VEX V5 এর সাথে ইনর্শিয়াল সেন্সর ব্যবহার করা

বর্ণনা

ইনর্শিয়াল সেন্সর হল একটি 3-অক্ষ (X, Y, এবং Z) অ্যাক্সিলোমিটার এবং একটি 3-অক্ষের জাইরোস্কোপের সংমিশ্রণ। অ্যাক্সিলোমিটার যেকোনো দিকে গতির পরিবর্তন (ত্বরণ) সনাক্ত করবে এবং জাইরোস্কোপ বৈদ্যুতিনভাবে একটি রেফারেন্স অবস্থান বজায় রাখে যাতে এটি এই রেফারেন্সের বিপরীতে যেকোনো দিকে অবস্থানের ঘূর্ণনগত পরিবর্তন পরিমাপ করতে পারে।

একটি সেন্সরে এই দুটি ডিভাইসের সংমিশ্রণ কার্যকর এবং নির্ভুল নেভিগেশনের পাশাপাশি একটি রোবটের গতিতে যেকোনো পরিবর্তন নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়। গতির পরিবর্তন শনাক্ত করা একটি রোবট গাড়ি চালানোর সময় বা এটি একটি বাধা অতিক্রম করার সময় পড়ে যাওয়ার সম্ভাবনা হ্রাস করতে সহায়তা করতে পারে।

এই সেন্সরের হাউজিংটিতে একটি একক মাউন্টিং হোল রয়েছে যা এটিকে সহজেই রোবটের কাঠামোতে মাউন্ট করা যায়। এছাড়াও, মাউন্টিং হোলের সামনে একটি ছোট ইন্ডেন্টেশন রয়েছে যা সেন্সরের রেফারেন্স পয়েন্টকে চিহ্নিত করে। হাউজিংয়ের নীচে, একটি বৃত্তাকার বস রয়েছে যা কাঠামোগত ধাতুর একটি অংশের বর্গাকার গর্তে ঢোকানোর জন্য আকারের। এটি সেন্সরটিকে তার সংযুক্তি পয়েন্টে স্থির রাখবে। সেন্সর হাউজিংয়ের পিছনে একটি V5 স্মার্ট পোর্ট রয়েছে।

সেন্সরের রেফারেন্স পয়েন্ট	হাউজিংয়ের নীচে গোলাকার বস

মাউন্টিং হোলের পাশে হাউজিং এর উপর একটি ডায়াগ্রাম রয়েছে যা ইনর্শিয়াল সেন্সরের জন্য অক্ষের অভিযোজন নির্দেশ করে।

V5 ব্রেইনের সাথে ইনর্শিয়াল সেন্সর কার্যকরী হওয়ার জন্য, সেন্সরের V5 স্মার্ট পোর্ট এবং একটি V5 ব্রেইনের স্মার্ট পোর্টকে একটি V5 স্মার্ট তারের সাথে সংযুক্ত করতে হবে। Inertial সেন্সর মস্তিষ্কের 21টি স্মার্ট পোর্টের যেকোনো একটির সাথে কাজ করবে। পোর্টগুলির সাথে একটি V5 স্মার্ট কেবল সংযোগ করার সময়, নিশ্চিত করুন যে তারের সংযোগকারীটি সম্পূর্ণরূপে পোর্টে ঢোকানো হয়েছে এবং সংযোগকারীর লকিং ট্যাবটি সম্পূর্ণরূপে নিযুক্ত রয়েছে৷

V5 ইনার্শিয়াল সেন্সর	ইনার্শিয়াল সেন্সর স্মার্ট পোর্ট	V5 ব্রেন স্মার্ট পোর্ট

কিভাবে ইনর্শিয়াল সেন্সর কাজ করে

এই সেন্সরের অ্যাক্সিলোমিটার অংশ এবং জাইরোস্কোপ অংশ উভয়ই V5 মস্তিষ্কে একটি স্মার্ট সংকেত প্রতিক্রিয়া তৈরি করে।

অ্যাক্সিলোমিটার: এক্স-অক্ষ, Y-অক্ষ এবং/অথবা Z-অক্ষ বরাবর সেন্সর কত দ্রুত গতি পরিবর্তন করে (ত্বরণ করে) তা অ্যাক্সিলোমিটার পরিমাপ করে। এই অক্ষগুলি Inertial সেন্সরের স্থিতিবিন্যাস দ্বারা নির্ধারিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি স্থিতিবিন্যাস একটি রোবটের X-অক্ষকে সামনের দিকে এবং পিছনের দিকের গতি হিসাবে, এর Y-অক্ষটিকে এটির পাশ থেকে পাশের গতি হিসাবে এবং এটির Z-অক্ষটিকে এটির উপরে এবং নীচের গতি হিসাবে থাকতে পারে (যেমন রোবট নিজেকে উপরে তুলে নেয়। একটি ঝুলন্ত খুঁটির উপর মাঠ)।

