Der Distance Sensor ist einer der leistungsstarken V5-Sensoren, die für die vollständige Integration in die V5-Robotikplattform konzipiert sind. Dieser Sensor verwendet einen klassenzimmersicheren Laserlichtimpuls, um den Abstand von der Vorderseite des Sensors zu einem Objekt zu messen.
Beschreibung
Mit dem Abstandssensor können Sie außerdem ein Objekt erkennen und die relative Größe des Objekts bestimmen. Die ungefähre Größe eines Objekts wird als klein, mittel oder groß angegeben.
Mithilfe des Sensors lässt sich die Annäherungsgeschwindigkeit eines Roboters berechnen. Die Annäherungsgeschwindigkeit misst die Geschwindigkeit des Roboters/Sensors, während er sich auf das Objekt zubewegt.
Das Gehäuse dieses Sensors verfügt über zwei Montagelaschen mit Langlöchern, um eine flexible Montage des Sensors an einem Roboter zu ermöglichen.
Auf der Vorderseite des Sensors befindet sich ein kleines Fenster, durch das der Laserstrahl ausgesandt und dann empfangen wird, um die Entfernung zu messen.
Die Breite des Distanzsensors ermöglicht seine Einbettung in ein Stück des C-Kanals.
Hinweis: Für diese Befestigung muss ein 1/4-Zoll-Abstandshalter (275 - 1013) oder ein 8 Millimeter (mm) Kunststoff-Abstandshalter (276-2019) verwendet werden, um Platz für den V5 Smart Port zu schaffen.
Damit der Abstandssensor mit dem V5 Robot Brain funktioniert, müssen der V5 Smart Port des Sensors und der Smart Port eines V5 Robot Brain mit einem V5 Smart Cable verbunden werden. Der Abstandssensor funktioniert mit jedem der 21 Smart Ports des V5 Robot Brain. Stellen Sie beim Anschließen eines V5 Smart Cable an die Anschlüsse sicher, dass der Stecker des Kabels vollständig in den Anschluss eingesteckt ist und die Verriegelungslasche des Steckers vollständig eingerastet ist.
So funktioniert der Distanzsensor
Der Distanzsensor sendet einen klassenzimmersicheren Laserlichtimpuls aus und misst die Zeit, die der Impuls benötigt, um reflektiert zu werden. Dies ermöglicht eine Entfernungsberechnung.
Der Laser der Klasse 1 des Sensors ähnelt den Lasern, die in modernen Mobiltelefonen zur Kopferkennung verwendet werden. Der Laser ermöglicht dem Sensor ein sehr schmales Sichtfeld, sodass die Erkennung immer direkt vor dem Sensor erfolgt.
Der Messbereich des Distanzsensors beträgt 20 Millimeter (mm) bis 2.000 Millimeter (mm) (0,79 Zoll bis 78,74 Zoll). Unterhalb von 200 Millimetern (mm) beträgt die Genauigkeit etwa +/‐15 Millimeter (mm); über 200 Millimeter (mm) beträgt die Genauigkeit etwa 5 %.
Der Distanzsensor muss mit einer Programmiersprache wie VEXcode V5 oder VEXcode Pro V5 gekoppelt werden, um ein Benutzerprogramm für das V5 Robot Brain zu erstellen, das die Messwerte des Sensors zur Steuerung des Verhaltens des Roboters nutzt.
Das V5 Brain kann zusammen mit einem Benutzerprogramm verwendet werden, um die Messwerte des Abstandssensors umzuwandeln in:
- Abstand zu einem Objekt, gemessen in Millimetern oder Zoll.
- Objektgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde.
- Die Objektgröße ist klein, mittel oder groß.
- Objekt gefunden.
Aufbau des Distanzsensors
Platzierung: Die Platzierung des Abstandssensors ist für seine genauen Messwerte sehr wichtig. Stellen Sie sicher, dass sich keine Struktur am Roboter vor dem kleinen Laserfenster auf der Vorderseite des Sensors befindet. Zwischen dem zu messenden Objekt und dem Sensor muss vor dem Sensor ein freier Weg vorhanden sein.
