如何制作带超声波传感器的无限远镜

第1步：需要的部件

对于这个项目，我从一个旧的阴影盒购买二手商店。由于它的形状很好并且已经安装了一块玻璃，我不需要做任何进一步的工作。任何阴影盒或深框架都可以工作，它只需要足够大，可以将LED灯条固定在里面，并有前玻璃和后视镜的空间。

您需要的其他部件包括

Shadowbox

镜子窗膜

Arduino Uno（或类似的Arduino芯片组）

LED灯条（确保它是5V）

四个超声波传感器

母头（这可能是可选的）

一个电容器（大约100uF到220uF可以工作）

一个电阻器（任何200-600欧姆都可以工作）

电池组（我用18650制造自己的电池，但9V电池可以工作）

你还需要一个少量供应。

烙铁（可以只使用压接机）

热胶枪

玻璃切割器（如果需要镜子或玻璃）

连接线，我使用了一条旧的网络电缆（CAT5）

Dupont压接器（可选，但非常有用）

3D打印机（我的是Robo3D）

我的建议是提示根据你的供应量来确定。这些是我使用过的耗材。

第2步：在胶片上添加胶片

我做的第一步是在我的镜头上添加一个镜像胶片前玻璃。事实证明这是非常容易的。

无限远镜使用后视镜和前玻璃上的“双向”镜子的方式。然后光线会在后视镜和双向镜子之间反弹，最终逃离双向镜子。留下镜子无限深的效果。

我使用的是银色窗帘遮光膜，涂抹后留下非常镜面的效果。您也可以尝试不同的胶片效果以获得其他效果。

只需按照胶片附带的说明将其涂在前玻璃背面即可。对于我的胶片，你将肥皂水涂在玻璃上，将胶片切成精确的尺寸（或略小），涂抹并用刮刀将多余的水挤出。让它干一夜，你就完全了。

第3步：安装LED灯条

衡量你的阴影框的内部尺寸，并确定四个边中的每个边上应有多少个LED。如果每侧有奇数个LED，它将工作得最好。具有奇数将允许一个LED作为灯的中心。

一旦确定每侧需要多少个LED，请仔细切割LED灯条，确保只切割指定的LED您可以保持最终切割部件的正确极性。

切割LED后，将它们干燥安装到阴影箱中，并仔细测量需要多少连接线才能将它们重新连接到阴影箱中。角落。你可以避免切割一些角落，这一切都取决于你的影子箱的大小。对于我的，我只需要切割其中一个角落。

用短线焊接切割的LED条带，如果使用裸线，则应用热缩管。通过对齐箭头确保维持LED的正确极性。

在LED灯条的起始处，焊线会导致连接到Arduino。这些引线将通过后视镜进行捕捉。

在正确切割和焊接LED之后，将背胶粘贴并粘贴在框架上，将它们安装在阴影盒内部。不要相信粘合剂会粘住，因此在整个LED灯条的关键位置涂上热胶。在拐角处特别小心，因为它们将首先在那里松散。

步骤4：为超声波传感器构建软件

将超声波传感器连接到该项目的方法有很多种。我通过将电线引线连接到母头的4个引脚上，然后将头部热胶粘到框架的背面。这允许我插入我的超声波传感器并在必要时将其移除。

在每个标题上使用4根不同颜色的电线，并保持顺序与阴影盒周围的顺序完全相同。我们稍后将所有+ 5V和GND线连接在一起，每个ECHO，TRIGG线将连接到Ardiuno。保持颜色一致将使该过程更容易。

将电线焊接到接头后，我为每个接头添加了一小段收缩管。

或者，超声波传感器可以直接焊接到电线上并安装在阴影箱上。

步骤5：安装镜子和背面

超声波传感器接头粘合后，是时候将镜子粘到遮阳板背板上并安装背面。如果您的镜子太大，请使用玻璃切割器将其切割成正确的尺寸。请注意，正确的尺寸可能会比你的支持者小一点1/2英寸。

我的影子盒使用框架中的一个凹槽来固定背部，然后使用两个小金属钩来固定它地方，给我的支持者一个小角度。您的设计可能会有所不同。

使用热胶，在背面涂上一些大胶水，然后将镜子按到位。镜子粘合后，将电线绕在电线周围并将其连接到框架上。如有必要，在每个角落涂抹少量热胶。

在安装背面之前，最好先测试一下LED灯条，确保所有接线都正确无误。此外，确保在连接之前将LED线引线从背面拉出，因为我们将在下一步中需要这些引线。

步骤6：连接Arduino Uno和Ultra Sonic传感器

收集超声波传感器的所有GND线，并将尾纤线连接到束上，然后将它们全部焊接在一起。这将成为我们所有传感器的共同基础。尾纤线将插入Arduino UNO。

对所有超声波传感器的+ 5V线路重复此过程。你应该将所有的线束都焊接在一起，并将一根引线插入Arduino。

接下来，LED灯条的GND和+ 5V应该在其电源上获得一个100-200uF的电容。确保观察到正确的极性，电容的负极在GND线上。我使用与传感器公共电线相同的技术将我焊接在一起。

