Arduino

90 min

تبدو الرادارات رائعة في الأفلام، وهي مفيدة في مراقبة حركة الطائرات في السماء، فيمكن للرادارات إخبارنا بموضع الطائرات في السماء من خلال رسم موضع الطائرة على نظام إحداثي، ومساعدتنا في تحديد اتجاه وسرعة الطائرات وبالتالي تنظيم حركتها لتجنب أي تصادم.

Project Video

Overview

في هذا المشروع، سنتعلم كيفية بناء منظومة رادار باستخدام حساس الموجات فوق الصوتية ومحرك سيرفو لتحريك الحساس حتى يقوم برصد الأجسام أمامه بزاوية 180 درجة، ورسم نقاط عند مواضع هذه الأجسام على شاشة الحاسوب الخاص بك.

‍

Getting the Items

Arduino Uno R3 (Voltaat Version)

Get Item

SG90 Servo -Positional Rotation

Get Item

Ultrasonic Sensor (HC-SR04)

Get Item

Half-size Breadboard

Get Item

Jumper Wires - Male to Male (40 Pack)

Get Item

Jumper Wires – Male to Female (40 Pack)

Get Item

Steps

Wiring it Up

قم بتوصيل الأسلاك بين محرك السيرفو وحساسالموجات فوق الصوتية ولوحة الأردوينو كما هو موضح في الصورة أدناه.

‍

التوصيلات من الاردوينو الى لوحة التجارب :

• منفذ ال 5 فولت ← المنافذ الموجبة بلوحة التجارب

• منفذ الجراوند ← المنافذ السالبة بلوحة التجارب

التوصيلات من حساس الموجات فوق الصوتية :

• منفذ ال VCC للحساس ← المنافذ الموجبة بلوحة التجارب

• منفذ ال GND للحساس ←المنافذ السالبة بلوحة التجارب

• منفذ ال TRIG← منفذ رقم 10فى لوحةالاردوينو

• منفذ ال Echo ← منفذ رقم 11فى لوحة الاردوينو

التوصيلات من محرك السيرفو :

• المنفذ الموجب لمحرك السيرفو ← المنافذ الموجبة بلوحة التجارب

• المنفذ السالب لمحرك السيرفو ← المنافذ السالبة بلوحة التجارب

• منفذ الاشارة لمحرك السيرفو ← منفذ رقم 12فى لوحةالاردوينو

‍

Coding

وظيفة هذا الكود هو رصد الأجسام أمام حساس الموجات فوق الصوتية ولرسم نقاطاً عند مواضع هذه الأجسام على شاشة حاسوبك قم بتشغيل الكود الذى يليه على برنامج Processing لرسم المنحنى الخاص بالرادار على الشاشة.

‍

Download Copy Code

Voltaat learn (https://www.voltaat.com)

The function of this code is to detect objects in front of the ultrasound sensor and draw points

at the locations of these objects on your computer screen.

Connections from the Arduino to the breadboard:

• Arduino 5v pin → breadboard 5v line

• Arduino GND pin → breadboard GND line

Connections from the servo motor:

• Servo GND pin→ Arduino GND pin

• Servo VCC pin→ Arduino VCC pin

• Servo signal pin → Arduino pin 12

Connections from the ultrasonic sensor:

• ultrasonic sensor VCC pin → Breadboard 5V line

• ultrasonic sensor GND pin → Breadboard ground line

• ultrasonic sensor Trig pin → Arduino pin 10

• ultrasonic sensor Echo pin → Arduino pin 11

// Includes the Servo library

#include <Servo.h>.

// Defines Tirg and Echo pins of the Ultrasonic Sensor

const int trigPin = 10;

const int echoPin = 11;

// Variables for the duration and the distance

long duration;

int distance;

Servo myServo; // Creates a servo object for controlling the servo motor

void setup() {

pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output

pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input

Serial.begin(9600);

myServo.attach(12); // Defines on which pin is the servo motor attached

}

void loop() {

// rotates the servo motor from 15 to 165 degrees

for(int i=15;i<=165;i++){

myServo.write(i);

delay(30);

distance = calculateDistance();// Calls a function for calculating the distance measured by the Ultrasonic sensor for each degree

Serial.print(i); // Sends the current degree into the Serial Port

Serial.print(","); // Sends addition character right next to the previous value needed later in the Processing IDE for indexing

Serial.print(distance); // Sends the distance value into the Serial Port

Serial.print("."); // Sends addition character right next to the previous value needed later in the Processing IDE for indexing

}

// Repeats the previous lines from 165 to 15 degrees

for(int i=165;i>15;i--){

myServo.write(i);

delay(30);

distance = calculateDistance();

Serial.print(i);

Serial.print(",");

Serial.print(distance);

Serial.print(".");

}

// Function for calculating the distance measured by the Ultrasonic sensor

int calculateDistance(){

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

// Sets the trigPin on HIGH state for 10 micro seconds

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH); // Reads the echoPin, returns the sound wave travel time in microseconds

distance= duration*0.034/2;

return distance;

}

‍

Download Copy Code

import processing.serial.*; // imports library for serial communication

import java.awt.event.KeyEvent; // imports library for reading the data from the serial port

import java.io.IOException;

Serial myPort; // defines Object Serial

// defubes variables

String angle="";

String distance="";

String data="";

String noObject;

float pixsDistance;

int iAngle, iDistance;

int index1=0;

int index2=0;

PFont orcFont;

void setup() {

size (1200, 700); // ***CHANGE THIS TO YOUR SCREEN RESOLUTION***

smooth();

myPort = new Serial(this,"COM5", 9600); // starts the serial communication

myPort.bufferUntil('.'); // reads the data from the serial port up to the character '.'. So actually it reads this: angle,distance.

