Radar con Arduino

Proyecto fácil y sencillo de Radar usando Arduino y Processing.

Ejemplo del proyecto una vez acabado

Este artículo está basado en uno ya publicado pero añadiéndole ligeros cambios. Explicaremos cómo montar un radar usando Arduino y Processing, ambos programas gratuitos. Ahora comentaremos los materiales necesarios para realizar este proyecto.

Los materiales necesarios:

  • Placa Arduino UNO R3
  • Sensor ultrasónico HC-SR04
  • Micro servo SG90
  • Protoboard
  • Cables Dupont

Lo siguiente será mostrar el esquema de montaje, teniendo en cuenta que usaremos los puertos 10, 11 y 12 de la placa (señal), su GND (tierra) y los 5V (alimentación)

El servomotor consta de 3 pines, uno de tierra, otro de alimentación y otro de señal (va a un puerto de la placa). El sensor ultrasónico consta de 4 pines, uno  va a alimentación, otro a tierra, el pin de trigger y el de echo van a puertos de la placa

Esquema del cableado

Ahora le comentaremos el código empleado en Arduino. Usamos los puertos 10, 11 y 12. Usamos la librería Servo.h, declaramos las variables a usar. Configuramos el trigger como salida y el echo como entrada. El algoritmo constará de un bucle que realizará un paneo gracias al motor y el sensor pegado a el nos indicará si hay un objeto cerca y cómo de cerca. Para esto utilizaremos una función llamada calculateDistance.

El código completo que usaremos en Arduino es el siguiente:

#include <Servo.h>
const int trigPin = 10;
const int echoPin = 11;
long duration;
int distance;
Servo myServo;
void setup() {
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
Serial.begin(9600);
myServo.attach(12);
}
void loop() {
for(int i=15;i<=165;i++){  
myServo.write(i);
delay(30);
distance = calculateDistance();
Serial.print(i);
Serial.print(«,»);
Serial.print(distance);
Serial.print(«.»);
}
for(int i=165;i>15;i–){  
myServo.write(i);
delay(30);
distance = calculateDistance();
Serial.print(i);
Serial.print(«,»);
Serial.print(distance);
Serial.print(«.»);
  }
}
int calculateDistance(){
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance= duration*0.034/2;
return distance;
}

*a completar*

Para completar el proyecto, descargaremos el programa Processing de forma gratuita: https://processing.org/download

Una vez descargado será hora de crear la interfaz que nos dirá dónde está el objeto identificado y a cuanta distancia. Para ello usaremos el siguiente código, no te olvides de modificar en la línea 11 del código el puerto utilizado por el que estés usando . Lo puedes saber mirando en el programa Arduino, en Tools, Port: COM.

Antes de darle a Run al código de Processing, cierra el programa de Arduino, sino el puerto COM estará ocupado.

import processing.serial.*; // Importar librería para establecer la comunicación
import java.awt.event.KeyEvent; // Importar librería para leer datos del puerto
import java.io.IOException;
Serial myPort; // Definir el Objeto
// Definimos 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); // ***CAMBIAR PARA LA RESOLUCIÓN DE TU PANTALLA***
 smooth();
 myPort = new Serial(this,"COM5", 9600); // COMENZAR COMUNICACIÓN
 myPort.bufferUntil('.'); // LEER DATOS DESDE EL CARÁCTER '.'. Así que leerá: Angulo, Distancia
}
void draw() {
  
  fill(98,245,31); // 
  // Simulación y un suave fade de la línea 
  noStroke();
  fill(0,4); 
  rect(0, 0, width, height-height*0.065); 
  
  fill(98,245,31); // VERDE
  // Función para dibujar el radar
  drawRadar(); 
  drawLine();
  drawObject();
  drawText();
}
void serialEvent (Serial myPort) { // Comenzar lectura de datos del puerto
  // Leemos los datos del puerto después del carácter '.' y los añadimos al string "data".
  data = myPort.readStringUntil('.');
  data = data.substring(0,data.length()-1);
  
  index1 = data.indexOf(","); // Encontramos el carácter',' y lo añadimos a la variable "index1"
  angle= data.substring(0, index1); // Leemos los datos de la posición "0" a la posición de la variable "index1" y ese es el valor de ángulo enviado desde el puertp
  distance= data.substring(index1+1, data.length()); // Leemos los datos de la variable "index1" y este es el valor de la distancia
  
  // Convertimos al string en interg
  iAngle = int(angle);
  iDistance = int(distance);
}
void drawRadar() {
  pushMatrix();
  translate(width/2,height-height*0.074); // Movemos las coordenadas iniciales a la nueva ubicación 
  noFill();
  strokeWeight(2);
  stroke(98,245,31);
  // Dibujamos el arco
  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); // Movemos las coordenadas iniciales a la nueva ubicación
  strokeWeight(9);
  stroke(255,10,10); // ROJO
  pixsDistance = iDistance*((height-height*0.1666)*0.025); // Pasamos la distancia cubierta por el sensor de cm a píxeles
  // Limitamos en rango a 40cm
  if(iDistance<40){
    // Dibujar objeto acorde al ángulo y distancia 
  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); // Mover coordenadas iniciales a la nueva ubicación
  line(0,0,(height-height*0.12)*cos(radians(iAngle)),-(height-height*0.12)*sin(radians(iAngle))); // Dibujar línea acorde al ángulo
  popMatrix();
}
void drawText() { // Escribir texto en la pantalla
  
  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("EL ESCOBIN ", width-width*0.875, height-height*0.0277);
  text("Ángulo: " + iAngle +" °", width-width*0.48, height-height*0.0277);
  text("Dist:", 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(); 
}

El proyecto acabado quedará de está manera, adjuntamos video con el resultado.

Esperamos que os haya servido de ayuda para completar vuestro proyecto o al menos para aprender algo que desconocíais.

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