Descripción
El Telémetro Ultrasónico es un sensor que utiliza sonido ultrasónico para la ecolocalización para medir la distancia entre el sensor y el objeto desde el que se refleja el sonido. El Range Finder es uno de los sensores de la serie de 3 cables. Tiene dos Cables de 3 Hilos. Hay un cable de “Salida” negro, rojo y naranja que envía energía a un altavoz de 40 KHz; y un cable de “entrada” negro, rojo y amarillo que envía una señal desde su receptor de micrófono de alta frecuencia. (Nota: el rango de audición normal suele estar entre 0,02 KHz y 20 KHz, por lo que el sonido producido por este sensor debe estar muy por encima de lo que la mayoría de las personas pueden oír).
Los sensores de 3 cables son compatibles con el cerebro del robot V5 o Cortex. Los cables de sus sensores se pueden extender usando Cables de extensión de 3 hilos.
Para que el telémetro ultrasónico funcione con el V5 Brain, ambos cables del sensor deben estar completamente insertados en los puertos3 cables V5 Brain. El cable de salida debe conectarse a un puerto de 3 cables y el cable de entrada debe conectarse al siguiente puerto de 3 cables consecutivo.
Por ejemplo, el cable (negro, rojo y naranja) con la etiqueta "SALIDA" en el sensor podría conectarse al puerto A de 3 cables, y luego el cable (negro, rojo y amarillo) con la etiqueta "ENTRADA" deberá conectarse debe enchufarse al puerto B de 3 cables.Nota: solo funcionarán pares de puertos específicos (AB, CD, EF y GH).
El telémetro ultrasónico está incluido en el kit de sensor avanzado y también se puede comprar aquí.
| Buscador de rango | Dos puertos de 3 cables |
Cómo funciona el telémetro ultrasónico
El sensor ultrasónico Range Finder permite a un robot detectar obstáculos en su camino mediante el uso de ondas sonoras de alta frecuencia. El sensor emite una onda sonora de 40 KHz que rebota en una superficie reflectante y regresa al sensor. Luego, utilizando la cantidad de tiempo que tarda la onda en regresar al sensor, se puede calcular la distancia al objeto.
El alcance utilizable del telémetro es entre 1,5” (3,0 cm) y 115” (300 cm). Cuando el sensor intenta medir un objeto a menos de 1,5”, el sonido se repite demasiado rápido para que el sensor lo detecte y mucho más allá de 115” la intensidad del sonido es demasiado débil para detectarlo.
Las propiedades de las ondas sonoras afectan este rango. Por ejemplo, si el objeto que se está detectando no tiene una superficie dura (como los cubos grandes de tela utilizados en el juego VRC 2016-2017, Star strike), las ondas sonoras pueden ser absorbidas y el sensor puede no devolver una lectura precisa. .
Además, si el objeto que se detecta es esférico como una pelota o tiene una forma irregular, las ondas sonoras pueden dispersarse y provocar que el sensor devuelva una amplia gama de valores. Sin embargo, el telémetro ultrasónico proporciona una medición precisa y útil cuando se utiliza para medir la distancia a una superficie plana y dura.
El telémetro ultrasónico debe emparejarse con un lenguaje de programación como VEXcode V5o VEXcode Pro V5 para crear un programa de usuario para que Brain utilice el valor de distancia del sensor para controlar el robot. El telémetro puede medir distancias en pulgadas o milímetros.
Usos comunes de un telémetro ultrasónico:
Un telémetro ultrasónico es un tipo de sensor de proximidad que significa que puede detectar un objeto sin tocarlo. Esto significa que el sensor puede detectar un obstáculo en el camino del robot antes de chocar contra él. Algunos ejemplos de cómo se puede utilizar un telémetro ultrasónico incluyen:
Evitación de obstáculos: Mediante la detección temprana de un objeto, se puede programar un robot para que se detenga o gire para evitar la obstrucción, ya sea que este obstáculo sea un elemento del campo, una pieza de juego u otro robot.
