Sử dụng cảm biến quay với VEX V5 – Thư viện VEX

Sự miêu tả

Cảm biến xoay là một trong những cảm biến V5 mạnh mẽ được thiết kế để tích hợp hoàn toàn với nền tảng robot V5.

Góc nhìn nghiêng của Cảm biến xoay V5.

Sự miêu tả

Cảm biến quay có khả năng đo các giá trị sau:

Vị trí quay
Tổng số vòng quay
Tốc độ quay

Vị trí quay được đo từ 0° đến 360° với độ chính xác 0,088. Góc được xác định tuyệt đối và không bị mất khi tắt nguồn robot.

Số vòng quay là số vòng quay tiến hoặc lùi và có thể được đặt lại về 0 nếu cần. Giá trị vòng quay không được lưu khi robot tắt nguồn.

Tốc độ trục được đo bằng cảm biến tính bằng độ trên giây.

Góc nhìn của Cảm biến xoay V5 với các tính năng được hiển thị và ghi nhãn. Lỗ trục quay 1/4 và Lỗ lắp vít #8-32 đều được dán nhãn, và bên cạnh đó có hai miếng chèn trục kim loại cũng được dán nhãn.

Cảm biến quay tương thích với cả trục 1/8” và 1/4” VEX.

Vỏ của cảm biến này có một lỗ trục có kích thước phù hợp với Trục VEX 1/4”. Lỗ trục này có khả năng quay trong vỏ cảm biến.

Vỏ cảm biến cũng có một lỗ lắp vít xuyên hoàn toàn qua vỏ và có thể lắp vít #8-32 để lắp cảm biến.

Lưu ý: Cảm biến quay đi kèm với hai miếng đệm trục kim loại có thể được lắp vào lỗ trục ¼” để chứa trục VEX ⅛”.

Cảm biến quay V5 được lồng vào một bộ phận Kênh C V5.

Chiều rộng của Cảm biến quay cho phép nó được lồng vào một phần của Kênh C .

Cảm biến xoay V5 được hiển thị kết nối với V5 Brain bằng Cáp thông minh.

Để Cảm biến Xoay hoạt động với Bộ não Robot V5, Cổng thông minh V5 của cảm biến và Cổng thông minh của Bộ não Robot V5 cần được kết nối với Cáp thông minh V5. Cảm biến Xoay sẽ hoạt động với bất kỳ cổng nào trong số 21 Cổng thông minh trên Bộ não Robot V5. Khi kết nối Cáp thông minh V5 với các cổng, hãy đảm bảo đầu nối của cáp được cắm hoàn toàn vào cổng và mấu khóa của đầu nối được cắm hoàn toàn.

Cảm biến quay hoạt động như thế nào

Vị trí trục quay của Cảm biến quay được thay đổi thành tín hiệu điện (sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall). Các thiết bị điện tử bên trong của cảm biến chuyển đổi các tín hiệu này thành tín hiệu đầu ra để V5 Brain nhận làm đầu vào.

Như đã đề cập trước đó, Cảm biến quay sẽ ghi nhớ vị trí quay của nó từ 0 đến 360 độ ngay cả khi mất điện. Vì vậy, về mặt đó, nó hoạt động tương tự như một biến trở 3 dây. Tuy nhiên, không giống như biến trở, nó cũng có thể liên tục quay và đo nhiều vòng quay của trục giống như Bộ mã hóa trục quang 3 dây.

Cảm biến quay kết hợp các tính năng tốt nhất của cảm biến 3 dây thành một gói cập nhật có thể gắn dễ dàng với kết cấu kim loại và sử dụng Cổng thông minh của V5 Brain.

Cảm biến quay cần được ghép nối với ngôn ngữ lập trình như VEXcode V5 hoặc VEXcode Pro V5 để tạo chương trình người dùng cho V5 Robot Brain nhằm sử dụng các dữ liệu đọc được từ cảm biến để điều khiển hành vi của robot.

