Tanım
Atalet Sensörü 3 eksenli (X, Y ve Z) bir ivmeölçer ve 3 eksenli bir jiroskobun birleşimidir. İvmeölçer herhangi bir yöndeki hareketteki (hızlanma) değişikliği algılayacak ve jiroskop elektronik olarak bir referans konumunu koruyarak bu referansa karşı herhangi bir yöndeki dönüşsel konum değişikliğini ölçebilecektir.
Bu iki cihazın tek bir sensörde birleştirilmesi, etkili ve doğru navigasyonun yanı sıra robotun hareketindeki herhangi bir değişikliğin kontrol edilmesini sağlar. Hareketteki bir değişikliğin algılanması, bir robotun sürüş sırasında veya bir engelin üzerinden tırmanırken düşme olasılığını azaltmaya yardımcı olabilir.
Bu sensörün mahfazasında, robotun yapısına kolayca monte edilmesini sağlayan tek bir montaj deliği bulunur. Ayrıca montaj deliğinin önünde sensörün referans noktasını işaret eden küçük bir girinti vardır. Muhafazanın alt kısmında, bir yapısal metal parçasının kare deliğine yerleştirilecek boyutta yuvarlak bir çıkıntı bulunmaktadır. Bu, sensörü bağlantı noktasına sabit tutacaktır. Sensör muhafazasının arkasında bir V5 Akıllı Bağlantı Noktası bulunur.
| Sensörün referans noktası | Muhafazanın alt kısmında yuvarlak çıkıntı |
|---|---|
Muhafazanın üzerinde montaj deliğinin yanında Atalet Sensörü için eksenin yönünü gösteren bir şema bulunmaktadır.
Atalet sensörünün V5 Brain ile işlevsel olabilmesi için sensörün V5 Akıllı Bağlantı Noktasının ve V5 Brain'in Akıllı Bağlantı Noktasının bir V5 Akıllı Kablo ile bağlanması gerekir. Atalet Sensörü, Beyindeki 21 Akıllı Bağlantı Noktasından herhangi biriyle çalışacaktır. V5 Akıllı Kabloyu bağlantı noktalarına bağlarken, kablonun konektörünün bağlantı noktasına tam olarak takıldığından ve konektörün kilitleme tırnağının tamamen yerine oturduğundan emin olun.
| V5 Atalet Sensörü | Atalet Sensörü Akıllı Bağlantı Noktası | V5 Beyin Akıllı Bağlantı Noktası |
|---|---|---|
Eylemsizlik Sensörü Nasıl Çalışır?
Bu sensörün hem ivmeölçer kısmı hem de jiroskop kısmı V5 Beynine akıllı bir sinyal geri bildirimi üretir.
İvmeölçer: İvmeölçer, sensörün X ekseni, Y ekseni ve/veya Z ekseni boyunca hareketini ne kadar hızlı değiştirdiğini (hızlandığını) ölçer. Bu eksen Atalet sensörünün yönüne göre belirlenir. Örneğin, bir yönelimde robotun X ekseni ileri ve geri hareketi, Y ekseni yan yana hareketi ve Z ekseni yukarı ve aşağı hareketi olabilir (robotun kendisini yukarı kaldırması gibi) bir asma direğindeki alan).
İvmeölçer, dahili elektronikleri atalette bir değişiklik tespit ettiğinde hareketteki değişikliği ölçer ve bu, okumasında bir değişiklik yaratır. Hareketteki değişim ne kadar hızlı olursa okuma da o kadar fazla değişir. Not: Bu, eksen boyunca hareketin yönüne bağlı olarak daha büyük bir pozitif değer veya daha büyük bir negatif değer olabilir.
İvme g (yerçekimi ivmesi birimi) cinsinden ölçülür. Atalet Sensörünün ivmeölçer kısmı için maksimum ölçüm sınırı 4g'ye kadardır. Bu, çoğu robot davranışını ölçmek ve kontrol etmek için fazlasıyla yeterlidir.
Jiroskop: Jiroskop, 3 eksen boyunca doğrusal hareketi ölçmek yerine 3 eksen etrafındaki dönme hareketini ölçer. Sensör, dahili elektronik sabit bir referans noktası oluşturduğunda bu dönüşü ölçer. Sensör bu referans noktasından uzaklaştıkça çıkış sinyalini değiştirir.
