Korzystanie z czujnika odległości z VEX V5 – Biblioteka VEX

Czujnik odległości to jeden z najnowocześniejszych czujników V5 zaprojektowanych z myślą o pełnej integracji z platformą robotyki V5. Czujnik ten wykorzystuje impuls bezpiecznego światła laserowego do pomiaru odległości od przodu czujnika do obiektu.

Widok pod kątem czujnika odległości V5.

Opis

Czujnik odległości może być również używany do wykrywania obiektów i określania ich względnego rozmiaru. Przybliżony rozmiar obiektu jest podawany jako mały, średni lub duży.

Czujnik może zostać wykorzystany do obliczenia prędkości zbliżania się robota. Prędkość zbliżania mierzy prędkość robota/czujnika poruszającego się w kierunku obiektu.

Czujnik odległości V5 pokazano z wypustkami po bokach oraz zaznaczonymi i opisanymi otworami szczelinowymi w wypustkach.

Obudowa tego czujnika posiada dwie wypustki montażowe ze szczelinowymi otworami, które zapewniają elastyczność podczas montażu czujnika do robota.

Czujnik odległości V5 pokazany jest z zaznaczonym i opisanym okienkiem na laser.

Na powierzchni czujnika znajduje się małe okienko, przez które wysyłana jest, a następnie odbierana wiązka lasera w celu pomiaru odległości.

Czujnik odległości V5 jest osadzony i zamontowany w elemencie kanału V5 C za pomocą dwóch śrub i dwóch elementów dystansowych 1/4 cala.

Szerokość czujnika odległości pozwala na jego zagnieżdżenie w kanale C.

Uwaga: Do tego mocowania należy użyć dystansu 1/4 cala (275 - 1013) lub plastikowej przekładki 8 milimetrów (mm) (276-2019), aby zapewnić odstęp dla inteligentnego portu V5.

Czujnik odległości V5 pokazany jest podłączony do mózgu V5 za pomocą inteligentnego kabla.

Aby czujnik odległości działał z robotem V5 Robot Brain, inteligentny port V5 czujnika i inteligentny port robota V5 Robot Brain muszą być połączone za pomocą kabla V5 Smart Cable. Czujnik odległości będzie współpracował z dowolnym z 21 inteligentnych portów robota V5. Podłączając kabel Smart Cable V5 do portów, upewnij się, że złącze kabla jest całkowicie włożone do portu i zatrzask blokujący złącza jest całkowicie zatrzaśnięty.

Jak działa czujnik odległości

Czujnik odległości wysyła impuls światła laserowego bezpiecznego w klasie i mierzy czas odbicia impulsu. Pozwala to na obliczenie odległości.

Laser klasy 1 czujnika jest podobny do laserów stosowanych w nowoczesnych telefonach komórkowych do wykrywania głowy. Dzięki laserowi czujnik ma bardzo wąskie pole widzenia, dlatego detekcja odbywa się zawsze bezpośrednio przed czujnikiem.

Zakres pomiaru czujnika odległości wynosi od 20 milimetrów (mm) do 2000 milimetrów (mm) (od 0,79 cala do 78,74 cala). Poniżej 200 milimetrów (mm) dokładność wynosi około +/-15 milimetrów (mm); powyżej 200 milimetrów (mm) dokładność wynosi około 5%.

Czujnik odległości należy sparować z językiem programowania, takim jak VEXcode V5 lub VEXcode Pro V5 aby utworzyć program użytkownika dla robota V5 Robot Brain, który będzie wykorzystywał odczyty czujnika do sterowania zachowaniem robota.

V5 Brain w połączeniu z programem użytkownika może zostać wykorzystany do konwersji odczytów czujnika odległości na:

Odległość do obiektu mierzona w milimetrach lub calach.
Prędkość obiektu w metrach na sekundę.
Rozmiar obiektu jest mały, średni lub duży.
Znaleziono obiekt.

Ikona aplikacji VEXcode V5.

Konfiguracja czujnika odległości

Czujnik odległości V5 pokazano umieszczony z przodu ramienia chwytaka w konstrukcji robota V5. Przed czujnikiem znajduje się czerwona kula, która oznacza, że czujnik można wykorzystać do wykrywania obiektów.

Umiejscowienie: Umiejscowienie czujnika odległości jest bardzo ważne dla jego dokładnych odczytów. Upewnij się, że przed małym okienkiem lasera na powierzchni czujnika nie znajduje się żadna konstrukcja robota. Przed czujnikiem musi być wolna droga pomiędzy mierzonym obiektem a czujnikiem.

