وصف

Line Tracker عبارة عن مستشعر تناظري يتكون من مصباح LED يعمل بالأشعة تحت الحمراء ومستشعر ضوء بالأشعة تحت الحمراء. يحتوي على فتحة تثبيت واحدة ومصمم ليتم تثبيته أسفل هيكل الروبوت. يسمح Line Tracker للروبوت باتباع مسار محدد مسبقًا. إنه أحد مستشعرات سلسلة 3 أسلاك.

تتوافق المستشعرات ثلاثية الأسلاك مع V5 Robot Brain أو Cortex. يمكن تمديد كبل المستشعر باستخدام كبل تمديد 3 أسلاك.

لكي يعمل متعقب الخط مع V5 Brain ، يجب أن يكون كابل المستشعر مضمنًا بشكل كامل في منفذ V5 Brain 3 أسلاك.

يأتي Line Tracker في مجموعة أدوات الاستشعار المتقدمة أو 3 عبوات ويمكن شراؤها هنا.

تعقب الخط كبل المستشعر مضمن بالكامل
Line_Tracker.jpg Triport_Connected_to_V5_Brain.jpg

كيف يعمل متعقب الخط

يعمل Line Tracker عن طريق إضاءة سطح بمصباح LED بالأشعة تحت الحمراء ثم يقوم مستشعر الضوء بالأشعة تحت الحمراء بقياس الأشعة تحت الحمراء المنعكسة. استنادًا إلى كثافة الإشعاع المنعكس ، يمكن لـ Line Tracker تحديد مدى ضوء أو تعتيم السطح أسفل المستشعر.

ستعكس الأسطح ذات الألوان الفاتحة ضوء الأشعة تحت الحمراء أكثر من الأسطح المظلمة وستظهر أكثر إشراقًا لجهاز الاستشعار. يسمح هذا للمستشعر باكتشاف خط داكن على سطح شاحب ، أو خط باهت على سطح مظلم.

إن Line Tracker عبارة عن مستشعر تناظري مما يعني أن مستشعر الأشعة تحت الحمراء سيعيد قيمة في أي مكان بين 0v و 5v للجهد إلى V5 Brain اعتمادًا على الأشعة تحت الحمراء المنعكسة. ثم يقوم V5 Brain بتحويل هذه القيمة إلى نسبة مئوية من الانعكاسية. يتطلب هذا النوع من القياس حدًا مناسبًا للاختلاف بين ظلال الانعكاس من أجل متابعة الخط بنجاح.

على سبيل المثال ، لن يتبع Line Tracker شريطًا من الشريط الكهربائي الأسود موضوعًا على بلاط VEX Competition Field ذو اللون الرمادي الداكن لأن المستشعر سيعيد النسب المئوية للانعكاس قريبة جدًا من بعضها البعض للحصول على حد من الاختلاف. ومع ذلك ، فإن شريطًا من الشريط الكهربائي الأبيض على بلاط ميدان المنافسة VEX سيوفر فرقًا كبيرًا في القيم وعتبة كافية للروبوت لتتبع الشريط.

يجب إقران Line Tracker مع لغة برمجة مثل VEXcode V5أو VEXcode Pro V5 لإنشاء مستخدم برنامج للدماغ لاستخدام القيمة من نسبة الانعكاس للتحكم في الروبوت.

ملاحظة: ستعرض الكتلة (انعكاسية لـ) إصدارًا مختلفًا من قيمة متعقب الخط عن القراءة الموجودة على V5 لوحة القيادة.

 

وضع المستشعرات

يعد وضع متعقبات الخط أمرًا بالغ الأهمية لوظيفة المستشعرات. يتراوح نطاق متعقب الخط بين 0.02 "و 0.25" فوق السطح الذي يقيسه. حساسيته المثلى عند 3 مم (حوالي ⅛ بوصة) ويجب وضع المستشعر بالقرب من هذه المسافة من السطح قدر الإمكان.

