 74LS373
  • Макетная плата
  • Припой
  • 36 индикаторов
  • Провод 30 AWG
  • Инструменты для работы с проводами
  • Паяльник

Подробный список запчастей

Вы можете знать, а можете и не знать всего относительно вышеперечисленных деталей, поэтому, чтобы помочь разобраться в них, было включено изображение каждой детали. Появились три новых объекта, не указанных до этого в проекте: сервосистема, 74HCT373 и ИК сенсоры. Скоро появится описание и ИК датчиков; что касается 74HCT373 — ниже будет пред ставлен краткий обзор. Вы всегда можете свериться с спецификацией микросхем, просто задав поиск по запросу «74HCT373».

74HCT373

Восьмиразрядная микросхема, содержащая в себе трехстабильный триггер. Проще говоря, данный чип способен хранить 8 бит цифровой логики и удерживать в памяти до стирания или изменения ее посредством LE-Latch Enable вывода.

Принципы работы

  • Управляющие выводы LE и OE
  • 8 Ввод данных D0-D7
  • 8 Вывод данных D0-D7

Питание (Vcc & GND.)
Активация вывода (ОЕ) позволяет Q0-Q7 выводить данные на данный момент находящиеся в D-триггерах.
Активация триггера (LE) позволяет перезапись данных, содержащихся на D0-D7, в D- триггер.

Обзор схемы

Схема для данного проекта намного сложнее предыдущих. В нашей разработке есть 4 основных преимущества.

  1. Мы сможем программировать изображения с разрабатываемой платы.
  2. Мы будем контролировать сервосистему.
  3. Мы будем снимать данные с ИК сенсора расстояния.
  4. Мы установим 36 LEВ индикаторов для отображения вывода данных, полученных с ИК сенсора.


Нажмите для увеличения

Характеристики схемы

Питание

  • Питание осуществляется через аккумулятор на 9В, подключенный к LM7805 с конденсатором 1uF, подключенным к выводу/заземлению для обеспечения бесперебойного постоянного тока LM7805.
  • Программный цикл
  • Программирование осуществляется посредством подсоединения двух разъемов от контроллера к программатору, предоставляя первому разъему программатора доступ к MCLR*/Vpp-Pin1 на контроллере. В целях безопасности установлен выпрямительный диод.
  • ИК Сенсор Расстояния
  • ИК Сенсор использует один разъем контроллера PIN 2 — RA0. Используются аналоговые возможности этого вывода для получения значения АЦП, так как с ИК сенсора снимается только аналоговый сигнал. Данное значение сообщает, есть ли что-то в радиусе охвата сенсора.

LED индикация

В общей сложности еcть 40 LED индикаторов. Каждый чип 74HCT373 контролирует до 8 индикаторов; так как 40/8=5, нам нужно 5 схем 74HCT373, чтобы управлять всеми 40 индикаторами. Необходимо отметить на схеме, что для всех 5 чипов используется одна шина данных.

Теория

Данная разработка использует три основных прибора для создания персонального радара. ИК сенсор подключается к микроконтроллеру, и затем выводится на сегмент индикаторов. Предоставляется наглядная демонстрация этого процесса:

Использование разных сенсоров
Важным аспектом в точности ИК сенсоров, используемым в данном проекте является то, что они имеют одинаковые характеристики напряжения, поэтому данная программа совместима со всеми индикаторами. Единственное, что необходимо знать, — как используется сенсор для определения расстояния, выводимого на индикаторах.
Использование

Итак, взглянем на окончательный вид прибора:

Таков внешний вид собранного прибора. Перейдем к следующему разделу и продолжим сборку прибора.

Дизайн прибора

Пластиковый корпус внизу на картинке не упоминался в списке запчастей. Это обычный корпус, который можно приобрести у любого производителя или продавца электроники. В первую очередь необходимо просверлить 36 отверстий для индикаторов в схеме и закрепить в них индикаторы. Перед вставкой индикаторов в отверстия было использовано закрепляющее вещество.



