Використання оптичного датчика з VEX V5 – Бібліотека VEX

Optical Sensor є одним із потужних датчиків V5, розроблених для повної інтеграції з робототехнічною платформою V5.

Кутовий вигляд оптичного датчика V5.

Опис датчика

Оптичний датчик – це комбінація таких датчиків:

Датчик зовнішнього освітлення
Датчик кольору
Датчик наближення

Інформація про колір доступна як RGB (червоний, зелений, синій), відтінок і насиченість або градації сірого. Розпізнавання кольорів найкраще працює, коли об’єкт знаходиться ближче ніж 100 міліметрів (мм).

Датчик наближення вимірює відбиту інфрачервону (інфрачервону) енергію, що надходить від вбудованого ІЧ-світлодіода. Таким чином, значення змінюватимуться залежно від навколишнього освітлення та відбивної здатності об’єкта.

Оптичний датчик має білий світлодіод, який допомагає розпізнавати колір в умовах слабкого освітлення.

Оптичний датчик V5 зображено з виступами з боків та виділеними й позначеними прорізами у виступах.

Корпус цього датчика має два монтажні виступи з прорізними отворами для забезпечення гнучкості під час встановлення датчика на робота.

Оптичний датчик V5 показано з виділеним та позначеним вікном для його оптичних датчиків.

На лицьовій стороні датчика є невелике віконце, де розташовані оптичні датчики.

Оптичний датчик V5 вкладено та встановлено в C-подібний канал V5 за допомогою двох гвинтів та двох стійків 1/4 дюйма.

Ширина оптичного датчика дозволяє вставляти його в частину C-каналу.

Примітка: для цього кріплення необхідно використовувати 1/4 дюйма Standoff (275 - 1013) або 8 мм пластикову прокладку (276-2019), щоб забезпечити зазор для V5 Smart Port.

Оптичний датчик V5 показано підключеним до V5 Brain за допомогою смарт-кабелю.

Щоб оптичний датчик працював із V5 Robot Brain, розумний порт V5 датчика та розумний порт V5 Robot Brain мають бути з’єднані розумним кабелем V5. Оптичний датчик працюватиме з будь-яким із 21 розумного порту на V5 Robot Brain. Підключаючи розумний кабель V5 до портів, переконайтеся, що роз’єм кабелю повністю вставлено в порт, а фіксатор роз’єму повністю зафіксовано.

Як працює оптичний датчик

Оптичний датчик приймає світлову енергію та перетворює її в електричні сигнали. Внутрішня електроніка датчика (апаратний кінцевий автомат) перетворює ці сигнали на вихідні сигнали, які надходять на вхід V5 Brain.

Як згадувалося раніше:

Виявлення кольорів датчиком працює найкраще, коли об’єкт знаходиться ближче ніж 100 міліметрів (мм) або приблизно 3,9 дюйма.
Датчик наближення вимірює інтенсивність відбитого lR світла. Це призведе до того, що значення змінюватимуться залежно від навколишнього освітлення та відбивної здатності об’єкта.

Оптичний датчик потрібно поєднати з мовою програмування, такою як VEXcode V5 або VEXcode Pro V5 щоб створити програму користувача для мозку робота V5, яка використовуватиме показання датчика для керування поведінкою робота.

V5 Brain у поєднанні з програмою користувача можна використовувати з оптичним датчиком для:

Увімкніть або вимкніть білий світлодіод датчика.
Встановіть відсоток потужності білого світлодіода.
Виявлення об'єкта.
Визначити колір.
Виміряйте відсоток яскравості навколишнього освітлення.
Виміряйте відтінок кольору в градусах.

Налаштування оптичного датчика

Розміщення.

Оптичний датчик V5 показано розміщеним на передній частині лапи робота V5. Перед датчиком знаходиться червона кулька, на яку вказує пунктирна лінія, що вказує на те, що датчик можна використовувати для визначення кольору об'єктів.