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Werte des Abstandssensors lesen: Es ist hilfreich, den Bildschirm „Geräteinformationen“ auf dem V5 Robot Brain zu verwenden, um die Werte anzuzeigen, die der Abstandssensor zurückgibt. Dies kann mit dem an das Gehirn angeschlossenen Sensor folgendermaßen erfolgen:
Entfernen Sie die magnetische Displayschutzfolie des V5 Brain, schalten Sie das Brain ein und berühren Sie das Gerätesymbol.
Berühren Sie das Abstandssensor-Symbol auf dem Bildschirm „Geräteinformationen“.
Platzieren Sie ein Objekt vor dem Abstandssensor oder richten Sie den Sensor auf eine Wand und beobachten Sie seine Messungen. Der angezeigte Bereich und die Einheiten, mm oder Zoll, können durch Berühren des Bildschirms geändert werden.
Hinweis: Stellen Sie sicher, dass V5 Robot Brain über die neueste Version der Firmwareverfügt.
Hinzufügen des Distanzsensors als Gerät in VEXcode V5
Wenn ein Sensor mit einer Programmiersprache verwendet wird, muss er in dieser Sprache konfiguriert werden. Bei VEXcode V5 und VEXcode Pro V5wird dies durch die Funktion „Gerät hinzufügen“ erreicht. Als Beispiel hierfür wird in den folgenden Schritten der Abstandssensor als Gerät in VEXcode V5 hinzugefügt.
Wählen Sie das Gerätesymbol aus.
Wählen Sie „Gerät hinzufügen“.
Wählen Sie „Entfernung“.
Wählen Sie den Smart Port aus, an den der Distanzsensor am V5 Robot Brain angeschlossen ist.
Sobald der Port ausgewählt ist, wählen Sie „FERTIG“.
Hinweis: Es besteht die Möglichkeit, den Namen des Distanzsensors im Textfenster von Distanz1 in einen anderen Namen zu ändern.
Sobald der Distanzsensor zu Ihrem Benutzerprogramm hinzugefügt wurde, steht ein neuer Satz Sensorbefehle zur Verfügung.
Gängige Einsatzmöglichkeiten des Distanzsensors
Der Abstandssensor kann mehrere Messungen erzeugen, die zur Änderung des Verhaltens des Roboters verwendet werden können.
Diese Funktionen können entweder mit Folgendem verwendet werden:
- Die Option „Geräteinfo“ auf dem V5 Robot Brain.
- Verwendung des Beispielprojekts „Distance Sensing“, das in der Option „Beispiele öffnen“ im Menü „Datei“ von VEXcode V5 zu finden ist.
- Schreiben eines benutzerdefinierten Benutzerprogramms mit einem der VEXcode-Programme.
Zu diesen Funktionen gehören:
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- Abstand zu einem Objekt, gemessen in Millimetern oder Zoll. Dies ermöglicht eine Messung zwischen der Vorderseite des Abstandssensors und einem Objekt oder einer Barriere/Wand. Eine unterhaltsame Herausforderung im Klassenzimmer wäre es, mit dem Abstandssensor den Abstand zwischen Ihrem Roboter und der Wand zu messen. Messen Sie dann den Abstand mit einer anderen Methode, beispielsweise einem Maßband, und vergleichen Sie die beiden Messungen.
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Objektgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde. Dies liefert eine Messung der Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde für ein Objekt, das sich Ihrem Roboter nähert, oder für Ihr Roboter, das sich einem Objekt nähert. Eine unterhaltsame Herausforderung im Klassenzimmer wäre es, ein benutzerdefiniertes Benutzerprogramm zu schreiben, um die Höchstgeschwindigkeit Ihres Roboters zu messen, während Sie ihn gegen eine Wand fahren.
