Glava g. Wallplate se vam obrne: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

To je naprednejša različica robota Eye Illusion Robot gospoda Wallplateta https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. Ultrazvočni senzor omogoča, da vas glava g. Wallplate spremlja, ko hodite pred njim.

Postopek lahko povzamemo na naslednji način. Tipalo se najprej obrne v nasprotni smeri urinega kazalca (levo) za 60 stopinj, nato pa zavije desno, medtem ko išče objekt bližje kot 3 čevlje. Če ne zazna ničesar, preden doseže 60 stopinj v desno, ponovi zavoj v levo in nato skenira, dokler ne zazna predmeta. Nato se glava obrne proti njej, senzor zavije levo do leve meje (-60 stopinj) in ponovno skenira v desno. To obračanje glave in skeniranje se nadaljuje, dokler se predmet ne premakne dlje od 3 čevljev ali gre preveč levo ali desno. Podrobnejši povzetek programske logike je v koraku 6.

Ta metoda sledenja ni primerna za hitro premikajoče se predmete, kot je razvidno iz videoposnetka. Na samem koncu tega zapisa je nekaj pripomb, ki opisujejo drugačno metodo sledenja z uporabo več ultrazvočnih senzorjev.

Motor senzorja je nastavljen na precej nizko hitrost. Poskusil sem z večjimi hitrostmi, vendar so povzročile sunkovite gibe, ki niso bili videti dobro, sledenje pa ni bilo veliko hitrejše.

Zanimivo je, da senzor najbolje deluje pri zaznavanju predmetov s trdimi površinami, ki dobro odbijajo zvok. Predmetov z mehko površino, na primer nekoga, ki nosi debel pulover, morda sploh ne zaznamo, če smo predaleč (več kot 3,5 metra v mojih testih). Ko sem pred seboj držal kos valovitega kartona približno 13”x20” in stopil proti senzorju, me je zaznal približno 8 čevljev stran.

V videoposnetku sem pri premikanju na stran namenoma ostal približno 2,5 metra stran, da bi senzor in glava pokazala proti meni. Pri preskusih na bližnjih razdaljah je senzor kazal nekoliko levo, saj je desni rob vidnega polja senzorja zaznal mojo roko. Vidno polje je približno 25 ali 30 stopinj.

Programska oprema Mindstorms EV3 v računalniku se uporablja za ustvarjanje programa, ki se nato prenese v mikrokrmilnik, imenovan EV3 Brick. Metoda programiranja temelji na ikonah in uporablja programske bloke, kot so blok motorja, ultrazvočni senzorski blok, matematični blok itd. Vsak blok ima možnosti in parametre. Je zelo enostaven in vsestranski. Tudi za namene testiranja, ko je Brick povezan z računalnikom in program teče, zaslon na računalniku v realnem času prikazuje kot vsakega motorja in razdaljo, ki jo senzor zaznava. Poleg tega je lahko kazalec miške postavljen nad podatkovno žico v programu, vrednost te podatkovne žice (v realnem času) pa je prikazana v majhnem oknu blizu kazalca. (Podatkovna žica se uporablja za prenos vrednosti iz enega programskega bloka v drugega.)

Zaloge

1. Komplet LEGO Mindstorms EV3.
2. LEGO ultrazvočni senzor Mindstorms EV3. Ni vključen v komplet EV3.
3. 2 okrogli plastični posodi za vzem s premerom najmanj 16 cm in višino 4 ½ cm. Ali pa bi bila v redu tudi kad istega premera in visoka približno 3 ½ palca.
4. 4 #8 vijaki s plosko glavo, dolgi približno 4 cm.
5. 4 matice za vijake.
6. 2 #6 vijaka z okroglo glavo, dolga približno ½ palca (1 cm), po možnosti enake barve kot posode za odvzem.

ORODJA:

1. Vrtalnik in svedri.
2. Izvijač.
3. Škarje.

1. korak: Motor za senzor

V eno od posod za odvzem postavite velik motor in označite, kje na dnu izvrtati 2 luknji. Moje posode imajo krožno vdolbino, zato sem se odločil, da naredim luknje v njej, da glave vijakov ne bodo štrlele in da bo enota nihala.

Motor pritrdite z 2 vijakoma, ki gredo navzgor skozi luknje, s črnimi elementi LEGO s tremi luknjami za podporo motorja.