অ্যাক্সিলেরোমিটার গতির পরিবর্তন পরিমাপ করে যখন এর অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রনিক্স জড়তার পরিবর্তন শনাক্ত করে এবং এটি এর পাঠে একটি পরিবর্তন সৃষ্টি করে। গতির পরিবর্তন যত দ্রুত হবে পাঠের পরিবর্তন তত বেশি হবে। দ্রষ্টব্য: এটি একটি বৃহত্তর ধনাত্মক মান বা একটি বড় ঋণাত্মক মান হতে পারে অক্ষ বরাবর গতির দিকের উপর নির্ভর করে।

ত্বরণ পরিমাপ করা হয় g'তে (মাধ্যাকর্ষণ ত্বরণের একক)। ইনর্শিয়াল সেন্সরের অ্যাক্সিলোমিটার অংশের জন্য সর্বোচ্চ পরিমাপের সীমা 4g পর্যন্ত। এটি বেশিরভাগ রোবট আচরণ পরিমাপ এবং নিয়ন্ত্রণ করার জন্য যথেষ্ট।

জাইরোস্কোপ: জাইরোস্কোপ, 3টি অক্ষ বরাবর রৈখিক গতি পরিমাপের পরিবর্তে, 3টি অক্ষের চারপাশে ঘূর্ণন গতি পরিমাপ করে। সেন্সর এই ঘূর্ণন পরিমাপ করে যখন অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রনিক্স একটি নির্দিষ্ট রেফারেন্স পয়েন্ট তৈরি করে। সেন্সরটি এই রেফারেন্স পয়েন্ট থেকে দূরে ঘোরার সাথে সাথে এটি আউটপুট সংকেত পরিবর্তন করে।

একটি জাইরোস্কোপের রেফারেন্স পয়েন্ট (ক্রমাঙ্কন) স্থাপন করতে অল্প সময় লাগে। এটিকে সাধারণত প্রারম্ভিকতা বা স্টার্টআপ সময় বলা হয়। (দ্রষ্টব্য: এটি একটি ক্রমাঙ্কন সময়ের জন্য 2 সেকেন্ড ব্যবহার করে বা প্রতিযোগিতার টেমপ্লেটের প্রাক-অটোন অংশের মধ্যে সেন্সরের ক্রমাঙ্কন শুরু করার পরামর্শ দেওয়া হয়। VEXcode V5/VEXcode Pro V5 ড্রাইভট্রেন ফাংশনের মধ্যে সেন্সর ব্যবহার করার সময়, ক্রমাঙ্কন ফাংশনের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত করা হয়।)

একটি ইলেকট্রনিক জাইরোস্কোপেরও ঘূর্ণনের সর্বোচ্চ হার রয়েছে। অর্থাৎ, সেন্সর যে বস্তুটি পরিমাপ করছে তা যদি জাইরোস্কোপ তার ঘূর্ণন পরিমাপ করতে পারে তার চেয়ে দ্রুত ঘোরে, সেন্সরটি ভুল রিডিং ফিরিয়ে দেবে। ইনর্শিয়াল সেন্সরের জন্য সর্বাধিক ঘূর্ণন হার 1000 ডিগ্রি/সেকেন্ড পর্যন্ত। আবারও, চরম রোবট আচরণ ছাড়া সমস্ত পরিমাপ এবং নিয়ন্ত্রণ করার জন্য এটি যথেষ্ট।

ইনর্শিয়াল সেন্সরে লেবেলযুক্ত অক্ষ	3 অক্ষ	3 ঘূর্ণনশীল অক্ষ

রোবটের আচরণ নিয়ন্ত্রণ করার জন্য সেন্সরের রিডিংগুলিকে কাজে লাগানোর জন্য V5 ব্রেইনের জন্য একটি ব্যবহারকারী প্রোগ্রাম তৈরি করতে Inertial সেন্সরকে একটি প্রোগ্রামিং ভাষার সাথে যুক্ত করতে হবে যেমন VEXcode V5বা VEXcode Pro V5।

একটি ব্যবহারকারী প্রোগ্রামের সাথে কনসার্টে V5 ব্রেইন ইনর্শিয়াল সেন্সর রিডিংগুলিকে অনেক পরিমাপে রূপান্তর করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যার মধ্যে রয়েছে: একটি শিরোনাম, ঘূর্ণনের পরিমাণ, ঘূর্ণনের হার, একটি অভিযোজন এবং ত্বরণের পরিমাণ।

