Мини эхолот своими руками

Евросамоделки — только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.

Cамодельный мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L

ЖКИ от мобильного телефона nokia3310

Представляю вашему вниманию авторскую разработку – самодельный мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L и ЖКИ от мобильного телефона nokia3310. Устройство рассчитано для повторения радиолюбителем средней квалификации, но, я думаю, конструкцию может повторить каждый желающий. Материал я старался изложить так, чтобы читателям в доступной форме дать побольше полезной информации по теме. Надеюсь, что повторение конструкции принесет Вам много удовольствия и пользы.

Буду рад ответить на ваши вопросы/пожелания/замечания и помочь в повторении конструкции.

С уважением, Alex

Эхолот, сонар (sonar) — сокращение от SOund NAvigation and Ranging. Эхолот известен где-то с 40-х годов, технология была разработана во время Второй мировой войны для отслеживания вражеских подводных лодок. В 1957 году компания Lowrance выпустила первый в мире эхолот на транзисторах для спортивной рыбной ловли.

Эхолот состоит из таких основных функциональных блоков: микроконтроллер, передатчик, датчик-излучатель, приемник и дисплей. Процесс обнаружения дна (или рыбы) в упрощенном виде выглядит следующим образом: передатчик выдает электрический импульс, датчик-излучатель преобразует его в ультразвуковую волну и посылает в воду (частота этой ультразвуковой волны такова, что она не ощущается ни человеком, ни рыбой). Звуковая волна отражается от объекта (дно, рыба, другие объекты) и возвращается к датчику, который преобразует его в электрический сигнал (см. рисунок ниже).

Приемник усиливает этот возвращенный сигнал и посылает его в микропроцессор. Микропроцессор обрабатывает принятый с датчика сигнал и посылает его на дисплей, где мы уже видим изображение объектов и рельефа дна в удобном для нас виде.

На что следует обратить внимание: рельеф дна эхолот рисует только в движении. Это утверждение вытекает из принципа действия эхолота. Тоесть, если лодка неподвижна, то и информация о рельефе дна неизменна, и последовательность значений будет складываться из одинаковых, абсолютно идентичных значений. На экране при этом будет рисоваться прямая линия.

Первый вопрос, который, я уверен, возникнет у читателей «Почему использован такой маленький дисплей?» Поэтому я сразу на него отвечу: этот «мини-эхолотик» разрабатывался по просьбе знакомого из того, что оказалось под рукой. А этими подручными средствами оказались ATMega8L, дисплей от nokia3310 и какой-то излучатель с обозначением f=200kHz. Еще Вы, наверное, спросите возможно ли переделать программу/схему под другой, больший дисплей? Да. Теоретически это возможно.

От эхолотов, описанных в [1, 2, 3] моя конструкция отличается применением графического ЖК дисплея, что дает устройству преимущества в отображении полезной информации.

Вся конструкция собрана в корпусе «Z14». Питание обеспечивается от аккумулятора 9В GP17R9H. Максимальный потребляемый ток не более 30 мА (в авторском варианте 23мА).

Теперь о возможностях эхолота. Рабочая частота 200 кГц и настраивается под конкретный имеющийся излучатель. Программно реализована возможность измерять глубину до 99,9 метров. Но скажу сразу: максимальная глубина, которую сможет «видеть» эхолот, в большой степени будет зависеть от параметров примененного излучателя. Моя конструкция на данное время тестировалась только на водоеме с максимальной глубиной около 4 м. Прибор показал отличные результаты. По мере возможности постараюсь протестировать работу эхолота на более больших глубинах, о чем будет сообщено читателям.

Итак, перейдем к схеме. Схема мини-эхолота показана на рисунке ниже:

Основные функциональные блоки эхолота: схема управления (тоесть микроконтроллер ATMega8L), передатчик, излучатель, приемник, дисплей, клавиатура, схема зарядки аккумуляторной батареи.