S škarjami odrežite kos iz zadnje strani posode, da naredite prostor za kable.

Ultrazvočni senzor pritrdite na motor s tremi sivimi elementi LEGO, kot je prikazano na eni od fotografij.

2. korak: Motor za glavo

Najprej s škarjami odrežite navpični rob druge posode za vzem, tako da se bo obrnjena navzdol prilegala obrobu prve posode. Dva vodoravna platišča bosta pozneje pritrjena z vijaki, da bosta dve posodi trdno pritrjeni.

Drugi veliki motor postavite na obrnjeno posodo za vzemite navzdol, s kabelsko povezavo približno ½ palca čez rob. To je potrebno za pravilno namestitev glave na posodo. Označite in izvrtajte 2 luknji za dve najbolj oddaljeni luknji motorja.

Motor pritrdite z 2 vijakoma, ki gredo navzgor skozi luknje, s črnimi elementi s 3 luknjami za podporo motorja.

S škarjami odrežite kos s strani posode, da naredite približno 11 cm široko režo. To je potrebno, da ultrazvočni senzor štrli in se premika od strani do strani. Os motorja mora biti poravnana s sredino reže.

3. korak: Spremenite glavo

Vzemite glavo g. Wallplate iz »Mr. Wallplate’s Eye Illusion”in odstranite zadnje stojalo. Lahko ga preprosto odstranite.

Glede na eno od fotografij vzemite 2 črna elementa v obliki črke X in 2 modra elementa, ki imata na enem koncu prerez, kot je »X«, na drugem pa »O«. Pritrdite jih na spodnji element na glavi, kot je prikazano. Glava bo zdrsnila okoli posode na njih.

4. korak: Pritrdite glavo na motor

Vzemite elemente, prikazane na prvi fotografiji (razen dolge) in jih pritrdite skupaj, kot je prikazano na drugi fotografiji. Nato ga pritrdite blizu dna glave, kot je prikazano. To bo podpiralo glavo in preprečilo, da bi prikimalo gor in dol.

Motor pritrdite na luknje pod ustnim motorjem z dolgim, sivim elementom X-prereza. Potisnite element dlje do podpore iz prejšnjega odstavka, kot je prikazano.

5. korak: EV3 Brick priključite na Mr. Wallplate

Ploski kabli v kompletu EV3 se na opeko povežejo na naslednji način:

Vrata A: 14-palčni (35 cm) kabel do majhnega motorja za ustnice.

Vrata B: 10 -palčni (26 cm) kabel do velikega motorja za glavo.

Vrata C: 14 -palčni (35 cm) kabel do velikega motorja za ultrazvočni senzor.

Vrata 4: Najdaljši kabel do ultrazvočnega senzorja z zanko blizu opeke. Zanka bo senzorju omogočila boljše premikanje.

Preverite, ali je senzor obrnjen naravnost iz posode. Motor senzorja lahko ročno obrnete. Sklop glave postavite na posodo senzorja, tako da senzor štrli na sredino reže. Izvrtajte 2 pilotski luknji skozi obe platišči posode približno 1 cm čez robove reže. Skozi te luknje privijte 2 vijaka, da sta dve posodi trdno pritrjeni.

6. korak: Opis programa

Logika programa je povzeta spodaj. Mislim, da bi bili koraki 3 in 6 verjetno izvedeni drugače v programu za drug sistem, kot je Arduino. LEGO Mindstorms EV3 je zelo uporaben in enostaven za uporabo, vendar obstajajo nekatere omejitve glede tega, kaj je mogoče storiti. Edini način skeniranja, ki sem ga lahko ugotovil, je bil obrniti senzor za 10 stopinj naenkrat in preveriti, ali je bil zaznan predmet.

