Autora do realizacji opisanego poniżej projektu skłonił zakup prostego dalmierza laserowego - wykorzystując takie urządzenie, można skonstruować prosty LIDAR. Wykorzystany w projekcie dalmierz ma dokładność ±2 mm i jest w stanie mierzyć odległości do 45 m - to dostatecznie dużo jak na potrzeby autora.
Co jeszcze będzie potrzebne do realizacji zadania oprócz samego dalmierza:
* Moduł Arduino Mega
* 2 x serwomotory
* Pochył sterowany poprzez serwomotor
* Układ LM317 i inne elementy do konstrukcji zasilacza 3 V
* Zasilacz 5 V, 3A dla całego systemu.
* Kabelki, złącza etc.
Krok 1: Dalmierz UT390b i jego możliwości
W sieci można odnaleźć informacje odnośnie wykorzystanego w projekcie dalmierza UT390b oraz sposobu w jaki odczytywać można z niego dane przez port szeregowy. Istnieją też specjalnie biblioteki, np. do Arduino, dedykowane do obsługi tego urządzenia. W poszukiwaniu informacji można odwiedzić poniższe strony:
* https://github.com/erniejunior/UT390B_Arduino_Library
* http://blog.qartis.com/arduino-laser-distance-meter/
* http://blog.qartis.com/laser-distance-meter-update-serial-commands-timing-measurements/
Do połączenia z dalmierzem potrzebne są jedynie trzy przewody - masa, RX i TX - które podłącza się do urządzenia do złącza pod klapką baterii. W instrukcji, dostępnej pod powyższymi linkami, znaleźć można rozpiskę złącza. Trzeba przylutować trzy przewody do gniazdka i już - prawie gotowe. Uwaga! Sygnał TX pochodzący z Arduino jest w standardzie 5 V, a to napięcie jest zbyt wysokie dla dalmierza i może go uszkodzić. Aby tego uniknąć, wystarczy podłączyć go do Arduino poprzez dzielnik napięciowy.
Innym problemem jest to, że UT390b wyłącza się czasami automatycznie lub na skutek wygenerowania jakiegoś błędu. Żeby rozwiązać ten problem, trzeba wymienić baterie na zasilacz i dodać zdalny reset. Do konstrukcji zasilacza autor projektu wybrał układ LM317.
Gdy dalmierz wykryje błąd, trzeba wyłączyć i włączyć ponownie mu zasilanie, a następnie nacisnąć przycisk ON, jeśli po prostu wyłączy się automatycznie to wystarczy samo naciśnięcie przycisku ON.
Krok 2: Pomiary
Aby rozpocząć pomiary, trzeba nacisnąć przycisk. Następnie dwa serwomotory zmieniają pozycję dalmierza, przemiatają zadany obszar. Dla każdej pozycji - określanej z pomocą dwóch kątów: Φ oraz θ - wartość zmierzonej odległości przesyłana jest do komputera i zapisywana na dysku.
Krok 3: Wizualizacja danych.
Gdy wszystkie dane spłyną do komputera - kąty i odległość - chcemy móc zaprezentować graficznie wyniki pomiaru. Niestety nie udało się odnaleźć gotowego oprogramowania tego rodzaju, gdyż siatka pomiarowa programu nie jest jednorodna, ale na szczęście autor stworzył kiedyś (20 lat wcześniej) program do wizualizacji map topograficznych w 3D. Oprogramowanie napisane jest w Turbo Pascalu i pozwala na rysowanie map na podstawie dostarczonych danych.
Korzystając z programu, można wizualizować dane pochodzące z LIDARu. Klawiatura pozwala na płynne obracanie i translację widoku 3D, a także na zmianę punktu obserwacji itp.
Krok 4: wyniki
Skanowanie pokoju było pierwszym testem przeprowadzonym z wykorzystaniem LIDARu. Niektóre linie na obrazie 3D są odrobinę zniekształcone ponieważ podczas obrazowania autor musiał zdjąć dalmierz z podstawy w urządzeniu, aby go ponownie włączyć. System resetowania dalmierza został dodany później, zwiększono też stabilność podstawy, tak więc produkowane teraz obrazki są o wiele lepsze.
