Sử dụng Bộ theo dõi đường dây 3 dây V5

Line Tracker đi kèm với Bộ cảm biến nâng cao hoặc bộ 3 gói và có thể mua tại đây.

Trình theo dõi dòng	Cáp cảm biến được lắp đầy đủ

Trình theo dõi dòng hoạt động như thế nào

Line Tracker hoạt động bằng cách chiếu sáng một bề mặt bằng đèn LED hồng ngoại và sau đó cảm biến ánh sáng hồng ngoại sẽ đo bức xạ hồng ngoại phản xạ. Dựa trên cường độ bức xạ phản xạ, Line Tracker có thể xác định độ sáng hoặc độ tối của bề mặt bên dưới cảm biến.

Các bề mặt có màu sáng sẽ phản chiếu nhiều ánh sáng hồng ngoại hơn các bề mặt tối và sẽ có vẻ sáng hơn đối với cảm biến. Điều này cho phép cảm biến phát hiện vạch tối trên bề mặt nhạt hoặc vạch nhạt trên bề mặt tối.

Line Tracker là một cảm biến tương tự, có nghĩa là cảm biến hồng ngoại sẽ trả về giá trị điện áp trong khoảng từ 0v đến 5v cho V5 Brain tùy thuộc vào bức xạ hồng ngoại phản xạ. Sau đó, V5 Brain chuyển đổi giá trị này thành phần trăm độ phản xạ. Loại phép đo này yêu cầu một ngưỡng chênh lệch thích hợp giữa các sắc thái phản xạ để theo dõi thành công một đường.

Ví dụ: Line Tracker sẽ không đi theo một dải băng keo điện màu đen được đặt trên Ô trường thi đấu VEX màu xám đậm vì cảm biến sẽ trả về phần trăm phản xạ quá gần nhau dẫn đến ngưỡng chênh lệch. Tuy nhiên, một dải băng dính điện màu trắng trên Ô thi đấu VEX sẽ mang lại sự khác biệt lớn về giá trị và một ngưỡng thích hợp để robot theo dõi băng.

Line Tracker cần được ghép nối với ngôn ngữ lập trình như VEXcode V5hoặc VEXcode Pro V5 để tạo chương trình người dùng cho Brain sử dụng giá trị từ phần trăm độ phản xạ để điều khiển robot. 

Lưu ý: khối (Phản xạ của) sẽ trả về một phiên bản khác của giá trị của Line Tracker so với giá trị đọc trên Bảng điều khiển V5.

Vị trí của cảm biến

Vị trí của Bộ theo dõi đường dây rất quan trọng đối với chức năng của các cảm biến. Phạm vi của Line Tracker là khoảng 0,02” đến 0,25” so với bề mặt mà nó đang đo. Độ nhạy tối ưu của nó là 3 mm (khoảng ⅛”) và cảm biến phải được đặt càng gần khoảng cách này với bề mặt càng tốt.

Việc đặt Line Tracker trên robot trên 0,25” (chẳng hạn như gắn cảm biến ngay dưới hệ thống truyền động sử dụng bánh xe 4”) sẽ tạo ra một tập hợp giá trị rất kém do cường độ hồng ngoại phản xạ ở mức thấp.

Ngoài khoảng cách phía trên bề mặt mà cảm biến được đặt, cần phải xem xét khoảng cách từ điểm trục quay của robot. Thông thường, điểm xoay này nằm ở trung tâm của rô-bốt đối với rô-bốt dẫn động bốn bánh và ở giữa hai bánh của rô-bốt dẫn động hai bánh.

Line Tracker càng được đặt gần điểm xoay thì robot càng cần xoay nhiều hơn để dịch chuyển cảm biến. Tuy nhiên, có thể đặt Bộ theo dõi đường quá xa điểm xoay, nơi chỉ cần một trục xoay nhẹ để dịch chuyển cảm biến.

Thời gian đáp ứng của bộ theo dõi dòng là 50Hz. Nếu tốc độ di chuyển của robot quá lớn, kết hợp với khoảng cách cảm biến lớn đến điểm xoay của robot, thời gian phản hồi của Line Tracker có thể không đủ lớn để cảm biến theo dõi một đường.

Cũng cần lưu ý, độ rộng dòng tối thiểu mà Line Tracker có thể phát hiện là 0,25in.

Các cách sử dụng phổ biến của Trình theo dõi dòng:

Bộ theo dõi dòng có thể được sử dụng dưới dạng một đơn vị, một cặp Bộ theo dõi dòng hoặc dưới dạng một bộ ba Bộ theo dõi dòng để theo dõi một dòng.

Đơn vị: Một Bộ theo dõi đường đơn thường được lập trình để quay về phía một đường cho đến khi phát hiện được đường đó. Sau đó, robot quay lưng lại với hàng và di chuyển nhẹ về phía trước rồi quay trở lại hàng.

Điều này tạo ra một chuyển động rất chậm và giật dọc theo đường dây. Tuy nhiên, đây là logic lập trình dễ sử dụng nhất vì nó chỉ kiểm tra một điều kiện điều khiển phản hồi duy nhất: đường truyền có được phát hiện hay không?

