คำอธิบาย

Line Tracker คือเซ็นเซอร์อะนาล็อกที่ประกอบด้วย LED อินฟราเรดและเซ็นเซอร์แสงอินฟราเรด มีรูสำหรับติดตั้งเพียงช่องเดียวและได้รับการออกแบบให้ติดตั้งใต้แชสซีของหุ่นยนต์ Line Tracker ช่วยให้หุ่นยนต์ติดตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์ซีรีส์ 3-Wire

3-Wire Sensors เข้ากันได้กับ V5 Robot Brain หรือ Cortex สามารถต่อสายเซ็นเซอร์ได้โดยใช้ 3-Wire Extension Cable

เพื่อให้ Line Tracker ทำงานร่วมกับ V5 Brain ได้ จะต้องเสียบสายเซ็นเซอร์ ลงใน a V5 Brain 3-Wire Port.

Line Tracker มาใน Advance Sensor Kit หรือ 3 แพ็คและสามารถซื้อได้ ที่นี่

ไลน์ติดตาม เสียบสายเซนเซอร์จนสุด
Line_Tracker.jpg Triport_Connected_to_V5_Brain.jpg

Line Tracker ทำงานอย่างไร

Line Tracker ทำงานโดยการส่องสว่างพื้นผิวด้วย LED แสงอินฟราเรด จากนั้นเซ็นเซอร์แสงอินฟราเรดจะวัดการแผ่รังสีอินฟราเรดที่สะท้อน ตามความเข้มของการแผ่รังสีที่สะท้อนออกมา Line Tracker สามารถกำหนดว่าพื้นผิวใต้เซ็นเซอร์มีแสงหรือความมืดมากน้อยเพียงใด

พื้นผิวที่มีสีอ่อนจะสะท้อนแสงอินฟราเรดมากกว่าพื้นผิวที่มืดและจะสว่างขึ้นต่อเซ็นเซอร์ ซึ่งช่วยให้เซ็นเซอร์ตรวจจับเส้นสีเข้มบนพื้นผิวสีซีด หรือเส้นสีซีดบนพื้นผิวที่มืดได้

Line Tracker เป็นเซ็นเซอร์แอนะล็อกซึ่งหมายความว่าเซ็นเซอร์อินฟราเรดจะส่งคืนค่าที่ใดก็ได้ระหว่าง 0v ถึง 5v ของแรงดันไฟฟ้าไปยัง V5 Brain ขึ้นอยู่กับการแผ่รังสีอินฟราเรดที่สะท้อน จากนั้น V5 Brain จะแปลงค่านี้เป็นเปอร์เซ็นต์ของการสะท้อนแสง การวัดประเภทนี้ต้องการเกณฑ์ความแตกต่างที่เพียงพอระหว่างเฉดสีของการสะท้อนแสงเพื่อให้สามารถทำตามเส้นได้สำเร็จ

ตัวอย่างเช่น Line Tracker จะไม่ติดตามแถบเทปไฟฟ้าสีดำที่วางอยู่บนไทล์สนามแข่งขัน VEX สีเทาเข้ม เนื่องจากเซ็นเซอร์จะส่งกลับเปอร์เซ็นต์การสะท้อนที่ใกล้กันเกินไปสำหรับเกณฑ์ความแตกต่าง อย่างไรก็ตาม แถบเทปไฟฟ้าสีขาวบนแผ่นกระเบื้องสนามแข่งขัน VEX จะให้ค่าความแตกต่างอย่างมากและมีเกณฑ์เพียงพอสำหรับหุ่นยนต์ในการติดตามเทป

Line Tracker ต้องจับคู่กับภาษาการเขียนโปรแกรม เช่น VEXcode V5 หรือ VEXcode Pro V5 เพื่อสร้างผู้ใช้ โปรแกรมให้สมองใช้ค่าจากเปอร์เซ็นต์การสะท้อนแสงเพื่อควบคุมหุ่นยนต์

หมายเหตุ: บล็อก (การสะท้อนแสงของ) จะส่งกลับค่าของ Line Tracker ในเวอร์ชันที่แตกต่างจากที่อ่านได้ใน V5 แผงควบคุม.