}

void draw() {

fill(98,245,31);

// simulating motion blur and slow fade of the moving line

noStroke();

fill(0,4);

rect(0, 0, width, height-height*0.065);

fill(98,245,31); // green color

// calls the functions for drawing the radar

drawRadar();

drawLine();

drawObject();

drawText();

}

void serialEvent (Serial myPort) { // starts reading data from the Serial Port

// reads the data from the Serial Port up to the character '.' and puts it into the String variable "data".

data = myPort.readStringUntil('.');

data = data.substring(0,data.length()-1);

index1 = data.indexOf(","); // find the character ',' and puts it into the variable "index1"

angle= data.substring(0, index1); // read the data from position "0" to position of the variable index1 or thats the value of the angle the Arduino Board sent into the Serial Port

distance= data.substring(index1+1, data.length()); // read the data from position "index1" to the end of the data pr thats the value of the distance

// converts the String variables into Integer

iAngle = int(angle);

iDistance = int(distance);

}

void drawRadar() {

pushMatrix();

translate(width/2,height-height*0.074); // moves the starting coordinats to new location

noFill();

strokeWeight(2);

stroke(98,245,31);

// draws the arc lines

arc(0,0,(width-width*0.0625),(width-width*0.0625),PI,TWO_PI);

arc(0,0,(width-width*0.27),(width-width*0.27),PI,TWO_PI);

arc(0,0,(width-width*0.479),(width-width*0.479),PI,TWO_PI);

arc(0,0,(width-width*0.687),(width-width*0.687),PI,TWO_PI);

// draws the angle lines

line(-width/2,0,width/2,0);

line(0,0,(-width/2)*cos(radians(30)),(-width/2)*sin(radians(30)));

line(0,0,(-width/2)*cos(radians(60)),(-width/2)*sin(radians(60)));

line(0,0,(-width/2)*cos(radians(90)),(-width/2)*sin(radians(90)));

line(0,0,(-width/2)*cos(radians(120)),(-width/2)*sin(radians(120)));

line(0,0,(-width/2)*cos(radians(150)),(-width/2)*sin(radians(150)));

line((-width/2)*cos(radians(30)),0,width/2,0);

popMatrix();

}

void drawObject() {

pushMatrix();

translate(width/2,height-height*0.074); // moves the starting coordinats to new location

strokeWeight(9);

stroke(255,10,10); // red color

pixsDistance = iDistance*((height-height*0.1666)*0.025); // covers the distance from the sensor from cm to pixels

// limiting the range to 40 cms

if(iDistance<40){

// draws the object according to the angle and the distance

line(pixsDistance*cos(radians(iAngle)),-pixsDistance*sin(radians(iAngle)),(width-width*0.505)*cos(radians(iAngle)),-(width-width*0.505)*sin(radians(iAngle)));

}

popMatrix();

}

void drawLine() {

pushMatrix();

strokeWeight(9);

stroke(30,250,60);

translate(width/2,height-height*0.074); // moves the starting coordinats to new location

line(0,0,(height-height*0.12)*cos(radians(iAngle)),-(height-height*0.12)*sin(radians(iAngle))); // draws the line according to the angle

popMatrix();

}

void drawText() { // draws the texts on the screen

pushMatrix();

if(iDistance>40) {

noObject = "Out of Range";

}

else {

noObject = "In Range";

}

fill(0,0,0);

noStroke();

rect(0, height-height*0.0648, width, height);

fill(98,245,31);

textSize(25);

text("10cm",width-width*0.3854,height-height*0.0833);

text("20cm",width-width*0.281,height-height*0.0833);

text("30cm",width-width*0.177,height-height*0.0833);

text("40cm",width-width*0.0729,height-height*0.0833);

textSize(40);

text("VOLTAAT", width-width*0.875, height-height*0.0277);

text("Angle: " + iAngle +" ", width-width*0.48, height-height*0.0277);

text("Distance: ", width-width*0.26, height-height*0.0277);

if(iDistance<40) {

text(" " + iDistance +" cm", width-width*0.225, height-height*0.0277);

}

textSize(25);

fill(98,245,60);

translate((width-width*0.4994)+width/2*cos(radians(30)),(height-height*0.0907)-width/2*sin(radians(30)));

rotate(-radians(-60));

text("30 ",0,0);

resetMatrix();

translate((width-width*0.503)+width/2*cos(radians(60)),(height-height*0.0888)-width/2*sin(radians(60)));

rotate(-radians(-30));

text("60 ",0,0);

resetMatrix();

translate((width-width*0.507)+width/2*cos(radians(90)),(height-height*0.0833)-width/2*sin(radians(90)));

rotate(radians(0));

text("90 ",0,0);

resetMatrix();

translate(width-width*0.513+width/2*cos(radians(120)),(height-height*0.07129)-width/2*sin(radians(120)));

rotate(radians(-30));

text("120 ",0,0);

resetMatrix();

translate((width-width*0.5104)+width/2*cos(radians(150)),(height-height*0.0574)-width/2*sin(radians(150)));

rotate(radians(-60));

text("150 ",0,0);

popMatrix();

}

‍

Testing it Out

بعد رفع الكود البرمجي على لوحة الأردوينو، قم بتشغيل برنامج Processing، وستلاحظ أن منظومة الرادار ترصد الأجسام أمامها وترسم نقاطاً عند مواضع هذه الأجسام على شاشة حاسوبك.

‍