Optisen anturin käyttäminen VEX V5:n kanssa – VEX kirjasto

Optical Sensor on yksi tehokkaimmista V5-antureista, jotka on suunniteltu täydellisesti integroitavaksi V5-robotiikkaalustan kanssa.

V5-optisen anturin kulmakuva.

Anturin kuvaus

Optinen anturi on yhdistelmä seuraavista antureista:

Ympäristövalosensori
Värisensori
Läheisyysanturi

Väritiedot ovat saatavilla RGB-muodossa (punainen, vihreä, sininen), sävynä ja kylläisyytenä tai harmaasävynä. Värintunnistus toimii parhaiten, kun kohde on lähempänä kuin 100 millimetriä (mm).

Läheisyysanturi mittaa heijastuneen IR (infrapuna) energian, joka on peräisin integroidusta IR-LED:stä. Sellaisenaan arvot muuttuvat ympäristön valon ja kohteen heijastavuuden mukaan.

Optisessa anturissa on valkoinen LED, joka auttaa värien havaitsemisessa heikossa valaistuksessa.

V5-optinen anturi kuvassa on korostettu ja merkitty sivuilla olevat kielekkeet ja kielekkeiden uritetut reiät.

Tämän anturin kotelossa on kaksi kiinnityskielekettä, joissa on uritetut reiät, jotka tarjoavat joustavuutta asennettaessa anturia robottiin.

V5-optinen anturi näytetään siten, että sen optisten anturien ikkuna on korostettu ja merkitty.

Anturin etupuolella on pieni ikkuna, jossa optiset anturit sijaitsevat.

V5-optinen anturi asennetaan V5 C -kanavakappaleeseen kahdella ruuvilla ja kahdella 6,35 cm:n tukikappaleella.

Optisen anturin leveyden ansiosta se voidaan upottaa C-kanavan osaan.

Huomautus: 1/4 tuuman välikettä (275 - 1013) tai 8 mm:n muovista välikettä (276-2019) on käytettävä tähän lisälaitteeseen, jotta V5 Smart Port -portille jää tilaa.

V5-optinen anturi on kuvassa kytkettynä V5 Brainiin älykaapelilla.

Jotta optinen anturi toimisi V5 Robot Brainin kanssa, anturin V5 Smart Port ja V5 Robot Brainin Smart Port on yhdistettävä V5 Smart Cablella. Optinen anturi toimii minkä tahansa V5 Robot Brainin 21 älyportin kanssa. Kun liität V5 Smart -kaapelin portteihin, varmista, että kaapelin liitin on työnnetty kokonaan porttiin ja liittimen lukituskieleke on kunnolla kiinni.

Kuinka optinen anturi toimii

Optinen anturi vastaanottaa valoenergiaa ja muuntaa energian sähköisiksi signaaleiksi. Anturin sisäinen elektroniikka (laitteiston tilakone) muuntaa nämä signaalit ulostulosignaaleiksi, jotka V5 Brain vastaanottaa tulona.

Kuten aiemmin mainittu:

Anturin värintunnistus toimii parhaiten, kun kohde on lähempänä kuin 100 millimetriä (mm) tai noin 3,9 tuumaa.
Läheisyysanturi mittaa heijastuneen lR-valon voimakkuutta. Tämä saa arvot muuttumaan ympäristön valon ja kohteen heijastavuuden mukaan.

Optinen anturi on liitettävä ohjelmointikieleen, kuten VEXcode V5 tai VEXcode Pro V5 jotta V5 Robot Brainille voidaan luoda käyttäjäohjelma, joka käyttää anturin lukemia robotin toiminnan ohjaamiseen.

V5 Brainia yhdessä käyttäjäohjelman kanssa voidaan käyttää optisen anturin kanssa seuraaviin tarkoituksiin:

Kytke anturin valkoinen LED-valo päälle tai pois päältä.
Aseta valkoisen LED-valon tehoprosentti.
Tunnista esine.
Tunnista väri.
Mittaa ympäröivän valon prosentuaalinen kirkkaus.
Mittaa värin sävy asteina.

Optisen anturin asennus

Sijoitus.

V5-optinen anturi on kuvassa sijoitettuna V5-robottirakenteen kynsivarren etuosaan. Anturin edessä on punainen pallo, johon katkoviiva osoittaa. Tämä osoittaa, että anturia voidaan käyttää esineiden värin löytämiseen.

Optisen anturin sijoitus on erittäin tärkeä tarkkojen lukemien saamiseksi. Varmista, ettei robotin rakenne ole anturin edessä olevan pienen optisen anturiikkunan edessä. Anturin edessä on oltava vapaa reitti minkä tahansa mitattavan kohteen ja anturin välillä.

Optisten anturin arvojen lukeminen.

On hyödyllistä käyttää V5 Robot Brainin Laitetiedot-näyttöä nähdäksesi optisen anturin palauttamat tiedot. Tämä voidaan tehdä aivoihin liitetyn anturin avulla seuraavilla vaiheilla:

Brain-näyttö näkyy aloitusvalikossa ja Laitteet-vaihtoehto on korostettuna.

Poista V5 Brain magneettinen näytönsuoja, kytke Brain päälle ja kosketa Laitteet-kuvaketta.

Brain-näyttö näkyy Laitetiedot-valikossa, jossa on luettelo kaikista Brainin Smart Porteista ja yhdistetyistä laitteista. Laitetietojen valikossa oleva optisen anturin kuvake on korostettuna, mikä osoittaa, että kohteiden tietovalikot voidaan avata valitsemalla ne.

Kosketa Optinen anturi -kuvaketta Laitetiedot-näytössä.

Aivonäyttö näkyy Optiset anturit -valikossa, jossa luetellaan anturin tiedot. Valikko on Väri-tilassa ja se raportoi tietoja objektin kirkkaudesta, etäisyydestä ja sävystä. Valikossa on myös kaavio, joka visualisoi sävyn sijaintina väriympyrässä. Tässä kuvakaappauksessa kohteen kirkkaus on 0,01, etäisyys on lähellä, sävy on 97 ja LED-kirkkaus on asetettu arvoon 50 %.

Väritila. Aseta esine optisen anturin eteen. Näyttö näyttää anturin havaitseman kirkkauden, kohteen läheisyyden ja kohteen värisävyn numeron. Näytön LED-kirkkausosan koskettaminen muuttaa LEDin kirkkautta.

Huomautus: Varmista, että V5 Robot Brainissa on uusin laiteohjelmistoversio.

Optisen anturin lisääminen laitteeksi VEXcode V5:ssä

Aina kun anturia käytetään ohjelmointikielen kanssa, se on määritettävä kyseisellä kielellä. VEXcode V5 ja VEXcode Pro V5, tämä saavutetaan käyttämällä "Lisää laite" -ominaisuutta. Antaakseen esimerkin tästä, seuraavat vaiheet lisäävät optisen anturin laitteen VEXcode V5:een.

VEXcode V5 -työkalurivi, jossa Laitteet-kuvake on korostettuna Code Viewer- ja Print Console -kuvakkeiden välissä.

Valitse Laitteet-kuvake.

VEXcode V5 -laitteet -valikko, jossa Lisää laite -painike on korostettuna.

Valitse Lisää laite.

VEXcode V5 -laitteet -valikko Lisää laite -painikkeen valinnan jälkeen. Optinen vaihtoehto on korostettu.

Valitse OPTICAL.

VEXcode V5 -laitteet -valikko, jossa näkyy Smart Port -valikko. Ensimmäinen Smart Port on korostettu.

Valitse Smart Port, johon optinen anturi on liitetty V5 Robot Brainissa.

VEXcode V5 -laitteet -valikko sen jälkeen, kun uuden optisen anturin Smart Port -asetukseksi on asetettu 1. Yllä laitteen nimi on korostettu osoittamaan, että sitä voidaan muuttaa. Alla Valmis-painike on korostettuna.

Kun portti on valittu, valitse VALMIS.

Huomautus: Optisen anturin nimi tekstiikkunassa on mahdollista vaihtaa Optical1:stä toiseen nimeen.

VEXcode V5, jossa näkyy lohkojen työkalupakki. Optisten tunnistuslohkojen luokka on nyt saatavilla.

Kun optinen anturi on lisätty käyttäjäohjelmaasi, uusi sarja anturikomentoja tulee saataville.

Lisätietoja optiseen anturiin liittyvistä "Sensing"-luokan komennoista on ohjeen tiedoissa (Blocks-projekti tai Python-projekti).

Optisen anturin yleiset käyttötavat

Optinen anturi voi tuottaa useita mittauksia, joiden avulla voidaan muuttaa robotin käyttäytymistä.