 

ตำแหน่งของเซนเซอร์

ตำแหน่งของ Line Trackers มีความสำคัญต่อการทำงานของเซ็นเซอร์ ช่วงสำหรับ Line Tracker อยู่ที่ประมาณ 0.02” ถึง 0.25” เหนือพื้นผิวที่วัด ความไวแสงที่เหมาะสมที่สุดที่ 3 มม. (ประมาณ ⅛”) และควรวางเซ็นเซอร์ไว้ใกล้กับระยะห่างจากพื้นผิวนี้มากที่สุด

การวาง Line Tracker บนหุ่นยนต์ที่มีความสูงเกิน 0.25” (เช่น การติดเซ็นเซอร์ไว้ใต้ระบบขับเคลื่อนโดยตรงโดยใช้ล้อขนาด 4”) จะสร้างชุดค่าที่ต่ำมากเนื่องจากความเข้มของอินฟราเรดที่สะท้อนในระดับต่ำ

นอกจากระยะห่างเหนือพื้นผิวที่วางเซ็นเซอร์แล้ว ยังต้องคำนึงถึงระยะห่างจากจุดหมุนของการหมุนของหุ่นยนต์ด้วย โดยทั่วไปแล้ว จุดหมุนนี้จะอยู่ที่ศูนย์กลางของหุ่นยนต์สำหรับหุ่นยนต์ขับเคลื่อนสี่ล้อและอยู่ตรงกลางระหว่างสองล้อของหุ่นยนต์ขับเคลื่อนสองล้อ

ยิ่งวาง Line Tracker ไว้ใกล้กับจุดหมุนมากเท่าใด หุ่นยนต์ก็ยิ่งต้องหมุนเพื่อแทนที่เซ็นเซอร์มากเท่านั้น อย่างไรก็ตาม มีความเป็นไปได้ที่จะวาง Line Trackers ให้ห่างจากจุดหมุนมากเกินไป ซึ่งจะต้องใช้การหมุนเพียงเล็กน้อยเพื่อแทนที่เซ็นเซอร์

เวลาตอบสนองสำหรับตัวติดตามสายคือ 50Hz หากความเร็วในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์สูงเกินไป รวมกับระยะเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่จากจุดหมุนของหุ่นยนต์ เวลาตอบสนองของ Line Tracker อาจไม่ดีพอที่เซ็นเซอร์จะเดินตามเส้น

นอกจากนี้ยังต้องสังเกตด้วย ความกว้างของเส้นขั้นต่ำที่ Line Tracker สามารถตรวจจับได้คือ 0.25 นิ้ว

 

การใช้งานทั่วไปของ Line Tracker:

Line Tracker สามารถใช้เป็นหน่วยเดียว เป็นคู่ของ Line Tracker หรือเป็นชุดของ Line Tracker สามตัวเพื่อติดตามบรรทัด

หน่วยเดียว: โดยทั่วไปแล้ว Line Tracker เดียวจะถูกตั้งโปรแกรมให้หันไปหาบรรทัดจนกว่าจะตรวจพบบรรทัด จากนั้นหุ่นยนต์จะหันหลังให้เส้นเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเล็กน้อยแล้วหันกลับมาทางเส้น

สิ่งนี้ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ช้ามากและกระตุกตามแนวเส้น อย่างไรก็ตาม เป็นตรรกะในการเขียนโปรแกรมที่ง่ายที่สุดที่จะใช้เพราะเป็นเพียงการตรวจสอบเงื่อนไขการควบคุมป้อนกลับเท่านั้น: ตรวจพบบรรทัดหรือไม่?

ตัวติดตามเส้นคู่: ตัวติดตามเส้นสองเส้นสามารถติดตั้งได้ เนื่องจากระยะห่างระหว่างเส้นทั้งสองจะกว้างกว่าความกว้างเล็กน้อย บรรทัดที่พวกเขากำลังติดตาม หุ่นยนต์ถูกวางด้วยเซ็นเซอร์ที่แต่ละด้านของเส้น เมื่อ Line Tracker ตัวใดตัวหนึ่งตรวจพบเส้น โปรแกรมผู้ใช้จะให้หุ่นยนต์หมุนเพื่อให้เส้นระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองอีกครั้ง

การตั้งค่านี้ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนไหวได้อย่างราบรื่น อย่างไรก็ตาม การตั้งค่านี้จำเป็นต้องมีการตั้งโปรแกรมขั้นสูงกว่านี้จึงจะสามารถทำงานได้

ชุดที่สาม: สามารถติดตั้ง Line Tracker ได้ 3 ชุดเพื่อให้ Tracker ตรงกลางสามารถตรวจจับเส้นและทั้งสองได้ ตัวติดตามด้านข้างติดตั้งเพียงออฟเซ็ตกับแต่ละด้านของเส้น ในการตั้งค่านี้ ทันทีที่เซ็นเซอร์ตรงกลางตรวจไม่พบเส้นและเซ็นเซอร์ด้านข้างตัวใดตัวหนึ่งตรวจพบเส้น หุ่นยนต์จะหมุนเพื่อนำเส้นกลับเข้าใต้เซ็นเซอร์ตรงกลาง

