Beschrijving
De Line Tracker is een analoge sensor bestaande uit een infrarood LED en een infrarood lichtsensor. Het heeft een enkel montagegat en is ontworpen om onder het chassis van een robot te worden gemonteerd. Met de Line Tracker kan een robot een vooraf gemarkeerd pad volgen. Het is een van de sensoren uit de 3-Wire-serie.
De 3-draads sensoren zijn compatibel met de V5 Robot Brain of de Cortex. Hun sensorkabel kan worden verlengd met een 3-draads verlengkabel.
Om de Line Tracker te laten werken met de V5 Brain, moet de sensorkabel volledig in een V5 Brain 3-draads poort.
De Line Tracker wordt geleverd in de Advance Sensor Kit of een 3-pack en kan worden gekocht hier.
| Lijntracker | Sensorkabel volledig ingestoken |
 |
 |
Hoe de lijntracker werkt
De Line Tracker werkt door een oppervlak te verlichten met zijn infraroodlicht-LED en vervolgens meet de infraroodlichtsensor de gereflecteerde infraroodstraling. Op basis van de intensiteit van de gereflecteerde straling kan de Line Tracker bepalen hoe licht of donker het oppervlak onder de sensor is.
Lichtgekleurde oppervlakken reflecteren meer infrarood licht dan donkere oppervlakken en lijken helderder voor de sensor. Hierdoor kan de sensor een donkere lijn op een bleek oppervlak of een lichte lijn op een donker oppervlak detecteren.
De Line Tracker is een analoge sensor, wat betekent dat de infraroodsensor een waarde tussen 0v en 5v aan spanning terugstuurt naar de V5 Brain, afhankelijk van de gereflecteerde infraroodstraling. De V5 Brain converteert deze waarde vervolgens naar een percentage reflectiviteit. Dit type meting vereist een voldoende verschildrempel tussen de reflectietinten om een lijn met succes te kunnen volgen.
De Line Tracker zal bijvoorbeeld geen strook zwarte elektrische tape volgen die op de donkergrijze VEX Competition Field Tiles is geplaatst, omdat de sensor reflectiepercentages te dicht bij elkaar zal retourneren voor een verschildrempel. Een strook witte elektrische tape op de VEX Competition Field Tiles zorgt echter voor een groot verschil in waarden en een voldoende drempel voor de robot om de tape te volgen.
De Line Tracker moet worden gekoppeld aan een programmeertaal zoals de VEXcode V5 of VEXcode Pro V5 om een gebruiker te maken programma voor de hersenen om de waarde van het percentage reflectiviteit te gebruiken om de robot te besturen.
Opmerking: het (Reflectivity of) block retourneert een andere versie van de waarde van de Line Tracker dan de waarde op de V5 Dashboard.
Plaatsing van de sensoren
Plaatsing van de Line Trackers is van cruciaal belang voor de functie van de sensoren. Het bereik van de Line Tracker is ongeveer 0,02” tot 0,25” boven het meetoppervlak. De optimale gevoeligheid is 3 mm (ongeveer ⅛”) en de sensor moet zo dicht mogelijk bij deze afstand van het oppervlak worden geplaatst.
Het plaatsen van een Line Tracker op een robot van meer dan 0,25 inch (zoals het bevestigen van de sensor direct onder een aandrijflijn met 4 inch wielen) zal een zeer slechte reeks waarden opleveren vanwege het lage niveau van gereflecteerde infraroodintensiteit.
Naast de afstand boven het oppervlak waarop de sensor wordt geplaatst, moet ook rekening worden gehouden met de afstand tot het rotatiescharnierpunt van de robot. Dit draaipunt bevindt zich typisch in het midden van de robot voor een robot met vierwielaandrijving en gecentreerd tussen de twee wielen van een robot met tweewielaandrijving.
Hoe dichter de Line Tracker bij het draaipunt wordt geplaatst, hoe meer de robot moet draaien om de sensor te verplaatsen. Het is echter mogelijk om de Line Trackers te ver van het draaipunt te plaatsen, waarbij slechts een klein draaipunt nodig is om de sensor te verplaatsen.
De responstijd voor de lijntracker is 50Hz. Als de rijsnelheid van de robot te groot is, gecombineerd met een grote sensorafstand vanaf het draaipunt van de robot, kan de reactietijd van de Line Tracker niet groot genoeg zijn om de sensor een lijn te laten volgen.
Er moet ook worden opgemerkt dat de minimale lijnbreedte die de Line Tracker kan detecteren 0,25 inch is.
Veelvoorkomend gebruik van de Line Tracker:
Line Trackers kunnen worden gebruikt als een enkele eenheid, een paar Line Trackers of als een set van drie Line Trackers om een lijn te volgen.
Enkele eenheid: Een enkele lijnvolger is over het algemeen geprogrammeerd om naar een lijn te draaien totdat deze de lijn detecteert. Dan draait de robot zich van de lijn af en beweegt iets naar voren en keert dan terug naar de lijn.