Работает эхолот следующим образом: микроконтроллер на выводе РВ7 формирует управляющий сигнал (прямоугольные импульсы лог. «0») длительностью примерно 40 мкс. Этот сигнал запускает на указанное время задающий генератор с рабочей частотой 400 кГц на микросхеме IC4. Далее сигнал подается на микросхему IC5, где частота сигнала делится на 2. Сигнал с IC5 подается на буферный каскад на микросхеме IC6 и далее на ключи Q3 и Q4. Далее сигнал со вторичной обмотки трансформатора Т1 подается на пьезокерамический датчик-излучатель LS2, который посылает ультразвуковые посылки во внешнюю среду.

Отраженный от дна/препятствия сигнал принимается датчиком-излучателем и подается на вход приемника, который собран на микросхеме SA614AD в типовом включении (см. Datasheet на SA614AD). Диодная сборка BAV99 на входе приемника ограничивает входное напряжение приемника в момент работы передатчика.

Сигнал с приемника подается на компаратор на микросхеме LM2903, чувствительность которого регулируется микроконтроллером.

Далее сигнал обрабатывается в микроконтроллере и отображается в нужном виде на графическом ЖК дисплее 84х48 точек.

Трансформатор Т1 передатчика намотан на сердечнике К16*8*6 из феррита M1000НМ. Первична обмотка наматывается в 2 провода и содержит 2х14 витков, вторичная – 150 витков провода ПЭВ-2 0,21мм. Первой мотается вторичная обмотка. Половины первичной обмотки должны быть «растянуты» по всей длине сердечника. Обмотки необходимо изолировать друг от друга слоем лакоткани или трансформаторной бумаги.

Теперь самая интересная и проблемная часть: датчик-излучатель. У меня эта проблема была решена изначально: у меня уже был готовый излучатель. Как быть Вам?
Вариант 1: приобрести готовый датчик.
Вариант 2: изготовить самому из пьезокерамики ЦТС-19.

При прошивке микроконтроллера ATMega8L fuse bits выставить согласно картинке ниже :

Полная информация по изготовлению, настройке, прошивке и руководству по использованию мини-эхолота

смотрите в прилагаемом архиве!

Источник

Эхолот своими руками

Каждому рыболову известно, что рыба в водоеме группируется в определенных участках, где она может прятаться, спать, размножаться, охотиться. Обычно их местообитания зависит от температуры воды, подводных течений, наличие рельефных объектов, под которыми легко можно укрыться от опасности.

Невооруженным глазом определить, где именно они находятся невозможно. Для этого используются устройства, позволяющие при помощи ультразвуковых излучений изучить рельеф дна и его глубину. Усовершенствованные модели позволяют определить зоны скопления рыбы и отмечать наиболее удачные места улова. Существует два основных вида эхолотов: стационарные и портативные, которые отличаются по функциональным возможностям, размерам и стоимости.

Такие устройства намного упрощают процесс рыбалки, но стоят дорого. Чтобы сэкономить средства, можно сделать эхолот своими руками.

Особенности строения эхолота

Чтобы соорудить эхолот самому, необходимо знать из каких основных частей он состоит и в чем заключается его работа.

Каждый прибор для изучения рельефа дна состоит из следующих функциональных частей:

передатчик;
микроконтроллер;
излучатель;
приемник;
дисплей, на котором отражается информация.

Передатчик создает импульс, который преобразуется с помощью датчика излучателя в ультразвуковую волну. Мощность этого сигнала настолько слабая, что не ощущается ни человеком, ни морскими обитателями.

Эта волна распределяется вглубь воды и отражается от объектов, которые находятся в зоне ее распространения. Это может быть дно, рыба, камни или рифы. Достигнув дна, волна возвращается обратно к датчику, который преобразует его в электрический сигнал.

Благодаря приемнику сигнал усиливается, передается на микропроцессор и отображается на дисплее устройства.

