Aprašymas
Ultrasonic Range Finder yra jutiklis, kuris naudoja ultragarsinį garsą echolokacijai nustatyti, kad būtų galima išmatuoti atstumą tarp jutiklio ir objekto, nuo kurio garsas atsispindi atgal. Range Finder yra vienas iš 3 laidų serijos jutiklių. Turi du 3 laidų kabelius. Yra juodas, raudonas ir oranžinis „Išvesties“ laidas, kuris maitinimą perduoda 40 kHz garsiakalbiui; ir juodą, raudoną ir geltoną „įvesties“ laidą, kuris siunčia signalą atgal iš aukšto dažnio mikrofono imtuvo. (Pastaba: įprastas klausos diapazonas paprastai yra nuo 0,02 KHz iki 20 KHz, todėl šio jutiklio skleidžiamas garsas turėtų būti gerokai didesnis už tą, kurį girdi dauguma žmonių.)
3 laidų jutikliai yra suderinami su V5 Robot Brain arba Cortex. Jų jutiklių laidus galima pratęsti naudojant 3 laidų ilginamuosius kabelius.
Kad ultragarsinis diapazono ieškiklis veiktų su V5 Brain, abu jutiklio kabeliai turi būti iki galo įkišti į V5 Brain 3 laidų prievadus. Išvesties kabelį reikia prijungti prie 3 laidų prievado, o įvesties kabelį – į kitą iš eilės einantį 3 laidų prievadą.
Pavyzdžiui, (juodą, raudoną ir oranžinį) laidą, pažymėtą ant jutiklio „OUTPUT“, galima prijungti prie 3 laidų prievado A, o tada (juodą, raudoną ir geltoną) laidą, pažymėtą „INPUT“, reikės būti prijungtas prie 3 laidų prievado B.Pastaba: veiks tik tam tikros prievadų poros (AB, CD, EF ir GH).
Ultragarsinis nuotolio ieškiklis yra įtrauktas į pažangių jutiklių rinkinį , taip pat jį galima įsigyti čia.
| Diapazono ieškiklis | Du 3 laidų prievadai |
|---|---|
Kaip veikia ultragarsinis diapazono ieškiklis
Ultragarsinis nuotolio ieškiklio jutiklis leidžia robotui aptikti jo kelyje esančias kliūtis naudojant aukšto dažnio garso bangas. Jutiklis skleidžia 40 kHz garso bangą, kuri atsimuša į atspindintį paviršių ir grįžta į jutiklį. Tada, naudojant laiką, per kurį banga grįžta į jutiklį, galima apskaičiuoti atstumą iki objekto. Šis procesas parodytas toliau pateiktoje animacijoje.
Diapazono ieškiklio naudojimo diapazonas yra nuo 1,5 colio (3,0 cm) iki 115 colių (300 cm). Kai jutiklis bando išmatuoti objektą, kurio skersmuo mažesnis nei 1,5 colio, garsas aidi atgal per greitai, kad jutiklis galėtų aptikti, o daug didesnis nei 115 colių garso intensyvumas yra per silpnas, kad jį būtų galima aptikti.
Garso bangų savybės veikia šį diapazoną. Pvz., jei aptinkamas objektas neturi kieto paviršiaus (pvz., 2016–2017 m. VRC žaidime naudojami dideli medžiaginiai kubeliai, sumušta žvaigždė), garso bangos gali būti sugertos ir jutiklis gali nepateikti tikslaus rodmens. .
Be to, jei aptinkamas objektas yra sferinis kaip rutulys arba netaisyklingos formos, garso bangos gali būti išsklaidytos ir iš jutiklio gali būti grąžintos įvairios reikšmės. Tačiau ultragarsinis diapazono ieškiklis suteikia naudingą tikslų matavimą, kai naudojamas atstumui iki lygaus kieto paviršiaus matuoti.
Ultragarsinis nuotolio ieškiklis turi būti susietas su programavimo kalba, pvz., VEXcode V5arba VEXcode Pro V5, kad būtų sukurta vartotojo programa, skirta smegenims naudoti atstumo nuo jutiklio reikšmę robotui valdyti. Diapazono ieškiklis gali matuoti atstumą coliais arba milimetrais.
Dažniausi ultragarsinio diapazono ieškiklio naudojimo būdai:
Ultragarsinis nuotolio ieškiklis yra artumo jutiklio tipas, kuris reiškia, kad jis gali aptikti objektą jo neliesdamas. Tai reiškia, kad jutiklis gali aptikti kliūtį roboto kelyje prieš jam atsitrenkdamas. Kai kurie pavyzdžiai, kaip galima naudoti ultragarsinį diapazono ieškiklį:
Kliūčių vengimas: Anksti aptikus objektą, robotas gali būti užprogramuotas sustoti arba apsisukti, kad išvengtų kliūties, nesvarbu, ar ši kliūtis yra lauko elementas, žaidimo elementas ar kitas robotas.
Ultragarsiniai atstumo ieškikliai naudojami daugelyje automobilių, norint aptikti objektus jų kelyje ir įspėti vairuotoją arba imtis išvengiamųjų veiksmų. Žemiau pateiktoje animacijoje parodytas ultragarsinis atstumo matuoklis, naudojamas siekiant išvengti susidūrimo su siena.