1. Inicializiraj: nastavite spremenljivke na nič in počakajte 7 sekund.
2. Zavrtite senzor v nasprotni smeri urinega kazalca (levo) do leve meje (-60 stopinj).
3. Zavrtite senzor za 10 stopinj v desno.
4. Ali se je senzor premaknil na desno mejo (+60 stopinj)?
5. Če je odgovor pritrdilen, preverite, ali je bil kdo odkrit. Če senzor ne zazna, se senzor obrne za 120 stopinj v levo in program nadaljuje z naslednjim korakom. Če se odkrije, se je oseba odselila. Program pove "zbogom", glava in senzor se obrneta spredaj in program se ustavi.
6. Vrnite se na korak #3, če senzor v 36 palcih ne vidi ničesar.
7. Ta korak se izvede, če senzor zazna nekaj v premeru 36 palcev. Obrnite glavo proti zaznani osebi. Če prej niste zaznali nikogar, recite "Pozdravljeni".
8. Za nadaljevanje skeniranja se vrnite na korak 2. Če pa se zanka ponovi 20 -krat, program nadaljuje z naslednjim korakom.
9. Recite "Igra je končana". Glava in senzor se obrneta spredaj in program se ustavi.

7. korak: Zgradite program

LEGO Mindstorms EV3 ima zelo priročen način programiranja, ki temelji na ikonah. Programski bloki so prikazani na dnu zaslona in jih lahko povlečete in spustite v okno za programiranje, da ustvarite program. Zgradil sem 4 "Moje bloke", ki so mini programi, kot so podprogrami v običajnih programih. To je olajšalo razumevanje logike glavnega programa na posnetku zaslona.

Nisem mogel ugotoviti, kako vam nastaviti prenos programa, zato sem vključil posnetke zaslona programa. Na posnetkih zaslona so komentarji, ki opisujejo, kaj počnejo Bloki. Ne bi smelo vzeti veliko časa, da ga sestavite in/ali spremenite tako, da ustreza vašim potrebam. Posnetki zaslona so prikazani v naslednjem vrstnem redu:

1. Glavni program.
2. »Inicializiraj« Moj blok.
3. "Zavrtite senzor levo do leve meje" Moj blok.
4. Moj blok "Obrni glavo".
5. »Dokončaj« Moj blok.

Pri pripravi tega programa bi predlagal naslednje:

1. Najprej zgradite »Moje bloke«.
2. Pomembno je, da delate od leve proti desni in povečate zanke in stikala, preden povlečete druge bloke. Med preizkušanjem in izboljšanjem skoraj dokončanega programa sem naletel na neurejene težave.
3. Večji blok zank je treba pred začetkom vstavljanja blokov povečati skoraj do desnega roba programskega platna. To je potrebno, da bi imeli dovolj prostora, da druge bloke povlečete noter. Nato ga lahko zmanjšamo.

8. korak: Prenesite program v EV3 Brick

EV3 Brick je lahko povezan z računalnikom prek kabla USB, Wi-Fi ali Bluetooth. Ko je povezan in vklopljen, je to prikazano v majhnem oknu v spodnjem desnem kotu okna EV3 v računalniku. Če kliknete ustrezno ikono na skrajni desni strani v spodnjem desnem kotu, boste program prenesli v EV3 Brick in ga takoj zagnali.

Po prenosu lahko EV3 Brick odklopite od računalnika in program lahko zaženete na EV3 Brick.

9. korak: SKLEPNE OPOMBE

To je bil zabaven projekt in poučen o ultrazvočnem senzorju. Upam, da se vam bo zdelo tudi zanimivo.

Obstaja še en pristop k skeniranju: več ultrazvočnih senzorjev bi lahko postavili drug poleg drugega in se razpršili na približno 25 ali 30 stopinjah drug od drugega. Glava se lahko obrne v smeri, kateri senzor zazna predmet. Ta metoda bi zaznala hitro premikajoč se objekt veliko bolje kot metoda, opisana v zgornjem projektu. Vendar bi imela glava le majhno število smeri, s katerimi bi se soočila. Ta metoda bi morala biti možna z Mindstorms EV3. Opeka ima 4 senzorska vrata za do 4 ultrazvočne senzorje (za programiranje je treba senzorju dodeliti številko vrat). Več senzorjev bi lahko namestili z verigo druge opeke.

Zamisel o povečanju števila položajev glave: Če bi bili senzorji obrnjeni morda 20 stopinj narazen, bi se vidna polja prekrivala in 2 senzorja bi zaznala predmet na prekrivanem območju. Nato bi lahko glava gledala v smeri prekrivanja. Ne vem, če je to mogoče; to je, če bi 2 senzorja lahko zaznala predmet na prekrivanem območju, ne da bi njihovi signali medsebojno motili.