Construindo um Radar Ultrassônico com Arduino: Aplicações no Cotidiano

Introdução

O radar ultrassônico é um projeto fascinante que combina eletrônica, programação e física para detectar objetos e medir distâncias. Utilizando um sensor HC-SR04 (ultrassônico) e um servo motor, podemos criar um sistema que varre o ambiente e mapeia a posição de obstáculos, semelhante a um radar simples.

Neste projeto você vai aprender a construir um radar ultrassônico utilizando a placa de desenvolvimento Arduino e o software Processing. 

Além de ser um ótimo exercício para aprender Arduino, esse projeto tem diversas aplicações práticas no dia a dia, desde sistemas de estacionamento automático até dispositivos de segurança.

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Materiais Necessários

✔ Arduino Uno (ou similar)
✔ Sensor ultrassônico HC-SR04
✔ Servo motor (SG90 ou similar)
✔ Protoboard e jumpers
✔ Computador com Arduino IDE

Montagem

Código do Radar Ultrassônico na IDE Arduino

Para testar o funcionamento do circuito, vamos utilizar o código abaixo. Ele é responsável por movimentar o servo motor entre 15º e 165º e calcular a distância entre o sensor ultrassônico e o objeto.

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#include <Servo.h>.   const int trigPin = 11; const int echoPin = 10;   long tempo; int distancia;   Servo servo;   void setup() {     pinMode(trigPin, OUTPUT);  pinMode(echoPin, INPUT);  Serial.begin(9600);  servo.attach(12);   }   void loop() {     for(int i=15;i<=165;i++){    servo.write(i);  delay(30);  distancia = calculoDistancia();  Serial.print(i);  Serial.print(",");  Serial.print(distancia);  Serial.print(".");   }    for(int i=165;i>15;i--){    servo.write(i);  delay(30);  distancia = calculoDistancia();  Serial.print(i);  Serial.print(",");  Serial.print(distancia);  Serial.print(".");  }   }   int calculoDistancia(){     digitalWrite(trigPin, LOW);  delayMicroseconds(2);   digitalWrite(trigPin, HIGH);  delayMicroseconds(10);  digitalWrite(trigPin, LOW);  tempo = pulseIn(echoPin, HIGH);  distancia= tempo*0.034/2;  return distancia;   }

Código do Radar Ultrassônico no Processing

Abaixo está o código completo do Radar Ultrassônico com Arduino e Processing:

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import processing.serial.*; import java.awt.event.KeyEvent; import java.io.IOException;   Serial myPort;   String angle=""; String distance=""; String data=""; String noObject; float pixsDistance; int iAngle, iDistance; int index1=0; int index2=0; PFont orcFont;   void setup() {     size (1366, 700);   smooth();   myPort = new Serial(this, "COM11", 9600);   myPort.bufferUntil('.'); }   void draw() {     fill(98, 245, 31);     noStroke();   fill(0, 4);   rect(0, 0, width, 1010);     fill(98, 245, 31); // yeþil renk     drawRadar();   drawLine();   drawObject();   drawText(); }   void serialEvent (Serial myPort) {     data = myPort.readStringUntil('.');   data = data.substring(0, data.length()-1);     index1 = data.indexOf(",");   angle= data.substring(0, index1);   distance= data.substring(index1+1, data.length());     iAngle = int(angle);   iDistance = int(distance); }   void drawRadar() {   pushMatrix();   translate(683, 700);   noFill();   strokeWeight(2);   stroke(98, 245, 31);   // draws the arc lines   arc(0, 0, 1300, 1300, PI, TWO_PI);   arc(0, 0, 1000, 1000, PI, TWO_PI);   arc(0, 0, 700, 700, PI, TWO_PI);   arc(0, 0, 400, 400, PI, TWO_PI);   // draws the angle lines   line(-700, 0, 700, 0);   line(0, 0, -700*cos(radians(30)), -700*sin(radians(30)));   line(0, 0, -700*cos(radians(60)), -700*sin(radians(60)));   line(0, 0, -700*cos(radians(90)), -700*sin(radians(90)));   line(0, 0, -700*cos(radians(120)), -700*sin(radians(120)));   line(0, 0, -700*cos(radians(150)), -700*sin(radians(150)));   line(-700*cos(radians(30)), 0, 700, 0);   popMatrix(); }   void drawObject() {   pushMatrix();   translate(683, 700);   strokeWeight(9);   stroke(255, 10, 10); // kýrmýzý renk   pixsDistance = iDistance*22.5;   // 40 cm ye kadar ölçer   if (iDistance<40) {       line(pixsDistance*cos(radians(iAngle)), -pixsDistance*sin(radians(iAngle)), 700*cos(radians(iAngle)), -700*sin(radians(iAngle)));   }   popMatrix(); }   void drawLine() {   pushMatrix();   strokeWeight(9);   stroke(30, 250, 60);   translate(683, 700);   line(0, 0, 700*cos(radians(iAngle)), -700*sin(radians(iAngle)));   popMatrix(); }   void drawText() {     pushMatrix();   if (iDistance>40) {     noObject = "Out of Range";   } else {     noObject = "In Range";   }   fill(0, 0, 0);   noStroke();   rect(0, 1010, width, 1080);   fill(98, 245, 31);   textSize(25);   text("10cm", 800, 690);   text("20cm", 950, 690);   text("30cm", 1100, 690);   text("40cm", 1250, 690);   textSize(40);   text("Object: " + noObject, 240, 1050);   text("Angle: " + iAngle +" °", 1050, 1050);   text("Distance: ", 1380, 1050);   if (iDistance<40) {     text("        " + iDistance +" cm", 1400, 1050);   }   textSize(25);   fill(98, 245, 60);   translate(390+960*cos(radians(30)), 780-960*sin(radians(30)));   rotate(-radians(-60));   text("30°", 0, 0);   resetMatrix();   translate(490+960*cos(radians(60)), 920-960*sin(radians(60)));   rotate(-radians(-30));   text("60°", 0, 0);   resetMatrix();   translate(630+960*cos(radians(90)), 990-960*sin(radians(90)));   rotate(radians(0));   text("90°", 0, 0);   resetMatrix();   translate(760+960*cos(radians(120)), 1000-960*sin(radians(120)));   rotate(radians(-38));   text("120°", 0, 0);   resetMatrix();   translate(840+900*cos(radians(150)), 920-960*sin(radians(150)));   rotate(radians(-60));   text("150°", 0, 0);   popMatrix(); }

Se preferir, você pode fazer o download do código “Radar com sensor ultrassônico” no GitHub.

Conectando a IDE Processing com a IDE Arduino

Agora precisamos comunicar o Arduino com o programa no Processing que acabamos de desenvolver. Abaixo estão algumas passos desse processo:

1. Na Arduino IDE, verifique qual porta “COM” o Arduino está conectado. Para isso, com o Arduino conectado ao computador, vá em Ferramentas > Porta.

2. Na IDE do Processing, altere a linha abaixo para a porta “COM” que o Arduino está conectado.

1	myPort = new Serial(this, "COM11", 9600);

3. Certifique que a tela do Monitor Serial está fechada.

4. Na IDE do Processing click no botão “PLAY”