Valdymas gestais: Įdomus užsiėmimas klasėje – orientuoti ultragarsinį nuotolio ieškiklį taip, kad ranka būtų judama tam tikru atstumu nuo jutiklio. Kai robotas aptinka šį judesį, jis gali pakeisti savo elgesį. Pavyzdžiui, tai gali būti naudojamas kaip įvykis, kai robotas nejudės tol, kol ranka nebus pamojuota virš jutiklio. Dauguma robotikos žaidimų turi specialias taisykles, draudžiančias tokio tipo žmonių sąveiką su robotu autonominiu rungtynių laikotarpiu.
Navigacija: Ultragarsinis diapazono ieškiklis gali būti naudojamas grįžtamojo ryšio valdymo kilpai roboto elgesiui valdyti. Tai gali būti toks elgesys, kaip pasitraukimas tam tikru atstumu nuo sienos ir sustojimas, pasitraukimas tam tikru atstumu link sienos ir tada apsisukimas, kad judėtumėte kita kryptimi, arba sustojimas tinkamu atstumu nuo objekto, kad ranka ir nagas būtų tinkamoje padėtyje objektui paimti. Peržiūrėkite toliau pateiktą animaciją, kurioje matyti, kaip ultragarsinis atstumo ieškiklis naudojamas objektui priešais leteną aptikti ir jį pakelti.
Kai robotas navigacijai naudoja ultragarsinį nuotolio ieškiklį, gali būti naudinga naudoti proporcingą grįžtamojo ryšio valdiklį. Tai reiškia, kad klaida (skirtumas tarp roboto tikslinio atstumo ir tikrojo atstumo) naudojama norint reguliuoti pavaros galią procentais.
Dėl to robotas priartėja prie norimo atstumo (nes paklaida mažesnė), kol pasiekia nurodytą tikslinį atstumą ir sustoja. Ši technika padės robotui viršyti tikslinį atstumą, kuris gali atsitikti, jei jo judėjimo greitis yra per didelis.
Ultragarsinių nuotolio ieškiklių naudojimas varžybų robote:
Ultragarsiniai nuotolio ieškikliai gali būti labai naudingi, kai naudojami varžybų robote. Be jau minėtų kliūčių vengimo ir navigacijos, ant roboto galima sumontuoti porą nuotolio ieškiklių, skirtų tam tikram pažangesniam elgesiui. Šiuos du jutiklius reikės sumontuoti toje pačioje roboto pusėje ir atskirti tam tikru atstumu, pvz., pastatyti juos priešinguose važiuoklės šono kampuose.
Orientacija ir taikymas: Kai yra sumontuoti du ultragarsiniai nuotolio ieškikliai, kurių atstumas tarp jų yra, kiekvienas iš jų gali išmatuoti du atstumus iki lauko perimetro sienos ar kitų plokščių lauko elementų. Naudodamas nustatytą atstumą tarp jutiklių ir bet kokį skirtumą tarp dviejų išmatuotų atstumų, V5 Brain gali apskaičiuoti kampą, kuriuo robotas yra orientuotas į sieną.
matavimai gali būti naudojami roboto kampui reguliuoti prieš jam pradedant kitą autonominio kelio žingsnį, arba jie gali būti naudojami metančiam manipuliatoriui, pvz., smagračiui, nusitaikyti ir jį reguliuoti prieš jam šaunant į savo žaidimo figūrėlę. Žiūrėkite toliau pateiktą animaciją, kurioje parodytas prie roboto rankos pritvirtintas ultragarsinis atstumo matuoklis, skirtas tiksliai įstatyti žaidimo objektą į vartus.
Antrinis patikrinimas: Naudojant tą pačią metodiką, kaip aprašyta orientuojantis ir taikant, roboto kampui matuoti galima naudoti du ultragarsinius nuotolio ieškiklius. Tokiu atveju kampas gali būti naudojamas norint patikrinti pirminio jutiklio (pvz., giroskopo / inercinio jutiklio) matavimo rodmenis tam tikrame taške sudėtingo autonominio kelio metu.
Jei nuotolio ieškikliai rodo, kad robotas nukrypo nuo numatytos padėties, robotą galima sureguliuoti ir iš naujo sukalibruoti naudojant dviejų nuotolio ieškiklių rodmenis, prieš tęsiant savo kelią naudodamas pirminį jutiklį.
Nesvarbu, ar ultragarsinis nuotolio ieškiklis naudojamas paprastam elgesiui, pvz., sustojimui 10 colių atstumu nuo perimetro sienos, ar labai sudėtingai funkcijai, pvz., tiksliam kamuoliuko smūgiui į vėliavą iš žaidimo lauko, garso bangų savybės yra pagrindas. reikia atsižvelgti į jutiklio matavimus. Kitaip tariant, matuodami atstumus iki apvalių, netaisyklingos formos ar minkštų sugeriančių paviršių, nesitikėkite, kad ultragarsinio diapazono ieškiklio vertės bus nuoseklios ar tikslios.
Kaip ir dauguma jutiklių, ultragarsiniai nuotolio ieškikliai pirmiausia naudojami autonominėje rungtynių dalyje, tačiau kūrybiškai mąstančios geriausios komandos gali naudoti jutiklius, kad pagerintų vairuotojo roboto valdymą.