最后，在LED灯条的DATA线上，串联一个200-500欧姆的电阻器。这将确保我们的LED灯带不会产生电流涌入，导致我们的第一个LED烧坏。

在所有连接处添加热缩管。下一步显示电路图是否有用。

完成所有接线后，将每根导线连接到Arduino。 GND至GND，+ 5V至+ 5V，LED数据至PIN 10，传感器至PIN 2-9。

我用我的压接器将杜邦端部添加到每根电线上。如果您没有压接器，可以将连接线焊接到每根导线或将它们焊接到插头引脚。

步骤7：电路图

这是我设计的电路图。乍一看可能看起来很复杂，但它只有4个传感器，每个传感器有4根线和LED灯条。

步骤8：Arduino代码

我选择使用传感器周围的脉冲LED制作橙色中心点，以测量最近的物体。当然，由于你有传感器和基本代码，你可以做一些完全不同的事情。

注意：

这使用Adafruit NeoPixel库，确保你正确安装该库。

传感器的确切顺序及其PIN码。

调整阴影框使用的总像素数。

根据需要调整颜色。

告诉代码“角落”的位置，这些是盒子每一边的中心点。

#include

const int NUMPIXELS = 26;

Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel（NUMPIXELS， 10）;

const int NUMPIXELS = 26;

Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel（NUMPIXELS， 10）;

const int topTrigPin = 2;

const int topEchoPin = 3;

const int leftTrigPin = 4;

const int leftEchoPin = 5;

const int botTrigPin = 6;

const int botEchoPin = 7;

const int rightTrigPin = 8;

const int rightEchoPin = 9;

void setup（） {

Serial.begin（9600）;

pixels.begin（）;

}

int corners［4］ = {16， 23， 3， 10};

int focusPoint = 20;

int focusMoveTo = 20;

int rainbow = 0;

uint32_t rainbowColor = Wheel（0）;

unsigned long previousMillis = 0;

void loop（） {

unsigned long currentMillis = millis（）;

if （currentMillis - previousMillis 》= 500） {

previousMillis = currentMillis;

long top = readSensor（topTrigPin， topEchoPin）;

long left = readSensor（leftTrigPin， leftEchoPin）;

long bot = readSensor（botTrigPin， botEchoPin）;

long right = readSensor（rightTrigPin， rightEchoPin）;

Serial.print（“t：”）;

Serial.print（top）;

Serial.print（“l：”）;

Serial.print（left）;

Serial.print（“b：”）;

Serial.print（bot）;

Serial.print（“r：”）;

Serial.println（right）;

rainbowColor = （Wheel（（rainbow） & 255））;

rainbow = （rainbow + 1） % 255;

if （top 《 left && top 《 bot && top 《 right ） {

// move to top

focusMoveTo = corners［0］;

} else if （left 《 top && left 《 bot && left 《 right） {

// move to left

focusMoveTo = corners［1］;

} else if （bot 《 top && bot 《 left && bot 《 right ） {

// move to bot

focusMoveTo = corners［2］;

} else if （ right 《 top && right 《 left && right 《 bot ） {

// move to right

focusMoveTo = corners［3］;

}

}

if （focusPoint ！= focusMoveTo） {

if （focusPoint 》 focusMoveTo） {

focusPoint--;

} else {

focusPoint++;

}

}

bounceAround（focusPoint）;

delay（30）;

}

int pos = 0;

long readSensor（int trigPin， int echoPin） {

pos++;

if （pos == 5） {

pos = 0;

}

return pos;

pinMode（trigPin， OUTPUT）;

pinMode（echoPin， INPUT）;

long duration， cm;

digitalWrite（trigPin， LOW）;

delayMicroseconds（2）;

digitalWrite（trigPin， HIGH）;

delayMicroseconds（10）;

digitalWrite（trigPin， LOW）;

duration = pulseIn（echoPin， HIGH）;

return microsecondsToCentimeters（duration）;

}

long microsecondsToCentimeters（long microseconds）

{

return microseconds/29/2; // to convert time into distance

//The speed of sound is 340m/s or 29 microseconds per centimeter.

//the ping travels out and back so distance from the obstacle is half of the distance travelled

}

int bounceSize = 5;

int bounceSizeMax = 5;

int bounceDirection = 1;

void bounceAround（int point） {

setAll（rainbowColor）;

if （bounceSize 《= 0） {

bounceDirection = 1;

} if （bounceSize 》= bounceSizeMax） {

bounceDirection = -1;

}

bounceSize += bounceDirection;

pixels.setPixelColor（point， pixels.Color（0，250，0））;

for（int i = 1; i 《= bounceSize; i++ ）{

pixels.setPixelColor（point - i， pixels.Color（40*i，40*i，40*i））;

pixels.setPixelColor（point + i， pixels.Color（40*i，40*i，40*i））;

}

showStrip（）;

}

void showStrip（） {

pixels.show（）;

}

void setAll（uint32_t color） {

for（int i = 0; i 《 NUMPIXELS; i++ ） {

pixels.setPixelColor（i， color）;

}

}

void setAll（byte red， byte green， byte blue） {

for（int i = 0; i 《 NUMPIXELS; i++ ） {

pixels.setPixelColor（i， red， green， blue）;

}

}

// Input a value 0 to 255 to get a color value.

// The colours are a transition r - g - b - back to r.

uint32_t Wheel（byte WheelPos） {

WheelPos = 255 - WheelPos;

if（WheelPos 《 85） {

return pixels.Color（255 - WheelPos * 3， 0， WheelPos * 3）;

}

if（WheelPos 《 170） {

WheelPos -= 85;

return pixels.Color（0， WheelPos * 3， 255 - WheelPos * 3）;

}

WheelPos -= 170;

return pixels.Color（WheelPos * 3， 255 - WheelPos * 3， 0）;

}

步骤9：3D打印支架

背面有Arduino和电池，它不适合贴合墙壁，所以我决定设计和3D打印一个简单的立场。经过4次修改，这是我提出的立场。它有足够的空间放置底部超声波传感器并紧紧握住我的影子盒。

你可能决定用你的影子箱做一些不同的事情。

第10步：总结

将Arduino和电池组粘贴到框架的背面，你就完成了！