Muchos automóviles utilizan telémetros ultrasónicos para detectar objetos en su camino y alertar al conductor o tomar medidas evasivas.
Control de gestos: Una actividad interesante en el aula es orientar el telémetro ultrasónico de manera que se pueda mover una mano dentro de un cierto rango de distancia del sensor. Cuando el robot detecta este movimiento puede cambiar su comportamiento. Por ejemplo, esto podría usarse como un evento en el que el robot no se moverá hasta que pase una mano sobre el sensor. La mayoría de los juegos de robótica tienen reglas específicas que prohíben este tipo de interacción humana con el robot durante el período autónomo del partido.
Navegación: Se puede utilizar un telémetro ultrasónico como bucle de control de retroalimentación para controlar el comportamiento del robot. Estos podrían ser comportamientos como alejarse una cierta distancia de una pared y detenerse, moverse una cierta distancia hacia una pared y luego girar para viajar en una dirección diferente, o detenerse a la distancia correcta de un objeto para que un brazo y una garra estén justo a la misma altura. la posición correcta para recoger el objeto.
Cuando un robot utiliza un telémetro ultrasónico para navegar, puede resultar útil utilizar un control de retroalimentación proporcional. Esto significa que el error (la diferencia entre la distancia objetivo del robot y su distancia real) se utiliza para ajustar el porcentaje de potencia al tren motriz.
Esto hace que el robot disminuya la velocidad a medida que se acerca a la distancia deseada (porque el error es menor) hasta que alcanza la distancia objetivo especificada y se detiene. Esta técnica ayudará al robot a no sobrepasar la distancia objetivo, lo que puede ocurrir si su velocidad de desplazamiento es demasiado rápida.
Usos de los telémetros ultrasónicos en un robot de competición:
Los telémetros ultrasónicos pueden resultar extremadamente útiles cuando se utilizan en un robot de competición. Además de evitar obstáculos y navegar como ya se han mencionado, se pueden montar un par de telémetros en el robot para algunos comportamientos avanzados. Estos dos sensores deberán montarse en el mismo lado del robot y estar separados por una distancia, como colocarlos en esquinas opuestas del costado de un chasis.
Orientación y focalización: Cuando se montan dos telémetros ultrasónicos con una distancia entre ellos, cada uno puede medir las dos distancias a la pared perimetral del campo u otros elementos planos del campo. Utilizando la distancia establecida entre los sensores y cualquier diferencia entre las dos distancias medidas, el V5 Brain puede calcular el ángulo en el que se orienta el robot con respecto a la pared.
Estas medidas se pueden usar para ajustar el ángulo del robot antes de que comience su siguiente paso en el camino autónomo, o se pueden usar para apuntar y ajustar un manipulador de lanzamiento como un volante antes de que dispare su pieza de juego.
Verificación secundaria: Usando la misma técnica descrita para orientación y focalización, se pueden usar dos telémetros ultrasónicos para medir el ángulo del robot. En este caso, el ángulo se puede utilizar para verificar la lectura de la medición de un sensor primario (como un sensor giroscópico/inercial) en un punto específico durante una trayectoria autónoma compleja.
Si los telémetros indican que el robot se ha desviado de su orientación esperada, el robot se puede ajustar y recalibrar utilizando las lecturas de los dos telémetros antes de continuar su trayectoria utilizando el sensor primario.
Ya sea que se use un telémetro ultrasónico para un comportamiento simple como detenerse a 10” de la pared perimetral o una función muy compleja como disparar con precisión una pelota para golpear una bandera desde el otro lado del campo de juego, las propiedades de las ondas sonoras que son la base Es necesario considerar la medición del sensor. En otras palabras, al medir distancias a superficies redondas, de forma irregular o absorbentes suaves, no espere que los valores del telémetro ultrasónico sean consistentes o precisos.
Como ocurre con la mayoría de los sensores, los telémetros ultrasónicos se utilizan principalmente durante la parte autónoma de un partido; sin embargo, con un poco de pensamiento creativo, los mejores equipos pueden usar sensores para mejorar el control del robot por parte del conductor.