วันพุธที่ 4 เมษายน พ.ศ. 2561

ใบงานที่ 8 Radar System

นางสาว กัญญารัตน์  สังขพันธ์ 1สทค.2 6031280023

นาย  จารุเดช  สังข์ประไพ 1สทค.2 6031280027



การทำ Radar System ด้วยโปรแกรม Arduino Uno และโปรแกรม Processing 3

สำหรับโปรแกรม Processing 3  เป็นซอฟท์แวร์ระบบเปิด  เหมาะสำหรับผู้ต้องการพัฒนาโปรแกรมเกี่ยวกับการสร้างภาพเคลื่อนไหวที่สัมพันธ์กัน ในที่นี้เราจะมานำมาใช้งานในส่วนของจอ Radar System เพื่อดูว่าตัวอุปกรณ์ กับ ซอฟต์แวร์นั้น สัมพันธ์กันหรือไม่

ดาวน์โหลดโปรแกรม Processing 3 ได้ที่นี่


อุปกรณ์

1. Arduino Uno 1 บอร์ด




2. Servo Motor (SG90) 1 ตัว




3. HC-SR04 1 ตัว





4. สายไฟผู้-ผู้





5. ใบพัด Servo Motor 1 ใบ






รูปวงจร



Download Frizing file ที่นี่

Code Program Arduino

// 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;
}

Code Program Processing 3

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(" VIRAL SCIENCE ", 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(); 
}


ดาวน์โหลด Code ของโปรแกรมทั้ง 2 ได้ที่นี่


https://drive.google.com/file/d/0B27c2BryUv06R3BXV3VUUVRzMXM/view


ขอขอบคุณ Code ของโปรแกรม Arduino และ Processing จาก


https://www.youtube.com/watch?v=RSAj_ydbg48


อธิบาย


Radar System นี้เกิดจากการนำเอา Servo Motor (SG90) กับ HC-SR04 มาใช้งานร่วมกัน เมื่อ Upload Code จากโปรแกรม Arduino ลงบอร์ด จะเห็นได้ว่า Servo Motor จะหมุนไปและหมุนกลับเหมือนกับ Radar System และจากจอ Radar ในโปรแกรม Processing จะเห็นได้ว่าเมื่อ Radar ตรวจจับวัตถุได้จะขึ้นเป็นแทบสีแดงตามระยะของวัตถุที่อยู่ใกล้หรือไกล


วิดีโอประกอบ



วันอังคารที่ 3 เมษายน พ.ศ. 2561

ใบงานที่ 7 Measure Distance with Arduino and Ultrasonic Sensor

นางสาว กัญญารัตน์  สังขพันธ์ 1สทค.2 6031280023

นาย  จารุเดช  สังข์ประไพ 1สทค.2 6031280027



การต่อใช้งาน Servo Motor (SG90) กับ HC-SR04 


อุปกรณ์



1. Servo Motor (SG90) 1 ตัว




2. HC-SR04 1 ตัว




3. บอร์ด Arduino Uno 1 บอร์ด




4. สายไฟผู้-ผู้




5. ใบพัดมอเตอร์ Single fan 1 ตัว




6. โปรโตบอร์ด 1 บอร์ด




7.  กระดาษสำหรับใช้วัด





รูปวงจร

Download Frizing file ที่นี่


Code Program Arduino


#include <Servo.h>  //Load Servo Library
int trigPin=13; //Sensor Trip pin connected to Arduino pin 13
int echoPin=11;  //Sensor Echo pin connected to Arduino pin 11
int servoControlPin=6; //Servo control line is connected to pin 6
float pingTime;  //time for ping to travel from sensor to target and return
float targetDistance; //Distance to Target in inches
float speedOfSound=776.5; //Speed of sound in miles per hour when temp is 77 degrees.
float servoAngle; //Variable for the value we want to set servo to.

Servo myPointer;  //Create a servo object called myPointer

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);
  pinMode(servoControlPin, OUTPUT);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  
  myPointer.attach(servoControlPin);  //Tell arduino where the servo is attached.

}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly: 
  
  digitalWrite(trigPin, LOW); //Set trigger pin low
  delayMicroseconds(2000); //Let signal settle
  digitalWrite(trigPin, HIGH); //Set trigPin high
  delayMicroseconds(15); //Delay in high state
  digitalWrite(trigPin, LOW); //ping has now been sent
  delayMicroseconds(10); //Delay in low state
  
  pingTime = pulseIn(echoPin, HIGH);  //pingTime is presented in microceconds
  pingTime=pingTime/1000000; //convert pingTime to seconds by dividing by 1000000 (microseconds in a second)
  pingTime=pingTime/3600; //convert pingtime to hourse by dividing by 3600 (seconds in an hour)
  targetDistance= speedOfSound * pingTime;  //This will be in miles, since speed of sound was miles per hour
  targetDistance=targetDistance/2; //Remember ping travels to target and back from target, so you must divide by 2 for actual target distance.
  targetDistance= targetDistance*63360;    //Convert miles to inches by multipling by 63360 (inches per mile)
  Serial.print("The Distance to Target is: ");
  Serial.print(targetDistance);
  Serial.println(" cm");
  Serial.print("The Distance to Target is: ");
  Serial.print(targetDistance);
  Serial.println(" inches");
  
  servoAngle = (106./7.) * targetDistance + 37; //Calculate Servo Angle from targetDistance
  myPointer.write(servoAngle); //write servoAngle to the servo
  Serial.print("Angle ");
  Serial.println(servoAngle);
  delay(100); //delay tenth of a  second to slow things down a little.
}

Download Arduino Code ที่นี่

อธิบายวงจร

เป็นการนำเอา Servo Motor (SG90) และ HC-SR04 และใช้ Ultrasonic ของ HC-SR04 เพื่อใช้จับระยะทางและให้ใบพัดของมอเตอร์หมุน ตามระยะที่ีกำหนดโดยใช้กระดาษในการวัดตัวเลขที่ใบพัดของ Servo Motor (SG90) จะชี้ไป โดย 1 ตัวเลข = 1 นิ้วใน Serial Monitor ซึ่ง Servo Motor สามารถ หมุนได้ 180 องศา ซึ่งจะได้ตั้งแต่ 0-7 นิ้ว โดยประมาณ

วิดีโอประกอบ