нажмите, для увеличения

После того, как панель спаяна, начинаем подключение схемы. Каждый проводок нужно подключить сквозь маленькое отверстие корпуса.

Рисунок выше отображает вид панели на ранней стадии. В начале подключения проводов наблюдается скопление огромного их количества, например, вот так:

Последним штрихом в разработке персонального радара является возможность его использования он-лайн. Используются провода длиной 2-4-метра при подключении сервосистему и ИК сенсор. Проделываем отверстие спереди корпуса для данных проводов:

Последним штрихом в разработке персонального радара является возможность его использования он-лайн. Используются провода длиной 2-4-метра при подключении сервосистему и ИК сенсор. Проделываем отверстие спереди корпуса для данных проводов:
Покончив со сборкой перейдем к программной части разработок. Это, безусловано, более тонкая часть разработки, чем даже прокладывание проводов.

Скачать программу:
ir_range_project.c

Программное обеспечение для данного прибора включает три основных части:

  • Управление Сервосистемой
  • Управление LED-индикацией
  • ввод A/D/

Поскольку все программное обеспечение данного проекта не поместится на одной странице, будет объяснено, что это за части и как они работают.

Управление Сервосистемой

Управление сервосистемой осуществляется таймерами и прерываниями. Двумя отдельными прерываниями, срабатывающими одновременно для создания желаемого звука, генерируется сигнал в 50 Ггц, и указатель сервосистемы двигается маленькими шагами регулируя скрипящий звук.
Регулирование LED индикации.
Индикаторы регулируются триггерами 74LS373/74HCT373. Система постоянно обновляет данные триггера, выводимые на индикаторы.
А/Ц Ввод
ИК сенсор осуществляет аналоговый вывод. Используется конвертор для определения значения напряжения, сообщающий, что объект вышел на расстояние вне зоны действия ИК сенсора.

Завершена сборка и настройка прибора — нужно протестировать его. В заисимости от используемого вами сенсора, индикация будет разная. Сенсоры на выбор GP2D120, GP2Y0A21YK и GP2Y0A700K0F.

Данные и наблюдения

Первым тестом радара будет тест на близком расстоянии. В качестве препятствий были использованы консервные банки.

На втором видео (на первой страничке) тестируются индикаторы 20 см — 150 см и 1 м — 5.5 м, позволяющие преодолевать более серьезные препятствия. Посмотрите, чтобы понять, о чем идет речь.

Два видеоролика продемонстрируют работу сенсора, однако при самостоятельной сборке возможны небольшие затруднения, которые будут описаны в заключении.

Обзор персонального радара

Сборка и настройка данного прибора занимает немного времени. Это проект, который вы сможете за день, и он уже имеет нишу в применении, но с течением времени будут возникать дополнительные трудности. ИК сенсоры могут становиться ненадежными, результаты вывода могут быть малыми из-за влияния среды и окружения.

Действия, которые нужно предпринять

Для увеличения радиуса охвата сенсора планируется использование ультразвуковых датчиков, эквивалентных описанным выше «звуковым сенсорам», передавая данные о расстоянии от вас до объекта. Диапазон ультразвука шире чем у инфракрасного излучения, и он более надежен в неблагоприятных условиях.

Заключение

Проект был увлекательным изучением сенсоров ИК излучения. Он демонстрирует, что результаты могут быть получены и использованы реально. Многие дальнейшие проекты могут быть разработаны на базе этого.