V5 Brain phối hợp với chương trình người dùng có thể được sử dụng với Cảm biến xoay để:

Đặt vị trí của cảm biến quay ở một mức xác định, chẳng hạn như 0 độ.
Đo góc theo độ mà trục đã quay trong khoảng từ 0 đến 360.
Đo vị trí bằng cách quay trục hoặc tổng độ quay của trục.
Đo tốc độ trục theo độ trên giây (dps) hoặc số vòng quay trên phút (rpm).

Biểu tượng ứng dụng VEXcode.

Thiết lập cảm biến quay

Cảm biến quay được hiển thị lồng vào một mảnh Kênh C với một trục chạy qua nó. Trục cũng được gắn vào bánh xe đang được cảm biến quay theo dõi. Có một cáp thông minh dẫn từ cảm biến quay và sẽ kết nối với Cổng thông minh trên V5 Brain.

Vị trí: Cảm biến quay cần có một trục được lắp qua lỗ trục của nó để hoạt động. Đảm bảo gắn chắc chắn cảm biến bằng vít #8-32 xuyên qua lỗ lắp của nó.

Cần đặc biệt cẩn thận để đảm bảo trục được căn chỉnh với các lỗ kết cấu, vòng bi và lỗ trục của cảm biến để không có ràng buộc nào sẽ cản trở trục quay.

Đọc các giá trị cảm biến xoay: Sẽ rất hữu ích khi sử dụng màn hình Thông tin thiết bị (bảng điều khiển) trên Não robot V5 để xem thông tin mà Cảm biến xoay đang quay trở lại. Điều này có thể được thực hiện với cảm biến được kết nối với Brain bằng các bước sau:

Màn hình Brain được hiển thị trong menu Trang chủ với tùy chọn Thiết bị được tô sáng.

Tháo Bộ bảo vệ màn hình từ tính V5 Brain, bật Brain và chạm vào biểu tượng Thiết bị.

Màn hình Brain được hiển thị trong menu Thông tin thiết bị có danh sách tất cả các Cổng thông minh của Brain và các thiết bị được kết nối. Biểu tượng Cảm biến xoay trong menu Thông tin thiết bị được tô sáng để cho biết các mục có thể được chọn để mở menu thông tin của chúng.

Chọn biểu tượng Cảm biến xoay trên màn hình Thông tin thiết bị.

Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến quay liệt kê dữ liệu của cảm biến. Menu sẽ báo cáo Góc theo độ, Số vòng quay và Vận tốc theo độ trên giây. Menu cũng có sơ đồ trực quan hóa chuyển động quay như một góc trong hình tròn. Trong ảnh chụp màn hình này, Góc của cảm biến là 327,56 độ, Số vòng quay là âm 0,09 và Tốc độ là âm 18 độ mỗi giây. Nút Đặt số 0 ở góc dưới bên trái được tô sáng.

Thông tin thiết bị cho cảm biến quay sẽ hiển thị góc trục đã quay, số vòng quay mà trục đã quay và tốc độ trục (vận tốc). Việc chọn phần màn hình có 'Đặt số 0' sẽ đặt lại các giá trị về 0.

Lưu ý: Đảm bảo V5 Robot Brain có phiên bản phần mềm mới nhất .

Thêm cảm biến xoay như một thiết bị trong VEXcode V5

Bất cứ khi nào cảm biến được sử dụng với ngôn ngữ lập trình, nó cần được cấu hình trong ngôn ngữ đó. Với VEXcode V5 và VEXcode Pro V5, điều này có thể thực hiện được bằng cách sử dụng tính năng 'Thêm thiết bị'. Để cung cấp ví dụ về điều này, các bước sau sẽ thêm Cảm biến xoay làm thiết bị trong VEXcode V5.

Thanh công cụ VEXcode V5 với biểu tượng Thiết bị được tô sáng giữa các biểu tượng Trình xem mã và Bảng điều khiển in.

