Utilização do sensor de distância com VEX V5 – Biblioteca VEX

O Sensor de Distância é um dos potentes sensores V5 concebidos para uma integração completa com a plataforma robótica V5. Este sensor usa um pulso de luz laser adequado para sala de aula para medir a distância da frente do sensor até um objeto.

Vista em ângulo do sensor de distância V5.

Descrição

O Sensor de Distância também pode ser utilizado para detetar um objeto e determinar o tamanho relativo do objeto. O tamanho aproximado de um objeto é relatado como pequeno, médio ou grande.

O sensor pode ser usado para calcular a velocidade de aproximação de um robô. A velocidade de aproximação mede a velocidade do robô/sensor conforme ele se move em direção ao objeto.

O sensor de distância V5 é apresentado com as patilhas laterais destacadas e identificadas, assim como os orifícios oblongos nestas patilhas.

A caixa deste sensor possui duas abas de montagem com orifícios ranhurados para proporcionar flexibilidade ao montar o sensor em um robô.

O sensor de distância V5 é mostrado com a janela para o seu laser destacada e identificada.

Na face do sensor existe uma pequena janela por onde o feixe de laser é enviado e recebido para medir a distância.

O sensor de distância V5 é encaixado e montado num perfil C V5 utilizando dois parafusos e dois espaçadores de 1/4 de polegada.

A largura do Sensor de Distância permite que este seja aninhado num pedaço do Canal C.

Nota: é necessário utilizar um espaçador de 1/4 de polegada (275 - 1013) ou um espaçador de plástico de 8 milímetros (mm) (276-2019) para este acessório, de modo a proporcionar espaço livre para a porta inteligente V5 .

O sensor de distância V5 é mostrado ligado a um módulo V5 através de um cabo inteligente.

Para que o Sensor de Distância funcione com o Cérebro do Robô V5, a Porta Inteligente V5 do sensor e a Porta Inteligente do Cérebro do Robô V5 precisam ser conectadas com um Cabo Inteligente V5. O sensor de distância funcionará com qualquer uma das 21 portas inteligentes do V5 Robot Brain. Ao conectar um cabo inteligente V5 às portas, certifique-se de que o conector do cabo esteja totalmente inserido na porta e que a guia de travamento do conector esteja totalmente encaixada.

Como funciona o sensor de distância

O Sensor de Distância envia um impulso de luz laser adequado para a sala de aula e mede o tempo que demora até o impulso ser refletido. Isso permite um cálculo de distância.

O Laser Classe 1 do sensor é semelhante aos lasers usados em telefones celulares modernos para detecção de cabeça. O laser permite que o sensor tenha um campo de visão muito estreito, de modo que a detecção esteja sempre diretamente na frente do sensor.

A gama de medição do sensor de distância é de 20 milímetros (mm) a 2000 milímetros (mm) (0,79 polegadas a 78,74 polegadas). Abaixo de 200 milímetros (mm) a precisão é de aproximadamente +/‐15 milímetros (mm); acima de 200 milímetros (mm) a precisão é de aproximadamente 5%.

O sensor de distância necessita de ser emparelhado com uma linguagem de programação como VEXcode V5 ou VEXcode Pro V5 para criar um programa de utilizador para o V5 Robot Brain utilizar as leituras do sensor para controlar o comportamento do robô.

O V5 Brain em conjunto com um programa de usuário pode ser usado para converter as leituras do Sensor de Distância em:

Distância até um objeto medida em milímetros ou polegadas.
Velocidade do objeto em metros por segundo.
O tamanho do objeto é pequeno, médio ou grande.
Objeto encontrado.

Ícone da aplicação VEXcode V5.

Configuração do Sensor de Distância

O sensor de distância V5 é mostrado posicionado na parte frontal de um braço com garra numa montagem de robô V5. Uma bola vermelha está em frente ao sensor para indicar que pode ser utilizado para detetar objetos.

Posicionamento: O posicionamento do Sensor de Distância é muito importante para suas leituras precisas. Certifique-se de que nenhuma estrutura do robô esteja na frente da pequena janela do laser na face do sensor. É necessário que haja um caminho livre na frente do sensor, entre qualquer objeto que está sendo medido e o sensor.

Leitura dos valores do sensor de distância: É útil usar a tela Device Info no V5 Robot Brain para ver os valores que o sensor de distância está retornando. Isso pode ser feito com o sensor conectado ao Cérebro:

Remova o protetor de tela magnético V5 Brain, ligue o Brain e toque no ícone Dispositivos.

Toque no ícone do sensor de distância na tela Informações do dispositivo.

Coloque um objeto em frente ao Sensor de Distância ou vire o sensor em direção a uma parede e observe suas medições. A faixa e as unidades exibidas, mm ou polegadas, podem ser alteradas com um toque na tela.

Nota: Certifique-se de que o V5 Robot Brain tem a versão mais recente do firmware.

Adicionar o sensor de distância como dispositivo no VEXcode V5

Sempre que um sensor é utilizado com uma linguagem de programação ele precisa ser configurado dentro dessa linguagem. Com VEXcode V5 e VEXcode Pro V5, isto é feito utilizando a funcionalidade 'Adicionar um dispositivo'. Para fornecer um exemplo disso, as etapas a seguir adicionarão o Sensor de Distância como um dispositivo no VEXcode V5.

Barra de ferramentas VEXcode V5 com o ícone Dispositivos destacado entre os ícones Visualizador de Código e Consola de Impressão.

Selecione o ícone Dispositivos.

Menu de dispositivos VEXcode V5 com o botão Adicionar um dispositivo destacado.

Selecione 'Adicionar um dispositivo'.

Menu VEXcode V5 devices após selecionar o botão Adicionar um dispositivo. A opção Distância está realçada.

Selecione 'DISTÂNCIA'.

Menu VEXcode V5 devices com o menu Smart Port apresentado. O primeiro Smart Port está destacado.

Selecione a porta inteligente à qual o sensor de distância está conectado no V5 Robot Brain.

Menu de dispositivos VEXcode V5 após definir a opção Smart Port do novo sensor de distância para 1. Acima, o nome do dispositivo está destacado para indicar que pode ser alterado. Abaixo, o botão Concluído está destacado.

Assim que a porta for escolhida, selecione 'DONE'.

Nota: Existe uma opção para alterar o nome do Sensor de Distância na janela de texto de Distância1 para um nome diferente.

VEXcode V5 com a caixa de ferramentas de blocos apresentada. A categoria de blocos com sensor de distância já está disponível.

Assim que o sensor de distância for adicionado ao seu programa de usuário, um novo conjunto de comandos do sensor ficará disponível.

Usos comuns do sensor de distância

Barra de ferramentas VEXcode V5 com o menu Ficheiro aberto e a opção Abrir exemplos selecionada. Abrir exemplos é a quinta opção no menu, abaixo de Novo projeto de blocos, Novo projeto de texto, Abrir e Abrir recentes. Miniatura do projeto de exemplo de Sensoriamento à Distância.

O Sensor de Distância pode produzir diversas medições que podem ser utilizadas para alterar o comportamento do robô.

Esses recursos podem ser usados com:

A opção 'Informações do dispositivo' no V5 Robot Brain.
Usando o projeto exemplo 'Distance Sensing' encontrado na opção 'OpenExemplos' no menu Arquivo do VEXcode V5.
Escrevendo um programa de usuário personalizado com um dos programas VEXcode.

Esses recursos incluem:

- Distância até um objeto medida em milímetros ou polegadas. Isto fornece uma medição entre a frente do sensor de distância e um objeto ou uma barreira/parede. Um desafio divertido em sala de aula seria usar o sensor de distância para medir a distância entre o seu robô e a parede. Em seguida, meça a distância com um método diferente, como uma fita métrica, e compare as duas medidas.
- Velocidade do objeto em metros por segundo. Isso fornece uma medição da velocidade em metros por segundo para um objeto se aproximando do seu robô ou se o seu robô se aproxima de um objeto. Um desafio divertido em sala de aula seria escrever um programa de usuário personalizado para medir a velocidade máxima do seu robô enquanto você o dirige em direção a uma parede.
  - Observe que os objetos que viajam em direção ao sensor (seja o seu sensor se movendo em direção a um objeto estacionário ou vice-versa) reportarão uma velocidade positiva, enquanto os objetos que se afastam do sensor (novamente, seja o seu sensor se movendo para longe de um objeto estacionário ou vice-versa). versa) reportará um número negativo. É importante entender que o sensor é capaz de fazer isso porque ele simplesmente mede a taxa de variação da distância vista pelo sensor ao longo do tempo, que em termos leigos é metros/segundos, ou velocidade.

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do Sensor de Distância, que lista os dados do sensor. O diagrama do menu mostra a distância até ao objeto detetado, e uma seta indica que a distância está a diminuir. O valor da velocidade é de 0,21 metros por segundo, indicando também que a distância está a diminuir. O ecrã do cérebro é apresentado no menu do Sensor de Distância, que lista os dados do sensor. O diagrama do menu mostra a distância até ao objeto detetado, e uma seta indica que a distância está a aumentar. O valor da velocidade é de -0,29 metros por segundo, indicando também que a distância está a aumentar.

As duas imagens a seguir mostram a página Informações do dispositivo quando o Sensor de distância é selecionado. A primeira imagem é um exemplo de um objeto se movendo em direção ao sensor, enquanto a segunda imagem é de um objeto se afastando. Observe as convenções de sinais da velocidade em cada caso.

- O tamanho do objeto é pequeno, médio ou grande. Este recurso permite que seu robô identifique um objeto como sendo pequeno, médio ou grande dependendo da leitura do sensor. Um desafio divertido em sala de aula seria usar a tela de informações do dispositivo do V5 Robot Brain e colocar diferentes objetos a uma distância definida, como um metro, para ver se o sensor detecta o objeto como pequeno, médio ou grande.
  Nota: O tamanho do objeto é uma estimativa e pode ser afetado pela refletividade do objeto.

O sensor de distância V5 é mostrado montado num braço com garra numa construção de robô V5. Um bloco de espuma foi colocado em frente ao sensor.

Encontrou um objeto. Este recurso permite que seu robô detecte um objeto quando ele estiver dentro do alcance do sensor de distância. Um desafio divertido em sala de aula seria colocar objetos com refletividade diferente na frente do sensor, como um bloco de espuma de borracha preta ou uma bola brilhante de papel alumínio, para ver se a superfície do objeto tem algum efeito na sua detecção.

Utilizações do Sensor de Distância num Robô de Competição:

O Sensor de Distância proporcionará uma vantagem competitiva superior para robôs de competição. A capacidade de detectar a distância até a parede perimetral e medir a velocidade de um robô fornecerá uma grande quantidade de informações ao projetar rotinas autônomas.

A detecção de objetos e a determinação do tamanho relativo do objeto fornecerão informações úteis na detecção de peças e/ou gols do jogo.

O sensor de distância V5 é mostrado montado num braço com garra numa construção de robô V5. É apresentada uma bola vermelha em frente ao sensor, indicando que o Sensor de Distância pode ser utilizado para detetar um objeto de jogo numa competição.

Por exemplo, no jogo de competição de robótica VEX 2020-2021, Change Up, um sensor de distância pode ser inclinado para escanear o chão em frente à entrada do seu robô. Assim que uma das bolas utilizadas no jogo for detectada, este poderá ligar automaticamente a entrada do robô e pegar a bola.

Não importa a aplicação do Sensor de Distância VEX, não há dúvida de que será uma adição bem-vinda para as equipas. A função dos valores do sensor está aberta à imaginação do usuário.

O Sensor de Distância está disponível no site da VEX.