Uso del rastreador de línea de 3 cables V5

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 cables son compatibles con el V5 Robot Brain o el Cortex. El cable del sensor se puede extender con un cable de extensión de 3 hilos.

Para que Line Tracker funcione con el V5 Brain, el cable del sensor debe estar completamente insertado en un Puerto V5 Brain de 3 cables.

El Line Tracker viene en el Kit de sensor avanzado o un paquete de 3 y se puede comprar aquí.

Rastreador de línea Cable del sensor completamente insertado
Line_Tracker.jpg Triport_Connected_to_V5_Brain.jpg

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. Según la intensidad de la radiación reflejada, Line Tracker puede determinar qué tan clara u oscura está la superficie debajo del sensor.

Las superficies de colores claros 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, lo que significa que el sensor de infrarrojos devolverá un valor entre 0v y 5v de voltaje al V5 Brain dependiendo de la radiación infrarroja reflejada. Luego, el V5 Brain convierte este valor en un porcentaje de reflectividad. Este tipo de medición requiere un umbral adecuado de diferencia entre los tonos de reflectividad para poder seguir una línea con éxito.

Por ejemplo, el Line Tracker no seguirá una tira de cinta aislante negra colocada en los mosaicos 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 aislante blanca en los mosaicos de campo de competencia 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 V5o VEXcode Pro V5 para crear un usuario programa para que el cerebro utilice el valor del porcentaje de reflectividad para controlar el robot.

Nota: el bloque (Reflectividad de) devolverá una versión diferente del valor de Line Tracker que la lectura en el V5 Panel.

 

Colocación de los sensores

La ubicación de los rastreadores de línea 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 es de 3 mm (aproximadamente ⅛ ”) y el sensor debe 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 un tren motriz usando ruedas de 4”) producirá un conjunto de valores muy pobre debido al bajo nivel de intensidad infrarroja reflejada.

Además de la distancia sobre la superficie donde se coloca el sensor, se debe considerar la distancia desde el punto de pivote de rotación del robot. Normalmente, este punto de pivote se encuentra 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 dos ruedas.

Cuanto más cerca esté el Line Tracker del punto de pivote, más necesitará 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 del 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 Line Tracker puede detectar es de 0,25 pulgadas.

 

Usos comunes del rastreador de líneas:

Los rastreadores de línea se pueden utilizar como una sola unidad, un par de rastreadores de línea o como un conjunto de tres rastreadores de línea para seguir una línea.

Unidad única: Un rastreador de una sola línea generalmente está programado para girar hacia una línea hasta que detecta la línea. Luego, el robot se aleja de la línea moviéndose ligeramente hacia adelante y luego se vuelve hacia la línea.

Esto produce un movimiento espasmódico muy lento a lo largo de la línea. Sin embargo, es la lógica de programación más fácil de usar porque solo verifica una única 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 separe 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 del usuario hace que el robot gire de manera que la línea entre los dos sensores nuevamente.

Esta configuración produce un movimiento más suave para el robot. Sin embargo, esta configuración necesita una programación más avanzada para funcionar.

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 Los seguidores laterales se montan apenas 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 traer la línea nuevamente debajo del sensor central.

La principal ventaja del conjunto de tres rastreadores de línea sobre un par de sensores es: si los tres rastreadores de línea no detectan una línea, el robot puede programarse para que se detenga. Una vez que el robot se ha detenido, puede comenzar a escanear de un lado a otro tratando de encontrar la línea nuevamente. 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.

Detección de línea con un conjunto de tres rastreadores de línea
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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 rastreadores de línea y el conjunto de tres se pueden programar para seguir una línea y detectar una línea cruzada. Se pueden usar líneas cruzadas a lo largo de la ruta de la línea principal 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 de cruce de la cuadrícula y luego girar a la derecha en la cuarta línea de cruce 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 juego diferente de líneas blancas de cinta aislante colocadas. Estos suelen marcar diferentes zonas en el campo. Las líneas también pueden ser utilizadas por los Line Trackers durante el período autónomo. Algunos tipos de uso de las líneas de campo incluyen:

Puntuación: Los rastreadores de línea de un robot pueden usar líneas de gol en el campo para detectar zonas de puntuación y luego alinearse en ellas para marcar objetos del juego en el área, como con las líneas de gol en el juego de 2015-2016, Nothing But Net.

Ubicación de piezas de juego: Muchas veces las piezas de juego se encuentran a lo largo de una línea de campo. Los rastreadores de línea se pueden usar para seguir una línea para ubicar una pieza del 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 de 2016-2017, Starstruck.

Alineación: Los rastreadores de línea se pueden usar 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 de modo que los Caps pudieran obtener una puntuación alta.

Navegación: Como se mencionó anteriormente, los rastreadores de línea se pueden usar 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 la Línea Autónoma y perdiera el Bono Autónomo de su Alianza.

Detección de objetos: Un Line Tracker se puede montar al ras entre dos piezas de metal estructural dentro de una garra, un sistema transportador, o sistema de deslizamiento. Cuando una pieza del 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 juego de ruedas puede ayudar a superar la mayoría de los obstáculos.