ข้อได้เปรียบหลักของชุด Line Tracker สามชุดเหนือเซ็นเซอร์คู่หนึ่งคือ: หาก Line Tackers ทั้งสามตรวจไม่พบเส้น หุ่นยนต์สามารถตั้งโปรแกรมให้หยุดได้ เมื่อหุ่นยนต์หยุดทำงาน ก็สามารถเริ่มสแกนกลับไปกลับมาเพื่อพยายามหาเส้นใหม่อีกครั้ง การตั้งค่านี้ต้องใช้ลูปควบคุมป้อนกลับสามลูปและเงื่อนไขต่างๆ มากมาย ทำให้เป็นตรรกะที่ซับซ้อนที่สุดของตัวเลือกทั้งสาม

การตรวจจับสายด้วยชุด Line Trackers สามชุด
line-tracker.png

การใช้งานอื่นๆ

การตั้งค่า Line Tracker ทั้งสามแบบสามารถใช้เพื่อเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้จนกว่าจะตรวจพบเส้นแล้วหยุด

ตัวติดตามเส้นคู่และชุดที่ 3 สามารถตั้งโปรแกรมให้เดินตามเส้นและตรวจจับเส้นตัดขวางได้ เส้นตัดขวางตามเส้นทางเส้นหลักสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนพฤติกรรมของหุ่นยนต์ได้ ตัวอย่างเช่น หากพื้นผิวการเดินทางถูกทำเครื่องหมายด้วยเส้นตาราง หุ่นยนต์สามารถตั้งโปรแกรมให้เดินตามเส้น ตรวจจับเส้นตัดขวางสามเส้น แล้วเลี้ยวขวาที่เส้นตัดที่สี่เพื่อไปตามเส้นนั้น

 

การใช้ Line Trackers กับหุ่นยนต์แข่งขัน:

สนามแข่งขันของ VEX Robotics Competition ในแต่ละปีจะมีเทปพันสายไฟสีขาววางเรียงกัน สิ่งเหล่านี้มักจะทำเครื่องหมายโซนต่าง ๆ บนสนาม Line Trackers ยังสามารถใช้งานได้โดย Line Trackers ในช่วงเวลาที่เป็นอิสระ การใช้งานบางประเภทสำหรับบรรทัดฟิลด์รวมถึง:

การให้คะแนน: Line Tracker ของโรบ็อตสามารถใช้เส้นประตูในสนามเพื่อตรวจจับโซนการให้คะแนน แล้วจัดแนวเพื่อทำคะแนน เกมวัตถุเข้าไปในพื้นที่เช่นกับเส้นประตูในเกม 2015-2016 ไม่มีอะไรนอกจากเน็ต

การค้นหาชิ้นส่วนของเกม: หลายครั้งจะพบชิ้นส่วนของเกมตามแนวสนาม สามารถใช้ Line Trackers เพื่อติดตามเส้นเพื่อค้นหาชิ้นส่วนของเกม หยิบขึ้นมา และทำคะแนน ตัวอย่างของสิ่งนี้คือกับก้อนผ้าขนาดใหญ่ที่วางอยู่บนเส้นแยกโซนใกล้และโซนไกลระหว่างเกม Starstruck ในปี 2559-2560

Alignment: Line Tracker สามารถใช้จัดตำแหน่งหุ่นยนต์ตามแนวสนามเพื่อทำงานบางอย่างหรือปรับตำแหน่งใหม่บน สนาม. ในเกมปี 2018-2019 Turning Point เส้นโซนขยายสามารถใช้เพื่อจัดตำแหน่งหุ่นยนต์เพื่อให้ Caps ได้คะแนนสูง

การนำทาง: ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ Line Tracker สามารถใช้เพื่อตามเส้นหรือหยุดหุ่นยนต์เมื่อตรวจพบเส้น . ตัวอย่างนี้สามารถนำมาใช้ในเกม 2019-2020, Tower Takeover, Line Trackers สามารถหยุดหุ่นยนต์จากการผ่าน Autonomous Line และสูญเสีย Autonomous Bonus ของ Alliance

การตรวจจับวัตถุ: Line Tracker สามารถติดตั้งแบบล้างระหว่างโลหะโครงสร้างสองชิ้นภายในกรงเล็บ ระบบสายพานลำเลียง หรือระบบสไลด์ ขณะที่ชิ้นส่วนของเกมเลื่อนผ่าน Line Tracker เซ็นเซอร์สามารถตรวจจับวัตถุได้

หลายเกมมีอุปสรรคในสนามซึ่ง Line Trackers สามารถติดตามได้ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องคำนึงถึงสิ่งนี้เมื่อออกแบบหุ่นยนต์ ตัวอย่างเช่น การวางตัวติดตามเส้นตรงระหว่างชุดล้อสามารถช่วยพาพวกเขาข้ามสิ่งกีดขวางส่วนใหญ่ได้

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus