Определения дистанции между двумя объектами по каналу радиосвязи

Добрый день уважаемые гуру и форумчане.

Я далёк от программирования, но потребовалось некое оборудование для определения дистанции между двумя объектами. Я решил попробовать при помощи ардуино и радиомодулей сваять такое простенькое устройство.

Поблуждав по интернету и различным сообществам конкретики так и не нашёл. Может быть здесь мне что-то подскажут?

Что я использовал:

Передатчик: Ардуино про мини, радиомодуль. Светодиод установлен в разрыв для визуального наблюдения такта исходящего сигнала.

Использованный программный код:

PERE_DATCHIC_NANO_0.ino.ino

Код (C++):

[code=cpp]#include <iarduino_RF433_Transmitter.h>                   // Подключаем библиотеку для работы с передатчиком FS1000A
iarduino_RF433_Transmitter radio(2);                     // Создаём объект radio для работы с библиотекой iarduino_RF433, указывая номер вывода к которому подключён передатчик
int                        data[100];                       // Создаём массив для передачи данных
void setup(){
    radio.begin();                                        // Инициируем работу передатчика FS1000A (в качестве параметра можно указать скорость ЧИСЛО бит/сек, тогда можно не вызывать функцию setDataRate)
    radio.setDataRate     (i433_1KBPS);                   // Указываем скорость передачи данных (i433_5KBPS, i433_4KBPS, i433_3KBPS, i433_2KBPS, i433_1KBPS, i433_500BPS, i433_100BPS), i433_1KBPS - 1кбит/сек
    radio.openWritingPipe (5);                            // Открываем 5 трубу для передачи данных (передатчик может передавать данные только по одной из труб: 0...7)
}                                                         // Если повторно вызвать функцию openWritingPipe указав другой номер трубы, то передатчик начнёт передавать данные по вновь указанной трубе
void loop(){
    data[0] = analogRead(A1);                             // считываем показания Trema слайдера с вывода A1 и записываем их в 0 элемент массива data
    data[1] = analogRead(A2);                             // считываем показания Trema потенциометра с вывода A2 и записываем их в 1 элемент массива data
    radio.write(&data, sizeof(data));                     // отправляем данные из массива data указывая сколько байт массива мы хотим отправить
    delay(1000);                                            // пауза между пакетами
}
 

[/code]

Периёмник: Ардуино уно, радиомодуль. Светодиоды установлены между «-» питания и Data для визуального наблюдения такта приходящего сигнала.

Использованный программный код должен определить время прерывания сигнала при удалении друг от друга датчиков с последующим переводом в расстояние:

PRIEM_DATCHIC_UNO_0.ino

Код (C++):

const int trigPin = 3;
const int echoPin = 4;
// defines variables
long duration, cm;
int distance, Pdistance;
void setup() {
Serial.begin(9600); // Starts the serial communication
pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
}

void loop() {
// Сначала генерируем короткий импульс длительностью 2-5 микросекунд.

  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);

  // Выставив высокий уровень сигнала, ждем около 10 микросекунд. В этот момент датчик будет посылать сигналы с частотой 40 КГц.
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
Pdistance=distance;
Calc();
distance = duration *0.034;
if (Pdistance==distance || Pdistance==distance+1 || Pdistance==distance-1  )
{
Serial.print("Измеренное Расстояние: ");
Serial.print(cm);
Serial.println(" см.");
}
//Serial.print("Расстояние: ");
//Serial.println(distance/2);
delay(100);
}
void Calc()
{
duration=0;
Trigger_US();
while (digitalRead(echoPin)==HIGH);
delay(100);
Trigger_US();
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
}
void Trigger_US()
{
// Fake trigger the US sensor
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, LOW);
}
 

Но даже время прерывания приходящего сигнала не могу никак оформить и/или найти нечто подобное в интернете. Всё, что попадается – это лишь тахометры, спидометры и прерывание на кнопках.

На одном форуме (http://arduino.ru/forum/programmirovanie/izmerenie-vremeni-preryvaniya?page=1) кое что нашёл, но к сожалению получается ерунда. Выводятся в монитор значения от случайной наводке от тела, в прочем от замыкания контакта «Data» к D3 то же самое, и ни с увеличением расстояний, ни с повторными замыканиями ни чего не происходит.
Материалы на яндекс диске: https://yadi.sk/d/AHU7etAILGPXmg
Очень прошу откликнуться и помочь.

 

А какое между ними расстояние?

На каком физическом принципе вы мерите расстояние?

