Der Optical Sensor ist einer der leistungsstarken V5-Sensoren, die für die vollständige Integration in die V5-Robotikplattform konzipiert sind.
Beschreibung des Sensors
Der optische Sensor ist eine Kombination der folgenden Sensoren:
- Umgebungslichtsensor
- Farbsensor
- Näherungssensor
Farbinformationen sind als RGB (Rot, Grün, Blau), Farbton und Sättigung oder Graustufen verfügbar. Die Farberkennung funktioniert am besten, wenn das Objekt näher als 100 Millimeter (mm) ist.
Der Näherungssensor misst reflektierte IR-Energie (Infrarot), die von einer integrierten IR-LED stammt. Daher ändern sich die Werte mit dem Umgebungslicht und dem Reflexionsvermögen des Objekts.
Der optische Sensor verfügt über eine weiße LED, die die Farberkennung bei schlechten Lichtverhältnissen unterstützt.
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, in dem sich die optischen Sensoren befinden.
Damit der optische Sensor 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 optische Sensor 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 optische Sensor
Der optische Sensor empfängt Lichtenergie und wandelt diese in elektrische Signale um. Die interne Elektronik des Sensors (eine Hardware-Zustandsmaschine) wandelt diese Signale in Ausgangssignale um, die als Eingabe vom V5-Gehirn empfangen werden.
Wie vorab erwähnt:
- Die Farberkennung des Sensors funktioniert am besten, wenn das Objekt näher als 100 Millimeter (mm) oder etwa 3,9 Zoll ist.
- Der Näherungssensor misst die Intensität des reflektierten lR-Lichts. Dies führt dazu, dass sich die Werte je nach Umgebungslicht und Objektreflexion ändern.
Der optische Sensor 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 mit dem optischen Sensor verwendet werden, um:
- Schalten Sie das weiße LED-Licht des Sensors ein oder aus.
- Stellen Sie den Prozentsatz der Leistung des weißen LED-Lichts ein.
- Erkennen Sie ein Objekt.
- Erkennen Sie eine Farbe.
- Messen Sie die prozentuale Helligkeit des Umgebungslichts.
- Messen Sie den Farbton einer Farbe in Grad.
Aufbau des optischen Sensors
Platzierung.
Die Platzierung des optischen Sensors ist sehr wichtig, um genaue Messwerte zu erhalten. Stellen Sie sicher, dass sich keine Struktur am Roboter vor dem kleinen optischen Sensorfenster auf der Vorderseite des Sensors befindet. Zwischen dem zu messenden Objekt und dem Sensor muss vor dem Sensor ein freier Weg vorhanden sein.
Lesen optischer Sensorwerte.
Es ist hilfreich, den Geräteinfo-Bildschirm des V5 Robot Brain zu verwenden, um die Informationen anzuzeigen, die der optische Sensor zurückgibt. Dies kann mit dem an das Gehirn angeschlossenen Sensor mit den folgenden Schritten erfolgen:
Entfernen Sie die magnetische Displayschutzfolie des V5 Brain, schalten Sie das Brain ein und berühren Sie das Gerätesymbol.
Berühren Sie das Symbol für den optischen Sensor auf dem Bildschirm „Geräteinformationen“.
Farbmodus. Platzieren Sie ein Objekt vor dem optischen Sensor. Das Display zeigt die vom Sensor erkannte Helligkeit, die Nähe des Objekts und die Zahl für den Farbton des Objekts an. Durch Berühren des LED-Helligkeitsbereichs des Bildschirms ändert sich die Helligkeit der LED.
Hinweis: Stellen Sie sicher, dass das V5 Robot Brain über die neueste Firmware-Version verfügt.
Hinzufügen des optischen Sensors 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 optische Sensor als Gerät in VEXcode V5 hinzugefügt.
Wählen Sie das Gerätesymbol aus.
Wählen Sie „Gerät hinzufügen“.
Wählen Sie „OPTISCH“.
Wählen Sie den Smart Port aus, an den der optische Sensor am V5 Robot Brain angeschlossen ist.
