本文描述了一个调频连续波雷达的组装过程,可以用一个商业雷达模块实现,用一台扩展有AD/DA卡的树莓派进行控制。这是出于教育目的而制作一个非常简单和廉价的雷达系统。

材料准备

组装零件如图1所示。
•Innosent GmbH的雷达单元IVS-162。
•树莓派。
•英国AB电子公司的数模转换单元Pi Zero。
•LM358运算放大器。
•10kΩ电位器。
•9 V电池,电池座。
•电路板。
•杜邦线,公-母,6根。
•木板,约11:5厘米×20厘米。
•螺钉,2.5 mm厚,16 mm或更长。
•塑料管作为柱脚。

机械组装

a)选择木板的一面,使其在平坦表面上的起伏最小。
b)将电路板安装在木板顶部,可以使用提供的粘合剂将其简单地压到板上。
c)用螺钉将电池座固定在电路板下面。
d)使用螺钉和塑料管将树莓派固定在电池座下方,使其比电路板高(图2)。

模数转换单元组装

a)模数转换单元未经组装。部件如图4所示。
b)使用组装夹具(可从AB电子网站下载)在焊接过程中进行稳固,参见图5。
c)将额外引脚焊接到模数转换单元的输出和输入可能有点棘手。找一个洞洞板,您可以在焊接过程中使用这些孔来固定额外引脚的位置,参见图6。
图4:组装数模模数转换单元的配件;图5:数模模数转换单元的焊接;图6:在数模模数转换单元上安装额外的引脚,下面的洞洞板仅用于在焊接时固定引脚;图7:组装数模模数转换单元
连接电路板

a)接线示意图如图8所示。请注意,LM358的实际包装有两个OP:s,但只使用一个。请参阅LM358和雷达模块的各自的参数表。

b)根据图9进行非反相放大器部件的接线,即不安装雷达模块或连接树莓派。
图9:安装雷达模块前的接线。 顶部导轨是接地的,下面的导轨是VCC = 9 V.接地也从底部连接到第二个导轨。 请注意右侧的黄色线,它们将雷达模块的6个接线转移到左侧。这是必需的,因为模块尺寸偏大,并覆盖了电路板上所有可用的连接。
c)设置信号发生器以产生Vmin = 0V,Vmax = 2V,频率约为100Hz的正弦信号。用示波器检测信号,将信号发生器作为输入连接到同相放大器,并使用示波器验证功能。调节电位器直到输出信号为正弦曲线,Vmin = V且Vmax≈7V。参见图10。

d)在验证放大器部件正常工作后,安装雷达模块(顶部有六个引脚,底部有四个引脚的部分),请参见图11.另外,使用杜邦线连接树莓派单元。如果接错电压(整个装置可能失效),树莓派的引脚可能会很敏感,在连接之前要小心地反复检查!
软件

a)从安装像NOOB这样的标准树莓派开始。
b)从AB Electronics下载并安装用于控制模数转换单元的扩展库。
c)这个组装说明旁边还有一些基于Python3或C语言控制雷达的软件。

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