В качестве дисплея можно использовать устаревшую версию мобильного телефона. Существует также упрощенный вариант, для работы которого понадобится смартфон.

Эхолот из смартфона своими руками

Портативные модели эхолокаторов позволяют подключать датчик, излучающий ультразвуковую волну, напрямую к гаджету, будь то телефон, планшет или ноутбук. Особенность таких устройств заключается в их простоте и беспроводном соединении. Они работают напрямую через Wi-Fi или Bluetooth. Чтобы устройство сработало, необходимо скачать бесплатное приложение и опустить датчик в воду. При соприкосновении с водой он автоматически включается и начинает отображать актуальную информацию на дисплее смартфона.

Стоимость такого датчика находится в районе 4 тыс. рублей, но по функционалу он почти не уступает дорогим аналогам.

Подключение такого устройства самостоятельно не вызывает никаких сложностей. Достаточно следовать инструкции или просмотреть видео как подключить эхолот своими руками.

Источник

Эхолот на ардуино своими руками

Cамодельный мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L
ЖКИ от мобильного телефона nokia3310

Буду рад ответить на ваши вопросы/пожелания/замечания и помочь в повторении конструкции.

С уважением, Alex

Итак, перейдем к схеме. Схема мини-эхолота показана на рисунке ниже:

Теперь самая интересная и проблемная часть: датчик-излучатель. У меня эта проблема была решена изначально: у меня уже был готовый излучатель. Как быть Вам? Вариант 1: приобрести готовый датчик. Вариант 2: изготовить самому из пьезокерамики ЦТС-19.

При прошивке микроконтроллера ATMega8L fuse bits выставить согласно картинке ниже :

Полная информация по изготовлению, настройке, прошивке и руководству по использованию мини-эхолота

Эхолот Рыбалки Своими Руками

Самодельный эхолот рыбака своими руками

В текущее время эхолоты для рыбалки очень популярны посреди рыбаков и спортсменов. Что дает эхолот рыбаку? Ответ на этот вопрос, казалось бы, очень прост – эхолот отыскивает и находит рыбу, и это является его главным назначением. Но однозначность этого ответа может казаться полностью справедливой только начинающему рыболову. Каждый мало-мальски грамотный рыбак знает, что рыба не распределяется умеренно по месту водоемов, а собирается в определенных местах, определяемых рельефом дна, резкими переменами глубин и даже перепадами температур меж слоями воды. Энтузиазм могут представлять коряги, камешки, ямы, растительность. Другими словами, рыба не только лишь отыскивает, где поглубже, да и где ей лучше ночевать, охотиться, маскироваться, питаться. Потому главная задачка эхолота – это определение глубин водоема и исследование рельефа дна. Структурная схема, которая объясняет устройство и работу эхолота, показана на рис. 1. Тактовый генератор G1 управляет взаимодействием узлов устройства и обеспечивает его работу в автоматическом режиме. Генерируемые им недлинные (0,1 с) прямоугольные импульсы положительной полярности повторяются каждые 10 с.

Своим фронтом эти импульсы устанавливают цифровой счетчик РС1 в нулевое состояние и закрывают приемник А2, делая его нечувствительным к сигналам на время работы передатчика. Спадом тактовый импульс запускает передатчик А1, и излучатель-датчик BQ1 испускает в направлении дна маленький (40 мкс) ультразвуковой зондирующий импульс. Сразу раскрывается электрический ключ S1, и колебания примерной частоты 7500 Гц от генератора G2 поступают на цифровой счетчик РС1.

По окончании работы передатчика приемник А2 раскрывается и приобретает нормальную чувствительность. Эхосигнал, отраженный от дна, принимается датчиком BQ1 и после усиления в приемнике закрывает ключ S1. Измерение закончено, и индикаторы счетчика РС1 высвечивают измеренную глубину. Очередной тактовый импульс вновь переводит счетчик РС1 в нулевое состояние, и процесс повторяется.

