विवरण
लाइन ट्रैकर एक एनालॉग सेंसर है जिसमें एक इन्फ्रारेड एलईडी और एक इन्फ्रारेड लाइट सेंसर शामिल है। इसमें एक ही माउंटिंग छेद है और इसे रोबोट के चेसिस के नीचे लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लाइन ट्रैकर रोबोट को पूर्व-चिह्नित पथ का अनुसरण करने की अनुमति देता है। यह 3-वायर श्रृंखला सेंसरों में से एक है।
3-तार सेंसर V5 रोबोट ब्रेन या कॉर्टेक्स के साथ संगत हैं। उनके सेंसर केबल को 3-वायर एक्सटेंशन केबलका उपयोग करके बढ़ाया जा सकता है।
लाइन ट्रैकर को V5 ब्रेन के साथ कार्यात्मक बनाने के लिए, सेंसर केबल को V5 ब्रेन 3-वायर पोर्ट में पूरी तरह जाना चाहिए।
लाइन ट्रैकर एडवांस सेंसर किट या 3-पैक में आता है और इसे यहां खरीदा जा सकता है।
| लाइन ट्रैकर | सेंसर केबल पूरी तरह से डाला गया |
लाइन ट्रैकर कैसे काम करता है
लाइन ट्रैकर अपने इन्फ्रारेड प्रकाश एलईडी के साथ सतह को प्रकाशित करके कार्य करता है और फिर इन्फ्रारेड प्रकाश सेंसर परावर्तित इन्फ्रारेड विकिरण को मापता है। परावर्तित विकिरण की तीव्रता के आधार पर, लाइन ट्रैकर यह निर्धारित कर सकता है कि सेंसर के नीचे की सतह कितनी हल्की या गहरी है।
हल्के रंग की सतहें गहरे रंग की सतहों की तुलना में अधिक अवरक्त प्रकाश को परावर्तित करेंगी तथा सेंसर को अधिक चमकदार दिखाई देंगी। इससे सेंसर को पीली सतह पर काली रेखा, या काली सतह पर पीली रेखा का पता लगाने में सहायता मिलती है।
लाइन ट्रैकर एक एनालॉग सेंसर है, जिसका अर्थ है कि इन्फ्रारेड सेंसर परावर्तित इन्फ्रारेड विकिरण के आधार पर V5 ब्रेन को 0v और 5v के बीच वोल्टेज का मान लौटाएगा। इसके बाद V5 मस्तिष्क इस मान को परावर्तन के प्रतिशत में परिवर्तित कर देता है। इस प्रकार के मापन के लिए किसी रेखा का सफलतापूर्वक अनुसरण करने के लिए परावर्तकता के रंगों के बीच पर्याप्त अंतर की सीमा की आवश्यकता होती है।
उदाहरण के लिए, लाइन ट्रैकर गहरे भूरे रंग के VEX प्रतियोगिता फील्ड टाइल्स पर रखी गई काली विद्युत टेप की पट्टी का अनुसरण नहीं करेगा, क्योंकि सेंसर अंतर की सीमा के लिए एक दूसरे के बहुत करीब परावर्तन का प्रतिशत लौटाएगा। हालांकि, VEX प्रतियोगिता फील्ड टाइल्स पर सफेद विद्युत टेप की एक पट्टी मूल्यों में बड़ा अंतर प्रदान करेगी और रोबोट को टेप को ट्रैक करने के लिए पर्याप्त सीमा प्रदान करेगी।
लाइन ट्रैकर को किसी प्रोग्रामिंग भाषा जैसे VEXcode V5या VEXcode Pro V5 के साथ जोड़ा जाना चाहिए, ताकि मस्तिष्क के लिए एक उपयोगकर्ता प्रोग्राम बनाया जा सके, जो रोबोट को नियंत्रित करने के लिए परावर्तन के प्रतिशत से मान का उपयोग कर सके।
नोट: (रिफ्लेक्टिविटी ऑफ) ब्लॉक, V5 डैशबोर्ड पर रीडिंग की तुलना में लाइन ट्रैकर के मान का एक अलग संस्करण लौटाएगा।
सेंसरों का स्थान
लाइन ट्रैकर्स का स्थान सेंसरों के कार्य के लिए महत्वपूर्ण है। लाइन ट्रैकर की सीमा उस सतह से लगभग 0.02” से 0.25” ऊपर होती है जिसे वह माप रहा होता है। इसकी इष्टतम संवेदनशीलता 3 मिमी (लगभग ⅛”) है और सेंसर को सतह से यथासंभव इस दूरी के करीब रखा जाना चाहिए।
0.25” से ऊपर के रोबोट पर लाइन ट्रैकर लगाने से (जैसे कि 4” पहियों का उपयोग करके ड्राइवट्रेन के नीचे सीधे सेंसर को जोड़ना) परावर्तित अवरक्त तीव्रता के निम्न स्तर के कारण मूल्यों का एक बहुत ही खराब सेट उत्पन्न होगा।
