A V5 inerciális érzékelő használata

Leírás

A VEX V5 inerciális érzékelő egy 3 tengelyes (X, Y és Z) gyorsulásmérő és egy 3 tengelyes giroszkóp. A gyorsulásmérő érzékeli a mozgás (gyorsulás) bármely irányú változását, és a giroszkóp elektronikusan fenntart egy referenciapozíciót, így képes mérni a forgási pozíció bármely irányú változását ehhez képest.

E két eszköz egy érzékelőben való kombinációja hatékony és pontos navigációt tesz lehetővé, valamint a robot mozgásában bekövetkező bármilyen változás szabályozását. A mozgás változásának észlelése csökkentheti annak az esélyét, hogy egy robot felboruljon vezetés közben vagy akadályon való átmászás közben.

Ennek az érzékelőnek a háza egyetlen rögzítési furattal rendelkezik, amely lehetővé teszi, hogy könnyen felszerelje a robot szerkezetére. Ezenkívül van egy kis bemélyedés a rögzítési furat előtt, amely az érzékelő referenciapontját jelöli. A ház alján egy kerek kiemelkedés található, amely úgy van méretezve, hogy egy szerkezeti fémdarab négyzet alakú furatába illessze be. Ezzel az érzékelő a rögzítési pontjához rögzítve marad. Az érzékelő házának hátoldalán egy V5 Smart Port található.

A házon a rögzítési furat mellett található egy diagram, amely az inerciális érzékelő tengelyének irányát mutatja.

Ahhoz, hogy az inerciális érzékelő működjön a V5 Brainnel, az érzékelő V5 intelligens portját és egy V5 Brain intelligens portját egy V5 intelligens kábellel kell csatlakoztatni. Az inerciális érzékelő az agy 21 intelligens portjának bármelyikével működik. Amikor V5 intelligens kábelt csatlakoztat a portokhoz, győződjön meg arról, hogy a kábel csatlakozója teljesen be van dugva a portba, és a csatlakozó reteszelő füle teljesen be van kapcsolva.

Hogyan működik az inerciális érzékelő

Ennek az érzékelőnek mind a gyorsulásmérő része, mind a giroszkóp része intelligens jel-visszacsatolást ad a V5 Brain felé.

Gyorsulásmérő: A gyorsulásmérő azt méri, hogy az érzékelő milyen gyorsan változtatja (gyorsul) mozgását az X tengely mentén, az Y- tengely és/vagy a Z tengely. Ezeket a tengelyeket az inerciális érzékelő tájolása határozza meg. Például az egyik orientáció lehet, hogy egy robot X-tengelye az előre és hátra mozgása, az Y-tengelye az oldalirányú mozgása, a Z-tengelye pedig a fel-le mozgása (például a robot felemeli magát a mezőt egy felfüggesztő oszlopon).

A gyorsulásmérő mozgásváltozást mér, amikor belső elektronikája a tehetetlenségi nyomaték változását észleli, és ez változást idéz elő a leolvasásban. Minél gyorsabb a mozgás változása, annál jobban változik az olvasás. Megjegyzés: Ez lehet nagyobb pozitív érték vagy nagyobb negatív érték a tengely mentén történő mozgás irányától függően.

A gyorsulást g-ben (a gravitációs gyorsulás mértékegysége) mérjük. Az inerciális érzékelő gyorsulásmérő részének maximális mérési határa 4 g. Ez több mint elég a legtöbb robot viselkedésének mérésére és ellenőrzésére.

Giroszkóp: A giroszkóp a 3 tengely mentén történő lineáris mozgás mérése helyett a 3 tengely körüli forgó mozgást méri. Az érzékelő ezt az elfordulást méri, amikor a belső elektronika fix referenciapontot hoz létre. Ahogy az érzékelő elfordul ettől a referenciaponttól, megváltoztatja a kimeneti jelet.

Rövid időbe telik, amíg a giroszkóp megállapítja a referenciapontját (kalibrálás). Ezt általában inicializálási vagy indítási időnek nevezik. (Megjegyzés: Javasoljuk, hogy 2 másodpercet használjon a kalibrálási időhöz, vagy indítsa el az érzékelő kalibrálását a versenysablon preautomata részében. Ha az érzékelőt a VEXcode V5/VEXcode Pro V5 hajtáslánc funkcióiban használja, a kalibrálást a funkció tartalmazza.)

Az elektronikus giroszkóp maximális forgási sebességgel is rendelkezik. Vagyis ha az érzékelő által mért tárgy gyorsabban pörög, mint ahogy a giroszkóp mérni tudja a forgását, az érzékelő hibás értékeket ad vissza. Az inerciális érzékelő maximális forgási sebessége legfeljebb 1000 fok/másodperc. Ez ismételten bőven elegendő ahhoz, hogy mérjük és ellenőrizzük a robotok szélsőséges viselkedését kivéve.

A felhasználó létrehozásához az inerciális érzékelőt párosítani kell egy programozási nyelvvel, például a VEXcode V5 vagy a VEXcode Pro V5 nyelvvel. program a V5 Brain számára, hogy felhasználja az érzékelő leolvasásait a robot viselkedésének szabályozására.

A V5 Brain egy felhasználói programmal együttműködve felhasználható az inerciális érzékelő leolvasott értékeinek számos mérésre konvertálására, beleértve: irányt, forgási sebességet, forgási sebességet, tájolást és gyorsulás mértékét.