Розташування оптичного датчика дуже важливо для отримання точних показань. Переконайтеся, що жодна конструкція на роботі не знаходиться перед віконцем оптичного датчика на лицьовій частині датчика. Перед датчиком має бути вільний шлях між будь-яким вимірюваним об’єктом і датчиком.

Зчитування значень оптичного датчика.

Корисно використовувати екран інформації про пристрій на V5 Robot Brain, щоб побачити інформацію, яку повертає оптичний датчик. Це можна зробити за допомогою датчика, підключеного до мозку, виконавши такі дії:

Екран Brain відображається в головному меню з виділеною опцією «Пристрої».

Зніміть магнітний захисний екран V5 Brain, увімкніть Brain і торкніться значка «Пристрої».

Екран Brain відображається в меню «Інформація про пристрій», яке містить список усіх смарт-портів Brain та підключених пристроїв. Піктограма оптичного датчика в меню «Інформація про пристрій» виділена, щоб показати, що елементи можна вибрати для відкриття відповідних інформаційних меню.

Торкніться піктограми оптичного датчика на екрані інформації про пристрій.

Екран Brain відображається в меню оптичного датчика, де перелічені дані датчика. Меню знаходиться в режимі «Колір» і відображає дані про яскравість, відстань та відтінок об’єкта. У меню також є діаграма, яка візуалізує відтінок як положення на колірному колі. На цьому скріншоті яскравість об'єкта становить 0,01, відстань – поблизу, відтінок – 97, а яскравість світлодіода встановлено на 50%.

Кольоровий режим. Помістіть предмет перед оптичним датчиком. На дисплеї буде показано яскравість, яку виявляє датчик, відстань до об’єкта та число відтінку кольору об’єкта. Доторкнувшись до частини екрана, яка відповідає яскравості світлодіода, ви зміните яскравість світлодіода.

Примітка: переконайтеся, що V5 Robot Brain має останню версію мікропрограми.

Додавання оптичного датчика як пристрою у VEXcode V5

Щоразу, коли датчик використовується з мовою програмування, його потрібно налаштувати в межах цієї мови. З VEXcode V5 і VEXcode Pro V5це досягається за допомогою функції «Додати пристрій». Щоб надати приклад цього, наступні кроки додадуть оптичний датчик як пристрій у VEXcode V5.

Панель інструментів VEXcode V5 з виділеною піктограмою пристроїв між піктограмами засобу перегляду коду та консолі друку.

Виберіть піктограму «Пристрої».

Меню «Пристрої VEXcode V5» з виділеною кнопкою «Додати пристрій».

Виберіть «Додати пристрій».

Меню «Пристрої VEXcode V5» після вибору кнопки «Додати пристрій». Опція «Оптичний» виділена.

Виберіть "OPTICAL".

Меню пристроїв VEXcode V5 з показаним меню Smart Port. Перший смарт-порт виділено.

Виберіть розумний порт, до якого підключено оптичний датчик на V5 Robot Brain.

Меню пристроїв VEXcode V5 після встановлення значення 1 для опції Smart Port нового оптичного датчика. Вище назва пристрою виділена, щоб показати, що її можна змінити. Нижче виділено кнопку «Готово».

Вибравши порт, виберіть «ГОТОВО».

Примітка: Існує можливість змінити назву оптичного датчика в текстовому вікні з Optical1 на іншу назву.

VEXcode V5 з показаним блоковим Toolbox. Категорія блоків оптичного зондування тепер доступна.

Щойно оптичний датчик буде додано до вашої програми користувача, стане доступним новий набір команд датчика.

Щоб отримати додаткові відомості про команди з категорії «Значення», що стосуються оптичного датчика, перегляньте інформацію довідки (Блокує проект або Проект Python).

Загальне використання оптичного датчика

Оптичний датчик може проводити кілька вимірювань, які можна використовувати для зміни поведінки робота.

