V5 3-ওয়্যার আল্ট্রাসোনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার ব্যবহার করা

বর্ণনা

আল্ট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার একটি সেন্সর যা ইকোলোকেশনের জন্য অতিস্বনক শব্দ ব্যবহার করে সেন্সর এবং যে বস্তু থেকে শব্দটি প্রতিফলিত হচ্ছে তার মধ্যে দূরত্ব পরিমাপ করে। রেঞ্জ ফাইন্ডার হল 3-ওয়্যার সিরিজের সেন্সরগুলির মধ্যে একটি। এটিতে দুটি 3-তারের তার রয়েছে। একটি কালো, লাল এবং কমলা "আউটপুট" তার রয়েছে যা একটি 40KHz স্পিকারের শক্তিকে স্পন্দিত করে; এবং একটি কালো, লাল এবং হলুদ "ইনপুট" কেবল যা এর উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি মাইক্রোফোন রিসিভার থেকে একটি সংকেত ফেরত পাঠায়। (দ্রষ্টব্য: স্বাভাবিক শ্রবণের পরিসীমা সাধারণত 0.02 KHz এবং 20 KHz এর মধ্যে থাকে, তাই এই সেন্সর দ্বারা উত্পাদিত শব্দটি বেশিরভাগ লোকেরা যা শুনতে পারে তার থেকে ভাল হওয়া উচিত।)

3-ওয়্যার সেন্সরগুলি V5 রোবট মস্তিষ্ক বা কর্টেক্সের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। তাদের সেন্সর তারগুলি 3-ওয়্যার এক্সটেনশন তারগুলিব্যবহার করে প্রসারিত করা যেতে পারে।

আল্ট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার V5 ব্রেইনের সাথে কার্যকরী হওয়ার জন্য, উভয় সেন্সর তারের একটি V5 ব্রেইন 3-ওয়্যার পোর্টে সম্পূর্ণ ঢোকানো দরকার। আউটপুট কেবলটি একটি 3-ওয়্যার পোর্টে প্লাগ করা দরকার এবং ইনপুট কেবলটি পরের পরপর 3-ওয়্যার পোর্টে প্লাগ করা দরকার৷

উদাহরণস্বরূপ, সেন্সরে "আউটপুট" লেবেলযুক্ত (কালো, লাল এবং কমলা) কেবলটি 3-ওয়্যার পোর্ট A-তে প্লাগ করা যেতে পারে এবং তারপরে "INPUT" লেবেলযুক্ত (কালো, লাল এবং হলুদ) তারের প্রয়োজন হবে 3-ওয়্যার পোর্ট B-এ প্লাগ করা হবে।দ্রষ্টব্য: শুধুমাত্র নির্দিষ্ট জোড়া পোর্ট কাজ করবে (AB, CD, EF, এবং GH)।

আল্ট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডারটি অ্যাডভান্সড সেন্সর কিট -এ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে এবং এখানেকেনা যাবে।

রেঞ্জ ফাইন্ডার	দুটি ৩-তারের পোর্ট

আল্ট্রাসোনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার কিভাবে কাজ করে

আল্ট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার সেন্সর একটি রোবটকে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ তরঙ্গ ব্যবহার করে তার পথে বাধা শনাক্ত করতে সক্ষম করে। সেন্সরটি একটি 40KHz শব্দ তরঙ্গ নির্গত করে যা একটি প্রতিফলিত পৃষ্ঠ থেকে বাউন্স করে এবং সেন্সরে ফিরে আসে। তারপরে, তরঙ্গটি সেন্সরে ফিরে আসতে যে পরিমাণ সময় নেয় তা ব্যবহার করে, বস্তুর দূরত্ব গণনা করা যেতে পারে। এই প্রক্রিয়াটি নিচের অ্যানিমেশনে দেখানো হয়েছে।

রেঞ্জ ফাইন্ডারের ব্যবহারযোগ্য পরিসর হল 1.5" (3.0cm) এবং 115" (300cm) এর মধ্যে৷ যখন সেন্সর 1.5” এর কম সময়ে একটি বস্তুকে পরিমাপ করার চেষ্টা করে, তখন শব্দটি খুব দ্রুত প্রতিধ্বনিত হয় যাতে সেন্সর শনাক্ত করতে পারে এবং 115” এর বেশি শব্দের তীব্রতা সনাক্ত করতে খুব দুর্বল।

শব্দ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য এই পরিসরকে প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ, যে বস্তুটি সনাক্ত করা হচ্ছে তার যদি শক্ত পৃষ্ঠ না থাকে (যেমন 2016-2017 VRC গেমে ব্যবহৃত ফ্যাব্রিক বড় কিউব, স্টার স্ট্রাইক) শব্দ তরঙ্গ শোষিত হতে পারে এবং সেন্সর একটি সঠিক রিডিং নাও দিতে পারে .