Az inerciális érzékelő elhelyezése

Az inerciális érzékelő elhelyezése nagyon fontos a pontos leolvasáshoz. Amint korábban említettük, elengedhetetlen az inerciális érzékelőt annak a tengelynek a mentén igazítani, amelyen a robot mozgásában változást fog tapasztalni. Ez az igazítás határozza meg, hogy az érzékelő hogyan készít méréseket a robot térbeli orientációja alapján. Ezek a mérések lehetővé teszik a felhasználói program számára, hogy megváltoztassa a robot viselkedését.

Előfordulhat egy elszigetelt eset, amikor az inerciális érzékelőt a robot külső alkatrészére helyezik, de a legtöbb alkalmazásnál az érzékelőt a hajtáslánc alvázára helyezik.

Az inerciális érzékelő kalibráláskor mindig beállítja a tájolását, így a forgásmérés ugyanaz. Ez lehetővé teszi, hogy az érzékelőt a 6 lehetséges rögzítési pozíció bármelyikébe helyezze.

Inerciális érzékelő értékeinek olvasása: Hasznos a V5 Brain Device Info képernyőjének használata az inerciális értékek megtekintéséhez Az érzékelő visszatér. Ez megtehető az agyhoz csatlakoztatott érzékelővel:

Mozgassa az inerciális érzékelőt előre és hátra, egyik oldalról a másikra, fel és le, és forgassa el különböző irányokba. Ennek meg kell változtatnia a képernyőn megjelenő értékeket, és el kell forgatnia a 3D kockát.

Az inerciális érzékelő általános felhasználási területei:

Az inerciális érzékelő számos mérést tud végezni, amelyek segítségével megváltoztathatja a robot viselkedését. Ezek közül néhány a következőket tartalmazza:

Irány: Ha az inerciális érzékelővel mozgatják a robotot egy irányra, akkor az egy rögzített irányra mozog hivatkozás egy olyan pontra, amelyet az érzékelő kalibrálásakor állapítottak meg. Más szóval, ha a robot 90^o fejlécre van állítva a kiindulási helyzetéhez képest, az nem számít. hogy a robot aktuális fejléce 45^vagy vagy 120^o, akkor elfordul, és eléri a 90-es fejlécet^o.

Az elforgatás mértéke: A fejléc értékétől eltérően a forgatás mértéke arra készteti a robotot, hogy egy bizonyos mértéket elforduljon az aktuális tájolásától . Ebben az esetben, ha a robot 90^o , majd 90^o ismét 180^o lesz > kiinduló helyzetébe.

Forgási sebesség: A forgási sebesség a robot pörgési sebessége. Függetlenül attól, hogy a robot egy irány felé fordul, vagy forog egy bizonyos mennyiséget, a meghajtó kerekek forgási sebessége határozza meg, hogy a robot milyen gyorsan fordul. Ennek mérésére használt mértékegységek egy része fok per másodperc (dps) és fordulat per perc (rpm).

Gyorsulás: Ahogy korábban említettük, az inerciaérzékelő képes mérni a gyorsulást, azt, hogy a robot milyen gyorsan változtatja meg a mozgását egy tengely mentén. Érdekes módon, amíg a robot áll, oldalról oldalra, illetve elöl és hátul gyorsulása 0g lesz, de a robot fel-le gyorsulása 1g lesz, mert a Föld gravitációja 1g erőt fejt ki a robotra.

Inga: Érdekes tantermi tevékenység az inerciális érzékelő felszerelése egy hosszú szerkezeti fémdarabra, majd a másik rögzítése egy álló toronyhoz egy tengellyel vagy vállcsavarral vezessen le, hogy ingaként lelendülhessen. Ezután csatlakoztasson egy hosszú intelligens kábelt a V5 Brain/Control System és az érzékelő közé. Programozza be a V5 Braint, hogy kinyomtassa az érzékelő gyorsulási értékeit a Brain színes érintőképernyőjére. A tanulók fedjék fel, hogyan változtatja meg az érzékelő értékeit az inga végén lévő tehetetlenségi érzékelő lengetése.

Az inerciális érzékelő használata versenyrobotokon:

Az inerciális érzékelő nagy versenyelőnyt biztosít a versenyrobotok számára. Néhány ilyen felhasználás a következőket tartalmazza:

Navigáció: Az irányok vagy a robot forgási sebességének beállítása mellett az inerciális érzékelő leolvasható a robot programozására szolgál, hogy egy adott irány mentén egyenes vonalban haladjon. Ez különösen hasznos a mérkőzés autonóm része vagy a programozási készségek futtatása során. Ezenkívül néhány magasabb rendű matematika segítségével a gyorsulási értékek segítségével olyan függvényt írhatunk, amely meghatározza a robot helyzetének változását.

Stabilitás: Talán az egyik legelszomorítóbb dolog az, ha azt látjuk, hogy a robot elterült a játéktéren, miután megdőlt felett. Az inerciális érzékelő a kezelő által vezérelt és autonóm időszakokban egyaránt használható annak észlelésére, hogy a robot elkezd-e billenni, majd a felhasználói program automatikus korrekciós műveletre késztetheti a robotot. Ez akkor történhet meg, amikor a robot teljesen kinyújtva vezet, vagy amikor a robot megpróbál megmászni egy akadályt.

Függetlenül attól, hogy milyen alkalmazásra használják a VEX V5 inerciális érzékelőt, kétségtelenül üdvözlendő kiegészítő lesz a csapatok számára. A szenzor értékeinek funkciója a felhasználó fantáziája előtt áll.

A V5 inerciális érzékelő a VEX webhelyenérhető el.