Czujnik optyczny jest jednym z wydajnych czujników V5 zaprojektowanych w celu pełnej integracji z platformą robotyki V5.
Opis czujnika
Czujnik optyczny jest kombinacją następujących czujników:
- Czujnik światła otoczenia
- Czujnik koloru
- Czujnik zbliżeniowy
Informacje o kolorach są dostępne jako RGB (czerwony, zielony, niebieski), barwa i nasycenie lub skala szarości. Wykrywanie kolorów działa najlepiej, gdy obiekt znajduje się w odległości mniejszej niż 100 milimetrów (mm).
Czujnik zbliżeniowy mierzy odbitą energię IR (podczerwień) pochodzącą ze zintegrowanej diody IR LED. W związku z tym wartości będą się zmieniać w zależności od światła otoczenia i odbicia obiektu.
Czujnik optyczny wyposażony jest w białą diodę LED, która pomaga w wykrywaniu kolorów w warunkach słabego oświetlenia.
Obudowa tego czujnika posiada dwie wypustki montażowe ze szczelinowymi otworami, które zapewniają elastyczność podczas montażu czujnika do robota.
Na przodzie czujnika znajduje się małe okienko, w którym umieszczone są czujniki optyczne.
Szerokość czujnika optycznego pozwala na jego umieszczenie w kanale C.
Uwaga: do tego mocowania należy użyć dystansu 1/4 cala (275 - 1013) lub plastikowego dystansu 8 mm (276-2019), aby zapewnić odstęp dla inteligentnego portu V5.
Aby czujnik optyczny 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 optyczny 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 optyczny
Czujnik optyczny odbiera energię świetlną i zamienia ją na sygnały elektryczne. Wewnętrzna elektronika czujnika (sprzętowa maszyna stanu) przekształca te sygnały w sygnały wyjściowe, które odbierane są jako dane wejściowe przez mózg V5.
Jak już wspomniano:
- Wykrywanie kolorów przez czujnik działa najlepiej, gdy obiekt znajduje się w odległości mniejszej niż 100 milimetrów (mm) lub około 3,9 cala.
- Czujnik zbliżeniowy mierzy intensywność odbitego światła IR. Spowoduje to zmianę wartości w zależności od światła otoczenia i odbicia obiektu.
Czujnik optyczny 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.
Brain V5 w połączeniu z programem użytkownika może być używany z czujnikiem optycznym do:
- Włącz lub wyłącz białą diodę LED czujnika.
- Ustaw procent mocy białego światła LED.
- Wykryj obiekt.
- Wykryj kolor.
- Zmierz procentową jasność światła otoczenia.
- Zmierz odcień koloru w stopniach.
Konfiguracja czujnika optycznego
Umieszczenie.
Umieszczenie czujnika optycznego jest bardzo ważne dla uzyskania dokładnych odczytów. Upewnij się, że żadna konstrukcja robota nie znajduje się przed małym okienkiem czujnika optycznego z przodu czujnika. Przed czujnikiem musi być wolna droga pomiędzy mierzonym obiektem a czujnikiem.
Odczytywanie wartości czujnika optycznego.
Pomocne jest skorzystanie z ekranu Informacje o urządzeniu w Robot Brain V5, aby zobaczyć informacje zwracane przez czujnik optyczny. Można to zrobić za pomocą czujnika podłączonego do Brain, wykonując następujące czynności:
Zdejmij magnetyczną osłonę ekranu V5 Brain, włącz Brain i dotknij ikony Urządzenia.
Dotknij ikony czujnika optycznego na ekranie Informacje o urządzeniu.
Tryb koloru. Umieść przedmiot przed czujnikiem optycznym. Na wyświetlaczu pojawi się jasność wykrywana przez czujnik, bliskość obiektu i liczba odcienia koloru obiektu. Dotknięcie części ekranu poświęconej jasności diody LED spowoduje zmianę jasności diody LED.
Uwaga: Upewnij się, że robot Brain V5 ma najnowszą wersję oprogramowania sprzętowego.
