Descripción
El Line Tracker es un sensor analógico que consta de un LED infrarrojo y un sensor de luz infrarroja. Tiene un único orificio de montaje y está diseñado para montarse debajo del chasis de un robot. Line Tracker permite que un robot siga un camino premarcado. Es uno de los sensores de la serie de 3 cables.
Los sensores de 3 cables son compatibles con el V5 Robot Brain o el Cortex. El cable de su sensor se puede extender usando un cable de extensión de 3 hilos.
Para que Line Tracker funcione con el V5 Brain, el cable del sensor debe estar insertado en un puerto de 3 cables del V5 Brain.
El Line Tracker viene en el kit de sensor avanzado o en un paquete de 3 y se puede comprar aquí.
| Rastreador de línea | 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. Según 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 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 de voltaje entre 0 V y 5 V 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 sobre los mosaicos de campo de competencia 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 sobre 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 combinarse con un lenguaje de programación como VEXcode V5o VEXcode Pro V5 para crear un programa de usuario para que Brain utilice el valor del porcentaje de reflectividad para controlar el robot.
Nota: el bloque (Reflectividad de) devolverá una versión diferente del valor del Line Tracker a la lectura en el Panel V5.
Colocación de los sensores
La ubicación de los rastreadores de línea es fundamental para el funcionamiento de los sensores. El rango del Line Tracker es aproximadamente de 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 conectar el sensor directamente debajo de una transmisión 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 giratorio del robot. Normalmente, este punto de pivote está en el centro del robot para un robot con tracción total y centrado entre las dos ruedas de un robot con tracción en dos ruedas.
Cuanto más cerca esté colocado el Line Tracker del punto de pivote, más deberá girar el robot para desplazar el sensor. Sin embargo, es posible colocar los rastreadores de línea demasiado lejos del punto de giro, donde solo será necesario un ligero giro 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, es posible que el tiempo de respuesta del Line Tracker no sea lo suficientemente grande como para que el sensor siga una línea.
También es necesario tener en cuenta que el ancho de línea mínimo que Line Tracker puede detectar es 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 línea única generalmente está programado para girar hacia una línea hasta que la detecta. Luego, el robot se aleja de la línea, avanza ligeramente y luego regresa hacia la línea.
Esto produce un movimiento muy lento y entrecortado 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 de modo que la distancia que los separa sea ligeramente mayor que el ancho de la línea que siguen. 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 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.
Juego 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 detecta la línea y uno de los sensores laterales sí detecta la línea, el robot girará para colocar 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 se puede programar para que se detenga. Una vez que el robot se detiene, puede comenzar a escanear hacia adelante y hacia atrás 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 líneas con un conjunto de tres rastreadores de líneas |
Otros usos
Las tres configuraciones de Line Tracker se pueden usar para avanzar en línea recta hasta detectar una línea y luego detenerse.
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 utilizar líneas cruzadas a lo largo de la ruta de la línea principal para cambiar el comportamiento del robot. Por ejemplo, si la superficie de viaje está marcada con una cuadrícula de líneas, el robot podría programarse para seguir una línea, detectar tres líneas cruzadas de la cuadrícula y luego girar a la derecha en la cuarta línea cruzada para seguir esa línea.
Usos de los rastreadores de líneas 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 aislante blanca colocadas. Suelen delimitar diferentes zonas del campo. Las líneas también podrán ser utilizadas por los Seguidores de Línea durante el periodo de autonomía. Algunos tipos de uso de las líneas de campo incluyen:
Puntuación: Los rastreadores de líneas de un robot pueden usar líneas de gol en el campo para detectar zonas de gol y luego alinearse en ellas para anotar objetos del juego en el área, como con las líneas de gol en el juego 2015-2016, Nothing But Net.
Localización de piezas del juego: Muchas veces las piezas del juego se encuentran a lo largo de una línea de campo. Los Line Trackers se pueden utilizar para seguir una línea para localizar una pieza del juego, recogerla y luego puntuar. Un ejemplo de ello fue con los grandes cubos de tela que se colocaron en la línea que separa la zona cercana y la zona lejana durante el juego Starstruck de la temporada 2016-2017.
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 se podían usar para alinear el robot para que las 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, donde Line Trackers podría haber evitado que un robot pasara sobre la Línea Autónoma y perdiera el Bono Autónomo de su Alianza.
Detección de objetos: Se puede montar un Line Tracker al ras entre dos piezas de metal estructural dentro de una garra, un sistema transportador o un sistema deslizante. Cuando una pieza del juego se desliza sobre el Line Tracker, el sensor puede detectar el objeto.
Muchos juegos tienen obstáculos en el campo que los Line Trackers pueden atrapar, 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.