คำอธิบาย
Line Tracker เป็นเซ็นเซอร์อะนาล็อกที่ประกอบด้วย LED อินฟราเรดและเซ็นเซอร์แสงอินฟราเรด มีรูสำหรับติดตั้งเพียงรูเดียวและได้รับการออกแบบให้ติดตั้งไว้ใต้โครงของหุ่นยนต์ Line Tracker ช่วยให้หุ่นยนต์ติดตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์ซีรีส์ 3 สาย
เซ็นเซอร์ 3 สายเข้ากันได้กับ V5 Robot Brain หรือ Cortex สายเซนเซอร์สามารถต่อขยายได้โดยใช้สายต่อขยาย 3 สาย
เพื่อให้ Line Tracker ทำงานร่วมกับ V5 Brain ได้ สายเคเบิลเซ็นเซอร์จะต้องเสียบเป็น เต็ม เข้าไปในพอร์ต V5 Brain 3-Wire
Line Tracker มาใน Advance Sensor Kit หรือ 3 แพ็ค และสามารถซื้อ ได้ที่นี่
| ไลน์ติดตาม | เสียบสายเซนเซอร์จนสุดแล้ว |
Line Tracker ทำงานอย่างไร
Line Tracker ทำงานโดยการส่องสว่างพื้นผิวด้วยไฟ LED อินฟราเรด จากนั้นเซ็นเซอร์แสงอินฟราเรดจะวัดรังสีอินฟราเรดที่สะท้อน ขึ้นอยู่กับความเข้มของรังสีที่สะท้อน Line Tracker สามารถกำหนดได้ว่าพื้นผิวอยู่ใต้เซ็นเซอร์สว่างหรือมืดเพียงใด
พื้นผิวที่มีสีอ่อนจะสะท้อนแสงอินฟราเรดมากกว่าพื้นผิวที่มืด และจะสว่างกว่าเมื่อมองผ่านเซ็นเซอร์ ช่วยให้เซ็นเซอร์ตรวจจับเส้นสีเข้มบนพื้นผิวสีซีด หรือเส้นสีซีดบนพื้นผิวสีเข้ม
Line Tracker เป็นเซ็นเซอร์แบบอะนาล็อกซึ่งหมายความว่าเซ็นเซอร์อินฟราเรดจะส่งคืนค่าที่ใดก็ได้ระหว่าง 0v ถึง 5v ของแรงดันไฟฟ้าไปยังสมอง V5 ขึ้นอยู่กับรังสีอินฟราเรดที่สะท้อน จากนั้น V5 Brain จะแปลงค่านี้เป็นเปอร์เซ็นต์ของการสะท้อนแสง การวัดประเภทนี้จำเป็นต้องมีเกณฑ์ความแตกต่างที่เพียงพอระหว่างเฉดสีของการสะท้อนแสงเพื่อให้สามารถติดตามเส้นได้สำเร็จ
ตัวอย่างเช่น Line Tracker จะไม่ติดตามแถบเทปไฟฟ้าสีดำที่วางอยู่บนแผ่นสนามการแข่งขัน VEX สีเทาเข้ม เนื่องจากเซ็นเซอร์จะส่งเปอร์เซ็นต์การสะท้อนกลับมาใกล้กันเกินไปสำหรับเกณฑ์ความแตกต่าง อย่างไรก็ตาม แถบเทปไฟฟ้าสีขาวบนแผ่นสนามการแข่งขัน VEX จะให้ค่าความแตกต่างอย่างมากและเป็นเกณฑ์ที่เพียงพอสำหรับหุ่นยนต์ในการติดตามเทป
Line Tracker จะต้องจับคู่กับภาษาการเขียนโปรแกรมเช่น VEXcode V5หรือ VEXcode Pro V5 เพื่อสร้างโปรแกรมผู้ใช้สำหรับ Brain เพื่อใช้ค่าจากเปอร์เซ็นต์การสะท้อนแสงเพื่อควบคุมหุ่นยนต์
หมายเหตุ: บล็อก (การสะท้อนแสงของ) จะส่งกลับค่าของ Line Tracker ในเวอร์ชันที่แตกต่างจากการอ่านบนแดชบอร์ด V5
ตำแหน่งของเซ็นเซอร์
การวางตำแหน่งของ Line Trackers มีความสำคัญต่อการทำงานของเซ็นเซอร์ ช่วงของ Line Tracker อยู่ที่ประมาณ 0.02” ถึง 0.25” เหนือพื้นผิวที่วัด ความไวที่เหมาะสมที่สุดที่ 3 มม. (ประมาณ ⅛”) และควรวางเซ็นเซอร์ให้ใกล้กับระยะห่างนี้จากพื้นผิวมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
การวาง Line Tracker บนหุ่นยนต์ที่มีความสูงมากกว่า 0.25 นิ้ว (เช่น การติดเซ็นเซอร์โดยตรงใต้ระบบขับเคลื่อนโดยใช้ล้อขนาด 4 นิ้ว) จะสร้างชุดค่าที่ต่ำมากเนื่องจากระดับความเข้มของอินฟราเรดที่สะท้อนต่ำ
นอกจากระยะห่างเหนือพื้นผิวที่วางเซ็นเซอร์แล้ว ยังต้องพิจารณาระยะห่างจากจุดหมุนในการหมุนของหุ่นยนต์ด้วย โดยทั่วไป จุดหมุนนี้จะอยู่ที่ศูนย์กลางของหุ่นยนต์สำหรับหุ่นยนต์ขับเคลื่อนสี่ล้อ และอยู่ตรงกลางระหว่างสองล้อของหุ่นยนต์ขับเคลื่อนสองล้อ
ยิ่ง Line Tracker วางอยู่ใกล้จุดหมุนมากเท่าไร หุ่นยนต์ก็ยิ่งต้องหมุนเพื่อแทนที่เซ็นเซอร์มากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ที่จะวาง Line Trackers ไว้ห่างจากจุดหมุนมากเกินไป โดยที่ต้องใช้เพียงจุดหมุนเล็กน้อยเพื่อเปลี่ยนเซ็นเซอร์
เวลาตอบสนองสำหรับตัวติดตามบรรทัดคือ 50Hz หากความเร็วในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์มากเกินไป รวมกับระยะห่างของเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่จากจุดหมุนของหุ่นยนต์ เวลาตอบสนองของ Line Tracker อาจไม่ดีพอสำหรับเซ็นเซอร์ในการติดตามเส้น
นอกจากนี้ จะต้องสังเกตด้วยว่าความกว้างของเส้นขั้นต่ำที่ Line Tracker สามารถตรวจจับได้คือ 0.25 นิ้ว
การใช้งานทั่วไปของ Line Tracker:
Line Trackers สามารถใช้เป็นหน่วยเดียว Line Trackers คู่ หรือเป็นชุดของ Line Tracker สามตัวเพื่อติดตามบรรทัด
หน่วยเดี่ยว: โดยทั่วไป Line Tracker จะถูกตั้งโปรแกรมให้หันไปทางเส้นจนกว่าจะตรวจพบเส้น จากนั้นหุ่นยนต์จะหันออกจากเส้นโดยเคลื่อนไปข้างหน้าเล็กน้อยแล้วจึงหันกลับไปทางเส้น
ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ช้าและกระตุกตลอดแนว อย่างไรก็ตาม มันเป็นตรรกะการเขียนโปรแกรมที่ง่ายที่สุดที่จะใช้ เนื่องจากเป็นการตรวจสอบเงื่อนไขการควบคุมป้อนกลับเพียงเงื่อนไขเดียวเท่านั้น: เส้นตรวจพบหรือไม่?
คู่ Line Trackers: Line Trackers 1 ตัวสามารถติดตั้งได้ เนื่องจากระยะห่างที่แยกออกจากกันจะกว้างกว่าความกว้างของเส้นที่ติดตามเล็กน้อย หุ่นยนต์ถูกวางโดยมีเซนเซอร์อยู่ที่แต่ละด้านของเส้น เมื่อ Line Tracker ตัวใดตัวหนึ่งตรวจพบเส้น โปรแกรมผู้ใช้จะให้หุ่นยนต์หมุนเส้นระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองอีกครั้ง
การตั้งค่านี้สร้างการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นยิ่งขึ้นสำหรับหุ่นยนต์ อย่างไรก็ตาม การตั้งค่านี้จำเป็นต้องมีการเขียนโปรแกรมขั้นสูงเพิ่มเติมจึงจะทำงานได้
ชุดสามรายการ: สามารถติดตั้ง Line Trackers สามชุดได้ เพื่อให้ Tracker ตรงกลางสามารถตรวจจับเส้นได้ และ Tracker ทั้งสองข้างจะติดตั้งเพียงชดเชยกับแต่ละด้านของเส้น ในการตั้งค่านี้ ทันทีที่เซ็นเซอร์ศูนย์กลางตรวจไม่พบเส้นและเซ็นเซอร์ด้านข้างตัวใดตัวหนึ่งตรวจจับเส้น หุ่นยนต์จะหมุนเพื่อนำเส้นกลับมาใต้เซ็นเซอร์ศูนย์กลาง
ข้อได้เปรียบหลักที่ชุด Line Tracker สามตัวเหนือเซ็นเซอร์คู่คือ: ถ้า Line Tacker ทั้งสามตัวตรวจไม่พบเส้น หุ่นยนต์ก็สามารถตั้งโปรแกรมให้หยุดได้ เมื่อหุ่นยนต์หยุดแล้ว มันสามารถเริ่มสแกนกลับไปกลับมาเพื่อพยายามหาเส้นอีกครั้ง การตั้งค่านี้ต้องใช้ลูปควบคุมผลป้อนกลับสามลูปและเงื่อนไขที่แตกต่างกันหลายประการ ทำให้เป็นตรรกะที่ซับซ้อนที่สุดในสามตัวเลือก
| การตรวจจับสายด้วยชุด Line Trackers สามชุด |
การใช้งานอื่น ๆ
การตั้งค่า Line Tracker ทั้งสามรายการสามารถใช้เพื่อเคลื่อนที่ตรงไปข้างหน้าจนกว่าจะตรวจพบเส้นแล้วหยุด
Line Trackers คู่และชุดสามตัวสามารถตั้งโปรแกรมให้ติดตามเส้นและตรวจจับเส้นกากบาทได้ เส้นกากบาทตามเส้นทางเส้นหลักสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนพฤติกรรมของหุ่นยนต์ ตัวอย่างเช่น หากพื้นผิวการเคลื่อนที่ถูกทำเครื่องหมายด้วยตารางเส้น หุ่นยนต์สามารถถูกตั้งโปรแกรมให้ติดตามเส้น ตรวจจับเส้นขวางของกริดสามเส้น จากนั้นเลี้ยวขวาที่เส้นขวางที่สี่เพื่อติดตามเส้นนั้น
การใช้ Line Trackers บนหุ่นยนต์แข่งขัน:
สนามเกมของการแข่งขัน VEX Robotics Competition ในแต่ละปีจะมีเทปพันสายไฟสีขาวที่แตกต่างกันวางไว้ สิ่งเหล่านี้มักจะกำหนดโซนต่างๆ บนสนาม เส้นยังสามารถใช้งานได้โดย Line Trackers ในช่วงระยะเวลาที่เป็นอิสระ การใช้งานบางประเภทสำหรับเส้นสนามได้แก่:
การให้คะแนน: Line Trackers ของหุ่นยนต์สามารถใช้เส้นประตูบนสนามเพื่อตรวจจับโซนการให้คะแนน จากนั้นจัดแนวเพื่อให้คะแนนวัตถุในเกมลงในพื้นที่ เช่น กับเส้นประตูในเกมปี 2015-2016 Nothing But Net
การค้นหาชิ้นส่วนของเกม: หลายครั้งจะพบชิ้นส่วนของเกมตามแนวสนาม Line Trackers สามารถใช้เพื่อติดตามแถวเพื่อค้นหาชิ้นส่วนของเกม หยิบมันขึ้นมา และทำคะแนน ตัวอย่างนี้คือการใช้ลูกบาศก์ขนาดใหญ่ซึ่งวางอยู่บนเส้นที่แยกโซนใกล้และโซนไกลระหว่างเกม Starstruck ปี 2016-2017
การจัดตำแหน่ง: Line Trackers สามารถใช้เพื่อจัดตำแหน่งหุ่นยนต์ตามแนวสนามเพื่อดำเนินการบางอย่างหรือปรับตำแหน่งใหม่บนสนาม ในเกม Turning Point ปี 2018-2019 เส้นโซนส่วนขยายสามารถใช้เพื่อจัดแนวหุ่นยนต์เพื่อให้ Caps ทำคะแนนได้สูง
การนำทาง: ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ Line Trackers สามารถใช้เพื่อติดตามเส้นหรือหยุดหุ่นยนต์เมื่อตรวจพบเส้น ตัวอย่างนี้อาจใช้ในเกมปี 2019-2020 Tower Takeover, Line Trackers อาจหยุดหุ่นยนต์ไม่ให้ผ่าน Autonomous Line และสูญเสีย Autonomous Bonus ของ Alliance
การตรวจจับวัตถุ: Line Tracker สามารถติดตั้งแบบฝังระหว่างโลหะโครงสร้างสองชิ้นภายในกรงเล็บ ระบบสายพานลำเลียง หรือระบบสไลด์ เนื่องจากชิ้นส่วนเกมเลื่อนไปเหนือ Line Tracker เซ็นเซอร์จึงสามารถตรวจจับวัตถุได้
เกมจำนวนมากมีสิ่งกีดขวางในสนามซึ่ง Line Trackers สามารถเข้าไปขวางได้ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงสิ่งนี้เมื่อออกแบบหุ่นยนต์ ตัวอย่างเช่น การวาง Line Trackers ระหว่างชุดล้อโดยตรงสามารถช่วยขนย้ายสิ่งกีดขวางส่วนใหญ่ได้