Chọn biểu tượng Thiết bị.

Menu Thiết bị VEXcode V5 với nút Thêm thiết bị được tô sáng.

Chọn 'Thêm thiết bị.'

Menu Thiết bị VEXcode V5 sau khi nút Thêm thiết bị được chọn. Tùy chọn Xoay được tô sáng.

Chọn 'XOAY'.

Menu Thiết bị VEXcode V5 với menu Cổng thông minh được hiển thị. Cổng thông minh đầu tiên được đánh dấu.

Chọn Cổng thông minh mà Cảm biến xoay được cắm vào Bộ não Robot V5.

Menu Thiết bị VEXcode V5 sau khi chọn Cổng thông minh và tùy chọn Cảm biến xoay được hiển thị. Có thể sử dụng các tùy chọn để đổi tên cảm biến và đảo ngược hướng quay được phát hiện. Nút Xong ở góc dưới bên phải sẽ được tô sáng.

Khi cổng được chọn, hãy chọn 'XONG.'

Lưu ý: Có một tùy chọn để thay đổi tên của Cảm biến Xoay trong cửa sổ văn bản từ Rotation1 sang một tên khác và một tùy chọn để thay đổi hướng mà cảm biến đo góc quay.

VEXcode V5 với các khối Toolbox được hiển thị. Danh mục khối Cảm biến xoay hiện đã có sẵn.

Khi cảm biến Xoay đã được thêm vào chương trình người dùng của bạn, một bộ lệnh cảm biến mới sẽ có sẵn.

Lưu ý: Có sự khác biệt giữa cài đặt 0 trong bảng điều khiển và cài đặt 0 trong mã. Khi sử dụng bảng đồng hồ, vị trí số 0 được lưu trữ bên trong cảm biến xoay và được duy trì khi mất điện. Khi mã số 0 được đặt, nó sẽ không được duy trì khi tắt V5 Brain.

Để biết thêm thông tin về các lệnh từ danh mục 'Cảm biến' liên quan đến Cảm biến quay, hãy xem thông tin Trợ giúp (Dự ánKhối hoặc Python).

Những cách sử dụng phổ biến của cảm biến quay

Thanh công cụ VEXcode V5 với menu Tệp mở và tùy chọn Mở ví dụ được tô sáng. Mở ví dụ là tùy chọn thứ năm trong menu, bên dưới Dự án khối mới, Dự án văn bản mới, Mở và Mở gần đây. Bên cạnh ảnh chụp màn hình, hình thu nhỏ cho dự án ví dụ về Cảm biến xoay cũng được hiển thị.

Cảm biến xoay có thể tạo ra các phép đo có thể được sử dụng để thay đổi hành vi của robot.

Những tính năng này có thể được sử dụng với một trong hai:

Tùy chọn 'Thông tin thiết bị' trên Robot Brain V5.
Sử dụng dự án mẫu 'Cảm biến xoay' được tìm thấy trong tùy chọn 'Mở ví dụ' trong menu Tệp của VEXcode V5.
Viết chương trình người dùng tùy chỉnh với một trong các chương trình VEXcode.

Như đã đề cập trước đó, Cảm biến quay có thể đo góc trục, vị trí trục và tốc độ quay trục. Động cơ thông minh V5 cũng có bộ mã hóa bên trong tuyệt vời có thể đo một số giá trị tương tự.

Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng trong đó Cảm biến xoay có thể cung cấp thêm các giá trị đọc được. Ngoài ra, khả năng cung cấp giá trị tuyệt đối của cảm biến quay (giá trị sẽ không thay đổi sau khi tắt bộ não của robot) có thể là một lợi thế rất lớn.