ইনর্শিয়াল সেন্সর বসানো

ইনর্শিয়াল সেন্সর বসানো তার সঠিক রিডিংয়ের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। পূর্বে উল্লিখিত হিসাবে, রোবট গতির পরিবর্তনের সম্মুখীন হবে অক্ষ বরাবর জড় সেন্সর সারিবদ্ধ করা অপরিহার্য। এই প্রান্তিককরণ নির্ধারণ করে কিভাবে সেন্সর রোবটের স্থানিক অভিযোজনের রেফারেন্সে পরিমাপ তৈরি করে। এই পরিমাপ ব্যবহারকারী প্রোগ্রামকে রোবটের আচরণ পরিবর্তন করার অনুমতি দেয়।

একটি বিচ্ছিন্ন কেস হতে পারে যেখানে একটি রোবটের বাহ্যিক উপাদানে একটি ইনর্শিয়াল সেন্সর স্থাপন করা হবে, তবে বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, সেন্সরটি ড্রাইভট্রেনের চেসিসে স্থাপন করা হবে।

ইনর্শিয়াল সেন্সর সর্বদা তার স্থিতিবিন্যাস সামঞ্জস্য করে যখন এটি ক্যালিব্রেট করে যাতে ঘূর্ণন পরিমাপ একই থাকে। এটি সেন্সরটিকে 6টি সম্ভাব্য মাউন্টিং পজিশনের যেকোনো একটিতে স্থাপন করার অনুমতি দেয়।

ইনর্শিয়াল সেন্সরের জন্য ছয়টি সম্ভাব্য মাউন্টিং পজিশন

ইনর্শিয়াল সেন্সর মানগুলি পড়া: ইনর্শিয়াল সেন্সর যে মানগুলি ফিরিয়ে দিচ্ছে তা দেখতে V5 মস্তিষ্কে ডিভাইস তথ্য স্ক্রীন ব্যবহার করা সহায়ক৷ এটি মস্তিষ্কের সাথে সংযুক্ত সেন্সর দিয়ে করা যেতে পারে:

ইনর্শিয়াল সেন্সরটিকে সামনের দিকে এবং পিছনের দিকে নিয়ে যান, পাশের দিকে, উপরে এবং নীচে, এবং এটিকে বিভিন্ন দিকে ঘুরান। এটি পর্দায় মান পরিবর্তন করা উচিত এবং 3-ডি ঘনক্ষেত্র ঘোরানো উচিত।

ইনর্শিয়াল সেন্সরের সাধারণ ব্যবহার:

ইনর্শিয়াল সেন্সর বেশ কিছু পরিমাপ তৈরি করতে পারে যা রোবটের আচরণ পরিবর্তন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এর মধ্যে কয়েকটি অন্তর্ভুক্ত:

শিরোনাম: যখন ইনর্শিয়াল সেন্সরটি রোবটটিকে একটি শিরোনামে সরানোর জন্য ব্যবহার করা হয়, তখন এটি একটি নির্দিষ্ট শিরোনামে চলে যাবে একটি বিন্দুর রেফারেন্স যা সেন্সরটি ক্যালিব্রেট করার সময় প্রতিষ্ঠিত হয়। অন্য কথায়, যদি রোবটটি তার শুরুর অবস্থান থেকে 90^o এর শিরোনামে সেট করা হয়, তাহলে রোবটের বর্তমান শিরোনাম 45^o বা 120^oশিরোনাম আছে কিনা তা বিবেচ্য নয়, এটি ঘুরবে 90^বাশিরোনামে পৌঁছাতে।

ঘূর্ণনের পরিমাণ: শিরোনামের মানের বিপরীতে, ঘূর্ণনের পরিমাণে রোবটটি তার বর্তমান অভিযোজন থেকে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ ঘোরে। এই ক্ষেত্রে, যদি রোবটটি 90^o ঘোরে এবং তারপরে আবার 90^o ঘোরে, তাহলে এটি তার শুরুর অবস্থানে 180^o হবে।

ঘূর্ণনের হার: রোবটটি কত দ্রুত ঘোরে তা হল ঘূর্ণনের হার। রোবটটি শিরোনামের দিকে ঘুরছে বা একটি পরিমাণের জন্য ঘুরছে কিনা, ড্রাইভের চাকাগুলি যে গতিতে ঘুরছে তা নির্ধারণ করবে রোবটটি কত দ্রুত ঘোরে। এটি পরিমাপ করতে ব্যবহৃত কিছু ইউনিট হল ডিগ্রী প্রতি সেকেন্ড (ডিপিএস) এবং প্রতি মিনিটে বিপ্লব (আরপিএম)।

ত্বরণ: পূর্বে উল্লিখিত হিসাবে ইনর্শিয়াল সেন্সর ত্বরণ পরিমাপ করতে পারে, রোবট একটি অক্ষ বরাবর তার গতি কত দ্রুত পরিবর্তন করে। মজার বিষয় হল, রোবটটি যখন স্থির থাকে, তখন এর পাশ থেকে পাশে এবং এর সামনে এবং পিছনের ত্বরণ হবে 0g, কিন্তু রোবটের উপরে এবং নিচের ত্বরণ 1g পড়বে কারণ পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ রোবটের উপর 1g বল প্রয়োগ করছে।

