Keterangan
Ultrasonic Range Finder adalah sensor yang menggunakan suara ultrasonik untuk ekolokasi guna mengukur jarak antara sensor dan objek tempat suara dipantulkan kembali. Range Finder adalah salah satu sensor seri 3-Wire. Memiliki dua Kabel 3-Kawat. Terdapat kabel “Output” berwarna hitam, merah, dan oranye yang menyalurkan daya ke speaker 40KHz; dan kabel “Input” berwarna hitam, merah, dan kuning yang mengirimkan sinyal kembali dari penerima mikrofon frekuensi tinggi. (Catatan: rentang pendengaran normal biasanya antara 0,02 KHz dan 20 KHz, jadi suara yang dihasilkan oleh sensor ini seharusnya jauh di atas apa yang dapat didengar kebanyakan orang.)
Sensor 3-Wire kompatibel dengan V5 Robot Brain atau Cortex. Kabel sensornya dapat diperpanjang menggunakan Kabel Ekstensi 3-Kawat .
Agar Pencari Jarak Ultrasonik dapat berfungsi dengan V5 Brain, kedua kabel sensor harus sepenuhnya dimasukkan ke dalam Port 3-Kabel V5 Brain. Kabel Output perlu dicolokkan ke port 3-Wire dan kabel Input perlu dicolokkan ke port 3-Wire berikutnya.
Misalnya, kabel (hitam, merah, dan oranye) berlabel “OUTPUT” pada sensor dapat dicolokkan ke port 3-Kabel A, lalu kabel (hitam, merah, dan kuning) berlabel “INPUT” perlu dicolokkan ke port 3-kabel B.Catatan: hanya pasangan port tertentu yang akan berfungsi (AB, CD, EF, dan GH).
Ultrasonic Range Finder disertakan dalam Advanced Sensor Kit dan juga dapat dibeli di sini.
| Alat pengukur jarak sasaran | Dua Port 3-Kabel |
Cara Kerja Pencari Jarak Ultrasonik
Sensor Ultrasonic Range Finder memungkinkan robot mendeteksi rintangan di jalurnya dengan menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi. Sensor memancarkan gelombang suara 40KHz yang memantul dari permukaan reflektif dan kembali ke sensor. Kemudian, menggunakan jumlah waktu yang dibutuhkan gelombang untuk kembali ke sensor, jarak ke objek dapat dihitung.
Jangkauan yang dapat digunakan oleh Range Finder adalah antara 1,5” (3,0 cm) hingga 115” (300 cm). Ketika sensor mencoba mengukur objek pada jarak kurang dari 1,5”, suara bergema kembali terlalu cepat untuk dideteksi oleh sensor dan pada jarak lebih dari 115” intensitas suara terlalu lemah untuk dideteksi.
Sifat gelombang suara mempengaruhi rentang ini. Misalnya, jika objek yang dideteksi tidak memiliki permukaan yang keras (seperti kubus besar kain yang digunakan dalam permainan VRC 2016-2017, Star Striked), gelombang suara mungkin diserap dan sensor mungkin tidak memberikan pembacaan yang akurat
Selain itu, jika objek yang dideteksi berbentuk bulat seperti bola atau memiliki bentuk yang tidak beraturan, gelombang suara dapat tersebar dan menyebabkan berbagai nilai dikembalikan dari sensor. Namun, Ultrasonic Range Finder memberikan pengukuran akurat yang berguna saat digunakan untuk mengukur jarak ke permukaan datar yang keras.
Pencari Jarak Ultrasonik perlu dipasangkan dengan bahasa pemrograman seperti VEXcode V5atau VEXcode Pro V5 untuk membuat program pengguna bagi Otak untuk menggunakan nilai jarak dari sensor untuk mengendalikan robot. Range Finder dapat mengukur jarak dalam inci atau milimeter.
Penggunaan Umum Pencari Jarak Ultrasonik:
Pencari Jarak Ultrasonik adalah jenis sensor jarak yang berarti dapat mendeteksi suatu objek tanpa menyentuhnya. Artinya sensor dapat mendeteksi rintangan di jalur robot sebelum menabraknya. Beberapa contoh bagaimana Pencari Jarak Ultrasonik dapat digunakan meliputi:
Penghindaran rintangan: Dengan deteksi dini suatu objek, robot dapat diprogram untuk berhenti atau berputar untuk menghindari rintangan, baik rintangan tersebut merupakan elemen lapangan, bagian permainan, atau robot lain.
Pencari Jarak Ultrasonik digunakan oleh banyak mobil untuk mendeteksi objek di jalurnya dan memperingatkan pengemudi atau mengambil tindakan mengelak.