Sobald der Port ausgewählt ist, wählen Sie „FERTIG“.
Hinweis: Es besteht die Möglichkeit, den Namen des optischen Sensors im Textfenster von „Optisch1“ in einen anderen Namen zu ändern.
Sobald der optische Sensor zu Ihrem Benutzerprogramm hinzugefügt wurde, steht ein neuer Satz Sensorbefehle zur Verfügung.
Weitere Informationen zu den Befehlen aus der Kategorie „Sensing“ im Zusammenhang mit dem optischen Sensor finden Sie in den Hilfeinformationen (Blocks-Projekt oder Python-Projekt).
Gängige Einsatzgebiete des optischen Sensors
Der optische Sensor 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 „Objekte erkennen (optisch)“, 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:
- Ein Objekt erkennen. Mit dieser Funktion kann Ihr Roboter ein Objekt erkennen, wenn es in die Reichweite des optischen Sensors 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.
Eine Farbe erkennen. Mit dieser Funktion kann Ihr Roboter die Farbe eines Objekts erkennen. Eine unterhaltsame Unterrichtsaktivität wäre es, im Baumarkt einige Farbmuster in verschiedenen Farben (Rot, Grün, Blau, Gelb, Orange, Lila, Cyan) zu besorgen und zu prüfen, ob der Farbton die Erkennung beeinflusst.
- Messen Sie die prozentuale Helligkeit des Umgebungslichts. Mit dieser Funktion kann Ihr Roboter die Helligkeit des Lichts um ihn herum messen. Eine unterhaltsame Aktivität im Klassenzimmer besteht darin, mit dieser Funktion die Lichtmenge in einem Raum zu messen, wobei die Beleuchtung im Klassenzimmer eingeschaltet und die Beleuchtung im Klassenzimmer ausgeschaltet ist. Schreiben Sie dann ein benutzerdefiniertes Benutzerprogramm, sodass Ihr Roboter im Kreis fährt, wenn das Licht im Raum eingeschaltet wird, und wenn das Licht ausgeschaltet wird, stoppt Ihr Roboter.
Den Farbton einer Farbe in Grad messen. Mit dieser Funktion kann Ihr Roboter eine Zahl für den Farbton eines Objekts angeben. Der optische Sensor meldet den entsprechenden Farbtonwert in Grad von 0 bis 359 basierend auf dem Farbrad unten. Dies ermöglicht eine genauere Messung der Farbe im Vergleich zu einer allgemeinen Rot-, Grün- oder Blaubezeichnung. Eine unterhaltsame Unterrichtsaktivität wäre es, den Farbton verschiedener Objekte im Raum zu messen und herauszufinden, welcher Schüler das Objekt mit der höchsten Farbtonzahl finden kann.
Einsatzmöglichkeiten des optischen Sensors bei einem Wettkampfroboter
Der optische Sensor wird Wettbewerbsrobotern einen hervorragenden Wettbewerbsvorteil verschaffen. Die Fähigkeit, Objekte und ihre Farbe zu erkennen, wird bei der Gestaltung autonomer Routinen viele Informationen liefern.
Das Vorhandensein und der Farbton eines Objekts liefern hilfreiche Informationen bei der Erkennung von Spielfiguren und/oder Zielen.
Beispielsweise könnte im VEX Robotics Competition Game 2020–2021, Change Up, ein optischer Sensor angewinkelt werden, um den Boden vor dem Einlass Ihres Roboters zu scannen. Sobald einer der farbigen Bälle Ihrer Allianz erkannt wird, könnte dieser automatisch die Aufnahme des Roboters einschalten und den Ball aufnehmen.
Unabhängig von der Anwendung, für die der optische VEX-Sensor eingesetzt wird, besteht kein Zweifel, dass er für Teams eine willkommene Ergänzung sein wird. Die Funktion der Sensorwerte bleibt der Fantasie des Benutzers überlassen.
Der optische Sensor ist auf der VEX-Websiteverfügbar.