जिस सतह पर सेंसर रखा गया है, उससे दूरी के अलावा, रोबोट के घूर्णन धुरी बिंदु से दूरी पर भी विचार किया जाना चाहिए। आमतौर पर, यह धुरी बिंदु ऑल-व्हील ड्राइव रोबोट के लिए रोबोट के केंद्र में होता है और दो-पहिया ड्राइव रोबोट के दो पहियों के बीच केंद्रित होता है।
लाइन ट्रैकर को धुरी बिंदु के जितना करीब रखा जाता है, सेंसर को विस्थापित करने के लिए रोबोट को उतना ही अधिक घूमना पड़ता है। हालाँकि, लाइन ट्रैकर्स को धुरी बिंदु से बहुत दूर रखना संभव है, जहां सेंसर को विस्थापित करने के लिए केवल थोड़ी सी धुरी की आवश्यकता होगी।
लाइन ट्रैकर के लिए प्रतिक्रिया समय 50Hz है। यदि रोबोट की यात्रा गति बहुत अधिक है, तथा रोबोट के धुरी बिंदु से सेंसर की दूरी भी अधिक है, तो लाइन ट्रैकर का प्रतिक्रिया समय सेंसर के लिए लाइन का अनुसरण करने हेतु पर्याप्त नहीं हो सकता है।
यह भी ध्यान देने योग्य बात है कि लाइन ट्रैकर द्वारा पता लगाई जा सकने वाली न्यूनतम लाइन चौड़ाई 0.25 इंच है।
लाइन ट्रैकर के सामान्य उपयोग:
लाइन ट्रैकर्स का उपयोग एकल इकाई, लाइन ट्रैकर्स की एक जोड़ी, या एक लाइन का अनुसरण करने के लिए तीन लाइन ट्रैकर्स के एक सेट के रूप में किया जा सकता है।
एकल इकाई: एकल लाइन ट्रैकर को आम तौर पर एक लाइन की ओर मुड़ने के लिए प्रोग्राम किया जाता है जब तक कि वह लाइन का पता नहीं लगा लेता। फिर रोबोट लाइन से दूर होकर थोड़ा आगे बढ़ता है और फिर वापस लाइन की ओर मुड़ता है।
इससे लाइन पर बहुत धीमी, झटकेदार गति उत्पन्न होती है। हालाँकि, यह उपयोग करने के लिए सबसे आसान प्रोग्रामिंग तर्क है क्योंकि यह केवल एक एकल फीडबैक नियंत्रण स्थिति की जाँच करता है: क्या लाइन का पता लगाया गया है या नहीं?
लाइन ट्रैकर्स की जोड़ी: दो लाइन ट्रैकर्स को इस प्रकार लगाया जा सकता है कि उनके बीच की दूरी उस लाइन की चौड़ाई से थोड़ी अधिक हो जिसका वे अनुसरण कर रहे हैं। रोबोट को लाइन के प्रत्येक ओर एक सेंसर के साथ रखा गया है। जब लाइन ट्रैकर्स में से कोई भी लाइन का पता लगाता है, तो उपयोगकर्ता प्रोग्राम रोबोट को घुमा देता है ताकि लाइन पुनः दो सेंसरों के बीच आ जाए।
यह सेटअप रोबोट के लिए अधिक सुचारू गति उत्पन्न करता है। हालाँकि, इस सेटअप को काम करने के लिए अधिक उन्नत प्रोग्रामिंग की आवश्यकता है।
| तीन लाइन ट्रैकर्स के सेट के साथ लाइन का पता लगाना |
तीन का सेट: तीन लाइन ट्रैकर्स की एक श्रृंखला को माउंट किया जा सकता है ताकि केंद्र ट्रैकर लाइन का पता लगा सके और दो साइड ट्रैकर्स को लाइन के प्रत्येक तरफ ऑफसेट किया जा सके। इस सेटअप में, जैसे ही केंद्र सेंसर लाइन का पता नहीं लगाता है और साइड सेंसर में से एक लाइन का पता लगाता है, रोबोट लाइन को केंद्र सेंसर के नीचे वापस लाने के लिए घूम जाएगा।
सेंसरों की एक जोड़ी की तुलना में तीन लाइन ट्रैकर्स के सेट का मुख्य लाभ यह है: यदि तीनों लाइन ट्रैकर्स किसी लाइन का पता नहीं लगा पा रहे हैं तो रोबोट को रुकने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। एक बार रोबोट रुक जाए तो वह पुनः लाइन ढूंढने के लिए आगे-पीछे स्कैन करना शुरू कर सकता है। इस सेटअप के लिए तीन फीडबैक नियंत्रण लूपों और कई अलग-अलग स्थितियों की आवश्यकता होती है, जो इसे तीनों विकल्पों में सबसे जटिल तर्क बनाता है।