Odczyt wartości czujnika odległości: Pomocne jest skorzystanie z ekranu Informacje o urządzeniu w aplikacji V5 Robot Brain, aby zobaczyć wartości zwracane przez czujnik odległości. Można to zrobić za pomocą czujnika podłączonego do mózgu poprzez:

Zdejmij magnetyczną osłonę ekranu V5 Brain, włącz Brain i dotknij ikony Urządzenia.

Dotknij ikony czujnika odległości na ekranie Informacje o urządzeniu.

Umieść przedmiot przed czujnikiem odległości lub skieruj czujnik w stronę ściany i obserwuj jego pomiary. Wyświetlany zakres i jednostki, mm lub cale, można zmienić poprzez dotknięcie ekranu.

Uwaga: Upewnij się, że w urządzeniu V5 Robot Brain jest zainstalowana najnowsza wersja oprogramowania układowego.

Dodawanie czujnika odległości jako urządzenia w VEXcode V5

Jeśli czujnik jest używany w języku programowania, należy go skonfigurować w tym języku. W przypadku VEXcode V5 i VEXcode Pro V5można to zrobić za pomocą funkcji „Dodaj urządzenie”. Aby dać przykład, poniższe kroki dodadzą czujnik odległości jako urządzenie w VEXcode V5.

Pasek narzędzi VEXcode V5 z podświetloną ikoną Urządzenia pomiędzy ikonami Przeglądarki kodu i Konsoli drukowania.

Wybierz ikonę Urządzenia.

Menu urządzeń VEXcode V5 z wyróżnionym przyciskiem Dodaj urządzenie.

Wybierz „Dodaj urządzenie”.

Menu Urządzenia VEXcode V5 po wybraniu przycisku Dodaj urządzenie. Opcja Odległość jest podświetlona.

Wybierz „DYSTANS”.

Menu urządzeń VEXcode V5 z wyświetlonym menu Smart Port. Pierwszy Smart Port jest zaznaczony.

Wybierz inteligentny port, do którego podłączony jest czujnik odległości w robot Brain V5.

Menu urządzeń VEXcode V5 po ustawieniu opcji Smart Port nowego czujnika odległości na 1. Powyżej wyróżniono nazwę urządzenia, aby wskazać, że można ją zmienić. Poniżej zaznaczony jest przycisk Gotowe.

Po wybraniu portu wybierz „GOTOWE”.

Uwaga: Istnieje możliwość zmiany nazwy czujnika odległości w oknie tekstowym z Odległość1 na inną.

VEXcode V5 z pokazanym blokiem Toolbox. Kategoria bloków Czujniki odległości jest już dostępna.

Po dodaniu czujnika odległości do programu użytkownika dostępny będzie nowy zestaw poleceń czujnika.

Typowe zastosowania czujnika odległości

Pasek narzędzi VEXcode V5 z otwartym menu Plik i zaznaczoną opcją Otwórz przykłady. Otwórz przykłady to piąta opcja w menu, po opcjach Nowy projekt bloków, Nowy projekt tekstowy, Otwórz i Otwórz ostatnie. Miniatura przykładowego projektu pomiaru odległości.

Czujnik odległości może wykonać kilka pomiarów, które można wykorzystać do zmiany zachowania robota.

Tych funkcji można używać z:

Opcja „Informacje o urządzeniu” w Robot Brain V5.
Korzystając z przykładowego projektu „Distance Sensing” znajdującego się w opcji „Otwórz przykłady” w menu Plik VEXcode V5.
Napisanie niestandardowego programu użytkownika za pomocą jednego z programów VEXcode.

Funkcje te obejmują:

- Odległość do obiektu mierzona w milimetrach lub calach. Zapewnia pomiar pomiędzy przodem czujnika odległości a obiektem lub barierą/ścianą. Zabawnym wyzwaniem w klasie byłoby użycie czujnika odległości do pomiaru odległości między robotem a ścianą. Następnie zmierz odległość inną metodą, na przykład taśmą mierniczą, i porównaj oba pomiary.
- Prędkość obiektu w metrach na sekundę. Umożliwia pomiar prędkości obiektu zbliżającego się do robota lub robota zbliżającego się do obiektu w metrach na sekundę. Zabawnym wyzwaniem w klasie byłoby napisanie niestandardowego programu użytkownika, który mierzyłby maksymalną prędkość robota podczas jazdy nim w kierunku ściany.
  - Należy pamiętać, że obiekty poruszające się w kierunku czujnika (niezależnie od tego, czy jest to czujnik poruszający się w stronę nieruchomego obiektu, czy odwrotnie) będą zgłaszać dodatnią prędkość, podczas gdy obiekty poruszające się od czujnika (ponownie, czy będzie to czujnik oddalający się od nieruchomego obiektu, czy odwrotnie) versa) zgłosi liczbę ujemną. Ważne jest, aby zrozumieć, że czujnik jest w stanie to zrobić, ponieważ po prostu uwzględnia szybkość zmiany odległości widzianej przez czujnik w czasie, co w żargonie laika oznacza metry/sekundy, czyli prędkość.

Ekran mózgu jest wyświetlany w menu Czujnik odległości, w którym wyświetlane są dane czujnika. Diagram menu pokazuje odległość do wykrytego obiektu, a strzałka oznacza, że odległość ta się zmniejsza. Wartość prędkości wynosi 0,21 metra na sekundę, co również wskazuje, że odległość się zmniejsza. Ekran mózgu jest wyświetlany w menu Czujnik odległości, w którym wyświetlane są dane czujnika. Diagram menu pokazuje odległość do wykrytego obiektu, a strzałka oznacza, że odległość ta rośnie. Wartość prędkości wynosi ujemne 0,29 metra na sekundę, co również wskazuje, że odległość rośnie.

Poniższe dwa obrazy przedstawiają stronę Informacje o urządzeniu po wybraniu czujnika odległości. Pierwszy obraz jest przykładem obiektu zbliżającego się do czujnika, natomiast drugi obraz obiektu oddalającego się. Zwróć uwagę na konwencje znaków prędkości w każdym przypadku.

- Rozmiar obiektu jest mały, średni lub duży. Ta funkcja pozwala robotowi zidentyfikować obiekt jako mały, średni lub duży, w zależności od odczytu czujnika. Zabawnym wyzwaniem w klasie byłoby skorzystanie z ekranu Informacje o urządzeniu robota V5 Robot Brain i umieszczenie różnych obiektów w określonej odległości, np. jednego metra, aby sprawdzić, czy czujnik wykryje obiekt jako mały, średni czy duży.
  Uwaga: Rozmiar obiektu jest szacunkowy i może na niego wpływać współczynnik odbicia obiektu.

Czujnik odległości V5 pokazano zamontowany na ramieniu chwytaka robota V5. Przed czujnikiem umieszczono blok piankowy.

Znaleziono obiekt. Ta funkcja umożliwia robotowi wykrycie obiektu, gdy znajdzie się on w zasięgu czujnika odległości. Zabawnym wyzwaniem w klasie byłoby umieszczenie przed czujnikiem obiektów o różnym współczynniku odbicia, takich jak blok czarnej gumy piankowej lub błyszcząca kulka folii aluminiowej, aby sprawdzić, czy powierzchnia obiektu ma jakikolwiek wpływ na jego wykrycie.

Zastosowania czujnika odległości w robocie konkursowym:

Czujnik odległości zapewni robotom wyczynowym większą przewagę konkurencyjną. Zdolność do wykrywania odległości od ściany obwodowej i możliwość pomiaru prędkości robota dostarczy wielu informacji podczas projektowania autonomicznych procedur.

Wykrywanie obiektów i określanie ich względnych rozmiarów dostarczy przydatnych informacji przy wykrywaniu elementów gry i/lub bramek.

Czujnik odległości V5 pokazano zamontowany na ramieniu chwytaka robota V5. Przed czujnikiem umieszczono czerwoną piłkę, co oznacza, że czujnik odległości może być używany do wykrywania obiektów w grze podczas zawodów.

Na przykład w grze konkursowej VEX Robotics Competition 2020–2021 Change Up czujnik odległości można ustawić pod kątem, aby skanować podłogę przed wlotem robota. Gdy tylko jedna z piłek wykorzystanych w grze zostanie wykryta, może to automatycznie włączyć robotowi pobieranie i podnoszenie piłki.

Niezależnie od tego, do czego wykorzystamy czujnik odległości VEX, nie ma wątpliwości, że będzie on mile widzianym nabytkiem dla zespołów. Funkcja wartości czujnika jest otwarta dla wyobraźni użytkownika.

Czujnik odległości jest dostępny na stronie internetowej firmy .