Ультразвуковой дальномер

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» по направлению «Инженеры» в секции «Инновации умного города. Умная школа» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры

Авторы работы: ГБОУ Школа № 1363

Email: Написать

Предметы: Физика, Информатика, Робототехника

Классы: 10 класс

Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» по направлению «Инженеры» 2022 года

Актуальность

Ультразвуковые дальномеры на сегодняшний день занимают довольно существенное положение в классе измерительных приборов. Возможности их применения различны и включают в себя как бытовые задачи (измерение размеров помещений, расстояния между объектами), так и промышленные задачи (навигация роботов, позиционирование манипуляторов).

Цель

Создать повседневный ультразвуковой дальномер, производящий более точные измерения и способный уведомлять пользователя о препятствии при минимальном расстоянии.

Задачи

Познакомиться с многообразием видов дальномеров.
Выбрать один из видов.
Подобрать компоненты Arduino.
Написать скетч.
Разработать и создать корпус в программе Autodesk Fusion 360.
Подготовить к печати и распечатать корпус.
Собрать устройство и проверить его работоспособность.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Плата Arduino UNO
Ультразвуковой датчик HC-SR04
Модуль двухосевого джойстика Ky-023
Модуль часового LED-дисплея
Зуммер
Несколько ползунковых выключателей
Батарейный отсек
Компьютер с установленным на нём ПО (Autodesk Fusion 360, Arduino IDE)
3D-принтер и пластик PLA

Описание

После изучении теории о принципах действия различных дальномеров, было принято решение остановиться на ультразвуковом дальномере. Ультразвуковой датчик имеет следующие привилегии:

дальность работы около 4 метров;
несложен в понимании;
небольшая цена.

После подборки компонентов Arduino был написан скетч, в котором присутствовала библиотека <GyverTM1637.h> для LED-дисплея. Джойстик осуществлял переход в различные единицы измерения длины (в см, м, мм).

Корпус прибора был распечатан на 3D-принтере из белого PLA-пластика, который, как известно, менее вреден для окружающей среды, чем ABS-пластик.

Результаты работы/выводы

Все поставленные задачи были выполнены. Данное устройство было разработано для людей с проблемой со зрением.

Предполагается, что с помощью частоты звучания зуммера человек будет понимать примерное расстояние.

Перспективы использования результатов работы

В ближайшее время будет разработан новый корпус: он станет гораздо компактнее.

Разрабатывается сумка для переноса устройства.