Kontrol gerakan: Aktivitas kelas yang menarik adalah mengarahkan Pencari Jarak Ultrasonik sehingga tangan dapat digerakkan dalam jarak tertentu dari sensor. Ketika robot mendeteksi gerakan ini, ia dapat mengubah perilakunya. Misalnya, ini dapat digunakan sebagai peristiwa di mana robot tidak akan bergerak sampai ada tangan yang melambai di atas sensor. Sebagian besar permainan robotika memiliki aturan khusus yang melarang jenis interaksi manusia dengan robot selama periode otonomi pertandingan.
Navigasi: Pencari Jarak Ultrasonik dapat digunakan untuk loop kontrol umpan balik untuk mengendalikan perilaku robot. Ini bisa berupa perilaku seperti bergerak pada jarak tertentu dari dinding dan berhenti, bergerak pada jarak tertentu ke arah dinding dan kemudian berbalik untuk berjalan ke arah yang berbeda, atau berhenti pada jarak yang tepat dari sebuah objek sehingga lengan dan cakarnya berada pada posisi yang tepat untuk mengambil objek tersebut.
Saat robot menggunakan Pencari Jarak Ultrasonik untuk navigasi, akan sangat membantu jika menggunakan kontrol umpan balik proporsional. Ini berarti kesalahan (perbedaan antara jarak target robot dan jarak sebenarnya) digunakan untuk menyesuaikan persentase daya ke drivetrain.
Hal ini menyebabkan robot melambat saat mendekati jarak yang diinginkan (karena kesalahannya lebih kecil) hingga mencapai jarak target yang ditentukan dan berhenti. Teknik ini akan membantu robot dari melampaui jarak target yang dapat terjadi jika kecepatan perjalanannya terlalu cepat.
Penggunaan Pencari Jarak Ultrasonik pada Robot Kompetisi:
Pencari Jarak Ultrasonik dapat sangat berguna saat digunakan pada robot kompetisi. Selain penghindaran rintangan dan navigasi yang telah disebutkan, sepasang Range Finder dapat dipasang pada robot untuk beberapa perilaku tingkat lanjut. Kedua sensor ini perlu dipasang pada sisi robot yang sama dan dipisahkan oleh jarak tertentu, misalnya menempatkannya pada sudut berlawanan pada sisi sasis.
Orientasi dan penargetan: Bila dua Pencari Jarak Ultrasonik dipasang dengan jarak di antara keduanya, masing-masing dapat mengukur dua jarak ke dinding perimeter lapangan atau elemen lapangan datar lainnya. Dengan menggunakan jarak yang ditetapkan antara sensor dan perbedaan antara dua jarak yang diukur, V5 Brain dapat menghitung sudut orientasi robot terhadap dinding.
Pengukuran ini dapat digunakan untuk menyesuaikan sudut robot sebelum memulai langkah berikutnya di jalur otonom, atau dapat digunakan untuk menargetkan dan menyesuaikan manipulator pelempar seperti roda gila sebelum menembakkan bidak permainannya.
Verifikasi sekunder: Menggunakan teknik yang sama seperti yang dijelaskan untuk orientasi dan penargetan, dua Pencari Jarak Ultrasonik dapat digunakan untuk mengukur sudut robot. Dalam kasus ini, sudut dapat digunakan untuk memverifikasi pembacaan pengukuran sensor primer (seperti sensor gyro/inersia) pada titik tertentu selama jalur otonom yang kompleks.
Jika Range Finder menunjukkan robot telah menyimpang dari orientasi yang diharapkan, robot dapat disesuaikan dan dikalibrasi ulang menggunakan pembacaan kedua Range Finder sebelum melanjutkan jalurnya dengan memanfaatkan sensor utama.
Apakah Pencari Jarak Ultrasonik digunakan untuk perilaku sederhana seperti berhenti 10” dari dinding perimeter atau fungsi yang sangat rumit seperti menembak bola secara akurat untuk mengenai bendera dari seberang lapangan permainan, sifat gelombang suara yang menjadi dasar pengukuran sensor perlu dipertimbangkan. Dengan kata lain, saat mengukur jarak ke permukaan yang bulat, bentuknya tidak beraturan, atau permukaan lunak yang menyerap, jangan berharap nilai dari Ultrasonic Range Finder akan konsisten atau akurat.
Seperti halnya sebagian besar sensor, Pencari Jarak Ultrasonik digunakan terutama selama bagian otonom suatu pertandingan, namun dengan sedikit pemikiran kreatif, tim teratas dapat menggunakan sensor untuk meningkatkan kendali pengemudi terhadap robot.