استخدام مستشعر المسافة IQ (الجيل الثاني)

يعد مستشعر مسافة IQ (الجيل الثاني) أحد مستشعرات IQ القوية المصممة للتكامل الكامل مع منصة IQ robotics. يستخدم هذا المستشعر نبضة من ضوء الليزر الآمن للاستخدام في الفصل الدراسي لقياس المسافة من مقدمة المستشعر إلى أي جسم.

قطعة مستشعر المسافة VEX IQ (الجيل الثاني).


وصف المستشعر

يتمتع مستشعر مسافة IQ (الجيل الثاني) بالإمكانيات التالية:

  • قياس المسافة: يستخدم المستشعر نبضة من ضوء الليزر الآمن للاستخدام في الفصل الدراسي لقياس المسافة من مقدمة المستشعر إلى الجسم. يتم تسجيل المسافة بالبوصة أو السنتيمترات على لوحة معلومات جهاز استشعار الدماغ، وبالبوصات أو المليمترات في VEXcode IQ.
  • كشف الكائن: يمكن أيضًا استخدام المستشعر لاكتشاف متى يكون بالقرب من كائن ما.
  • تحديد الحجم النسبي للكائن: يمكن أيضًا استخدام المستشعر لتحديد الحجم النسبي للكائن الذي تم اكتشافه. يتم الإبلاغ عن الحجم التقريبي للكائن بأنه صغير أو متوسط ​​أو كبير.
  • الإبلاغ عن سرعة الكائن: يمكن استخدام المستشعر لحساب السرعة بالأمتار في الثانية والإبلاغ عنها لجسم يقترب من المستشعر، أو يقترب المستشعر من كائن ما.

رسم تخطيطي لجهاز استشعار المسافة متصل بقطعة شعاع باستخدام دبوسين أزرقين.

يحتوي الجزء الخلفي من غلاف المستشعر على خمسة فتحات لتوفير المرونة عند تركيب المستشعر على الروبوت.

قطعة مستشعر المسافة مع نافذة الاستشعار المميزة بها. تم ضبط النافذة قليلاً في الجانب الأمامي من المستشعر.

يوجد على وجه المستشعر نافذة صغيرة يتم من خلالها إرسال شعاع الليزر ومن ثم استقباله لقياس المسافة.

رسم تخطيطي لدماغ الذكاء المتصل بجهاز استشعار المسافة (الجيل الثاني).

لكي يعمل مستشعر المسافة (الجيل الثاني) مع IQ Brain، يجب توصيل المنفذ الذكي للمستشعر والمنفذ الذكي لـ IQ Brain بكابل ذكي.

سيعمل المستشعر مع أي من المنافذ الذكية الـ 12 الموجودة في IQ Brain.

عند توصيل كابل IQ Smart بالمنافذ، تأكد من إدخال موصل الكابل بالكامل في المنفذ وأن لسان قفل الموصل مثبت بالكامل.


كيف يعمل مستشعر المسافة (الجيل الثاني)

يرسل مستشعر المسافة IQ (الجيل الثاني) نبضة من ضوء الليزر الآمن للاستخدام في الفصل الدراسي ويقيس مقدار الوقت الذي يستغرقه انعكاس النبضة. وهذا يسمح لحساب المسافة.

يشبه ليزر الفئة 1 الخاص بالمستشعر أشعة الليزر المستخدمة في الهواتف المحمولة الحديثة للكشف عن الرأس. يتيح الليزر للمستشعر أن يكون لديه مجال رؤية ضيق جدًا، لذلك يكون الاكتشاف دائمًا أمام المستشعر مباشرة.

نطاق قياس المستشعر هو 20 ملم (مم) إلى 2000 ملم (مم) (0.79 بوصة إلى 78.74 بوصة). أقل من 200 ملم (مم) تكون الدقة تقريبًا +/−15 ملم (مم)؛ أعلى من 200 ملم تبلغ الدقة حوالي 5%.