Принципная схема эхолота с пределом измерения глубины до 59,9 м изображена на рис. 2. Его передатчик представляет собой двухтактный генератор на транзисторах VT8, VT9 с настроенным на рабочую частоту трансформатором Т1. Нужную для самовозбуждения генератора положительную оборотную связь делают цепи R19C9 и R20C11.’ Генератор сформировывает импульсы продолжительностью 40 мкс с радиочастотным наполнением. Работой передатчика управляет модулятор, состоящий из одновибратора на транзисторах VT11, VT12, формирующего модулирующий импульс продолжительностью 40 мкс, и усилителя на транзисторе VT10. Модулятор работает в ждущем режиме, запускающие тактовые импульсы поступают через конденсатор С14.

Приемник эхолота собран по схеме прямого усиления. Транзисторы VT1, VT2 усиливают принятый излучателем-датчиком BQ1 эхосигнал, транзистор VT3 применен а амплитудном сенсоре, транзистор VT4 увеличивает продетектированный сигнал. На транзисторах VT5, VT6 собран одновибратор, обеспечивающий всепостоянство характеристик выходных импульсов и порога чувствительности приемника. От импульса передатчика приемник защищают диодный ограничитель (VD1, VD2) и резистор R1.

В приемнике использовано принудительное выключение одновибратора приемника при помощи транзистора VT7. На его базу через диодик VD3 поступает положительный тактовый импульс и заряжает конденсатор С8. Открываясь, транзистор VT7 соединяет базу транзистора VT5 одновибратора приемника с положительным проводом питания, предотвращая тем возможность его срабатывания от приходящих импульсов. По окончании тактового импульса конденсатор С8 разряжается через резистор R18, транзистор VT7 равномерно запирается, и одновибратор приемника обретает нормальную чувствительность. Цифровая часть эхолота собрана на микросхемах DD1-DD4. В ее состав заходит ключ на элементе DD1.1, управляемый RS-триггером на элементах DD1.3, DD1.4. Импульс начала счета поступает на триггер от модулятора передатчика через транзистор VT16, окончания. с выхода приемника через транзистор VT15.

Эхолот из двух дальномеров для определения положения объекта

В этой статье объясняется, как определить местоположение объекта, используя Arduino, два ультразвуковых датчика и формулу Герона для треугольников. Измерение положения производится без механического вращения дальномеров.

Формула Герона позволяет рассчитать площадь треугольника, для которого известны длины всех сторон. Зная площадь треугольника, можно рассчитать положение отдельного объекта (относительно известной базовой линии), используя тригонометрию и теорему Пифагора.

Большие области обнаружения и хорошая точность возможны при использовании общедоступных ультразвуковых датчиков на подобии HC-SR04 или HY-SRF05.

В собранном виде это выглядит так:

Для эксперимента на полу с помощью верёвки и клейкой ленты делаем квадрат со сторонами 100см. От квадрата на расстоянии 50см размещаем дальномеры. К крышке от пластиковой ёмкости клейкой лентой прикрепляем нитку, за которую будет удобно тягать крышку.

Визуализация положения объекта сделана на Processing, объект отображается красным мигающим кругом:

Вот видео, как это всё работает:

Эхолот своими руками

Введение

В данной статье объясняется, как определить местоположение объекта с помощью Arduino, двух ультразвуковых датчиков и формулы Герона для треугольников. Движущихся частей в проекте нет.

Формула Герона позволяет рассчитать площадь любого треугольника, для которого известны все стороны. Как только вы узнаете площадь треугольника, вы сможете рассчитать положение одного объекта (относительно известной базовой линии), используя тригонометрию и теорему Пифагора.

Точность отличная. При использовании распространенных ультразвуковых датчиков HC-SR04 или HY-SRF05 возможны большие области обнаружения.

Рисунок 1 – Собранный эхолокатор на двух датчиках и Arduino

Источник