Tanım
Ultrasonik Mesafe Bulucu sensör ile sesin geri yansıtıldığı nesne arasındaki mesafeyi ölçmek amacıyla ekolokasyon için ultrasonik ses kullanan bir sensördür. Mesafe Bulucu, 3 Kablolu seri sensörlerden biridir. İki adet 3 telli kabloya sahiptir. 40KHz'lik bir hoparlöre güç gönderen siyah, kırmızı ve turuncu bir "Çıkış" kablosu vardır; ve yüksek frekanslı mikrofon alıcısından sinyali geri gönderen siyah, kırmızı ve sarı bir "Giriş" kablosu. (Not: normal işitme aralığı tipik olarak 0,02 KHz ile 20 KHz arasındadır, dolayısıyla bu sensörün ürettiği ses çoğu insanın duyabileceği sesin oldukça üstünde olmalıdır.)
3Kablolu Sensörler V5 Robot Beyni veya Korteks ile . Sensör kabloları 3 Kablolu Uzatma Kabloları.kullanılarak uzatılabilir.
Ultrasonik Mesafe Bulucunun V5 Brain ile işlevsel olabilmesi için her iki sensör kablosunun da V5 Brain 3 Kablolu Bağlantı Noktalarına tam takılması gerekir. Çıkış kablosunun 3-Kablolu bağlantı noktasına takılması ve Giriş kablosunun bir sonraki ardışık 3-Kablolu bağlantı noktasına takılması gerekir.
Örneğin, sensör üzerindeki “ÇIKIŞ” etiketli (siyah, kırmızı ve turuncu) kablo 3-Kablolu bağlantı noktası A'ya takılabilir ve ardından “GİRİŞ” etiketli (siyah, kırmızı ve sarı) kablonun 3 kablolu bağlantı noktası B'ye takılabilir.Not: yalnızca belirli bağlantı noktası çiftleri (AB, CD, EF ve GH) çalışacaktır.
Ultrasonik Mesafe Ölçer Gelişmiş Sensör Kiti dahildir ve ayrıca buradan satın alınabilir.
| Mesafe Ölçer | İki adet 3 telli bağlantı noktası |
|---|---|
Ultrasonik Mesafe Bulucu Nasıl Çalışır?
Ultrasonik Mesafe Bulucu sensörü, bir robotun yüksek frekanslı ses dalgalarını kullanarak yolundaki engelleri tespit etmesini sağlar. Sensör, yansıtıcı bir yüzeyden yansıyan ve sensöre geri dönen 40KHz'lik bir ses dalgası yayar. Daha sonra dalganın sensöre geri dönmesi için gereken süreyi kullanarak nesneye olan mesafe hesaplanabilir. Bu süreç aşağıdaki animasyonda gösterilmektedir.
Mesafe Bulucunun kullanılabilir aralığı 1,5” (3,0cm) ile 115” (300cm) arasındadır. Sensör 1,5 inçten daha küçük bir nesneyi ölçmeye çalıştığında, ses sensörün algılayamayacağı kadar hızlı bir şekilde yankılanır ve 115 inçin çok ötesinde sesin yoğunluğu algılanamayacak kadar zayıftır.
Ses dalgalarının özellikleri bu aralığı etkiler. Örneğin, tespit edilen nesnenin sert bir yüzeyi yoksa (2016-2017 VRC oyununda kullanılan kumaş büyük küpler, Yıldız çarpması gibi) ses dalgaları emilebilir ve sensör doğru bir okuma vermeyebilir. .
Ayrıca algılanan nesnenin top gibi küresel olması veya düzensiz bir şekle sahip olması durumunda ses dalgaları dağılarak sensörden çok çeşitli değerlerin geri dönmesine neden olabilir. Ancak Ultrasonik Mesafe Bulucu, düz ve sert bir yüzeye olan mesafeyi ölçmek için kullanıldığında yararlı ve doğru bir ölçüm sağlar.
Ultrasonik Mesafe Bulucunun, Brain'in robotu kontrol etmek amacıyla sensörden gelen mesafe değerini kullanması için bir kullanıcı programı oluşturmak amacıyla VEXcode V5veya VEXcode Pro V5 gibi bir programlama diliyle eşleştirilmesi gerekir. Mesafe Bulucu mesafeyi inç veya milimetre cinsinden ölçebilir.
Ultrasonik Mesafe Ölçerlerin Yaygın Kullanım Alanları:
Ultrasonik Mesafe Bulucu, bir nesneye dokunmadan algılayabildiği anlamına gelen bir tür yakınlık sensörüdür. Bu, sensörün robotun yolundaki bir engeli ona çarpmadan önce algılayabileceği anlamına gelir. Ultrasonik Mesafe Bulucunun nasıl kullanılabileceğine dair bazı örnekler şunlardır:
Engellerden kaçınma: Bir nesnenin erken algılanmasıyla, bir robot, bu engelin bir saha unsuru, bir oyun parçası veya başka bir robot olup olmadığına bakılmaksızın, engeli önlemek için duracak veya dönecek şekilde programlanabilir.
