Розробка пристрою виявлення перешкод на платформі Arduino: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У кваліфікаційній роботі розроблено систему виявлення перешкод із використанням ультразвукового сенсора HC-SR04 та мікроконтролерної платформи Arduino Nano. Система призначена для вимірювання відстані до об’єктів методом ехолокації з подальшим аналізом отриманих даних та індикацією результатів. В процесі розробки проаналізовано сучасні технології виявлення перешкод, типи сенсорів та апаратні платформи. Обґрунтовано вибір ультразвукового сенсора HC-SR04 завдяки його доступності, точності та сумісності з Arduino. Arduino Nano вибрано як базову платформу через її функціональність, простоту розробки та активну підтримку спільноти. Спроєктовано структуру пристрою, виконано з’єднання компонентів на макетній платі, реалізовано алгоритм взаємодії між мікроконтролером і сенсором. Результати виводяться на монітор комп’ютера через середовище Processing у графічному вигляді в реальному часі. Розроблено програмне забезпечення в середовищі Arduino IDE мовою C++. Проведено тестування системи, що підтвердило її стабільність, точність вимірювання та можливість подальшої модернізації (інтеграція дисплея, бездротових модулів, зберігання даних). This qualification thesis presents the development of an obstacle detection system using the HC-SR04 ultrasonic sensor and the Arduino Nano microcontroller platform. The system is designed to measure the distance to objects using the echolocation method, followed by data analysis and result indication. During the development process, current obstacle detection technologies, sensor types, and hardware platforms were analyzed. The HC-SR04 sensor was selected due to its affordability, accuracy, and compatibility with Arduino. Arduino Nano was chosen as the base platform for its functionality, ease of development, and strong community support. The device structure was designed, components were connected on a breadboard, and an interaction algorithm between the microcontroller and the sensor was implemented. The measurement results are displayed on a computer monitor in real time using the Processing environment in graphical form. Software was developed in the Arduino IDE using the C++ programming language. System testing confirmed its stability, measurement accuracy, and potential for further upgrades (such as display integration, wireless modules, and data storage).