Arduinoレーダーシステムの構築と可視化

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Arduinoレーダーシステムの構築と可視化

Arduinoレーダーシステムの構築と可視化

Arduino、超音波センサー、サーボモーターを組み合わせて簡易的なレーダーシステムを構築し、Processingを用いて検出データをリアルタイムに可視化するプロジェクトです。Arduinoのハードウェア制御とProcessingによるグラフィカルな表示を連携させ、周囲の物体検出とスキャン動作を直感的に理解できる学習・実験用ツールとして最適です。

https://github.com/Arankan05/Arduino-radar

概要

本リポジトリは、Arduino UNOとHC-SR04超音波センサー、SG90サーボモーターを用いて簡易的なレーダーシステムを実現するプロジェクトです。サーボモーターが一定角度範囲でスイープ動作を行い、超音波センサーが距離データを取得。Arduinoがこれらのハードウェア制御と計測データの送信を担当し、PC側のProcessingスケッチでリアルタイムに検出結果をビジュアル化します。周囲の物体の位置と距離を2Dのレーダースキャン画面に映し出すことで、電子工作やプログラミングの学習教材としても利用可能です。シンプルな構成ながら、ハードウェア制御とデータ可視化を連携させた一貫したシステムの実装例として価値があります。

GitHub

リポジトリの統計情報

  • スター数: 4
  • フォーク数: 0
  • ウォッチャー数: 4
  • コミット数: 2
  • ファイル数: 3
  • メインの言語: Processing

主な特徴

  • Arduino UNO、HC-SR04超音波センサー、SG90サーボモーターを組み合わせたレーダーシステム
  • サーボモーターによる角度スイープで周囲を走査し、距離を取得
  • Processingによるリアルタイムの2Dレーダービジュアライゼーション
  • ハードウェア制御とPC側のグラフィカル表示を連携したシンプルな実装構成

技術的なポイント

本プロジェクトの技術的な肝は、ArduinoとProcessing間のデータ通信とハードウェア制御の連携にあります。Arduino側では、SG90サーボモーターを用いて超音波センサーが検知する範囲を決められた角度でスイープします。サーボモーターはPWM制御で任意の角度へ動かせるため、例えば0度から180度まで数度刻みで動かしながら距離を計測可能です。HC-SR04超音波センサーは、トリガーピンにパルスを送ることで超音波を放射し、エコーピンで反射波を受信します。受信までの時間差を計測し、音速を掛けることで物体までの距離を算出します。

測定した角度と距離のペアは、シリアル通信を介してPCへ送信されます。PC側ではProcessingのスケッチがこのデータを受け取り、2Dのレーダースキャン画面に変換。画面中央をArduinoの設置位置とし、角度に応じて円弧上に点を描画、距離を半径として物体の位置を示します。これにより、リアルタイムで周囲の障害物の分布が視覚的に把握できる仕組みです。

また、Processingの描画は円形のスキャンラインや点の色・サイズを調整することで視認性を高めており、データの変化を直感的に追いやすくしています。Arduino側のプログラムは、センサーの計測タイミングやサーボの動作、シリアル通信の処理がシンプルにまとめられており、初心者でも改良や拡張がしやすい構造です。

このように本プロジェクトは、マイクロコントローラーによる物理的なセンサー制御とPC側での情報処理・描画を組み合わせる典型的なIoTアプリケーションの一例として、ハードウェアとソフトウェア両面の理解を深める教材として非常に有用です。さらに、超音波センサーの特性やサーボモーターの制御原理、シリアル通信プロトコルの基礎を実践的に学べる点も特徴的です。

プロジェクトの構成

主要なファイルとディレクトリ：

  • README.md: プロジェクト概要やセットアップ方法の説明
  • Radar Proccesing.pde: Processingで書かれたビジュアル表示用スケッチ。Arduinoからの距離データを受信し、2Dレーダー画面を描画
  • sketch_aug22a.ino: Arduino用スケッチ。サーボモーターの角度制御、超音波センサーによる距離計測、シリアル通信でPCへデータ送信を担当

まとめ

ArduinoとProcessingを連携し、簡易レーダーシステムを実装した優れた学習向けプロジェクト。

リポジトリ情報：