سيؤدي وضع Line Tracker على روبوت أعلى من 0.25 بوصة (مثل توصيل المستشعر مباشرة تحت مجموعة نقل باستخدام عجلات 4 بوصة) إلى إنتاج مجموعة سيئة للغاية من القيم بسبب المستوى المنخفض من كثافة الأشعة تحت الحمراء المنعكسة.

بالإضافة إلى المسافة الموجودة فوق سطح المستشعر ، يجب مراعاة المسافة من نقطة محور دوران الروبوت. عادةً ما تكون هذه النقطة المحورية في وسط الروبوت لروبوت الدفع الرباعي وتتركز بين عجلتي روبوت ذي دفع ثنائي.

كلما اقترب تطبيق Line Tracker من النقطة المحورية ، كلما احتاج الروبوت إلى الدوران بشكل محوري لإزاحة المستشعر. ومع ذلك ، من الممكن وضع متعقبات الخط بعيدًا جدًا عن النقطة المحورية ، حيث ستكون هناك حاجة فقط إلى محور طفيف لإزاحة المستشعر.

وقت استجابة جهاز تعقب الخط هو 50 هرتز. إذا كانت سرعة سير الروبوت كبيرة جدًا ، جنبًا إلى جنب مع مسافة مستشعر كبيرة من نقطة محور الروبوت ، فقد لا يكون وقت استجابة Line Tracker كبيرًا بما يكفي لكي يتبع المستشعر خطًا ما.

يجب أيضًا ملاحظة أن الحد الأدنى لعرض الخط الذي يمكن أن يكتشفه متعقب الخط هو 0.25 بوصة.

 

الاستخدامات الشائعة لـ Line Tracker:

يمكن استخدام متعقبات الخط كوحدة واحدة ، أو زوج من متعقبات الخطوط ، أو كمجموعة من ثلاثة متتبعين للخطوط لمتابعة خط ما.

وحدة مفردة: يتم برمجة متعقب الخط الفردي عمومًا للالتفاف نحو السطر حتى يكتشف الخط. ثم يبتعد الروبوت عن الخط يتحرك قليلاً إلى الأمام ثم يعود للخلف باتجاه الخط.

ينتج عن هذا حركة بطيئة ومتشنجة للغاية على طول الخط. ومع ذلك ، فهو أسهل منطق برمجة للاستخدام لأنه يتحقق فقط من حالة تحكم واحدة: هل تم اكتشاف الخط أم لا؟

زوج من أجهزة تتبع الخطوط: يمكن تركيب متتبعات خطين بحيث تكون المسافة التي تفصل بينهما أكبر قليلاً من عرض الخط الذي يتبعونه. يتم وضع الروبوت مع جهاز استشعار على كل جانب من الخط. عندما يكتشف أي من متتبع الخط الخط ، يقوم برنامج المستخدم بتشغيل الروبوت بحيث يكون الخط بين المستشعرين مرة أخرى.

ينتج عن هذا الإعداد حركة أكثر سلاسة للإنسان الآلي. ومع ذلك ، يحتاج هذا الإعداد إلى برمجة أكثر تقدمًا حتى يعمل.

مجموعة من ثلاثة: يمكن تركيب سلسلة من ثلاثة أجهزة تتبع للخطوط حتى يتمكن المتتبع المركزي من اكتشاف الخط واثنين يتم تثبيت أجهزة التعقب الجانبية على كل جانب من الخط. في هذا الإعداد ، بمجرد أن لا يكتشف المستشعر المركزي الخط ويكتشف أحد المستشعرات الجانبية الخط ، سوف يستدير الروبوت لإعادة الخط أسفل المستشعر المركزي.

الميزة الرئيسية لمجموعة Line Trackers الثلاثة على زوج من المستشعرات هي: إذا لم يكتشف خط Tackers الثلاثة خطًا ، فيمكن برمجة الروبوت لإيقافه. بمجرد توقف الروبوت ، يمكنه البدء في المسح ذهابًا وإيابًا في محاولة للعثور على الخط مرة أخرى. يتطلب هذا الإعداد ثلاث حلقات للتحكم في التغذية الراجعة والعديد من الشروط المختلفة مما يجعله المنطق الأكثر تعقيدًا من بين الخيارات الثلاثة.