Ці функції можна використовувати з:

Параметр «Інформація про пристрій» на V5 Robot Brain.
Використовуючи приклад проекту «Виявлення об’єктів (оптичний)», знайдений у опції «Відкрити приклади» в меню «Файл» VEXcode V5.
Написання спеціальної програми користувача за допомогою однієї з програм VEXcode.

Панель інструментів VEXcode V5 з відкритим меню «Файл» та виділеним пунктом «Відкрити приклади». «Відкрити приклади» – це п’ятий пункт у меню, нижче «Новий проект блоків», «Новий текстовий проект», «Відкрити» та «Відкрити нещодавні». Поруч зі знімком екрана показано мініатюру прикладу проекту «Виявлення об’єктів (оптичне)».

Ці функції включають:

Виявлення об'єкта. Ця функція дозволяє вашому роботу виявляти об’єкт, коли він потрапляє в зону дії оптичного датчика. Веселим завданням у класі було б поставити об’єкти з різною відбивною здатністю перед датчиком, наприклад, блок чорної спіненої гуми або блискучу кульку з алюмінієвої фольги, щоб побачити, чи поверхня об’єкта впливає на його виявлення.

Оптичний датчик V5 показано встановленим на лапі робототехніки V5. Перед сенсором один за одним розміщується серія різних зразків фарби.

Визначити колір. Ця функція дозволяє вашому роботу визначати колір об’єкта. Цікавим заняттям у класі було б взяти зразки фарби з будівельного магазину різних кольорів (червоний, зелений, синій, жовтий, оранжевий, фіолетовий, блакитний) і перевірити, чи впливає відтінок кольору на його виявлення.

Виміряйте відсоток яскравості навколишнього освітлення. Ця функція дозволяє вашому роботу вимірювати яскравість світла навколо нього. Цікавим заняттям у класі є використання цієї функції для вимірювання кількості світла в кімнаті з увімкненим і вимкненим освітленням у класі. Потім напишіть спеціальну програму користувача, щоб, коли в кімнаті вмикається світло, ваш робот рухався по колу, а коли світло вимикалося, ваш робот переставав рухатися.

Колірне коло, що демонструє, як коло на 360 градусів співвідноситься зі значенням відтінку. Червоний колір має градус 0, зелений колір — 120, а синій колір — 240.

Виміряйте відтінок кольору в градусах. Ця функція дозволяє вашому роботу надати число для відтінку кольору об’єкта. Оптичний датчик повідомляє відповідне значення відтінку в градусах від 0 до 359 на основі колірного кола нижче. Це забезпечує більш точне вимірювання кольору порівняно з узагальненим червоним, зеленим або синім позначенням. Веселим заняттям у класі було б виміряти відтінок різних об’єктів у кімнаті та побачити, який учень може знайти об’єкт із найбільшим числом відтінку.

Використання оптичного датчика на роботі для змагань

Оптичний датчик забезпечить чудову конкурентну перевагу для змагальних роботів. Здатність виявляти об’єкти та їх колір надасть багато інформації при розробці автономних процедур.

Наявність об’єкта та відтінок кольору нададуть корисну інформацію для виявлення ігрових фігур і/або воріт.

Оптичний датчик V5 показано встановленим на лапі робототехніки V5. Перед датчиком зображено червону кулю, що вказує на те, що оптичний датчик можна використовувати для виявлення кольорового ігрового об'єкта у змаганнях.

Наприклад, у 2020–2021 VEX Robotics Competition Game, Change Up, оптичний датчик можна розташувати під кутом, щоб сканувати підлогу перед забірною трубою вашого робота. Як тільки буде виявлено одну з кольорових куль вашого альянсу, робот може автоматично ввімкнути прийом і забрати м’яч.

Незалежно від того, для якої програми використовується оптичний датчик VEX, безсумнівно, він буде бажаним доповненням для команд. Функція значень датчика відкрита для уяви користувача.

Оптичний датчик доступний на веб-сайті VEX.