Тема: Самодельный радиолокатор

Быстрый переход Темы не вошедшие в другие разделы форума Вверх

  • Навигация
  • Кабинет
  • Личные сообщения
  • Подписки
  • Кто на сайте
  • Поиск по форуму
  • Главная страница форума
  • Форум
  • ТЕХНИЧЕСКИЕ ФОРУМЫ НА CQHAM.RU
    1. Трансиверы, приемники КВ/УКВ
      1. Kenwood
        1. TS-50
        2. TS-140
        3. TS-430
        4. TS-440
        5. TS-450
        6. TS-480
        7. TS-520
        8. TS-570
        9. TS-590
        10. TS-680
        11. TS-690
        12. TS-790
        13. TS-830
        14. TS-850
        15. TS-870
        16. TS-930
        17. TS-940
        18. TS-950
        19. TS-990
        20. TS-2000
      2. Icom
        1. IC-746 (IC-7400)
        2. IC-756
        3. IC-706
        4. IC-775, IC-775DSP, IC-775DX2
        5. IC-7600
        6. IC-7800
        7. IC-7700
        8. IC-910
        9. IC-703
        10. IC-7000
        11. IC-780, 781
        12. IC-7200
        13. IC-718 (IC-78)
        14. IC-760 (IC-761)
      3. Yaesu
        1. FT-100
        2. FT-101
        3. FT-450
        4. FT-757
        5. FT-767
        6. FT-817
        7. FT-840
        8. FT-847
        9. FT-857
        10. FT-890
        11. FT-897
        12. FT-900
        13. FT-920
        14. FT-950
        15. FT-990
        16. FT-1000
        17. FT-2000
        18. FT-DX3000
        19. FT-DX5000
        20. FT-DX9000
      4. Ten-Tec
      5. Elecraft
      6. Alinco
      7. UW3DI
      8. UA1FA
      9. RA3AO
      10. SW
    2. Усилители мощности
      1. КВ усилители
      2. УКВ усилители
    3. Антенны
      1. Антенны КВ
      2. Антенны УКВ
      3. Согласующие устройства
      4. Антенные приборы
      5. Антенная механика
    4. Техника прямого преобразования
    5. Технический кабинет
      1. Измерения
      2. Технологии
      3. Помехи
      4. Непроверенные идеи
    6. Модификация радиостанций
    7. Конструкции на микроконтроллерах для радиолюбителей
    8. Старое радио (Ламповые души)
      1. История радиосвязи
    9. Бытовая техника, мой автомобиль
      1. Оргтехника
      2. ТВ
      3. Авто-Мото
    10. Источники питания
  • РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ФОРУМЫ
    1. Для любителей КВ
      1. DX-новости
      2. Экспедиции
      3. Соревнования
      4. Дипломы
      5. Прохождение
    2. Для любителей УКВ
      1. УКВ техника
      2. УКВ антенны
      3. УКВ соревнования, дипломы
      4. Программы для УКВ
      5. Тропо, Аврора и Еs
      6. ЕМЕ связи
      7. MS связи
      8. SAT связи
    3. Для любителей QRP и QRPP
      1. Пешие походы
    4. Программное обеспечение
      1. Софт для мобильных устройств
    5. Коллективы и Радио
      1. Silent Keys
    6. Правовой практикум радиолюбителя
    7. Для начинающих
  • НОВОЕ В РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКОЙ СВЯЗИ
    1. Цифровые виды связи Новые технологии в электронике и связи
    2. Software Defined Radio (SDR), Digital Radio Mondiale (DRM)
    3. APRS и другие виды пакетной связи
      1. Новости и события
      2. Применение APRS на КВ и УКВ
      3. Аппаратура APRS
      4. Самодельная аппаратура APRS
      5. Программное обеспечение
      6. Различное применение APRS
      7. Цифровые виды связи для передачи данных
      8. Радиолюбительские карты
  • ПОДДЕРЖКА ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ CQHAM.RU
    1. О форумах на CQHAM.RU
    2. Тестовый форум
  • OFF-TOPIC
    1. Темы не вошедшие в другие разделы форума
    2. Работа для радиолюбителя
    3. Продавцы, покупатели…
    4. Ищу тебя
    5. QRZ.RU