Dodawanie czujnika optycznego 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 optyczny jako urządzenie w VEXcode V5.
Wybierz ikonę Urządzenia.
Wybierz „Dodaj urządzenie”.
Wybierz „OPTYCZNE”.
Wybierz inteligentny port, do którego podłączony jest czujnik optyczny w robot Brain V5.
Po wybraniu portu wybierz „GOTOWE”.
Uwaga: Istnieje możliwość zmiany nazwy czujnika optycznego w oknie tekstowym z Optyczny1 na inną.
Po dodaniu czujnika optycznego do programu użytkownika dostępny będzie nowy zestaw poleceń czujnika.
Aby uzyskać więcej informacji na temat poleceń z kategorii „Czujniki” dotyczących czujnika optycznego, zapoznaj się z informacjami Pomocy (Bloki, projekt lub Projekt Python).
Typowe zastosowania czujnika optycznego
Czujnik optyczny może generować 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 „Wykrywanie obiektów (optycznego)” znajdującego się w opcji „Otwórz przykłady” w menu Plik VEXcode V5.
- Napisanie niestandardowego programu użytkownika za pomocą jednego z programów VEXcode.
Funkcje te obejmują:
- Wykryj obiekt. Ta funkcja umożliwia robotowi wykrycie obiektu, gdy znajdzie się on w zasięgu czujnika optycznego. 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.
Wykryj kolor. Ta funkcja umożliwia robotowi identyfikację koloru obiektu. Zabawnym zajęciem w klasie byłoby pobranie ze sklepu z narzędziami próbek farb w różnych kolorach (czerwony, zielony, niebieski, żółty, pomarańczowy, fioletowy, cyjan) i sprawdzenie, czy odcień koloru wpływa na jego wykrywanie.
- Zmierz procentową jasność światła otoczenia. Ta funkcja umożliwia robotowi pomiar jasności otaczającego go światła. Zabawnym ćwiczeniem w klasie jest użycie tej funkcji do pomiaru ilości światła w pomieszczeniu przy włączonym i wyłączonym świetle w klasie. Następnie napisz niestandardowy program użytkownika, tak aby po włączeniu świateł w pomieszczeniu robot poruszał się po okręgu, a po wyłączeniu świateł robot przestał się poruszać.
Zmierz odcień koloru w stopniach. Ta funkcja umożliwia robotowi podanie liczby określającej odcień koloru obiektu. Czujnik optyczny zgłasza odpowiednią wartość odcienia w stopniach od 0 do 359 w oparciu o poniższe koło kolorów. Zapewnia to bardziej precyzyjny pomiar koloru w porównaniu z uogólnionym oznaczeniem czerwonym, zielonym lub niebieskim. Zabawnym zajęciem w klasie byłoby zmierzenie odcienia różnych obiektów w pokoju i sprawdzenie, któremu uczniowi uda się znaleźć obiekt o najwyższym numerze odcienia.
Zastosowania czujnika optycznego w robocie konkursowym
Czujnik optyczny zapewni robotom wyczynowym doskonałą przewagę konkurencyjną. Możliwość wykrywania obiektów i ich koloru dostarczy wielu informacji przy projektowaniu autonomicznych procedur.
Obecność obiektu i odcień koloru dostarczą przydatnych informacji przy wykrywaniu elementów gry i/lub bramek.
Na przykład w grze konkursowej VEX Robotics Competition 2020–2021 Change Up czujnik optyczny można ustawić pod kątem, aby skanować podłogę przed wlotem robota. Gdy tylko jedna z kolorowych kulek Twojego sojuszu zostanie wykryta, może to automatycznie włączyć robotowi pobieranie i podnoszenie piłki.
Niezależnie od tego, do czego wykorzystamy czujnik optyczny VEX, nie ma wątpliwości, że będzie on mile widzianym nabytkiem dla zespołów. Funkcja wartości czujnika jest otwarta dla wyobraźni użytkownika.