Descripción
El Line Tracker es un sensor analógico que consta de un LED infrarrojo y un sensor de luz infrarroja. Tiene un solo orificio de montaje y está diseñado para montarse debajo del chasis de un robot. El Line Tracker permite que un robot siga una ruta marcada previamente. Es uno de los sensores de la serie 3-Wire.
Los sensores de 3 hilos son compatibles con el cerebro del robot V5 o la corteza. Su cable de sensor se puede extender utilizando un cable de extensión de 3 hilos.
Para que el Line Tracker funcione con el V5 Brain, el cable del sensor debe insertarse completamente en un puerto V5 Brain de 3 hilos.
El Line Tracker viene en el kit de sensores Advance o en un paquete de 3 y se puede comprar aquí.
| Line Tracker | Cable del sensor completamente insertado |
Cómo funciona el rastreador de líneas
El Line Tracker funciona iluminando una superficie con su LED de luz infrarroja y luego el sensor de luz infrarroja mide la radiación infrarroja reflejada. En función de la intensidad de la radiación reflejada, el Line Tracker puede determinar qué tan clara u oscura está la superficie debajo del sensor.
Las superficies de color claro reflejarán más luz infrarroja que las superficies oscuras y aparecerán más brillantes para el sensor. Esto permite que el sensor detecte una línea oscura en una superficie pálida o una línea pálida en una superficie oscura.
El Line Tracker es un sensor analógico que significa que el sensor infrarrojo devolverá un valor entre 0v y 5v de voltaje al Cerebro V5 dependiendo de la radiación infrarroja reflejada. El cerebro V5 convierte este valor en un porcentaje de reflectividad. Este tipo de medición requiere un umbral adecuado de diferencia entre los tonos de reflectividad para seguir con éxito una línea.
Por ejemplo, el Line Tracker no seguirá una tira de cinta eléctrica negra colocada en las fichas de campo de competición VEX de color gris oscuro porque el sensor devolverá porcentajes de reflexión demasiado juntos para un umbral de diferencia. Sin embargo, una tira de cinta eléctrica blanca en las fichas de campo de competición VEX proporcionará una gran diferencia en los valores y un umbral adecuado para que el robot rastree la cinta.
El Line Tracker debe emparejarse con un lenguaje de programación como VEXcode V5 o VEXcode Pro V5 para crear un programa de usuario para que Brain use el valor del porcentaje de reflectividad para controlar el robot.
Nota: el bloque (Reflectividad de) devolverá una versión diferente del valor del rastreador de línea que la lectura en el panel V5.
Colocación de los sensores
La colocación de los Line Trackers es fundamental para el funcionamiento de los sensores. El rango para el Line Tracker es de aproximadamente 0.02" a 0.25" por encima de la superficie que está midiendo. Su sensibilidad óptima a 3 mm (aproximadamente 1/8") y el sensor deben colocarse lo más cerca posible de esta distancia de la superficie.
Colocar un Line Tracker en un robot por encima de 0.25" (como colocar el sensor directamente debajo de una transmisión con ruedas de 4") producirá un conjunto de valores muy deficiente debido al bajo nivel de intensidad infrarroja reflejada.
Además de la distancia sobre la superficie del sensor, se debe considerar la distancia desde el punto de pivote de rotación del robot. Por lo general, este punto de pivote está en el centro del robot para un robot con tracción en las cuatro ruedas y centrado entre las dos ruedas de un robot con tracción en las dos ruedas.
Cuanto más cerca esté el Line Tracker del punto de pivote, más tendrá que pivotar el robot para desplazar el sensor. Sin embargo, es posible colocar los Line Trackers demasiado lejos del punto de pivote, donde solo se necesitará un ligero pivote para desplazar el sensor.
El tiempo de respuesta para el rastreador de línea es de 50 Hz. Si la velocidad de desplazamiento del robot es demasiado grande, combinada con una gran distancia del sensor desde el punto de pivote del robot, el tiempo de respuesta del Line Tracker puede no ser lo suficientemente grande como para que el sensor siga una línea.
También debe tenerse en cuenta que el ancho de línea mínimo que el rastreador de línea puede detectar es de 0,25pulgadas.
Usos comunes del rastreador de línea:
Los rastreadores de línea se pueden usar como una sola unidad, un par de rastreadores de línea o como un conjunto de tres rastreadores de línea para seguir una línea.
Unidad individual: Un rastreador de una sola línea generalmente está programado para girar hacia una línea hasta que detecte la línea. Luego, el robot se aleja de la línea que se mueve ligeramente hacia adelante y luego se vuelve hacia la línea.
