Der optische IQ-Sensor ist einer der leistungsstarken IQ-Sensoren, die für die vollständige Integration in die IQ-Robotikplattform konzipiert sind.
Beschreibung des Sensors
Der IQ Optical Sensor ist eine Kombination der folgenden Sensoren:
- Umgebungslichtsensor: Meldet die aktuelle Menge an Umgebungslicht, die der Sensor erkennt. Dies können die Helligkeitsstufen eines Raums oder die Helligkeit eines bestimmten Objekts sein.
- Farbsensor: 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.
- Näherungssensor: 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 enthält außerdem weiße LEDs.
Diese LEDs können ein- und ausgeschaltet oder auf einen bestimmten Prozentsatz der Helligkeit eingestellt werden.
Dies sorgt für eine gleichmäßige Lichtquelle bei der Farberkennung, unabhängig von den Umgebungslichtbedingungen.
Die Rückseite des Sensorgehäuses verfügt über fünf Löcher, 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 IQ Brain funktioniert, müssen der Smart Port des Sensors und der Smart Port eines IQ Brain über ein Smart Cable verbunden werden.
Der optische Sensor funktioniert mit jedem der 12 Smart Ports am IQ Brain.
Wenn Sie ein IQ Smart Cable an die Anschlüsse anschließen, stellen Sie 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 IQ-Sensor empfängt Lichtenergie und wandelt die Energie in elektrische Signale um. Die interne Elektronik des Sensors (eine Hardware-Zustandsmaschine) wandelt diese Signale in Ausgangssignale um, die als Eingabe vom IQ Brain 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 dem VEXcode IQ gekoppelt werden, um ein Benutzerprogramm für das IQ Brain zu erstellen, das die Messwerte des Sensors zur Steuerung des Roboterverhaltens nutzt.
Das IQ Brain kann zusammen mit einem Benutzerprogramm mit dem optischen Sensor verwendet werden, um:
- Schalten Sie die weißen LED-Leuchten des Sensors ein oder aus.
- Stellen Sie den Leistungsprozentsatz der weißen LED-Leuchten 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.
Vor dem Sensor muss ein freier Weg zwischen dem zu messenden Objekt und dem Sensor vorhanden sein.
Lesen optischer Sensorwerte
Es ist hilfreich, den Gerätebildschirm des IQ Brain zu verwenden, um die Informationen anzuzeigen, die der optische Sensor meldet.
- LED: der aktuelle Helligkeitsprozentsatz der LEDs. 0 ist ausgeschaltet und 100 % ist vollständig eingeschaltet.
- BRT: der Prozentsatz der Helligkeit des Umgebungslichts im Raum oder eines Objekts
- PROX: die Nähe eines Objekts als nah oder fern
-
Farbton: ein Farbtonwert zwischen 0 und 359 Grad. Jeder Farbtonwert hat eine Farbtonzuordnung.
Befolgen Sie die Schritte in diesem Artikel, um das Sensor-Dashboard zu verwenden.
Hinzufügen des optischen Sensors als Gerät in VEXcode IQ
Wenn ein Sensor mit einer Programmiersprache verwendet wird, muss er in dieser Sprache konfiguriert werden.
Mit VEXcode IQ wird dies durch die Verwendung der Funktion „Gerät hinzufügen“ im Fenster „Geräte“ erreicht.
Um den optischen Sensor zur Konfiguration hinzuzufügen, befolgen Sie die Schritte in diesem Artikel.
Sobald der optische Sensor zu Ihrem Projekt hinzugefügt wurde, wird ein neuer Satz Sensorblöcke verfügbar.
Weitere Informationen zu den Blöcken aus der Kategorie „Erfassung“, die sich auf den optischen Sensor beziehen, finden Sie in den Hilfeinformationen (Blöcke-Projekt oder C++-Projekt).
Gängige Einsatzgebiete des optischen Sensors
Der optische Sensor kann mehrere Messungen erzeugen, die zur Änderung des Verhaltens des Roboters verwendet werden können. 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.
Das links gezeigte Beispielprojekt wird verwendet, um einen Roboter mit einem an der Vorderseite angebrachten optischen Sensor so zu codieren, dass er fährt, bis er ein Objekt erkennt, beispielsweise einen Würfel, und dann anhält, sobald das Objekt vom optischen Sensor erkannt wird.
Erkennen einer Farbe
Der optische Sensor ermöglicht Ihrem Roboter außerdem, die Farbe eines Objekts zu erkennen.
Wenn eine Touch-LED am Roboter angebracht und mit dem optischen Sensor verwendet wird, kann der Roboter so codiert werden, dass er sich dreht, bis er ein Objekt, beispielsweise einen farbigen Würfel, erkennt.
Beispielsweise könnte der Roboter so programmiert werden, dass er 5 Sekunden lang stehen bleibt und die Touch-LED so programmiert werden, dass sie in der Farbe des erkannten Objekts leuchtet.
Umgebungslicht messen
Mit dieser Funktion kann Ihr Roboter die Helligkeit des Lichts um ihn herum messen.
Das links gezeigte Beispielprojekt dient dazu, einen Roboter im Kreis zu fahren, wenn das Licht in einem Raum eingeschaltet ist, und den Roboter am Fahren zu hindern, wenn das Licht ausgeschaltet ist.
Messen Sie den Farbtonwert
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 links.
Dies ermöglicht eine genauere Messung der Farbe im Vergleich zu einer allgemeinen Rot-, Grün- oder Blaubezeichnung.
Verwendung des optischen Sensors an einem Wettbewerbsroboter
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 bei der VEX IQ Challenge 2021–2022, „Pitching In“, ein optischer Sensor angewinkelt werden, um den Einlass Ihres Roboters zu scannen.
Sobald ein Ball im Einlass erkannt wird, könnte dieser automatisch den Arm des Roboters einschalten, um den Ball abzuwerfen.
Unabhängig von der Anwendung, für die der optische Sensor VEX IQ verwendet wird, besteht kein Zweifel daran, dass er eine willkommene Ergänzung für Teams sein wird.
Die Funktion der Sensorwerte bleibt der Fantasie des Benutzers überlassen.