Birçok otomobil, yollarındaki nesneleri tespit etmek ve sürücüyü uyarmak veya kaçınma manevrası yapmak için mesafe ölçerler kullanır. Aşağıdaki animasyon, ultrasonik mesafe ölçerinin duvara çarpmaktan kaçınmak için nasıl kullanıldığını göstermektedir
Hareket kontrolü: İlginç bir sınıf etkinliği, Ultrasonik Mesafe Bulucuyu, bir elin sensörün belirli bir mesafe aralığında hareket ettirilebileceği şekilde yönlendirmektir. Robot bu hareketi algıladığında davranışını değiştirebilir. Örneğin bu, bir el sensörün üzerinde sallanana kadar robotun hareket etmeyeceği bir olay olarak kullanılabilir. Çoğu robotik oyununun, maçın otonom süresi boyunca robotla bu tür insan etkileşimini yasaklayan özel kuralları vardır.
Navigasyon: Ultrasonik Mesafe Ölçer, robotun davranışını kontrol etmek için bir geri besleme kontrol döngüsünde kullanılabilir. Bu, bir duvardan belirli bir mesafe uzaklaşıp durmak, bir duvara doğru belirli bir mesafe ilerleyip sonra farklı bir yöne doğru dönmek veya bir nesneden doğru mesafede durarak kol ve pençenin nesneyi almak için tam doğru pozisyonda olmasını sağlamak gibi davranışlar olabilir. Aşağıdaki animasyonu izleyerek ultrasonik mesafe ölçerinin pençenin önündeki bir nesneyi tespit edip ardından onu aldığını görebilirsiniz.
Bir robot gezinmek için bir Ultrasonik Mesafe Bulucu kullandığında, orantılı bir geri besleme kontrolünün kullanılması faydalı olabilir. Bu, hatanın (robotun hedef mesafesi ile gerçek mesafesi arasındaki fark) aktarma organlarına giden güç yüzdesini ayarlamak için kullanıldığı anlamına gelir.
Bu, robotun istenen mesafeye yaklaştıkça (hata daha küçük olduğundan) belirtilen hedef mesafeye ulaşana kadar yavaşlamasına ve durmasına neden olur. Bu teknik, robotun, hareket hızının çok hızlı olması durumunda oluşabilecek hedef mesafeyi aşmasına yardımcı olacaktır.
Ultrasonik Mesafe Ölçerlerin Yarışma Robotunda Kullanımı:
Ultrasonik Mesafe Bulucular, bir yarışma robotunda kullanıldığında son derece yararlı olabilir. Daha önce bahsedilen engellerden kaçınma ve navigasyona ek olarak, bazı gelişmiş davranışlar için robota bir çift Mesafe Bulucular monte edilebilir. Bu iki sensörün robotun aynı tarafına monte edilmesi ve şasinin karşıt köşelerine yerleştirilmesi gibi bir mesafe ile birbirinden ayrılması gerekecektir.
Yönlendirme ve hedefleme: İki Ultrasonik Mesafe Ölçer aralarında mesafe olacak şekilde monte edildiğinde, bunların her biri sahanın çevre duvarına veya diğer düz saha elemanlarına olan iki mesafeyi ölçebilir. Sensörler arasındaki ayarlanan mesafeyi ve ölçülen iki mesafe arasındaki herhangi bir farkı kullanarak V5 Brain, robotun duvara göre yönlendirildiği açıyı hesaplayabilir.
ölçümler, robotun otonom yolculuğunun bir sonraki adımına başlamadan önce açısını ayarlamak için veya bir fırlatma manipülatörünün (örneğin bir volanın) oyun parçasını fırlatmadan önce hedefleme ve ayarlama amacıyla kullanılabilir. Aşağıdaki animasyonu izleyerek, bir oyun nesnesini hedefe doğru bir şekilde yerleştirmek için robot koluna takılı ultrasonik mesafe ölçerini görebilirsiniz.
İkincil doğrulama: Yönlendirme ve hedefleme için açıklanan tekniğin aynısını kullanarak, robotun açısını ölçmek için iki Ultrasonik Mesafe Ölçer kullanılabilir. Bu durumda açı, karmaşık bir otonom yol sırasında belirli bir noktada birincil sensörün (jiro/eylemsizlik sensörü gibi) ölçümünün okunduğunu doğrulamak için kullanılabilir.
Mesafe Bulucular robotun beklenen yöneliminden saptığını belirtirse robot, birincil sensörü kullanarak yoluna devam etmeden önce iki Mesafe Bulucunun okumaları kullanılarak ayarlanabilir ve yeniden kalibre edilebilir.
Ultrasonik Mesafe Bulucunun, çevre duvarından 10 inç uzakta durmak gibi basit bir davranış için mi, yoksa oyun alanı boyunca bir bayrağa vurmak için topa doğru bir şekilde ateş etmek gibi çok karmaşık bir işlev için mi kullanıldığı, ses dalgalarının temel oluşturan özellikleridir. Sensörün ölçümünün dikkate alınması gerekir. Başka bir deyişle, yuvarlak, düzensiz şekilli veya yumuşak emici yüzeylere olan mesafeleri ölçerken, Ultrasonik Mesafe Bulucudan alınan değerlerin tutarlı veya doğru olmasını beklemeyin.
Çoğu sensörde olduğu gibi, Ultrasonik Mesafe Bulucular öncelikle bir maçın otonom bölümünde kullanılır, ancak biraz yaratıcı düşünceyle üst düzey takımlar, robotun sürücü kontrolünü geliştirmek için sensörleri kullanabilir.