Jiroskopun referans noktasını belirlemesi (kalibrasyon) kısa bir süre alır. Buna genellikle başlatma veya başlatma zamanı denir. (Not: Kalibrasyon süresi için 2 saniye kullanılması veya sensörün kalibrasyonunun yarışma şablonunun otomatikleştirme öncesi bölümünde başlatılması önerilir. Sensörü VEXcode V5/VEXcode Pro V5 aktarma organları fonksiyonları dahilinde kullanırken, kalibrasyon fonksiyona dahil edilir.)
Elektronik jiroskopun ayrıca maksimum dönüş hızı vardır. Yani, sensörün ölçtüğü nesne, jiroskopun dönüşünü ölçebileceğinden daha hızlı dönüyorsa, sensör yanlış okumalar verecektir. Atalet Sensörünün maksimum dönüş hızı 1000 derece/saniyeye kadardır. Bir kez daha, bu, aşırı robot davranışları dışındaki tüm davranışları ölçmek ve kontrol etmek için fazlasıyla yeterli.
| Atalet Sensöründe etiketlenen eksen | 3 Eksen | 3 Dönme Ekseni |
|---|---|---|
Eylemsizlik Sensörünün, V5 Beyninin, sensörün okumalarını kullanarak robotun davranışını kontrol etmesini sağlayacak bir kullanıcı programı oluşturmak için VEXcode V5veya VEXcode Pro V5 gibi bir programlama diliyle eşleştirilmesi gerekir.
V5 Beyin, bir kullanıcı programıyla uyum içinde, Atalet Sensörü okumalarını aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok ölçüme dönüştürmek için kullanılabilir: bir yön, bir dönüş miktarı, bir dönüş hızı, bir yönelim ve bir hızlanma miktarı.
Eylemsizlik Sensörünün Yerleştirilmesi
Atalet Sensörünün yerleşimi, doğru okumalar açısından çok önemlidir. Daha önce de belirtildiği gibi, Atalet Sensörünü robotun hareket değişikliği yaşayacağı eksen boyunca hizalamak önemlidir. Bu hizalama, sensörün robotun uzaysal yönelimine göre nasıl ölçüm ürettiğini belirler. Bu ölçümler kullanıcı programının robotun davranışını değiştirmesine olanak tanır.
Atalet Sensörünün robotun harici bileşenine yerleştirileceği izole bir durum olabilir, ancak çoğu uygulamada sensör aktarma organlarının şasisine yerleştirilecektir.
Atalet Sensörü, kalibrasyon yaparken daima yönünü ayarlar, böylece dönüş ölçümü aynı olur. Bu, sensörün olası 6 montaj konumundan herhangi birine yerleştirilmesine olanak tanır.
| Atalet Sensörü için altı olası montaj konumu |
Atalet Sensörü Değerlerini Okumak: Atalet Sensörünün döndürdüğü değerleri görmek için V5 Brain'deki Cihaz Bilgisi ekranını kullanmak faydalı olacaktır. Bu, Beyne bağlanan sensörle şu şekilde yapılabilir:
V5 Beyin Manyetik Ekran Koruyucusunu çıkarın, Beyni açın ve Cihazlar Simgesine dokunun.
Cihaz Bilgileri ekranında Atalet Sensörü simgesine dokunun.
Atalet ekranında Kalibre Et çerçevesine dokunun.
Atalet Sensörünü ileri geri, yan yana, yukarı ve aşağı hareket ettirin ve farklı yönlerde döndürün. Bu, ekrandaki değerleri değiştirmeli ve 3 boyutlu küpü döndürmelidir.
Eylemsizlik Sensörünün Genel Kullanımları:
Atalet Sensörü, robotun davranışını değiştirmek için kullanılabilecek çeşitli ölçümler üretebilir. Bunlardan bazıları şunlardır:
Yön: Robotu bir yöne hareket ettirmek için Atalet sensörü kullanıldığında, sensör kalibre edildiğinde belirlenen bir noktaya göre sabit bir yöne hareket edecektir. Başka bir deyişle, eğer robot başlangıç pozisyonundan itibaren 90o istikametine ayarlanmışsa, robotun mevcut istikametinin 45o veya 120oistikametine sahip olması fark etmez, dönecektir 90veyaistikametine ulaşmak için.
