Descrizione
Lo Line Tracker è un sensore analogico composto da un LED a infrarossi e un sensore di luce a infrarossi. Ha un unico foro di montaggio ed è progettato per essere montato sotto il telaio di un robot. Il Line Tracker consente a un robot di seguire un percorso premarcato. È uno dei sensori della serie 3-Wire.
I sensori a 3 fili sono compatibili con il cervello robot V5 o la corteccia. Il cavo del sensore può essere esteso utilizzando un cavo di prolunga a 3 fili .
Affinché il Line Tracker funzioni con il V5 Brain, il cavo del sensore deve essere nella porta a 3 fili del V5 Brain.
Il Line Tracker è disponibile nel kit Advance Sensor o in una confezione da 3 e può essere acquistato qui.
| Tracciatore di linea | Cavo sensore completamente inserito |
Come funziona il Line Tracker
Il Line Tracker funziona illuminando una superficie con il suo LED a luce infrarossa e quindi il sensore di luce infrarossa misura la radiazione infrarossa riflessa. In base all'intensità della radiazione riflessa, il Line Tracker può determinare quanto chiara o scura è la superficie sotto il sensore.
Le superfici leggermente colorate rifletteranno più luce infrarossa rispetto alle superfici scure e appariranno più luminose al sensore. Ciò consente al sensore di rilevare una linea scura su una superficie chiara o una linea chiara su una superficie scura.
Il Line Tracker è un sensore analogico, il che significa che il sensore a infrarossi restituirà un valore compreso tra 0 V e 5 V di tensione al V5 Brain a seconda della radiazione infrarossa riflessa. Il V5 Brain converte quindi questo valore in una percentuale di riflettività. Questo tipo di misurazione richiede un'adeguata soglia di differenza tra le sfumature di riflettività per poter seguire con successo una linea.
Ad esempio, il Line Tracker non seguirà una striscia di nastro isolante nero posizionata sulle tessere del campo di gara VEX grigio scuro perché il sensore restituirà percentuali di riflessione troppo vicine tra loro per una soglia di differenza. Tuttavia, una striscia di nastro isolante bianco sulle tessere del campo di gara VEX fornirà una grande differenza di valori e una soglia adeguata affinché il robot possa tracciare il nastro.
Il Line Tracker deve essere abbinato a un linguaggio di programmazione come VEXcode V5o VEXcode Pro V5 per creare un programma utente affinché Brain utilizzi il valore della percentuale di riflettività per controllare il robot.
Nota: il blocco (Riflettività di) restituirà una versione diversa del valore del Line Tracker rispetto alla lettura sul Dashboard V5.
Posizionamento dei sensori
Il posizionamento dei tracciatori di linea è fondamentale per il funzionamento dei sensori. La portata del Line Tracker è compresa tra circa 0,02" e 0,25" sopra la superficie che sta misurando. La sua sensibilità ottimale è di 3 mm (circa ⅛”) e il sensore deve essere posizionato il più vicino possibile a questa distanza dalla superficie.
Posizionando un Line Tracker su un robot sopra 0,25" (ad esempio collegando il sensore direttamente sotto una trasmissione utilizzando ruote da 4") produrrà un insieme di valori molto scarso a causa del basso livello di intensità dell'infrarosso riflesso.
Oltre alla distanza sopra la superficie in cui è posizionato il sensore, è necessario considerare la distanza dal punto di rotazione del robot. In genere, questo punto di rotazione si trova al centro del robot per un robot a trazione integrale e centrato tra le due ruote di un robot a due ruote motrici.
Quanto più il Line Tracker è posizionato vicino al punto di rotazione, tanto più il robot dovrà ruotare per spostare il sensore. Tuttavia, è possibile posizionare i Line Tracker troppo lontano dal punto di rotazione, dove sarà necessaria solo una leggera rotazione per spostare il sensore.
Il tempo di risposta per il line tracker è 50Hz. Se la velocità di spostamento del robot è troppo elevata, combinata con una grande distanza del sensore dal punto di rotazione del robot, il tempo di risposta del Line Tracker potrebbe non essere sufficientemente elevato da consentire al sensore di seguire una linea.
È inoltre necessario notare che la larghezza minima della linea che il Line Tracker può rilevare è 0,25 pollici.
Utilizzi comuni del Line Tracker:
I tracciatori di linea possono essere utilizzati come unità singola, una coppia di tracciatori di linea o come un set di tre tracciatori di linea per seguire una linea.
Unità singola: Un tracciatore di linea singolo è generalmente programmato per girare verso una linea finché non rileva la linea. Quindi il robot si allontana dalla linea spostandosi leggermente in avanti e poi torna indietro verso la linea.