Dit zorgt voor een zeer langzame, schokkerige beweging langs de lijn. Het is echter de gemakkelijkste programmeerlogica om te gebruiken, omdat het slechts één enkele feedbackregelconditie controleert: wordt de lijn gedetecteerd of niet?
Paar lijnvolgers: Twee lijnvolgers kunnen zo worden gemonteerd dat de afstand tussen hen iets groter is dan de breedte van de lijn die ze volgen. De robot wordt geplaatst met een sensor aan elke kant van de lijn. Wanneer een van de Line Trackers de lijn detecteert, laat het gebruikersprogramma de robot zo de lijn tussen de twee sensoren weer draaien.
Deze opstelling zorgt voor een soepelere beweging voor de robot. Deze opstelling heeft echter meer geavanceerde programmering nodig om te kunnen werken.
Set van drie: Een serie van drie Line Trackers kan worden gemonteerd zodat de middelste Tracker de lijn en de twee kan detecteren side Trackers zijn net verschoven aan elke kant van de lijn gemonteerd. In deze opstelling, zodra de middelste sensor de lijn niet detecteert en een van de zijsensoren de lijn wel detecteert, zal de robot draaien om de lijn terug onder de middelste sensor te brengen.
Het belangrijkste voordeel van de set van drie Line Trackers ten opzichte van een paar sensoren is: als alle drie de Line Tackers geen lijn detecteren, kan de robot worden geprogrammeerd om te stoppen. Zodra de robot is gestopt, kan hij heen en weer gaan scannen om de lijn weer te vinden. Deze opstelling vereist drie feedback-regellussen en verschillende voorwaarden, waardoor het de meest complexe logica van de drie opties is.
| Lijndetectie met een set van drie Line Trackers |
 |
Andere gebruiken
Alle drie de Line Tracker-opstellingen kunnen worden gebruikt om recht vooruit te gaan totdat ze een lijn detecteren en dan stoppen.
Het paar Line Trackers en de set van drie kunnen worden geprogrammeerd om een lijn te volgen en een dwarslijn te detecteren. Kruislijnen langs het hoofdlijnpad kunnen worden gebruikt om het gedrag van de robot te veranderen. Als het rijoppervlak bijvoorbeeld is gemarkeerd met een raster van lijnen, kan de robot worden geprogrammeerd om een lijn te volgen, drie rasterkruislijnen te detecteren en vervolgens rechtsaf te slaan bij de vierde kruislijn om die lijn te volgen.
Gebruik van lijnvolgers op een wedstrijdrobot:
Op het speelveld van de VEX Robotics Competition van elk jaar is een andere set witte elektrische tapelijnen geplaatst. Deze markeren meestal verschillende zones op het veld. De lijnen kunnen ook gebruikt worden door de Line Trackers tijdens de autonome periode. Enkele soorten gebruik voor de veldlijnen zijn:
Scoren: De lijnvolgers van een robot kunnen doellijnen op het veld gebruiken om scoringszones te detecteren en deze vervolgens uitlijnen om te scoren game-objecten in het gebied, zoals met de doellijnen in het 2015-2016-spel, Nothing But Net.
Spelstukken lokaliseren: Vaak worden spelstukken langs een veldlijn gevonden. De Line Trackers kunnen worden gebruikt om een lijn te volgen om een speelstuk te lokaliseren, op te pakken en vervolgens te scoren. Een voorbeeld hiervan was met de stof grote kubussen die tijdens het spel Starstruck 2016-2017 op de scheidingslijn tussen de nabije zone en de verre zone werden geplaatst.
Uitlijning: Lijnvolgers kunnen worden gebruikt om een robot uit te lijnen langs een veldlijn om een taak uit te voeren of om zijn positie op het veld. In het spel Turning Point van 2018-2019 konden de lijnen van de uitbreidingszone worden gebruikt om de robot uit te lijnen, zodat de Caps een hoge score konden behalen.
Navigatie: Zoals eerder vermeld, kunnen Line Trackers worden gebruikt om een lijn te volgen of de robot te stoppen wanneer een lijn wordt gedetecteerd . Een voorbeeld hiervan had kunnen worden gebruikt in de game Tower Takeover van 2019-2020. Line Trackers hadden kunnen voorkomen dat een robot over de Autonomous Line ging en de Autonomous Bonus van hun Alliantie verloor.
Objectdetectie: Een Line Tracker kan verzonken worden gemonteerd tussen twee stukken constructiemetaal in een klauw, een transportsysteem, of schuifsysteem. Als een speelstuk over de Line Tracker glijdt, kan de sensor het object detecteren.
Veel games hebben obstakels op het veld waar Line Trackers tegenaan kunnen lopen, dus het is belangrijk om hier rekening mee te houden bij het ontwerpen van de robot. Door de Line Trackers bijvoorbeeld direct tussen een set wielen te plaatsen, kunnen ze over de meeste obstakels worden gedragen.