Döndürme miktarı: Yön değerinden farklı olarak, döndürme miktarı robotun geçerli yönünden belirli bir miktarda dönmesini sağlar. Bu durumda robot 90o dönerse ve ardından tekrar 90o dönerse başlangıç pozisyonuna 180o olacaktır.
Dönme hızı: Dönme hızı, robotun ne kadar hızlı döndüğünü gösterir. Robot ister bir istikamete dönüyor olsun, ister bir miktar dönüyor olsun, tahrik tekerleklerinin dönme hızı robotun ne kadar hızlı döndüğünü belirleyecektir. Bunu ölçmek için kullanılan birimlerden bazıları saniye başına derece (dps) ve dakika başına devirdir (rpm).
İvme: Daha önce de belirtildiği gibi Atalet Sensörü ivmeyi, yani robotun bir eksen boyunca hareketini ne kadar hızlı değiştirdiğini ölçebilir. İlginç bir şekilde, robot sabitken yan yana ve ön ve arka ivmesi 0g olacaktır, ancak robotun yukarı ve aşağı ivmesi 1g olacaktır çünkü Dünya'nın yerçekimi robota 1g kuvvet uygulamaktadır.
Sarkaç: İlginç bir sınıf etkinliği, bir Atalet Sensörünü uzun bir yapısal metal parçasına monte etmek ve ardından diğer ucunu bir şaft veya omuz vidasıyla sabit bir kuleye takarak bir sarkaç gibi aşağı doğru sallanmasını sağlamaktır. Daha sonra, V5 Beyin/Kontrol Sistemi ile sensör arasına uzun bir Akıllı Kablo takın. V5 Brain'i, sensörün hızlanma değerlerini Brain'in Renkli Dokunmatik Ekranına yazdıracak şekilde programlayın. Öğrencilerin sarkacın ucundaki Atalet Sensörünü sallamanın sensörün değerlerini nasıl değiştirdiğini keşfetmelerini sağlayın.
| Takla Robotu |
|---|
Takla Robotu: Bir başka eğlenceli sınıf etkinliği, öğrencilerin bir Takla Robotu oluşturmasını sağlamaktır. Bir Takla Robotu, hem baş aşağı hem de sağ tarafı yukarı doğru hareket edebilecek şekilde tasarlanmıştır. Öğrencilerin bir yolda gezinmek için Atalet Sensörünü kullanan bir kullanıcı programı yazmalarını sağlayın. Daha sonra robotun ters hareket ederken davranışının nasıl değiştiğini araştırmalarını sağlayın.
Yarışma Robotunda Eylemsizlik Sensörünün Kullanımları:
Atalet Sensörü, rekabet robotları için büyük bir rekabet avantajı sağlayacaktır. Bu kullanımlardan bazıları şunlardır:
Gezinme: Robotun döneceği yönü veya dönüş miktarını ayarlamaya ek olarak, Atalet Sensörü okumaları robotu belirli bir yön boyunca düz bir çizgide hareket edecek şekilde programlamak için kullanılabilir. Bu, özellikle maçın otonom bölümünde veya Programlama Becerileri koşusu sırasında faydalıdır. Ayrıca bazı üst düzey matematik kullanımıyla, ivme değerlerini kullanarak robotun konum değişimini belirleyebilecek bir fonksiyon yazmak mümkündür.
Kararlılık: Belki de en cesaret kırıcı şeylerden biri, robotunuzun devrildikten sonra oyun alanına yayıldığını görmektir. Atalet Sensörü, robotun devrilmeye başlayıp başlamadığını tespit etmek için hem operatör kontrollü hem de otonom dönemlerde kullanılabilir ve ardından kullanıcı programı, robotun otomatik düzeltme eylemi gerçekleştirmesini sağlayabilir. Bu, robot tamamen uzatılmış şekilde sürüş yaparken veya robot bir engele tırmanmaya çalışırken gerçekleşebilir.
VEX Atalet Sensörü hangi uygulama için kullanılırsa kullanılsın, ekipler için memnuniyetle karşılanacak bir katkı olacağı şüphesizdir. Sensör değerlerinin işlevi kullanıcının hayal gücüne açıktır.
Eylemsizlik Sensörü VEX web sitesinde mevcuttur.