Esto produce un movimiento muy lento y espasmódico a lo largo de la línea. Sin embargo, es la lógica de programación más fácil de usar porque solo está verificando una sola condición de control de retroalimentación: ¿se detecta la línea o no?
Par de rastreadores de línea: se pueden montar dos rastreadores de línea para que la distancia que los separa sea ligeramente más ancha que el ancho de la línea que están siguiendo. El robot se coloca con un sensor a cada lado de la línea. Cuando cualquiera de los rastreadores de línea detecta la línea, el programa de usuario hace que el robot gire de nuevo la línea entre los dos sensores.
Esta configuración produce un movimiento más suave para el robot. Sin embargo, esta configuración necesita una programación más avanzada para funcionar.
| Detección de línea con un conjunto de tres rastreadores de línea |
Conjunto de tres: se puede montar una serie de tres rastreadores de línea para que el rastreador central pueda detectar la línea y los dos rastreadores laterales se monten justo desplazados a cada lado de la línea. En esta configuración, tan pronto como el sensor central no detecte la línea y uno de los sensores laterales detecte la línea, el robot girará para volver a colocar la línea debajo del sensor central.
La principal ventaja del conjunto de tres Line Trackers sobre un par de sensores es: si los tres Line Tackers no detectan una línea, se puede programar que el robot se detenga. Una vez que el robot se ha detenido, puede comenzar a escanear hacia adelante y hacia atrás tratando de encontrar la línea de nuevo. Esta configuración requiere tres bucles de control de retroalimentación y varias condiciones diferentes, lo que la convierte en la lógica más compleja de las tres opciones.
Otros usos
Las tres configuraciones de Line Tracker se pueden usar para avanzar directamente hasta que detecten una línea y luego se detengan.
El par de Line Trackers y el conjunto de tres se pueden programar para seguir una línea y detectar una línea transversal. Las líneas cruzadas a lo largo de la ruta de la línea principal se pueden usar para cambiar el comportamiento del robot. Por ejemplo, si la superficie de desplazamiento está marcada con una cuadrícula de líneas, el robot podría programarse para seguir una línea, detectar tres líneas transversales de la cuadrícula y luego girar a la derecha en la cuarta línea transversal para seguir esa línea.
Usos de los rastreadores de línea en un robot de competición:
El campo de juego de la Competencia de Robótica VEX de cada año tiene un conjunto diferente de líneas de cinta eléctrica blanca colocadas. Por lo general, marcan diferentes zonas en el campo. Las líneas también pueden ser utilizadas por los Line Trackers durante el período autónomo. Algunos tipos de uso para las líneas de campo incluyen:
Anotación: los rastreadores de línea de un robot pueden usar líneas de gol en el campo para detectar zonas de anotación y luego alinearse en ellas para anotar objetos de juego en el área, como con las líneas de gol en el juego 2015-2016, Nothing But Net.
Localización de piezas de juego: muchas veces las piezas de juego se encuentran a lo largo de una línea de campo. Los Line Trackers se pueden usar para seguir una línea para localizar una pieza de juego, recogerla y luego anotar. Un ejemplo de esto fue con los cubos grandes de tela que se colocaron en la línea que separa la zona cercana y la zona lejana durante el juego 2016-2017, Starstruck.
Alineación: los rastreadores de línea se pueden utilizar para alinear un robot a lo largo de una línea de campo para realizar alguna tarea o recalibrar su posición en el campo. En el juego 2018-2019, Turning Point, las líneas de la zona de expansión podrían usarse para alinear el robot para que los Caps pudieran obtener una puntuación alta.
Navegación: Como se mencionó anteriormente, los Line Trackers se pueden utilizar para seguir una línea o detener el robot cuando se detecta una línea. Un ejemplo de esto podría haberse utilizado en el juego 2019-2020, Tower Takeover, Line Trackers podría haber evitado que un robot pasara por encima de la Línea Autónoma y perdiera el Bono Autónomo de su Alianza.
Detección de objetos: un rastreador de línea se puede montar al ras entre dos piezas de metal estructural dentro de una garra, un sistema de transporte o un sistema de deslizamiento. A medida que una pieza de juego se desliza sobre el Line Tracker, el sensor puede detectar el objeto.
Muchos juegos tienen obstáculos en el campo en los que los Line Trackers pueden quedar atrapados, por lo que es importante tener esto en cuenta al diseñar el robot. Por ejemplo, colocar los Line Trackers directamente entre un conjunto de ruedas puede ayudar a transportarlos sobre la mayoría de los obstáculos.