Źródło: http://www.instructables.com/id/Simple-LiDAR-using-the-laser-rangefinder-Uni-T-UT3/?ALLSTEPS
Co jeszcze będzie potrzebne do realizacji zadania oprócz samego dalmierza:
* Moduł Arduino Mega
* 2 x serwomotory
* Pochył sterowany poprzez serwomotor
* Układ LM317 i inne elementy do konstrukcji zasilacza 3 V
* Zasilacz 5 V, 3A dla całego systemu.
* Kabelki, złącza etc.
Krok 1: Dalmierz UT390b i jego możliwości
W sieci można odnaleźć informacje odnośnie wykorzystanego w projekcie dalmierza UT390b oraz sposobu w jaki odczytywać można z niego dane przez port szeregowy. Istnieją też specjalnie biblioteki, np. do Arduino, dedykowane do obsługi tego urządzenia. W poszukiwaniu informacji można odwiedzić poniższe strony:
* https://github.com/erniejunior/UT390B_Arduino_Library
* http://blog.qartis.com/arduino-laser-distance-meter/
* http://blog.qartis.com/laser-distance-meter-update-serial-commands-timing-measurements/
Do połączenia z dalmierzem potrzebne są jedynie trzy przewody - masa, RX i TX - które podłącza się do urządzenia do złącza pod klapką baterii. W instrukcji, dostępnej pod powyższymi linkami, znaleźć można rozpiskę złącza. Trzeba przylutować trzy przewody do gniazdka i już - prawie gotowe. Uwaga! Sygnał TX pochodzący z Arduino jest w standardzie 5 V, a to napięcie jest zbyt wysokie dla dalmierza i może go uszkodzić. Aby tego uniknąć, wystarczy podłączyć go do Arduino poprzez dzielnik napięciowy.
Innym problemem jest to, że UT390b wyłącza się czasami automatycznie lub na skutek wygenerowania jakiegoś błędu. Żeby rozwiązać ten problem, trzeba wymienić baterie na zasilacz i dodać zdalny reset. Do konstrukcji zasilacza autor projektu wybrał układ LM317.
Gdy dalmierz wykryje błąd, trzeba wyłączyć i włączyć ponownie mu zasilanie, a następnie nacisnąć przycisk ON, jeśli po prostu wyłączy się automatycznie to wystarczy samo naciśnięcie przycisku ON.
Krok 2: Pomiary
Aby rozpocząć pomiary, trzeba nacisnąć przycisk. Następnie dwa serwomotory zmieniają pozycję dalmierza, przemiatają zadany obszar. Dla każdej pozycji - określanej z pomocą dwóch kątów: Φ oraz θ - wartość zmierzonej odległości przesyłana jest do komputera i zapisywana na dysku.
Krok 3: Wizualizacja danych.
Gdy wszystkie dane spłyną do komputera - kąty i odległość - chcemy móc zaprezentować graficznie wyniki pomiaru. Niestety nie udało się odnaleźć gotowego oprogramowania tego rodzaju, gdyż siatka pomiarowa programu nie jest jednorodna, ale na szczęście autor stworzył kiedyś (20 lat wcześniej) program do wizualizacji map topograficznych w 3D. Oprogramowanie napisane jest w Turbo Pascalu i pozwala na rysowanie map na podstawie dostarczonych danych.
Korzystając z programu, można wizualizować dane pochodzące z LIDARu. Klawiatura pozwala na płynne obracanie i translację widoku 3D, a także na zmianę punktu obserwacji itp.
Krok 4: wyniki
Skanowanie pokoju było pierwszym testem przeprowadzonym z wykorzystaniem LIDARu. Niektóre linie na obrazie 3D są odrobinę zniekształcone ponieważ podczas obrazowania autor musiał zdjąć dalmierz z podstawy w urządzeniu, aby go ponownie włączyć. System resetowania dalmierza został dodany później, zwiększono też stabilność podstawy, tak więc produkowane teraz obrazki są o wiele lepsze.
Źródło: http://www.instructables.com/id/Simple-LiDAR-using-the-laser-rangefinder-Uni-T-UT3/?ALLSTEPS
Cool? Ranking DIY