Cặp Bộ theo dõi dòng: Hai Bộ theo dõi dòng có thể được gắn sao cho khoảng cách giữa chúng rộng hơn một chút so với chiều rộng của dòng mà chúng đang theo dõi. Robot được đặt với một cảm biến ở mỗi bên của dây chuyền. Khi một trong hai Bộ theo dõi đường dây phát hiện đường dây, chương trình người dùng sẽ yêu cầu robot quay để đường dây giữa hai cảm biến trở lại.

Thiết lập này tạo ra chuyển động mượt mà hơn cho robot. Tuy nhiên, thiết lập này cần lập trình nâng cao hơn để hoạt động.

Bộ ba: Có thể gắn một loạt ba Bộ theo dõi dòng để Bộ theo dõi trung tâm có thể phát hiện đường dây và Bộ theo dõi hai bên được gắn chỉ lệch sang mỗi bên của đường dây. Trong thiết lập này, ngay khi cảm biến trung tâm không phát hiện được vạch và một trong các cảm biến bên phát hiện ra vạch, robot sẽ quay lại để đưa vạch trở lại dưới cảm biến trung tâm.

Ưu điểm chính của bộ ba Bộ theo dõi đường dây so với một cặp cảm biến là: nếu cả ba Bộ theo dõi đường dây không phát hiện được đường dây thì robot có thể được lập trình để dừng lại. Khi robot đã dừng lại, nó có thể bắt đầu quét qua lại để cố gắng tìm lại đường dây. Thiết lập này yêu cầu ba vòng điều khiển phản hồi và một số điều kiện khác nhau khiến nó trở thành logic phức tạp nhất trong ba tùy chọn.

Phát hiện dòng với bộ ba Trình theo dõi dòng

Công dụng khác

Tất cả ba thiết lập Line Tracker đều có thể được sử dụng để di chuyển thẳng về phía trước cho đến khi chúng phát hiện ra một đường và sau đó dừng lại.

Cặp Bộ theo dõi đường và bộ ba có thể được lập trình để theo dõi một đường và phát hiện đường chéo. Các đường chéo dọc theo đường chính có thể được sử dụng để thay đổi hành vi của robot. Ví dụ: nếu bề mặt di chuyển được đánh dấu bằng một mạng lưới các đường, robot có thể được lập trình để đi theo một đường, phát hiện ba đường ngang lưới và sau đó rẽ phải ở đường ngang thứ tư để đi theo đường đó.

Công dụng của Thiết bị theo dõi dòng trên Robot cạnh tranh:

Sân thi đấu của Cuộc thi VEX Robotics mỗi năm có một bộ dây băng điện màu trắng khác nhau được đặt xuống. Chúng thường đánh dấu các khu vực khác nhau trên sân. Các đường dây này cũng có thể được sử dụng bởi Bộ theo dõi đường dây trong thời gian tự động. Một số cách sử dụng cho các dòng trường bao gồm:

Ghi điểm: Bộ theo dõi đường khung thành của robot có thể sử dụng các đường khung thành trên sân để phát hiện các vùng ghi điểm và sau đó căn chỉnh chúng để ghi điểm các đối tượng trong trò chơi vào khu vực đó, chẳng hạn như với các đường khung thành trong trò chơi Nothing But Net năm 2015-2016.

Định vị các mảnh trò chơi: Nhiều khi các mảnh trò chơi được tìm thấy dọc theo đường ruộng. Trình theo dõi dòng có thể được sử dụng để theo dõi một dòng để xác định vị trí của một phần trò chơi, nhặt nó lên và sau đó ghi điểm. Một ví dụ về điều này là với các Khối vải lớn được đặt trên đường ngăn cách vùng gần và vùng xa trong trò chơi Starstruck 2016-2017.

Căn chỉnh: Bộ theo dõi đường có thể được sử dụng để căn chỉnh robot dọc theo đường hiện trường nhằm thực hiện một số nhiệm vụ hoặc hiệu chỉnh lại vị trí của nó trên hiện trường. Trong trò chơi Bước ngoặt năm 2018-2019, các đường vùng mở rộng có thể được sử dụng để căn chỉnh robot để Caps có thể đạt điểm cao.

Điều hướng: Như đã đề cập trước đó, Trình theo dõi đường có thể được sử dụng để theo dõi một đường hoặc dừng robot khi phát hiện thấy đường. Một ví dụ về điều này có thể đã được sử dụng trong trò chơi 2019-2020, Tower Takeover, Line Trackers có thể đã ngăn robot đi qua Đường dây tự trị và làm mất Phần thưởng tự động của Liên minh của họ.

Phát hiện đối tượng: Bộ theo dõi đường dây có thể được gắn ngang bằng giữa hai miếng kim loại kết cấu trong một càng, hệ thống băng tải hoặc hệ thống trượt. Khi một phần trò chơi trượt qua Line Tracker, cảm biến có thể phát hiện vật thể.

Nhiều trò chơi có chướng ngại vật trên sân mà Người theo dõi đường có thể vướng vào, vì vậy điều quan trọng là phải tính đến điều này khi thiết kế rô-bốt. Ví dụ: đặt Bộ theo dõi đường trực tiếp giữa một bộ bánh xe có thể giúp chúng vượt qua hầu hết các chướng ngại vật.