উপরন্তু, যদি শনাক্ত করা বস্তুটি একটি বলের মতো গোলাকার হয় বা একটি অনিয়মিত আকৃতি থাকে, তাহলে শব্দ তরঙ্গগুলি বিক্ষিপ্ত হতে পারে এবং সেন্সর থেকে বিস্তৃত মান ফিরিয়ে আনতে পারে। যাইহোক, আল্ট্রাসোনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার একটি কার্যকর সঠিক পরিমাপ প্রদান করে যখন একটি সমতল শক্ত পৃষ্ঠের দূরত্ব পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়।

আল্ট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডারকে একটি প্রোগ্রামিং ভাষার সাথে যুক্ত করতে হবে যেমন VEXcode V5বা VEXcode Pro V5 একটি ব্যবহারকারী প্রোগ্রাম তৈরি করতে যাতে সেন্সর থেকে রোবটকে নিয়ন্ত্রণ করতে সেন্সর থেকে দূরত্বের মান ব্যবহার করা যায়। রেঞ্জ ফাইন্ডার ইঞ্চি বা মিলিমিটারে দূরত্ব পরিমাপ করতে পারে।

আল্ট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডারের সাধারণ ব্যবহারসমূহ:

একটি আল্ট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার হল এক ধরণের প্রক্সিমিটি সেন্সর যার মানে এটি স্পর্শ না করেই একটি বস্তু সনাক্ত করতে পারে। এর অর্থ হল সেন্সরটি আঘাত করার আগে রোবটের পথে একটি বাধা সনাক্ত করতে পারে। কিভাবে একটি অতিস্বনক রেঞ্জ ফাইন্ডার ব্যবহার করা যেতে পারে তার কিছু উদাহরণ অন্তর্ভুক্ত:

প্রতিবন্ধকতা পরিহার: একটি বস্তুর প্রাথমিক সনাক্তকরণের মাধ্যমে, একটি রোবটকে বাধা এড়াতে থামাতে বা ঘুরানোর জন্য প্রোগ্রাম করা যেতে পারে, এই বাধাটি কোনও ক্ষেত্রের উপাদান, গেমের অংশ বা অন্য রোবট হোক না কেন।

অনেক গাড়ি তাদের চলার পথে থাকা বস্তু শনাক্ত করতে এবং চালককে সতর্ক করতে বা বিপদ এড়ানোর ব্যবস্থা নিতে রেঞ্জ ফাইন্ডার ব্যবহার করে। নিচের অ্যানিমেশনটিতে দেওয়ালে ধাক্কা এড়ানোর জন্য আল্ট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডারের ব্যবহার দেখানো হয়েছে

অঙ্গভঙ্গি নিয়ন্ত্রণ: একটি আকর্ষণীয় শ্রেণীকক্ষের কার্যকলাপ হল অতিস্বনক রেঞ্জ ফাইন্ডারকে নির্দেশ করা যাতে একটি হাত সেন্সরের একটি নির্দিষ্ট দূরত্বের সীমার মধ্যে সরানো যায়। যখন রোবট এই গতি সনাক্ত করে তখন এটি তার আচরণ পরিবর্তন করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, এটি একটি ইভেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে সেন্সরের উপর হাত নাড়ানো পর্যন্ত রোবটটি সরবে না। বেশিরভাগ রোবোটিক্স গেমের নির্দিষ্ট নিয়ম রয়েছে যা ম্যাচের স্বায়ত্তশাসিত সময়কালে রোবটের সাথে এই ধরণের মানুষের মিথস্ক্রিয়া নিষিদ্ধ করে।

নেভিগেশন: রোবটের আচরণ নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি ফিডব্যাক কন্ট্রোল লুপ হিসেবে আল্ট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার ব্যবহার করা যেতে পারে। এর মধ্যে এমন আচরণ অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে, যেমন—দেয়াল থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে সরে গিয়ে থেমে যাওয়া, দেয়ালের দিকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব এগিয়ে গিয়ে তারপর ভিন্ন দিকে যাওয়ার জন্য মোড় নেওয়া, অথবা কোনো বস্তু থেকে সঠিক দূরত্বে থেমে যাওয়া, যাতে বাহু ও নখর বস্তুটি তুলে নেওয়ার জন্য একদম সঠিক অবস্থানে থাকে। নখরটির সামনে থাকা কোনো বস্তুকে শনাক্ত করতে এবং তারপর তুলে নিতে আলট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডারের ব্যবহার দেখতে নিচের অ্যানিমেশনটি দেখুন

যখন একটি রোবট নেভিগেট করার জন্য একটি আল্ট্রাসোনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার ব্যবহার করে, তখন এটি একটি আনুপাতিক প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করতে সহায়ক হতে পারে। এর মানে ত্রুটি (রোবটের লক্ষ্য দূরত্ব এবং এর প্রকৃত দূরত্বের মধ্যে পার্থক্য) ড্রাইভট্রেনের শতাংশ শক্তি সামঞ্জস্য করতে ব্যবহৃত হয়।

এর ফলে রোবটটি তার কাঙ্খিত দূরত্বের কাছাকাছি যাওয়ার সাথে সাথে এটি ধীর হয়ে যায় (কারণ ত্রুটিটি ছোট) যতক্ষণ না এটি নির্দিষ্ট লক্ষ্য দূরত্বে পৌঁছায় এবং থামে। এই কৌশলটি রোবটকে লক্ষ্য দূরত্ব অতিক্রম করতে সাহায্য করবে যা ঘটতে পারে যদি এর ভ্রমণের গতি খুব দ্রুত হয়।