পেন্ডুলাম: একটি আকর্ষণীয় শ্রেণীকক্ষের কার্যকলাপ হল একটি ইনর্শিয়াল সেন্সরকে কাঠামোগত ধাতুর একটি দীর্ঘ অংশে মাউন্ট করা এবং তারপরে একটি শ্যাফ্ট বা কাঁধের স্ক্রু দিয়ে একটি স্থির টাওয়ারের সাথে অন্য প্রান্তটি সংযুক্ত করা যাতে এটি একটি পেন্ডুলামের মতো নিচের দিকে ঝুলতে পারে। এর পরে, একটি V5 ব্রেন/কন্ট্রোল সিস্টেম এবং সেন্সরের মধ্যে একটি দীর্ঘ স্মার্ট কেবল সংযুক্ত করুন। ব্রেইনের কালার টাচ স্ক্রিনে সেন্সরের ত্বরণের মান প্রিন্ট করতে V5 ব্রেইনকে প্রোগ্রাম করুন। ছাত্রদের অন্বেষণ করতে বলুন কিভাবে পেন্ডুলামের শেষে জড়তা সেন্সর দোলানো সেন্সরের মান পরিবর্তন করে।

টাম্বল রোবট

টাম্বল রোবট: আরেকটি মজার ক্লাসরুমের কার্যকলাপ হল ছাত্রদের একটি টাম্বল রোবট একত্রিত করা। একটি টাম্বল রোবটটি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে উলটো দিকের পাশাপাশি ডান দিকেও গাড়ি চালানো যায়। শিক্ষার্থীদের একটি পাথ নেভিগেট করার জন্য Inertial সেন্সর ব্যবহার করে একটি ব্যবহারকারী প্রোগ্রাম লিখতে বলুন। তারপরে তাদের তদন্ত করুন যে রোবট যখন উল্টে গাড়ি চালাচ্ছে তখন তার আচরণ কীভাবে পরিবর্তিত হয়।

একটি প্রতিযোগিতামূলক রোবটে ইনর্শিয়াল সেন্সরের ব্যবহার:

Inertial সেন্সর প্রতিযোগিতামূলক রোবটগুলির জন্য একটি দুর্দান্ত প্রতিযোগিতামূলক সুবিধা প্রদান করবে। এই ব্যবহারের মধ্যে কিছু অন্তর্ভুক্ত:

নেভিগেশন: শিরোনাম বা রোবটের ঘূর্ণনের পরিমাণ নির্ধারণের পাশাপাশি, ইনর্শিয়াল সেন্সর রিডিংগুলি রোবটটিকে প্রোগ্রাম করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যাতে এটি একটি প্রদত্ত শিরোনাম বরাবর একটি সরল রেখায় ভ্রমণ করবে। এটি একটি ম্যাচের স্বায়ত্তশাসিত অংশের সময় বা একটি প্রোগ্রামিং দক্ষতা চালানোর সময় বিশেষভাবে সহায়ক। এছাড়াও, কিছু উচ্চ-ক্রমের গণিত ব্যবহারের মাধ্যমে, একটি ফাংশন লিখতে ত্বরণ মান ব্যবহার করা সম্ভব যা রোবটের অবস্থানের পরিবর্তন নির্ধারণ করতে পারে।

স্থিতিশীলতা: সম্ভবত সবচেয়ে হতাশাজনক জিনিসগুলির মধ্যে একটি হল আপনার রোবটটি টিপ দেওয়ার পরে খেলার মাঠে ছড়িয়ে পড়েছে। ইনরশিয়াল সেন্সরটি অপারেটর নিয়ন্ত্রিত এবং স্বায়ত্তশাসিত উভয় সময়কালেই ব্যবহার করা যেতে পারে যে রোবট টিপ করা শুরু করছে কিনা তা সনাক্ত করতে এবং তারপরে ব্যবহারকারী প্রোগ্রামটি রোবটটিকে একটি স্বয়ংক্রিয়-সংশোধনমূলক পদক্ষেপ নিতে পারে। এটি ঘটতে পারে যখন রোবটটি সম্পূর্ণ বর্ধিতভাবে গাড়ি চালাচ্ছে বা যখন রোবট কোনও বাধা অতিক্রম করার চেষ্টা করছে।

VEX Inertial Sensor যেই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহার করা হোক না কেন, দলগুলির জন্য এটি একটি স্বাগত সংযোজন হবে এতে কোন সন্দেহ নেই। সেন্সরের মানগুলির কার্যকারিতা ব্যবহারকারীর কল্পনার জন্য উন্মুক্ত।

Inertial সেন্সর VEX ওয়েবসাইটএ উপলব্ধ।