Ciò produce un movimento molto lento e a scatti lungo la linea. Tuttavia, è la logica di programmazione più semplice da utilizzare perché verifica solo una singola condizione di controllo del feedback: la linea viene rilevata o no?
Coppia di tracciatori di linea: È possibile montare due tracciatori di linea in modo che la distanza che li separa sia leggermente più ampia della larghezza della linea che stanno seguendo. Il robot è posizionato con un sensore su ciascun lato della linea. Quando uno dei Line Tracker rileva la linea, il programma utente fa ruotare il robot in modo che la linea tra i due sensori rientri di nuovo.
Questa configurazione produce un movimento più fluido per il robot. Tuttavia, questa configurazione richiede una programmazione più avanzata per funzionare.
| Rilevamento della linea con un set di tre tracciatori di linea |
Set di tre: È possibile montare una serie di tre tracciatori di linea in modo che il tracciatore centrale possa rilevare la linea e i due tracciatori laterali siano montati appena sfalsati su ciascun lato della linea. In questa configurazione, non appena il sensore centrale non rileva la linea e uno dei sensori laterali rileva la linea, il robot si girerà per riportare la linea sotto il sensore centrale.
Il vantaggio principale del set di tre Line Tracker rispetto a una coppia di sensori è che se tutti e tre i Line Tracker non rilevano una linea, il robot può essere programmato per fermarsi. Una volta che il robot si è fermato, può iniziare la scansione avanti e indietro cercando di ritrovare la linea. Questa configurazione richiede tre cicli di controllo del feedback e diverse condizioni diverse che la rendono la logica più complessa delle tre opzioni.
Altri usi
Tutte e tre le configurazioni del Line Tracker possono essere utilizzate per muoversi in avanti finché non rilevano una linea e poi si fermano.
La coppia di Line Tracker e il set di tre possono essere programmati per seguire una linea e rilevare una linea trasversale. Le linee incrociate lungo il percorso principale possono essere utilizzate per modificare il comportamento del robot. Ad esempio, se la superficie di viaggio è delimitata da una griglia di linee, il robot potrebbe essere programmato per seguire una linea, rilevare tre linee di intersezione della griglia e quindi svoltare a destra al quarto incrocio per seguire tale linea.
Utilizzi dei Line Tracker su un robot da competizione:
Ogni anno, sul campo di gioco della VEX Robotics Competition sono presenti diverse linee di nastro isolante bianco. Di solito delimitano zone diverse sul campo. Le linee possono essere utilizzate anche dai Line Tracker durante il periodo di autonomia. Alcuni tipi di utilizzo delle linee di campo includono:
Punteggio: I Line Tracker di un robot possono utilizzare le linee di porta sul campo per rilevare le zone di punteggio e quindi allinearsi su di esse per segnare oggetti di gioco nell'area, come con le linee di porta nel gioco Nothing But Net del 2015-2016.
Individuazione dei pezzi del gioco: Spesso i pezzi del gioco si trovano lungo una linea di campo. I Line Tracker possono essere utilizzati per seguire una linea per individuare un pezzo del gioco, raccoglierlo e quindi segnare un punto. Un esempio di ciò sono stati i grandi cubi di tessuto che sono stati posizionati sulla linea che separa la zona vicina da quella lontana durante il gioco Starstruck 2016-2017.
Allineamento: I tracker di linea possono essere utilizzati per allineare un robot lungo una linea di campo per eseguire un'attività o ricalibrare la sua posizione sul campo. Nel gioco Turning Point del 2018-2019, le linee della zona di espansione potrebbero essere utilizzate per allineare il robot in modo che i Caps possano ottenere punteggi elevati.
Navigazione: Come accennato in precedenza, i Line Tracker possono essere utilizzati per seguire una linea o per fermare il robot quando viene rilevata una linea. Un esempio di ciò avrebbe potuto essere utilizzato nel gioco 2019-2020, Tower Takeover, dove i Line Tracker avrebbero potuto impedire a un robot di oltrepassare la linea autonoma e di perdere il bonus autonomo della propria Alleanza.
Rilevamento oggetti: Un Line Tracker può essere montato a filo tra due pezzi di metallo strutturale all'interno di un artiglio, di un sistema trasportatore o di un sistema scorrevole. Quando un pezzo del gioco scivola sul Line Tracker, il sensore è in grado di rilevare l'oggetto.
Molti giochi presentano ostacoli sul campo in cui i Line Tracker possono rimanere intrappolati, quindi è importante tenerne conto quando si progetta il robot. Ad esempio, posizionando i Line Tracker direttamente tra un set di ruote è più facile superarli.