अन्य उपयोग
तीनों लाइन ट्रैकर सेटअप का उपयोग सीधे आगे बढ़ने के लिए किया जा सकता है जब तक कि वे एक लाइन का पता नहीं लगा लेते हैं और फिर रुक जाते हैं।
लाइन ट्रैकर्स की जोड़ी और तीन के सेट को एक लाइन का अनुसरण करने और एक क्रॉस लाइन का पता लगाने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। मुख्य लाइन पथ के साथ क्रॉस लाइनों का उपयोग रोबोट के व्यवहार को बदलने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि यात्रा सतह को रेखाओं के ग्रिड से चिह्नित किया गया है, तो रोबोट को एक रेखा का अनुसरण करने, तीन ग्रिड क्रॉसलाइनों का पता लगाने, तथा फिर उस रेखा का अनुसरण करने के लिए चौथी क्रॉसलाइन पर दाईं ओर मुड़ने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है।
प्रतियोगिता रोबोट पर लाइन ट्रैकर्स का उपयोग:
प्रत्येक वर्ष की VEX रोबोटिक्स प्रतियोगिता के खेल मैदान में सफेद विद्युत टेप लाइनों का एक अलग सेट बिछाया जाता है। ये आमतौर पर मैदान पर विभिन्न क्षेत्रों को चिह्नित करते हैं। स्वायत्त अवधि के दौरान इन लाइनों का उपयोग लाइन ट्रैकर्स द्वारा भी किया जा सकता है। क्षेत्र रेखाओं के उपयोग के कुछ प्रकार इस प्रकार हैं:
स्कोरिंग: रोबोट के लाइन ट्रैकर्स मैदान पर गोल लाइनों का उपयोग करके स्कोरिंग क्षेत्रों का पता लगा सकते हैं और फिर उन पर संरेखित होकर खेल वस्तुओं को क्षेत्र में स्कोर कर सकते हैं, जैसे कि 2015-2016 के खेल, नथिंग बट नेट में गोल लाइनों के साथ।
खेल के टुकड़े ढूँढना: कई बार खेल के टुकड़े मैदान की रेखा के साथ पाए जाते हैं। लाइन ट्रैकर्स का उपयोग किसी खेल के टुकड़े को ढूंढने, उसे उठाने और फिर स्कोर करने के लिए लाइन का अनुसरण करने के लिए किया जा सकता है। इसका एक उदाहरण कपड़े के बड़े क्यूब्स के साथ था, जिन्हें 2016-2017 के खेल, स्टारस्ट्रक के दौरान निकट क्षेत्र और दूर क्षेत्र को अलग करने वाली रेखा पर रखा गया था।
संरेखण: लाइन ट्रैकर्स का उपयोग किसी रोबोट को किसी कार्य को करने के लिए क्षेत्र रेखा के साथ संरेखित करने या क्षेत्र पर उसकी स्थिति को पुनः जांचने के लिए किया जा सकता है। 2018-2019 के खेल, टर्निंग पॉइंट में, विस्तार क्षेत्र लाइनों का उपयोग रोबोट को संरेखित करने के लिए किया जा सकता है ताकि कैप्स को उच्च स्कोर दिया जा सके।
नेविगेशन: जैसा कि पहले बताया गया है, लाइन ट्रैकर्स का उपयोग किसी लाइन का अनुसरण करने या लाइन का पता चलने पर रोबोट को रोकने के लिए किया जा सकता है। इसका एक उदाहरण 2019-2020 के खेल, टॉवर टेकओवर में इस्तेमाल किया जा सकता था, लाइन ट्रैकर्स एक रोबोट को स्वायत्त रेखा से गुजरने और अपने एलायंस के स्वायत्त बोनस को खोने से रोक सकते थे।
ऑब्जेक्ट डिटेक्शन: लाइन ट्रैकर को क्लॉ, कन्वेयर सिस्टम या स्लाइड सिस्टम के भीतर संरचनात्मक धातु के दो टुकड़ों के बीच में स्थापित किया जा सकता है। जैसे ही गेम का टुकड़ा लाइन ट्रैकर पर फिसलता है, सेंसर उस वस्तु का पता लगा लेता है।
कई खेलों में मैदान पर बाधाएं होती हैं जिनमें लाइन ट्रैकर्स फंस सकते हैं, इसलिए रोबोट को डिजाइन करते समय इसे ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, लाइन ट्रैकर्स को सीधे पहियों के बीच रखने से उन्हें अधिकांश बाधाओं पर ले जाने में मदद मिल सकती है।