Näitä ominaisuuksia voidaan käyttää jommankumman kanssa:

Laitetiedot -vaihtoehto V5 Robot Brainissa.
VEXcode V5:n Tiedosto-valikon 'Avaa esimerkit' -kohdassa olevaa esimerkkiprojektia 'Detecting Objects (Optical)'.
Mukautetun käyttäjäohjelman kirjoittaminen jollakin VEXcode-ohjelmista.

VEXcode V5 -työkalurivi, jossa Tiedosto-valikko on avoinna ja Avaa esimerkit -vaihtoehto on korostettuna. Avaa esimerkit on valikon viides vaihtoehto, joka sijaitsee Uusi lohkoprojekti, Uusi tekstiprojekti, Avaa ja Avaa viimeisin -vaihtoehtojen alapuolella. Kuvakaappauksen vieressä näkyy Esineiden havaitseminen (optinen) -esimerkkiprojektin pikkukuva.

Näitä ominaisuuksia ovat:

Tunnista esine. Tämän ominaisuuden avulla robotti voi havaita kohteen, kun se tulee optisen anturin kantamaan. Hauska luokkahuonehaaste olisi asettaa anturin eteen esineitä, joilla on erilainen heijastavuus, kuten musta vaahtomuovipala tai kiiltävä alumiinifoliopallo, jotta nähdään, onko kohteen pinnalla vaikutusta sen havaitsemiseen.

V5-optinen anturi on kuvattu kiinnitettynä V5-robotin kynsivarteen. Anturin eteen asetetaan yksi kerrallaan sarja erilaisia maalinäytteitä.

Tunnista väri. Tämän ominaisuuden avulla robotti voi tunnistaa esineen värin. Hauska luokkahuonetehtävä olisi hankkia rautakaupasta maalitilkkuja eri väreissä (punainen, vihreä, sininen, keltainen, oranssi, violetti, syaani) ja katsoa, vaikuttaako värin sävy sen havaitsemiseen.

Mittaa ympäröivän valon prosentuaalinen kirkkaus. Tämän ominaisuuden avulla robotti voi mitata ympärillään olevan valon kirkkauden. Hauska luokkahuonetehtävä on käyttää tätä ominaisuutta mittaamaan valon määrää huoneessa, jossa luokkahuoneen valot ovat päällä ja luokkahuoneen valot sammutettuina. Kirjoita sitten mukautettu käyttäjäohjelma niin, että kun huoneen valot sytytetään, robotti ajaa ympyrää ja kun valot sammutetaan, robotti pysähtyy.

Väriympyrä, joka osoittaa, miten 360 asteen ympyrä korreloi sävyarvoon. Punainen väri on asteella 0, vihreä väri on asteella 120 ja sininen väri on asteella 240.

Mittaa värin sävy asteina. Tämän ominaisuuden avulla robotti voi antaa numeron kohteen värisävylle. Optinen anturi raportoi vastaavan sävyn arvon asteina 0-359 alla olevan väripyörän perusteella. Tämä antaa tarkemman värimittauksen verrattuna yleiseen punaiseen, vihreään tai siniseen merkintään. Hauska luokkahuonetehtävä olisi mitata huoneessa olevien eri esineiden sävyä ja katsoa, kuka oppilas löytää kohteen, jolla on suurin sävynumero.

Optisen anturin käyttö kilpailurobotissa

Optinen anturi tarjoaa erinomaisen kilpailuedun kilpailuroboteille. Kyky havaita esineitä ja niiden väriä antaa paljon tietoa suunniteltaessa autonomisia rutiineja.

Esineen läsnäolo ja värisävy tarjoavat hyödyllistä tietoa pelinappuloiden ja/tai maalien havaitsemisessa.

V5-optinen anturi on kuvattu kiinnitettynä V5-robotin kynsivarteen. Anturin edessä näkyy punainen pallo, joka osoittaa, että optista anturia voidaan käyttää värillisen peliobjektin havaitsemiseen kilpailussa.

Esimerkiksi 2020–2021 VEX Robotics Competition Game, Change Up, optinen anturi voidaan kääntää niin, että se skannaa lattiaa robottisi imuaukon edessä. Heti kun jokin liittoutumasi värillisistä palloista havaitaan, tämä voi automaattisesti kytkeä robotin sisäänoton päälle ja poimia pallon.

Riippumatta siitä, mihin sovellukseen VEX-optista anturia käytetään, se on epäilemättä tervetullut lisä tiimeille. Anturin arvojen toiminta on avoin käyttäjän mielikuvitukselle.

Optinen anturi on saatavilla VEX:n verkkosivuilla.