Подключение к EV3
Страница аппаратных средств
Горячие клавиши EV3
Организация последовательного опроса
Режим приближения ИК-датчика
Дистанционный режим ИК-датчика
Кнопки управления модулем
Конструктор Моего Блока
Настройка беспроводного подключения
Обновление встроенного ПО
Независимое управление моторами
Индикатор состояния модуля
Блоки последовательности действий
Операции с массивами
Доступ к файлу
Подключение через Bluetooth
Поддерживать в активном состоянии
Необработанное значение датчика
Инвертировать вращение мотора
Средства создания прогнозов
Вычисление набора данных
Датчик касания
Датчик касания это кнопка, у которой возможно два состояния – нажато и отжато. Программно датчик распознает еще одно состояние Касание.
Увидеть на экране дисплея реакцию датчика касания можно в режиме Просмотра. При не нажатой кнопке датчика на дисплее появляется 0, а при нажатой – 1.
Добавив в конструкцию робота датчик касания (например в виде бампера) вы можете сделать так, чтобы робот изменил поведение при активации датчика.
Датчик касания является одним из органов осязания для роботов, что делает его необходимым там где требуется реакция робота на объекты.
Датчик касания позволяет роботу осуществлять прикосновения.
Сенсор нажатия может определить момент нажатия на него чего-либо, а так же момент освобождения.
Датчик касания представлен на рис.2.
Рис.2 Датчик касания
Датчик расстояния
Ультразвуковой датчик наделяет робота способностью видеть и распознавать объекты.
Преобразователь посылает пакет звуковых импульсов и преобразовывает импульс эха в напряжение. Интегрируемый контроллер вычисляет расстояние по времени эха и скорости звука.
Расстояния измеряются в сантиметрах и дюймах. Диапазон измерений составляет 0 до 2.5 м с точностью в ±3 см.
Большие объекты с твердой, хорошо отражающей звук поверхностью, дают самые надежные показания. Хуже всего регистрируется сигнал от маленьких либо тонких объектов с искривленной поверхностью (например, шарика), покрытых мягкой тканью.
Датчик касания работает как кнопка, у которой возможно два состояния – нажато (pressed) и отжато (released). Программно датчик распознает еще одно состояние – Касание (Bumped).(рис.4)
Рис.4. Состояния датчика касания
На рис.5 изображена принципиальная схема датчика касания.
Рис.5. Принципиальная схема датчика касания
Методика поверки датчика касания
Цель работы: определение расстояния холостого хода датчика до момента срабатывания с помощью микрометра ИЧ 25. В эксперименте поверяется 4 разных датчика касания.
Порядок проведения поверки:
1. Подключить датчик к контроллеру, как показано на рис.6.
Рис. 6 Структурная схема соединения приборов
2. Включить контроллер и обеспечить вывод показаний на дисплей.
3. Поставить датчик и микрометр на стенд.
4. Медленно сближая поверхность и датчик снять показания с микрометра в момент срабатывания датчика.
5. Занести показания в таблицу.
6. Построить график зависимости показаний контроллера.
7. Повторить пункт 4 пять раз.
8. Повторить пункты 4-8 для остальных датчиков.
9. Построить графики показаний микрометра для каждого датчика.
Результаты поверки датчика касания
Результаты измерения холостого хода четырех датчиков
Примеры обработки результатов поверки датчика касания
1. Среднеарифметическое значение холостого хода.
2. Дисперсия значений холостого хода.
= , (3)
3. Среднеквадратичное отклонение холостого хода.
На рис.6 изображены графики сравнения показаний микрометра для четырех датчиков.
Рис.7. Графики сравнения показаний микрометра для четырех датчиков
Вывод: Измерения показали что у большинства датчиков касания средний холостой ход 2.5мм. Эта величина в основном зависит от заводской сборки датчика, разной силы возвращающей пружины. Со временем показания будут менять в следствии износа деталей и механизма датчиков.
Микрометр
Для замера холостого хода у датчика касания необходим микрометр (или Индикатор часового типа) ИЧ-25 который будет измерять расстояние прошедшее датчиком до момента срабатывания.
ИЧ-25 предназначен для измерения линейных размеров абсолютным и относительным методами, определения величины отклонений от заданной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.
На рис.3 представлены несколько видов индикаторов.
Рис.3. Индикаторы часового типа
Параметры микрометра ИЧ 25:
– диапазон измерений 0-25 мм.
– цена деления 0.01 мм.
– габариты 159х85х51 мм.
Ультразвуковой датчик
Ультразвуковой сенсор – один из двух сенсоров, заменяющих роботу зрение. Ультразвуковой сенсор позволяет роботу видеть и обнаруживать объекты. Его также можно использовать для того, чтобы робот мог обойти препятствия, оценить и измерить расстояние, а также зафиксировать движение объекта.
Показания ультразвукового датчика измеряется в сантиметрах и дюймах. Он может измерять расстояние от 0 до 255 сантиметров с точностью +/-3 см. Ультразвуковой сенсор работает по тому же принципу, что и локатор летучей мыши: он измеряет расстояние путем расчета времени, которое потребовалось звуковой волне для возвращения после отражения от объекта, подобно эху.
Крупные объекты с твердыми поверхностями определяются лучше всего. Объекты из мягких материалов (тканей) или округлые (мяч), а также слишком тонкие, маленькие и т.п., могут создавать для сенсора определенные затруднения при работе.
Следует помнить, что два и более ультразвуковых датчика, работающих в одном помещении, могут интерферировать и снижать точность результатов
К примерам применения ультразвуковых датчиков расстояния можно отнести использования в машинах для предупреждающих сигналов водителю или автоматический контроль по сигналам от датчиков, идентифицирующих опасные ситуации, объединяемых в сетевые связи, с человеко-машинным интерфейсом human – machine interface (HMI).
Рис.1 Ультразвуковой датчик расстояния
В ультразвуковом датчике преобразователь генерирует короткий импульс, направляемый на цель и возвращающийся обратно
Важно, что скорость звука является функцией состава и температуры среды (воздуха) и влияет на точность и разрешение датчика. Точность измерений расстояния прямо пропорциональна точности значения скорости звука, используемого в вычислениях, и варьируется в реальных условиях от 345 м/c при комнатной температуре до более чем 380 м/c при температуре порядка 70 °C. Длина звуковой волны
л = c /ѓ (1)
является функцией скорости ультразвука c и взаимосвязана с его частотой ѓ, поэтому эти параметры (длина волны и частота) также влияют на разрешение и точность, а также минимальный размер целей и диапазон расстояний, измеряемых датчиком.
Затухание звука является функцией частоты и влажности, что влияет на максимальное расстояние, детектируемое датчиком. Длинные волны (с меньшей частотой) характеризуются меньшим затуханием. На частотах свыше 125 кГц максимальное затухание случается при относительной влажности 100%, на частотах 40 кГц — уже при влажности в 50%. Так как датчик должен работать при любых значениях влажности, в расчетах используется максимальное затухание для каждой частоты.
Фоновые шумы являются функцией частоты и уменьшаются с ее увеличением, также оказывая влияние на максимально детектируемое расстояние и минимальный размер цели. Разрешение и точность на высоких частотах выше, тогда как диапазон выше с более длинными волнами.