كشف الخط مع مجموعة من ثلاثة متعقبات الخط
line-tracker.png

استخدامات اخرى

يمكن استخدام جميع إعدادات Line Tracker الثلاثة للتحرك بشكل مستقيم للأمام حتى يكتشفوا خطًا ثم يتوقفون.

يمكن برمجة زوج متعقبات الخط ومجموعة الثلاثة لمتابعة خط واكتشاف خط متقاطع. يمكن استخدام الخطوط المتقاطعة على طول مسار الخط الرئيسي لتغيير سلوك الروبوت. على سبيل المثال ، إذا تم تمييز سطح السفر بشبكة من الخطوط ، فيمكن برمجة الروبوت لمتابعة خط ، واكتشاف ثلاثة خطوط متقاطعة للشبكة ، ثم الانعطاف يمينًا عند الخط المتقاطع الرابع لمتابعة هذا الخط.

 

استخدامات متعقبات الخط على روبوت المنافسة:

يحتوي ميدان ألعاب VEX Robotics Competition في كل عام على مجموعة مختلفة من خطوط الشريط الكهربائي البيضاء الموضوعة. هذه عادة ما تحدد مناطق مختلفة في الميدان. يمكن أيضًا استخدام الخطوط بواسطة Line Trackers خلال فترة الحكم الذاتي. تتضمن بعض أنواع استخدام الخطوط الميدانية ما يلي:

تسجيل النقاط: يمكن لمتتبعي خطوط الروبوت استخدام خطوط الهدف في الحقل لاكتشاف مناطق التسجيل ثم المحاذاة بينها لتسجيل النقاط عناصر اللعبة في المنطقة ، مثل خطوط المرمى في لعبة 2015-2016 ، Nothing But Net.

تحديد مكان قطع اللعبة: مرات عديدة يتم العثور على قطع اللعبة على طول خط الحقل. يمكن استخدام متعقبات الخط لاتباع خط لتحديد موقع قطعة اللعبة ، والتقاطها ، ثم تسجيل النقاط. ومن الأمثلة على ذلك مكعبات النسيج الكبيرة التي تم وضعها على الخط الفاصل بين المنطقة القريبة والمنطقة البعيدة خلال مباراة 2016-2017 ، Starstruck.

المحاذاة: يمكن استخدام متتبعات الخطوط لمحاذاة الروبوت على طول خط الحقل لأداء بعض المهام أو إعادة ضبط موضعه على الميدان. في لعبة 2018-2019 ، Turning Point ، يمكن استخدام خطوط منطقة التوسيع لمحاذاة الروبوت بحيث يمكن أن تكون القبعات عالية الدرجات.

التنقل: كما ذكرنا سابقًا ، يمكن استخدام متعقبات الخط لمتابعة خط أو إيقاف الروبوت عند اكتشاف خط . مثال على ذلك يمكن استخدامه في لعبة 2019-2020 ، Tower Takeover ، Line Trackers كان بإمكانه إيقاف روبوت من المرور فوق الخط المستقل وفقدان المكافأة المستقلة للتحالف.

اكتشاف الكائن: يمكن تركيب جهاز تعقب الخط بشكل متدفق بين قطعتين من المعدن الهيكلي داخل مخلب ، ونظام ناقل ، أو نظام الشرائح. عندما تنزلق قطعة اللعبة فوق Line Tracker ، يمكن للمستشعر اكتشاف الكائن.

تحتوي العديد من الألعاب على عقبات في المجال يمكن أن تعلق بها Line Trackers ، لذلك من المهم أخذ ذلك في الاعتبار عند تصميم الروبوت. على سبيل المثال ، يمكن أن يساعد وضع متعقبات الخط مباشرة بين مجموعة من العجلات في تجاوزها لمعظم العوائق.

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus