การใช้ตัวติดตามสาย 3 สาย V5

คำอธิบาย

Line Tracker เป็นเซ็นเซอร์อะนาล็อกที่ประกอบด้วย LED อินฟราเรดและเซ็นเซอร์แสงอินฟราเรด มีรูสำหรับติดตั้งเพียงรูเดียวและได้รับการออกแบบให้ติดตั้งไว้ใต้โครงของหุ่นยนต์ Line Tracker ช่วยให้หุ่นยนต์ติดตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์ซีรีส์ 3 สาย

เซ็นเซอร์ 3 สายเข้ากันได้กับ V5 Robot Brain หรือ Cortex สายเซนเซอร์สามารถขยายได้โดยใช้สายต่อขยาย สาย

เพื่อให้ Line Tracker ทำงานร่วมกับ V5 Brain ได้ สายเคเบิลเซ็นเซอร์จะต้องเสียบเป็น เต็ม เข้าไปในพอร์ต V5 Brain 3-Wire

Line Tracker มีในชุด Advance Sensor Kit หรือชุด 3 ชิ้น และสามารถซื้อ ที่นี่

ติดตามสาย	สายเซนเซอร์เสียบเข้าจนสุด

ตัวติดตามสายทำงานอย่างไร

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

 

การวางตำแหน่งของเซนเซอร์

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

การใช้งานอื่น ๆ

การตั้งค่า Line Tracker ทั้งสามแบบสามารถใช้เพื่อเคลื่อนที่ไปข้างหน้าตรงๆ จนกว่าจะตรวจพบเส้นแล้วหยุด

สามารถตั้งโปรแกรมให้ติดตามเส้นทั้ง 2 คู่และชุด 3 คู่เพื่อติดตามเส้นและตรวจจับเส้นที่ข้ามได้ เส้นที่ข้ามตามเส้นทางสายหลักสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนพฤติกรรมของหุ่นยนต์ได้ ตัวอย่างเช่น หากพื้นผิวการเดินทางถูกทำเครื่องหมายไว้ด้วยเส้นตาราง หุ่นยนต์ก็สามารถตั้งโปรแกรมให้เดินตามเส้นได้ ตรวจจับเส้นตารางที่มีเครื่องหมายกากบาท 3 เส้น จากนั้นเลี้ยวขวาที่เส้นกากบาทเส้นที่ 4 เพื่อเดินตามเส้นนั้น

 

การใช้งานของ Line Trackers บนหุ่นยนต์แข่งขัน:

สนามแข่งขันหุ่นยนต์ VEX ในแต่ละปีจะมีการวางสายเทปไฟฟ้าสีขาวชุดต่างกันลงไป โดยปกติแล้วสิ่งเหล่านี้จะทำเครื่องหมายโซนที่แตกต่างกันบนสนาม เส้นเหล่านี้ยังสามารถใช้โดย Line Trackers ได้ในช่วงระยะเวลาอัตโนมัติ ประเภทการใช้งานของเส้นสนามมีดังนี้:

การให้คะแนน: เครื่องติดตามเส้นของหุ่นยนต์สามารถใช้เส้นประตูบนสนามเพื่อตรวจจับโซนคะแนน จากนั้นจัดแนวบนเส้นเหล่านั้นเพื่อทำคะแนนให้กับวัตถุในเกมในพื้นที่ เช่น เส้นประตูในเกม Nothing But Net ปี 2015-2016

การระบุตำแหน่งชิ้นเกม: หลายครั้งที่พบชิ้นเกมตามแนวเส้นสนาม สามารถใช้ Line Trackers เพื่อติดตามเส้นเพื่อค้นหาชิ้นส่วนเกม หยิบมันขึ้นมา แล้วทำคะแนน ตัวอย่างนี้คือการใช้ผ้า Cubes ขนาดใหญ่ที่วางบนเส้นแบ่งโซนใกล้และโซนไกลในเกม Starstruck ปี 2016-2017

การจัดตำแหน่ง: ตัวติดตามสายสามารถใช้เพื่อจัดตำแหน่งหุ่นยนต์ตามแนวเส้นสนามเพื่อดำเนินการงานบางอย่างหรือปรับเทียบตำแหน่งบนสนามใหม่ ในเกม Turning Point ปี 2018-2019 เส้นโซนขยายอาจใช้ในการจัดตำแหน่งหุ่นยนต์เพื่อให้ Caps ได้คะแนนสูง

การนำทาง: ตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ Line Trackers สามารถใช้เพื่อติดตามเส้นหรือหยุดหุ่นยนต์เมื่อตรวจพบเส้น ตัวอย่างนี้สามารถนำไปใช้ในเกม Tower Takeover ปี 2019-2020 โดย Line Trackers สามารถหยุดหุ่นยนต์ไม่ให้ผ่าน Autonomous Line และสูญเสียโบนัส Autonomous ของพันธมิตรได้

การตรวจจับวัตถุ: Line Tracker สามารถติดตั้งแบบฝังระหว่างชิ้นส่วนโลหะโครงสร้างสองชิ้นภายในกรงเล็บ ระบบสายพานลำเลียง หรือระบบสไลด์ เมื่อชิ้นเกมเลื่อนไปบน Line Tracker เซ็นเซอร์จะสามารถตรวจจับวัตถุได้

หลายเกมมีอุปสรรคในสนามที่ Line Trackers สามารถตามทันได้ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงเมื่อออกแบบหุ่นยนต์ ตัวอย่างเช่น การวาง Line Trackers โดยตรงระหว่างล้อทั้งสองชุดจะช่วยให้สามารถเคลื่อนผ่านสิ่งกีดขวางส่วนใหญ่ได้