একটি প্রতিযোগিতামূলক রোবটে আল্ট্রাসোনিক্স রেঞ্জ ফাইন্ডারের ব্যবহার:

আল্ট্রাসোনিক রেঞ্জ ফাইন্ডারগুলি প্রতিযোগিতামূলক রোবটে ব্যবহার করার সময় অত্যন্ত কার্যকর হতে পারে। বাধা এড়ানো এবং নেভিগেশন ছাড়াও যা ইতিমধ্যে উল্লেখ করা হয়েছে, কিছু উন্নত আচরণের জন্য রোবটে একজোড়া রেঞ্জ ফাইন্ডার মাউন্ট করা যেতে পারে। এই দুটি সেন্সরকে রোবটের একই পাশে মাউন্ট করতে হবে এবং একটি দূরত্ব দ্বারা আলাদা করতে হবে, যেমন তাদের একটি চ্যাসিসের পাশের বিপরীত কোণে স্থাপন করা।

ওরিয়েন্টেশন এবং টার্গেটিং: যখন দুটি আল্ট্রাসোনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার তাদের মধ্যে দূরত্ব সহ মাউন্ট করা হয়, তারা প্রত্যেকে ক্ষেত্রের ঘের প্রাচীর বা অন্যান্য সমতল ক্ষেত্রের উপাদানগুলির দুটি দূরত্ব পরিমাপ করতে পারে। সেন্সরগুলির মধ্যে নির্ধারিত দূরত্ব এবং দুটি পরিমাপ করা দূরত্বের মধ্যে যে কোনও পার্থক্য ব্যবহার করে V5 ব্রেইন প্রাচীরের রেফারেন্সে রোবটটি অভিমুখী কোণ গণনা করতে পারে।

পরিমাপগুলো রোবটের স্বয়ংক্রিয় পথের পরবর্তী ধাপ শুরু করার আগে তার কোণ সামঞ্জস্য করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, অথবা খেলার ঘুঁটি ছোড়ার আগে ফ্লাইহুইলের মতো কোনো নিক্ষেপকারী ম্যানিপুলেটরকে লক্ষ্যবস্তু নির্ধারণ ও সামঞ্জস্য করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি রোবট আর্মের সাথে সংযুক্ত আলট্রাসনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার কীভাবে একটি গেম অবজেক্টকে নির্ভুলভাবে লক্ষ্যে স্থাপন করে, তা দেখতে নিচের অ্যানিমেশনটি দেখুন।

সেকেন্ডারি যাচাইকরণ: অভিযোজন এবং লক্ষ্য নির্ধারণের জন্য বর্ণিত একই কৌশল ব্যবহার করে, দুটি আল্ট্রাসোনিক রেঞ্জ ফাইন্ডার রোবটের কোণ পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, কোণটি একটি জটিল স্বায়ত্তশাসিত পথ চলাকালীন একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে প্রাথমিক সেন্সর (যেমন একটি গাইরো/ইনর্শিয়াল সেন্সর) পরিমাপের রিডিং যাচাই করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

যদি রেঞ্জ ফাইন্ডারগুলি ইঙ্গিত করে যে রোবটটি তার প্রত্যাশিত অভিযোজন থেকে সরে গেছে, তবে প্রাথমিক সেন্সর ব্যবহার করে তার পথটি চালিয়ে যাওয়ার আগে রোবটটিকে দুটি রেঞ্জ ফাইন্ডারের রিডিং ব্যবহার করে সামঞ্জস্য এবং পুনরায় ক্যালিব্রেট করা যেতে পারে।

একটি অতিস্বনক রেঞ্জ ফাইন্ডার একটি সাধারণ আচরণের জন্য ব্যবহার করা হয় যেমন ঘেরের প্রাচীর থেকে 10” থামানো বা খেলার মাঠ জুড়ে একটি পতাকাকে আঘাত করার জন্য একটি বলকে নির্ভুলভাবে গুলি করার মতো একটি খুব জটিল ফাংশন, শব্দ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য যা ভিত্তি। সেন্সর এর পরিমাপ বিবেচনা করা প্রয়োজন. অন্য কথায়, বৃত্তাকার, অনিয়মিত আকৃতির, বা নরম শোষণকারী পৃষ্ঠের দূরত্ব পরিমাপ করার সময় অতিস্বনক রেঞ্জ ফাইন্ডার থেকে মানগুলি সামঞ্জস্যপূর্ণ বা নির্ভুল হওয়ার আশা করবেন না।

বেশিরভাগ সেন্সরগুলির মতো, অতিস্বনক রেঞ্জ ফাইন্ডারগুলি প্রাথমিকভাবে একটি ম্যাচের স্বায়ত্তশাসিত অংশের সময় ব্যবহার করা হয়, তবে কিছু সৃজনশীল চিন্তাভাবনার সাথে, শীর্ষ দলগুলি তাদের রোবটের ড্রাইভার নিয়ন্ত্রণ উন্নত করতে সেন্সর ব্যবহার করতে পারে।