 

Ничего не получится.

Изучать технологию TOF на основе SoC BLE. В ардурине не представлена.

 

Дистанция на самом деле мала, в пределах 10-15 метров получистого (пара перегородок и с 2 - 3 стены) пространства и/или (иногда) 3-4 метра грунта (работа в переходах).
Принцип в общем сводится к тому, что транслятор работает без цели, в смысле просто отправляет определённый такт, скажем диод отдаваемого сигнала мерцает 1-н раз в 2-е секунды), а приёмник принимает этот такт и отдаёт его на пин Ардуины. Ардуина принимает сигнал и измеряет время между сигналами, т.е. свежий сигнал "-" (минус) предыдущий и выводит в монитор порта. Далее хотелось бы конечно перевести время между сигналами на приёмнике в расстояние, но это пожалуй будет довольно проблематично в виду неоднородности грунтов над переходами, ведь все знают, что там где стройка, построено меньше, чем зарыто стройматериалов, а вот с переводом там, где просто стены, пожалуй возможно.

 

А есть пару ссылок на что-то подобное и простое, ввиду не больших требований.

 

Ну и получите вы свои две секунды. Ведь с такой периодичностью вы сигналы и отправляете.

Где тут расстояние?

 

Возможно это моя теория, но я полагаю, что две секунды в открытом расстоянии на 3-х метрах - это один интервал по времени, а при нахождении приёмника на тех же 3-х метрах но за препятствием вызовет задержку сигнала, да это мили и даже микросекунды, но при использовании определённой формулы с поправкой в виде коэффициентов результат должен получиться. Может я конечно со своими мыслями и устарел, но ещё дышу

 

Не совсем правильно вы понимаете. Если вкратце задача выглядит так. Два устройства надо синхронизировать с высочайшей точностью. Потом в один момент времени одно испускает импульс, а другое засекает время до его прихода. Далее, вы в курсе с какой скоростью распространяется радиоволна? Один метр она проходит за 3,3 наносекунды. Это 3,3 на десять в минус девятой степени секунды. Чем такой временный интервал можно замерить?

 

измерение пико- и наносекундных интервалов не может быть простым. А я напомню, что метр - это такое расстояние, которое свет в вакууме проходит за 1 / 299 792 458 секунды.

https://www.compel.ru/lib/97028

 

можно сделать такой лайфхак - первое устройство отправляет импульс одновременно запуская таймер. второе устройство принимает импульс и тут же отправляет обратно такой же импульс, первое устройство приняв вернувшийся импульс тут же отправляет его обратно и так далее много сотен (или тысяч) раз. при приеме последнего (сотого или тысячного) вернувшегося импульса, измеряется таймер и высчитывается откалиброванное расстояние. если допустить что все переходные процессы, обсчеты, приемы, посылы, кульбиты регистров и т.д. внутри микросхем будут происходить одинаково (что не факт), то такое многократное "псевдоотражение" позволит что-то измерить. Но это бред.
и кстати стены на время вряд ли сильно повлияют (хотя скорость света в разных веществах немножко разная) на время. на амплитуду - да.

 

Спасибо, заставили окунуться в школьные годы, поковыряю мысль.

 

Придётся поизучать, возможно это даже очень будет для меня полезно. Спасибо.

 

Дык пожалуй получится огромный код. Не сварганю я такое точно .

 

причем как раз чтобы такое сработало код должен быть очень маленький. и желательно на ассемблере. потому что если время работы этого кода будет хоть чуточку нестабильным или слишком сильно больше чем время пролета сигнала, то ничего не получится в принципе. не уверен что на частотах ардуино такое в принципе возможно

 

А так есть какие либо мысли. Приёмник и передатчик рядом, напряжение между общим "-" (минусом) и контактом приёмника подплясывает от 0 до 0.50 вольт постоянки, а при удалении передатчика на примерно 4-5 метров напряжение пляшет в пределах 1-1,5 вольта. Ссылка на видео: https://yadi.sk/i/lCdpszXU6xsVhA

 

Ассемблер для меня как новое в словарном запасе, нет конечно, я знаю что есть такой язык программирования, но это как я зна. что на небе облака, но руками не трогал .

 

там просто почему-то после удаления передатчика почему-то сигнал стал какой-то нестабильный, видно что светодиод не мограет нормально, а как-то криво мерцает.

но я так и не понял - измерять надо именно расстояние? или мощность сигнала? это как бы разные вещи

 

Да по этому вопросу литературу почитал уже, на коленке во дворе не напилишь.