يجب إقران مستشعر المسافة (الجيل الثاني) مع VEXcode IQ لإنشاء برنامج مستخدم لـ IQ Brain للاستفادة من قراءات المستشعر للتحكم في سلوك الروبوت.

يمكن استخدام IQ Brain بالتنسيق مع مشروع المستخدم لتحويل قراءات مستشعر المسافة (الجيل الثاني) إلى:

  • المسافة إلى جسم مقاسة بالسنتيمتر أو المليمتر أو البوصة.
  • سرعة الجسم بالمتر في الثانية.
  • حجم الكائن صغير أو متوسط ​​أو كبير.
  • تم العثور على الكائن.

إعداد مستشعر المسافة (الجيل الثاني)

التنسيب

بناء Clawbot بسيط يحتوي على مستشعر مسافة متصل يتم تسليط الضوء عليه ويشير إلى مقدمة الروبوت.

يعد وضع مستشعر المسافة (الجيل الثاني) مهمًا جدًا للحصول على قراءات دقيقة.

تأكد من عدم وجود أي هيكل على الروبوت أمام نافذة المستشعر الصغير على وجه المستشعر.

يجب أن يكون هناك مسار واضح أمام المستشعر بين أي جسم يتم قياسه والمستشعر.

قيم مستشعر مسافة القراءة (الجيل الثاني)

تظهر شاشة الدماغ في قائمة الأجهزة مع تحديد جهاز استشعار المسافة.

من المفيد استخدام شاشة الأجهزة على IQ Brain لرؤية المعلومات التي يبلغ عنها مستشعر المسافة (الجيل الثاني).

من لوحة معلومات المستشعر، تبلغ لوحة معلومات مستشعر المسافة (الجيل الثاني) عن مسافة أقرب جسم إما بالبوصات أو بالسنتيمتر.

يمكن تغيير الوحدات عن طريق تحديد زر "التحقق" على Brain للتبديل بين البوصات والسنتيمتر.

لاستخدام لوحة معلومات المستشعر، اتبع الخطوات الواردة في هذه المقالة. 


إضافة مستشعر المسافة (الجيل الثاني) كجهاز في VEXcode IQ

عندما يتم استخدام جهاز استشعار مع لغة برمجة، يجب تكوينه ضمن تلك اللغة. 

قائمة أجهزة VEXcode IQ بعد تحديد زر إضافة جهاز. تم تمييز خيار المسافة (الجيل الثاني).

باستخدام VEXcode IQ، يتم إنجاز ذلك باستخدام ميزة "إضافة جهاز" من نافذة "الأجهزة".

لإضافة مستشعر المسافة (الجيل الثاني) إلى التكوين، اتبع الخطوات الواردة في هذه المقالة. 

لقطة شاشة لبرنامج VEXcode IQ مع فتح قائمة الأجهزة. يتم إدراج مستشعر المسافة المتصل وإبرازه في قائمة الأجهزة. تم فتح صندوق أدوات الكتل وتم تسليط الضوء على كتل استشعار المسافة (الجيل الثاني).

بمجرد إضافة مستشعر المسافة (الجيل الثاني) إلى مشروعك، ستصبح مجموعة جديدة من كتل المستشعر متاحة.

لمزيد من المعلومات حول الكتل من فئة "الاستشعار" المتعلقة بمستشعر المسافة (الجيل الثاني)، راجع معلومات المساعدة (مشروع أو مشروع C++ ).


الاستخدامات الشائعة لمستشعر المسافة (الجيل الثاني)

يمكن لمستشعر المسافة (الجيل الثاني) إنتاج العديد من القياسات التي يمكن استخدامها لتغيير سلوك الروبوت. وتشمل هذه الميزات:

كشف كائن

يقوم مشروع VEXcode IQ بحظر المشروع الذي يستخدم مستشعر المسافة للعثور على كائن ثم القيادة نحوه. يقرأ المشروع عند البدء، اتجه إلى اليمين وانتظر حتى يجد Distance7 كائنًا، ثم قم بالقيادة للأمام لمدة 400 مم.

تسمح هذه الميزة للروبوت الخاص بك باكتشاف الجسم عندما يصبح ضمن نطاق مستشعر المسافة (الجيل الثاني). سيقوم مستشعر المسافة (الجيل الثاني) بالإبلاغ عن الجسم الذي تم العثور عليه عندما يكون على بعد أقل من 1000 مم تقريبًا.

يتم استخدام نموذج المشروع الموضح على اليسار لتشفير روبوت مزود بمستشعر مسافة (الجيل الثاني) مثبت في المقدمة ليدور حتى يكتشف كائنًا ما، مثل المكعب، ثم يتقدم للأمام بمجرد اكتشاف الكائن بواسطة المستشعر.

المسافة إلى كائن

يقوم مشروع VEXcode IQ بحظر الروبوت الذي يستخدم مستشعر المسافة لدفع الروبوت نحو كائن ما ثم يستخدم المخلب للإمساك به. يقرأ المشروع عند البدء، قم بالقيادة للأمام ثم انتظر حتى تصبح مسافة الكائن Distance7 بالملليمتر أقل من 75. أخيرًا، توقف عن القيادة وقم بتدوير ClawMotor لمدة 25 درجة.

يوفر هذا قياسًا بين الجزء الأمامي من المستشعر وجسم ما أو حاجز/جدار.

يتم استخدام نموذج المشروع الموضح على اليسار لتشفير روبوت مزود بمستشعر مسافة (الجيل الثاني) مثبت في المقدمة ومخلب متصل به. سيقود الروبوت حتى يكتشف وجود جسم على بعد أقل من 75 مم من المستشعر، ثم يغلق المخلب حول الجسم. قد يكون هذا المثال مفيدًا إذا كان من المعروف أن هناك كائنًا أمام الروبوت وتريد أن يتحرك الروبوت للأمام لجمع هذا الكائن. 

لتحديد مدى بُعد الجسم عن المستشعر واستخدام هذه المعلمة في المشروع، استخدم لوحة معلومات المستشعر الموجودة في IQ (الجيل الثاني) Brain. راجع هذه المقالة للحصول على مزيد من المعلومات حول استخدام لوحة معلومات المستشعر.

تقرير سرعة الكائن

يستخدم مشروع VEXcode IQ مستشعر المسافة وكتل الطباعة للإبلاغ عن سرعة الكائن بشكل مباشر. يقرأ المشروع عند البدء، اضبط دقة الطباعة على 0.1 على Brain. التالي هو حلقة دائمة تحتوي على 5 كتل فيها. تقرأ الكتل الخمس "مسح جميع الصفوف على Brain"، ثم اضبط المؤشر على الصف 1 العمود 1 على Brain، ثم اطبع "المسافة 7" التي عثر عليها على Brain واضبط المؤشر على الصف التالي، ثم اطبع "سرعة الكائن Distance7" بوحدة متر/ثانية على Brain، وأخيرًا انتظر 0.25 ثانية.

توفر هذه الميزة قياس السرعة بالأمتار في الثانية لجسم يقترب من المستشعر، أو يقترب المستشعر من جسم ما.

من أجل ملاحظة تغير السرعة مع اقتراب جسم ما، يمكن استخدام المثال الموجود على اليسار. في هذا المشروع، ستتم طباعة المعلومات على شاشة الدماغ. سيطبع الدماغ عندما يتم اكتشاف جسم ما بواسطة مستشعر المسافة (الجيل الثاني) وسرعة ذلك الجسم بالمتر/الثانية. لرؤية تلك الأرقام المتغيرة بشكل أكثر دقة، تم ضبط دقة الطباعة على 0.1. 

