www.cncmasterkit.ru

Сегодня совместно с NikRoman-ом построили и испытали эхолокатор-сонар.
Очень простая и интересная конструкция.

Ардуино Сонар.
Совместная разработка с Романом Козыревым(NikRoman).
Сонар состоит из "железной" части, стыкуемой с компом по USB и программы "Радар клиент для Ардуино" для компьютера.
Железная часть состоит из АрдуиноUNO, микросервы SC-90 и сонара HC-SR04.
Микросерва позволяет осматривать сектор 180 градусов, сонар успешно работает
на дальностях до 2 метров, а Ардуина обеспечивает управление всем этим махараем.



Программная часть "Радар-клиента для Ардуино" написана Романом, https://vk.com/away.php?utf=1&to=https% ... la-arduino

"Экран" индикатора кругового обзора стилизован под типовой индикатор войск ПВО - Стрела.

Масштабы индикатора 0,5 метра, 1, 2,5,10, 20, 50 и 100 метров, что позволяет использовать
не только сонары, но и более серьезные локаторы и дальномеры.
Для работы программа требует от ардуины дальность( в сантиметрах) и азимут поворота
(в градусах) "антенны", которые получает стандартным способом.
Ну а вот так оно работает: Поскольку у сонаров дальность маленькая поставил "Антенну" между цветочными горшками.

Добавить сканирование в вертикальной плоскости и лазерный модуль ватт на 10.
Получится система ПВО от комаров. Достали уже, а лето только началось.

Мозги уже кипят в направлении 3D сканера

Звук здесь не помощник. Или свет или механика.

Даже не свет, не звук и не механика, а скорее темнота

Осталось найти точечный источник темноты. Самое простое наверное сканировать слабеньким лазером с автофокусом типа головки CD рома. Ну а дальше математика, смещение фокусировочной линзы или полностью измерительной головки, будет однозначно соответствовать изменениям рельефа. Хотя есть и готовые решения - датчик РФ603. Для рельефов с небольшой разницей в высотах и плавными изменениями , должен подойти.

Trudogolik писал(а):Мозги уже кипят в направлении 3D сканера

у белорусов есть не дорогие модули, лазерные сканеры.

svm, а инфракрасный датчик разве не "источник темноты"?
Например, GP2Y0A21YK0F или более дальнозоркие GP2Y0A41SK0F, GP2Y0A710K0F

NikRoman вчера ссыль на подобный проект дал:
http://arduino-projects.ru/projects/3d- ... mi-rukami/
Делают люди, а мы чем хуже?

ИК конечно хорошо , но для меня гораздо легче экспериментировать, когда я вижу луч и в начале без всякой электроники просто его изображение на листе бумаги имитирующем сенсор. Здесь можно выявить все нюансы и алгоритм обработки и параметры оптической системы.

Вот например датчики РФ603 - 605. В принципе все просто и понятно.



В основу работы датчика положен принцип оптической триангуляции. Излучение полупроводникового лазера 1 фокусируется объективом 2 на объекте 6. Рассеянное на объекте излучение объективом 3 собирается на CCD-линейке 4. Процессор сигналов 5 рассчитывает расстояние до объекта по положению изображения светового пятна на линейке 4.

Для начала можно выкинуть матрицу и оставить два фотодиода, с зоной нечувствительности между ними. Определять расстояние путем перемещения оси Z на которой крепится датчик. Засветка одного из диодов однозначно даст направление смещения оси. При попадании отраженного луча в зону нечувствительности информация о положении оси фиксируется и датчик перемещается к следующей позиции сканирования.



Здесь CCD линейку меняем на два фотодиода и вместо процессора простая логика возможно просто выдающая сигналы DIR и STEP на драйвер ШД оси Z, и сигал готовности к следующему измерению.

Программу управления написать несложно. Никаких математических действий в таком варианте производить не надо. На выходе получим массив координат по осям (по сути готовый G код).

Вот какова будет скорость сканирования, это вопрос.

Тоже интересно, и характеристики отличные, а принцип и у них и "темновых" один - триангуляция.
а какова стоимость, например РФ603 Х/250 или Х/500 ?
Формат выходных данных на РФ603 есть?

Именно по пути формирования готового массива данных и хочу пойти.

По скорости: Инфракрасные намного медленнее будут, период выборки примерно 15-20 миллисекунд, это 50 измерений в секунду. Если у ардуинки мало будет скорости обработки можно оставить ей только сбор информации с датчиков координат возложив механическое сканирование на отдельную систему.

Trudogolik писал(а):По скорости: Инфракрасные намного медленнее будут, период выборки примерно 15-20 миллисекунд, это 50 измерений в секунду

в начале нулевых помню, откуда и началось мое увлечение ЧПУ станками, из УФЫ чел делал хоббиные станки под названием Орлец, и сканеры на базе цифрового фото и камеры, проектора,
http://www.orletz.narod.ru/3dscanner.html
потом 2005 году, Валера купил этот сканер http://www.nextengine.com/ , за 999 долларов, она столько стоило в то время, окупил за одну съемку и был продан. Оказалось не так уж и нужной вещью.

Planet писал(а): Оказалось не так уж и нужной вещью.

Это да, David у меня только пару недель на экспериментах использовался, потом оказался ненужен из-за геморойности работы с ним и необходимости сидеть возле него.
Просто...Есть желание "мозги поломать", почему бы его и не удовлетворить?

Trudogolik писал(а):Просто...Есть желание "мозги поломать", почему бы его и не удовлетворить?

Это я с тобой согласен. А я уже давно от этих .

Сегодня полазил в интернете по поводу оптических сенсоров.

Куча вариантов от обычных фотодиодов до видеокамер и сенсоров от мышей и сканеров.
Наткнулся на пару интересных сайтов:
http://o-d-v.nm.ru/optical_mouse/index.htm
http://spritesmods.com/?art=mouseeye&page=1
На первом достаточно просто описывается как использовать сенсор от сканера.
Разобрал старый сканер, но к сожалению сенсор немного не такой оказался. Больше всего похож на UPD3797. Принцип работы тот же.


Ну а оптику решил испытать.
Лазерной указки в доме не нашлось, пришлось еще пишущий DVD разобрать, но он уже наверное не пригодится.
Ввиду того, что диод без радиатора питаю пока 20 мА.

Нагородил целый огород, а можно было гораздо проще увидеть эффект (триангуляцию). Просто лазерную указку под углом направить на предмет и перемещать его при этом точка фокуса достаточно заметно перемещается. Чем больше угол, тем чувствительнее система, правда если рельеф высокий, то возникают области затенения. В принципе от этого можно избавиться поставив несколько источников, сфокусированных в одну точку. Вот собственно "испытательный стенд"




Правда фотографировать пришлось в полумраке и без вспышки. Если увеличить ток ЛД то нормально видно и при ярком свете, но без радиатора боюсь спалить диод.

Не пробовал со сканера считывать информацию?
Где-то были наработки по матрице mPD8871
Даже через LPT ее подключал, она так с LPT шнуром и лежит лет 6-7, надо посмотреть
что из нее выжать можно и стоит ли овчинка выделки.

Trudogolik писал(а):Даже через LPT ее подключал, она так с LPT шнуром и лежит лет 6-7, надо посмотреть
что из нее выжать можно и стоит ли овчинка выделки

Выжать наверное можно много. Только использовать не ЛПТ, а отдельный контроллер . Там нужно всего три импульсных последовательности и компаратор на выходе одного из цветов. Помехозащищенность должна быть неплохой т.к. в матрице есть цветные фильтра. В моей матрице на длине 40 мм можно получить 5300 отсчетов. Проблема в оптике. Я пробовал без матрицы просто на матовом стекле. Даже при незначительном перемещении поверхности сканирования наблюдается расфокусировка, как лазера так и изображения на матрице. Уменьшить можно увеличив длину оптической системы, чтобы относительные размеры перемещения мишени были намного меньше фокусного расстояния. Может быть программно что-то получится. Вариант с перемещением сканирующей головки от этого недостатка свободен. При изменении положения мишени происходит смещение луча из за эффекта триангуляции и расфокусировка. Сканирующая головка перемещается и в результате восстанавливается и положение и фокус. Главный недостаток - наличие механики и следовательно низкое быстродействие. Хотя при малом весе сканирующей головки ось можно сделать достаточно быстрой. Преимущества простота. Правда сегодня пытался проверить насколько точно получится, но оказалось, что минимальное расстояние между фотодиодами имеющимися в наличии около 5 мм. Завтра буду искать что-то поминиатюрнее. Правда не знаю есть-ли что у нас в продаже

svm писал(а):Там нужно всего три импульсных последовательности и компаратор на выходе одного из цветов

