第1步：材料和程序

此構(gòu)建所需的材料包括：

- 1個(gè)伺服

- 1個(gè)超聲波傳感器

- 1個(gè)蜂鳴器

- 1面包板

- 1 UNO R3 Arduino

- 電線堆

制作此雷達(dá)所需的程序：

- Arduino IDE

- 處理3.4

要將上述程序下載到您的計(jì)算機(jī)上，請(qǐng)點(diǎn)擊以下鏈接：

- https://www.arduino.cc/en/main/software

-https://processing.org/download/

第2步：Arduino代碼

這是arduino代碼，它基本上控制伺服和傳感器的運(yùn)動(dòng)和輸入。這是從youtube視頻https://www.youtube.com/watch？v=JvmIutmQd9U復(fù)制而來(lái)，似乎與我的arduino板和計(jì)算機(jī)很好地配合。

// Includes the servo library

#include 。

// Defines Trig and Echo pins of the Ultrasonic Sensor

const int trigPin = 10;

const int echoPin = 11;

#define buzzerPin A0 //Defines the pin A0 as an output to buzzerPin

// 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（“?！保? // Sends addition character right next to the previous value needed later in the Processing IDE for indexing

tone（buzzerPin， 10000 / distance）;

}

// 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（“。”）;

tone（buzzerPin， 10000 / distance）; //Produces a different tone according to the distance the object is from the sensor

}

}

// 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;

}

步驟3：處理代碼

以下是我用于處理程序從超聲波傳感器獲取信息的代碼，并將其轉(zhuǎn)換為它創(chuàng)建的顯示。這是我從視頻https://www.youtube.com/watch？v=JvmIutmQd9U復(fù)制的代碼，該代碼效果非常好，只需要進(jìn)行一些調(diào)整。

p.p1 {margin： 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; font： 11.0px ‘Helvetica Neue’; color： #000000; -webkit-text-stroke： #000000}

p.p2 {margin： 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; font： 11.0px ‘Helvetica Neue’; color： #000000; -webkit-text-stroke： #000000; min-height： 12.0px}

span.s1 {font-kerning： none}

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，“/dev/cu.usbmodem143401”， 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（“Ryan‘s Radar”， 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（）;

}

步驟4：超聲波傳感器支架

由于我對(duì)此項(xiàng)目的啟發(fā)并未包含任何類型的支架來(lái)固定超聲波傳感器在適當(dāng)?shù)奈恢?，我決定3D打印這個(gè)支架是一個(gè)好主意，讓完成的設(shè)計(jì)看起來(lái)更整潔，并使一切更容易組合。保持超聲波傳感器的部分最終相對(duì)緊密地安裝在超聲波傳感器周圍，在保持其就位方面做得很好。然而，在下面切出的用于伺服臂進(jìn)入的孔有點(diǎn)太大，所以我需要添加很多膠水來(lái)保持它的位置。但總的來(lái)說(shuō)，它的效果非常好，并且設(shè)計(jì)看起來(lái)很漂亮。

第5步：激光切割盒設(shè)計(jì)

實(shí)施此框以使項(xiàng)目具有干凈和專業(yè)的外觀。它在隱藏所有電線和arduino板本身方面做得很好。為了創(chuàng)建實(shí)際的盒子設(shè)計(jì)，我使用網(wǎng)站http://www.makercase.com/來(lái)獲得手指邊緣以將盒子的每一側(cè)連接在一起。這是一個(gè)非常有用的網(wǎng)站，因?yàn)樗?jié)省了我大量的時(shí)間，并且非常容易使用。從雷達(dá)的成品中可以看出，我在設(shè)計(jì)的側(cè)面和頂部切出了測(cè)量孔，以便允許項(xiàng)目的部分需要在外面。這包括用于伺服的孔，我從下面粘到盒子上，連接到超聲波傳感器，蜂鳴器，以及從計(jì)算機(jī)到arduino板本身。這是相當(dāng)大的（盒子里有很多空間），但至少它給你很大的工作空間，沒有任何東西是狹窄的。如果你自己做一個(gè)盒子設(shè)計(jì)，你肯定可以做得更小，一切都會(huì)適合。

步驟6：接線構(gòu)造

根據(jù)arduino代碼，超聲波傳感器必須連接到引腳10 11.雖然和所有超聲波傳感器一樣，它也必須連接到地和5V引腳。伺服必須連接到引腳12（myServo.attach（12）;），它還必須連接到地和5V引腳。至于蜂鳴器，它只接地和模擬輸出引腳A0。一旦你為雷達(dá)附加了所有必要的物品，你的電路應(yīng)該看起來(lái)有點(diǎn)像上圖。此外，盡量保持一切整潔！一旦電路在盒子里，電線都非常纏結(jié)，有可能一根或兩根電線滑出不到位置并導(dǎo)致雷達(dá)發(fā)生故障。它發(fā)生在我身上，我發(fā)現(xiàn)它從那時(shí)起就保持整潔，減少了這些事件的發(fā)生。

步驟7：組裝

使用強(qiáng)力超級(jí)膠水組裝激光切割盒，因此完成后不會(huì)有碎片分開雷達(dá)。我發(fā)現(xiàn)更容易使用一些書來(lái)支撐盒子的一側(cè)，這樣我就可以粘上相鄰的一面。在那里拿著它約5分鐘后，我會(huì)繼續(xù)到下一側(cè)，依此類推。記住不要粘上其中一端，因?yàn)槟泔@然需要放入并取出雷達(dá)。一旦盒子上的膠水硬化，您就可以繼續(xù)裝配。首先，我將蜂鳴器粘在外殼的頂部（如上圖所示），然后當(dāng)它干燥時(shí)，我將電線穿過(guò)相對(duì)的孔并將它們連接到蜂鳴器上。當(dāng)談到伺服系統(tǒng)時(shí)，我將伺服的小翼粘在盒子下面，所以只有伺服的頂部顯示出來(lái)。這使得整個(gè)產(chǎn)品看起來(lái)既美觀又保持其實(shí)用性，伺服頭可隨時(shí)輕松訪問(wèn)。然后使用3D打印支架中的超聲波傳感器，使用膠水將支架連接到伺服系統(tǒng)，以確保其安全。完成后，您的項(xiàng)目即可進(jìn)行測(cè)試！

步驟8：執(zhí)行

首先將計(jì)算機(jī)連接到arduino板。接下來(lái)，打開兩個(gè)程序。加載arduino代碼后，將其上傳到主板。這應(yīng)該開始伺服和蜂鳴器，因此會(huì)產(chǎn)生噪音，伺服也會(huì)相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，當(dāng)加載處理代碼時(shí)，單擊運(yùn)行，如果一切順利運(yùn)行，則應(yīng)顯示雷達(dá)的動(dòng)畫。如果沒有發(fā)生這種情況，請(qǐng)檢查您使用的端口名稱是否與代碼中的名稱完全相同。例如，如果我使用端口“/dev/cu.usbmodem143401”，請(qǐng)確保處理中的代碼行顯示“myPort = new Serial（this，”/dev/cu.usbmodem143401“，9600）;”。這應(yīng)該解決所有問(wèn)題，它應(yīng)該運(yùn)行順利。啟動(dòng)和運(yùn)行的過(guò)程都可以在上面的視頻鏈接上看到它正在工作和檢測(cè)對(duì)象。