Сборка 360° радара на Arduino: пошаговое руководство

Компоненты и материалы

• Arduino UNO — 1 шт.
• Ультразвуковой датчик HC-SR04 — 1 шт.
• Сервоприводы 180° (RobotGeek) — 2 шт. (для охвата 360° по азимуту и углу места)
• Перемычки — 1 набор

Инструменты

• Трубка (для крепления датчика на серво)
• Клеевой пистолет

Приложения и сервисы

• Arduino IDE
• Microsoft Visual Studio 2015 (для ПО отрисовки радара на ПК)

О проекте

Проект реализует поворачивающуюся головку с ультразвуковым датчиком, сканирующую пространство на 360°. Данные (угол, расстояние) передаются по Serial в ПК, где приложение на C# (Visual Studio) в реальном времени рисует полярный график («радар»). После полного оборота предыдущий кадр сохраняется, рисуется новый. Дополнительно реализована стеганография: закодированные данные скрываются внутри изображения, маскируя передачу.

Шаг 1: Сборка механики

Два серво монтируются друг на друге: нижний — азимут (0–180°), верхний — угол места (0–180°). Ультразвуковой датчик закреплен на верхнем серво. Схема подключения: Trig — пин 9, Echo — пин 10, серво азимута — пин 2, серво угла места — пин 3.

Шаг 2: Код Arduino (Servo Control)

#include 
Servo Down; // Азимут
Servo Up;   // Угол места
const int trigPin = 9, echoPin = 10;
long duration; int distance, _degrees;
int pos = 0, pos2 = 0;

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT);
  Down.attach(2); Up.attach(3);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  Down.write(0); Up.write(0);
  for (pos = 0; pos <= 180; pos++) {
    Down.write(pos); _degrees = pos; dis(); delay(50);
    if (pos == 180) {
      for (pos2 = 0; pos2 <= 180; pos2++) {
        Up.write(pos2); _degrees = pos + pos2; dis(); delay(50);
      }
    }
  }
  for (pos = 180; pos >= 0; pos--) {
    Down.write(pos); Up.write(pos); delay(5);
  }
}

void dis() {
  digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration * 0.034 / 2;
  Serial.print(distance); Serial.print(","); Serial.println(_degrees);
}

Шаг 3: ПО на ПК (Radar Drawer)

Приложение на C# (Visual Studio) читает COM-порт, парсит пары «расстояние,угол», строит полярный график. После 360° сохраняет кадр и начинает новый. Доступен готовый EXE-файл (в разделе Custom parts). Автор предлагает помощь при проблемах или желании собрать свой EXE.

Стеганография

Данные радара могут быть зашифрованы и спрятаны внутри изображения (LSB-метод или аналогичный). Перехватчик увидит только безобидную картинку.

Пользовательские детали

Исполняемый файл radar drawer: circular_draw_qP2ROsoPds.rar

Схемы

Три варианта схем подключения (PNG).