Не. По работе как-то давно испытывал лазерный триангуляционный прЫбор, так сказать, так там практически вылазит куча проблем при наведении на разнородные и разноцветные поверхности. И, насколько я помню, производители ловили центр пятна программной обработкой аналогового сигнала от отраженного изображения. Ну и помехозащищенность оказалась "0" - на станке это дело работало, пока он не резал, как только включались привода - на выходе шла полная ерунда (может это и механическая вибрация мешала - не разобрались полностью). Практическую усредненную точность показал 0.2мм на 100мм расстояния, диапазон - ~35мм (если не путаю).
А по mPD-шкам тема самому интересна, т.к. тоже лежит-ждет своего часа один сенсор. По обвесу надо всё-же городить АЦП на вход МК. Было-бы интересно глянуть на реализованный пример самодельного применения таких стекляшек.

Fyva писал(а): По работе как-то давно испытывал лазерный триангуляционный прЫбор, так сказать, так там практически вылазит куча проблем при наведении на разнородные и разноцветные поверхности.

С этой проблемой справиться можно. Просто сканируемую модель покрывают специальным составом с определенными оптическими свойствами. На сайте производителей сканеров предлагают спрей для сканирования. Кроме того можно производить сканирование при минимальном освещении, что тоже даст свой эффект.

А по поводу mPD шек посмотрите по первой ссылке тремя постами выше.
Выйдите на главную страницу сайта. Там есть пример реализации с LPT портом.

Чем инфракрасные и лучше - нечувствительны к цвету поверхности.

Fyva писал(а): Не. По работе как-то давно испытывал лазерный триангуляционный прЫбор, так сказать, так там практически вылазит куча проблем

Года три назад Юрий, ваш земляк, здесь же на форуме писал, что из белорусского модуля сделал ЧПУ сканер.
Результаты здесь, там несколько сюжетов.

Fyva писал(а):Пасиб, сразу не понял, где там про uPD. Почитал, это-то всё понятно и из мануалов, а вот что дальше с аналогом делать?

Здесь все достаточно просто. Подаем на тактовые входы 5300 импульсов (для моей МС), и следим за уровнем сигнала на выходах. Так как картинка нам не нужна АЦП здесь избыточен, достаточно просто компаратора. И возможно схемы привязки к уровню внешней засветки (аналогично схемам привязки к уровню черного в телевидении) Запоминаем начальный и конечный тактовые импульсы срабатывания компаратора. Берем среднее значение и получаем координату. Ну а дальше математика. Тактовая частота не более 5 МГц должен справиться практически любой МК. Время обработки практически не должно влиять на скорость сканирования и она зависеть только от скоростей перемещения осей.

А по поводу темы "Эхо локатор", наверное все что его не касается можно выделить в отдельную тему, если к ней будет интерес.

Немного поэкспериментировал. Разобрал несколько сидюков на предмет ЛД и линз. С матушек выковырял ОУ и компараторы. В древней мышке нашел прозрачную сборку из двух светодиодов. В современных все почему-то черные и реагируют хуже. В принципе точность достаточная 0,1 мм ловит, но скорость никакая. Программа на VB6, который уже подзабыл. Программа следит за дdумя светодиодами и выдает сигналы Step и DIR
Алгоритм такой:
Вначале запускается модуль поиска луча. Ось отъезжает в крайнее положение и затем едет пока изображение пятна на мишени не окажется на линии стыка обеих светодиодов. Выходы с компараторов подаются на LPT порт и при наличии сигналов с обеих фотодиодов программа переходит в режим слежения. В принципе если использовать для анализа МК и найти хорошую пару фотодиодов или транзисторов, а лучше матрицу, то результат будет очень достойный. Я лепил из того,что было. Просто загорелся. Вот несколько фотографий датчика и всей конструкции и видео работы.






видео
http://cncfiles.su/download/4863

или на яндекс диске, грузится намного быстрее
https://yadi.sk/i/8WXXOkxsh4hFz

svm писал(а):Немного поэкспериментировал.

Молодец! Классно!

Trudogolik, хочу повторить сонар,можно скетч для ардуино,только думаю шаговик вместо сервы

Вроде этот: Скачать файл radar.zip (877.00 B)
Микросерва SC-90 и сонар HC-SR04. Питание от платы, плату корми от USB.

Trudogolik, спасибо,буду эксперементировать