- Beachten Sie, dass Objekte, die sich auf den Sensor zubewegen (sei es Ihr Sensor, der sich auf ein stationäres Objekt zubewegt oder umgekehrt), eine positive Geschwindigkeit melden, während Objekte, die sich vom Sensor wegbewegen (egal, ob es sich dabei wiederum um Ihren Sensor handelt, der sich von einem stationären Objekt wegbewegt oder umgekehrt). umgekehrt) wird eine negative Zahl melden. Es ist wichtig zu verstehen, dass der Sensor dazu in der Lage ist, weil er einfach die Änderungsrate der vom Sensor erfassten Entfernung im Laufe der Zeit misst, was für den Laien Meter/Sekunde oder Geschwindigkeit ist.
Die folgenden beiden Bilder zeigen die Seite „Geräteinformationen“, wenn der Abstandssensor ausgewählt ist. Das erste Bild ist ein Beispiel für ein Objekt, das sich auf den Sensor zubewegt, während das zweite Bild ein Objekt zeigt, das sich vom Sensor wegbewegt. Beachten Sie jeweils die Vorzeichenkonventionen der Geschwindigkeit.
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Die Objektgröße ist klein, mittel oder groß. Mit dieser Funktion kann Ihr Roboter ein Objekt je nach Sensormesswert als klein, mittelgroß oder groß identifizieren. Eine unterhaltsame Herausforderung im Klassenzimmer wäre es, den Geräteinformationsbildschirm des V5 Robot Brain zu verwenden und verschiedene Objekte in einem festgelegten Abstand, beispielsweise einem Meter, zu platzieren, um zu sehen, ob der Sensor das Objekt als klein, mittel oder groß erkennt.
Hinweis: Die Objektgröße ist eine Schätzung und kann durch das Reflexionsvermögen des Objekts beeinflusst werden.
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Die Objektgröße ist klein, mittel oder groß. Mit dieser Funktion kann Ihr Roboter ein Objekt je nach Sensormesswert als klein, mittelgroß oder groß identifizieren. Eine unterhaltsame Herausforderung im Klassenzimmer wäre es, den Geräteinformationsbildschirm des V5 Robot Brain zu verwenden und verschiedene Objekte in einem festgelegten Abstand, beispielsweise einem Meter, zu platzieren, um zu sehen, ob der Sensor das Objekt als klein, mittel oder groß erkennt.
Ein Objekt gefunden. Mit dieser Funktion kann Ihr Roboter ein Objekt erkennen, wenn es in die Reichweite des Abstandssensors gelangt. Eine unterhaltsame Herausforderung im Klassenzimmer wäre es, Objekte mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen vor dem Sensor zu platzieren, beispielsweise einen Block aus schwarzem Schaumgummi oder eine glänzende Kugel aus Aluminiumfolie, um zu sehen, ob die Oberfläche des Objekts einen Einfluss auf die Erkennung hat.
Einsatzmöglichkeiten des Distanzsensors bei einem Wettkampfroboter:
Der Distanzsensor wird Wettbewerbsrobotern einen überlegenen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Die Fähigkeit, den Abstand zur Begrenzungswand zu erkennen und die Geschwindigkeit eines Roboters zu messen, wird bei der Gestaltung autonomer Routinen viele Informationen liefern.
Die Objekterkennung und die Bestimmung der relativen Größe des Objekts liefern hilfreiche Informationen bei der Erkennung von Spielfiguren und/oder Zielen.
Beispielsweise könnte im VEX Robotics Competition Game 2020–2021, Change Up, ein Abstandssensor angewinkelt werden, um den Boden vor dem Einlass Ihres Roboters zu scannen. Sobald einer der im Spiel verwendeten Bälle erkannt wird, könnte dieser automatisch die Aufnahme des Roboters einschalten und den Ball aufnehmen.
Unabhängig von der Anwendung, für die der VEX-Distanzsensor verwendet wird, besteht kein Zweifel, dass er für Teams eine willkommene Ergänzung sein wird. Die Funktion der Sensorwerte bleibt der Fantasie des Benutzers überlassen.
Der Distanzsensor ist auf der VEX-Websiteverfügbar.