Một số ví dụ:

Vị trí điều khiển: Trục cho bánh răng 84T (bước 32, V5 Clawbot xây dựng) được tìm thấy trên cánh tay của V5 Clawbot có thể được thay thế bằng trục dài hơn để có thể lắp Cảm biến quay vào trục và gắn vào tháp của Clawbot (bước 35,36). Điều này sẽ cho phép V5 Brain luôn biết góc của cánh tay Clawbot.
Lưu ý: Đai ốc lục giác dưới cùng ở Bước 23 sẽ cần được thay thế bằng ổ trục phẳng để chứa lỗ lắp của Cảm biến quay.

Sau khi có cảm biến, học sinh có thể được thử thách sử dụng phản hồi từ cảm biến để di chuyển, dừng và giữ cánh tay của V5 Clawbot ở 3 độ cao khác nhau khi nhấn các nút trên bộ điều khiển V5.
Đọc tỷ lệ đầu vào/đầu ra: Một ứng dụng tuyệt vời khác của Cảm biến quay trong lớp học là nghiên cứu về bánh răng và tỷ số truyền. Một cảm biến quay có thể được đặt trên trục đầu ra của phía “được dẫn động” của tỷ số bánh xích/bánh răng. Tỷ lệ truyền công suất 1:1 có thể được sử dụng để ghi lại số đọc đầu ra dự kiến cho Cảm biến quay khi Động cơ thông minh V5 được đặt ở công suất/tốc độ nhất định cho phía “lái” trục đầu vào. Sau đó, các tỷ lệ khác nhau có thể được tập hợp lại và kết quả đầu ra dự kiến của tỷ lệ đó có thể được so sánh với số đọc của kết quả đầu ra thực tế.

Công dụng của cảm biến quay trên robot thi đấu

Cảm biến xoay sẽ mang lại lợi thế cạnh tranh tuyệt vời cho robot thi đấu. Khả năng đo góc trục, vị trí, tốc độ trục sẽ cung cấp rất nhiều thông tin để điều khiển hành vi của robot như:

Tốc độ bánh đà: Một số thiết kế bánh đà tiên tiến sử dụng hệ thống bánh cóc để dẫn động bánh đà ném một quả bóng. Điều này được thực hiện khi Động cơ thông minh V5 không cấp điện vào bánh đà, bánh đà có thể quay tự do thay vì mất năng lượng do lực cản của động cơ. Trong kiểu thiết kế này, Cảm biến quay được sử dụng trên trục bánh đà có thể cung cấp một phương pháp tốt để đo và kiểm soát tốc độ của nó.
Bánh xe cách ly/Cảm biến xoay: Có thể có trường hợp (đẩy các mảnh trò chơi hoặc các yếu tố khác) trong đó robot có thể bị trượt bánh dẫn động. Ngay khi các bánh xe được điều khiển bởi Động cơ thông minh V5 bắt đầu trượt, các giá trị từ bộ mã hóa của động cơ sẽ không còn hiệu lực. Trong trường hợp này, một Bánh xe đa hướng biệt lập có Cảm biến quay trên trục của nó có thể được thêm vào khung của rô-bốt để đo chính xác chuyển động của rô-bốt. Nên lắp “lò xo” của cụm bánh xe này bằng cách sử dụng dây cao su hoặc ống cao su. Thiết kế này sẽ cho phép bánh xe đo duy trì sự tiếp xúc đầy đủ với bề mặt trường mà không cần nhấc bánh dẫn động lên khỏi sàn.
Ví dụ về trò chơi: Trong trò chơi Change Up của VEX Robotics Competition 2020 - 2021, Cảm biến xoay có thể được đặt trên trục cánh tay của robot và nó có thể được lập trình để di chuyển đến độ cao chính xác của đầu khung thành để ghi bàn những quả bóng.

Bất kể cảm biến xoay VEX được sử dụng cho mục đích gì thì chắc chắn đây sẽ là sự bổ sung đáng hoan nghênh cho các nhóm. Chức năng của các giá trị của cảm biến được mở cho trí tưởng tượng của người dùng.

Cảm biến quay có sẵn trên Trang web VEX.