اختبر هذا المشروع عن طريق تقريب المكعب وإبعاده عن المستشعر. عندما يتحرك الجسم و/أو المستشعر بعيدًا عن بعضهما البعض، ستكون قيم السرعة سالبة.

تحديد الحجم النسبي للكائن

يستخدم مشروع VEXcode IQ مستشعر المسافة وكتل الطباعة للإبلاغ عن حجم الكائن بشكل مباشر. يتكون المشروع من كتلة When began تليها حلقة Forever تحتوي على 13 أمرًا. تقرأ الأوامر الثلاثة الأولى في حلقة Forever مسح جميع الصفوف على Brain، وتعيين المؤشر إلى الصف 1 العمود 1 على Brain، وطباعة حجم الكائن على Brain وتعيين المؤشر إلى الصف التالي. التالي هو كتلة If التي تقرأ إذا وجدت Distance7 كائنًا؟ داخل كتلة If الأولى يوجد كتلة ثانية متصلة بعبارة Else if وعبارة Else. تقرأ هذه العبارات الداخلية معًا: إذا كان حجم الكائن Distance7 صغيرًا، فاطبع Small على Brain، وإلا إذا كان حجم الكائن Distance7 متوسطًا، فاطبع Medium على Brain، وإلا فاطبع Large على Brain. يتبع كتلة If الأولى عبارة Else التي تقرأ else print No object found on Brain. أخيرًا، خارج كلا عبارتي If يوجد كتلة Wait مكتوب عليها Wait 0.25 ثانية.

تتيح هذه الميزة للروبوت الخاص بك تحديد الكائن على أنه صغير أو متوسط ​​أو كبير اعتمادًا على قراءة المستشعر.

يستخدم هذا المثال الموجود على اليسار كتل [إذا كان الأمر كذلك] و[طباعة] لطباعة الحجم النسبي لكائن ما على الدماغ. ضع أشياء مختلفة أمام المستشعر وانظر إلى القراءات الموجودة على شاشة الدماغ لترى تحديد الحجم في الوقت الفعلي.

لتحديد الحجم النسبي لجسم ما، يستخدم المستشعر معلومات حول كمية الضوء المنعكسة على المستشعر. يجب وضع الأشياء على مسافة تتراوح بين 100 مم و300 مم (حوالي 4-12 بوصة) بعيدًا عن المستشعر للحصول على تمثيل أكثر دقة للحجم.


استخدامات مستشعر المسافة (الجيل الثاني) في روبوت المنافسة

سيوفر مستشعر المسافة (الجيل الثاني) ميزة تنافسية فائقة للروبوتات المنافسة. إن القدرة على اكتشاف المسافة إلى الجدار المحيط والقدرة على قياس سرعة الروبوت ستوفر قدرًا كبيرًا من المعلومات عند تصميم إجراءات مستقلة. سيوفر اكتشاف الكائنات وتحديد الحجم النسبي للكائن معلومات مفيدة في اكتشاف قطع اللعبة و/أو الأهداف.

تم تصميم روبوت Fling Hero Bot بحيث يحتوي على مستشعر مسافة متصل يتم تسليط الضوء عليه ويشير إلى خلف الروبوت.

على سبيل المثال، في تحدي VEX IQ 2021 - 2022، يمكن تركيب مستشعر المسافة (الجيل الثاني) على الجزء الخلفي من الروبوت الخاص بك لاكتشاف الجدران عند القيادة للخلف.

يمكن أن يساعد ذلك في أتمتة الحركات، خاصة عند استرجاع الكرة إلى منطقة السحب، والقيادة في الاتجاه المعاكس، ثم الدوران لإطلاق الكرة نحو المرمى.

بغض النظر عن التطبيق الذي يُستخدم فيه مستشعر المسافة VEX IQ (الجيل الثاني)، فليس هناك شك في أنه سيكون إضافة مرحب بها للفرق.

وظيفة قيم المستشعر مفتوحة لخيال المستخدم.

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

Last Updated: