Härra seinaplaadi pea pöördub teid jälgima: 9 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

See on hr Wallplate'i silmade illusiooniroboti täpsem versioon https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. Ultraheliandur võimaldab härra Wallplate’i peas teid jälgida, kui te tema ees kõnnite.

Protsessi võib kokku võtta järgmiselt. Andur pöörab esmalt vastupäeva (vasakule) 60 kraadi ja seejärel paremale, kui otsib objekti, mis on lähemal kui 3 jalga. Kui see ei tuvasta midagi enne, kui jõuab 60 kraadini paremale, kordab see vasakule pööramist ja seejärel skaneerimist, kuni tuvastab objekti. Seejärel pöörab pea selle poole, andur pöörab vasakule vasakule (-60 kraadi) ja skaneerib uuesti paremale. See pea pööramine ja skaneerimine jätkub seni, kuni objekt liigub kaugemale kui 3 jalga või liigub liiga vasakule või paremale. Programmi loogika üksikasjalikum kokkuvõte on sammus nr 6.

See jälgimismeetod ei sobi kiiresti liikuvate objektide jaoks, nagu on näha videost. Selle kirjutise lõpus on mõned kommentaarid, mis kirjeldavad erinevat jälgimismeetodit, kasutades mitmeid ultraheliandureid.

Anduri mootor on seatud liikuma üsna väikese kiirusega. Proovisin kiiremaid kiirusi, kuid nende tulemuseks olid tõmblevad liigutused, mis ei tundunud head ja jälgimine polnud palju kiirem.

Huvitav on see, et andur töötab kõige paremini kõva pinnaga esemete tuvastamiseks, mis peegeldavad hästi heli. Pehme pinnaga eset, näiteks paksu kampsunit kandvat isikut, ei pruugita liiga kaugel (minu testides rohkem kui 3 ½ jalga) üldse tuvastada. Kui hoidsin enda ees umbes 13 x 20 tolli lainepapi ja kõndisin anduri poole, tuvastas see mind umbes 8 meetri kaugusel.

Videos jäin ma sihilikult külje poole liikudes umbes 2 ½ jala kaugusele, et andur ja pea oleksid minu poole suunatud. Lähedal asuvates katsetes osutas andur mõnevõrra vasakule, sest anduri vaatevälja parem serv tuvastas mu käe. Vaateväli on umbes 25 või 30 kraadi.

Programmi loomiseks kasutatakse arvutis olevat Mindstorms EV3 tarkvara, mis seejärel laaditakse alla mikrokontrollerile nimega EV3 Brick. Programmeerimismeetod on ikoonipõhine, kasutades programmeerimisplokke nagu mootoriplokk, ultrahelianduriplokk, matemaatikaplokk jne. Igal plokil on valikud ja parameetrid. See on väga lihtne ja mitmekülgne. Lisaks, kui tellis on arvutiga ühendatud ja programm töötab, näitab testimiseks ka arvuti ekraan reaalajas, iga mootori nurka ja kaugust, mille andur objekti tuvastab. Lisaks võib hiirekursor olla programmis andmeside kohal ja selle andmeside väärtus (reaalajas) kuvatakse väikeses aknas kursori lähedal. (Andmetraati kasutatakse väärtuste edastamiseks ühest programmeerimisplokist teise.)

Tarvikud

1. LEGO Mindstorms EV3 komplekt.
2. LEGO ultraheliandur Mindstorms EV3. See ei kuulu EV3 komplekti.
3. 2 ümmargust plastikust väljavõtmismahutit, mille läbimõõt on vähemalt 6 cm (16 cm) ja kõrgus 1 ¾ tolli (4 ½ cm). Või sobiks ka sama läbimõõduga ja umbes 3 ½ tolli kõrgune vann.
4. 4 #8 lameda otsaga polti, pikkusega 1 ½ tolli (umbes 4 cm).
5. 4 mutrit poltide jaoks.
6. 2 #6 ümmargust kruvi, umbes ½ tolli (1 cm) pikkused, eelistatavalt sama värvi kui väljavõtmismahutid.

TÖÖRIISTAD:

1. Puur ja puurid.
2. Kruvikeeraja.
3. Käärid.

Samm: anduri mootor

Asetage suur mootor ühe väljavõtmismahuti sisse ja märkige põhja, kuhu puurida 2 auku. Minu mahutitel on ümmargune süvend ja ma otsustasin teha augud just selle sisse, et poldipead ei jääks välja ega muudaks seadet kõikuma.

Kinnitage mootor 2 poldi abil, mis lähevad läbi aukude, 3-auguliste mustade LEGO elementidega, mis toetavad mootorit.

Lõika kääridega anuma tagaosast tükk välja, et kaablitele ruumi jääks.

Kinnitage ultraheliandur mootorile, kasutades kolme halli LEGO elementi, nagu on näidatud ühel fotol.

2. samm: pea mootor

Esiteks lõigake kääridega vertikaalne huul teiselt väljavõtmismahutilt maha, nii et see mahuks tagurpidi esimese mahuti serva. 2 horisontaalset velge kinnitatakse hiljem kruvidega, et hoida 2 konteinerit kindlalt kinnitatud.

Asetage teine suur mootor tagurpidi väljatõmbamisanuma peale, kaabliühendus umbes ½ tolli üle serva. See on vajalik selleks, et pea mahutile korralikult sobiks. Märkige ja puurige 2 auku mootori kahe kaugeima ava jaoks.

Kinnitage mootor 2 poldi abil, mis lähevad läbi aukude, 3-auguliste mustade elementidega, mis toetavad mootorit.

Lõika kääridega anuma küljest välja tükk, et tekiks umbes 11 cm laiune vahe. Seda on vaja selleks, et ultraheliandur jääks välja ja liiguks küljelt küljele. Mootori telg peaks olema joondatud pilu keskosaga.

Samm: muutke pead

Võtke härra seinaplaadi pea “hr. Wallplate’s Eye Illusion”robot ja eemaldage tagumine alus. Seda saab lihtsalt ära tõmmata.

Viidates ühele fotodest, võtke 2 X-kujulist musta elementi ja 2 sinist elementi, mille ristlõige on „X” ühes otsas ja „O” teises otsas. Kinnitage need pea alumisele elemendile, nagu näidatud. Pea libiseb nende ümber konteineri ümber.

Samm: kinnitage pea mootorile

Võtke esimesel fotol näidatud elemendid (välja arvatud pikk) ja kinnitage need kokku, nagu on näidatud teisel fotol. Seejärel kinnitage see pea põhja lähedale, nagu näidatud. See toetab pead ja hoiab ära üles ja alla noogutamise.

Kinnitage mootor huulmootori all olevate aukude külge, kasutades halli X-ristlõikeelementi. Lükake element kaugemale, eelmise lõigu toe külge, nagu näidatud.

Samm: ühendage EV3 tellis hr Wallplate'iga

EV3 komplekti lamedad kaablid ühendatakse tellisega järgmiselt:

A-port: 14-tolline (35 cm) kaabel väikese huulemootori külge.

Port B: 10 -tolline (26 cm) kaabel pea suure mootori külge.

Port C: 14 -tolline (35 cm) kaabel ultrahelianduri suure mootoriga.

Port 4: pikim kaabel ultrahelianduriga, silmus tellise lähedal. Silmus võimaldab anduril paremini liikuda.

Kontrollige, kas andur on pakendist otse välja suunatud. Saate anduri mootorit käsitsi pöörata. Asetage peakomplekt andurikonteineri peale nii, et andur jääb pilu keskelt välja. Puurige 2 prooviauku mõlema konteineri velje kaudu umbes 1 tolli kaugusel pilu servadest. Keerake 2 kruvi nende aukude kaudu, et hoida 2 konteinerit kindlalt kinnitatud.

6. samm: programmi kirjeldus

Programmi loogika on kokku võetud allpool. Ma arvan, et samme nr 3 ja #6 teeks mõne teise süsteemi, näiteks Arduino, programmis tõenäoliselt teisiti. LEGO Mindstorms EV3 on väga kasulik ja hõlpsasti kasutatav, kuid sellel on mõned piirangud. Ainus skaneerimisviis, mille suutsin välja mõelda, oli anduri 10 -kraadine pööramine korraga ja objekti tuvastamise kontrollimine.

1. Initsialiseerimine: seadke muutujad nulli ja oodake 7 sekundit.
2. Pöörake andurit vastupäeva (vasakule), vasakule (-60 kraadi).
3. Pöörake andurit 10 kraadi paremale.
4. Kas andur on liikunud õigele piirile (+60 kraadi)?
5. Kui jah, kontrollige, kas keegi on tuvastatud. Kui seda ei tuvastata, pöördub sensor 120 kraadi vasakule ja programm jätkab järgmise sammuga. Kui see avastatakse, on inimene ära kolinud. Programm ütleb „Hüvasti!”, Pea ja andur pöörduvad näoga esikülje poole ning programm peatub.
6. Kui andur ei näe 36 tolli ulatuses midagi, pöörduge tagasi sammu nr 3 juurde.
7. See samm täidetakse, kui andur tuvastas midagi 36 tolli raadiuses. Pöörake pea tuvastatud isiku poole. Kui kedagi varem ei tuvastatud, öelge "Tere".
8. Skaneerimise jätkamiseks liikuge tagasi sammu nr 2 juurde. Aga kui tsüklit korratakse 20 korda, jätkab programm järgmise sammuga.
9. Ütle „Mäng läbi“. Pea ja andur pöörduvad näoga esikülje poole ja programm peatub.

Samm: looge programm

LEGO Mindstorms EV3-l on väga mugav ikoonipõhine programmeerimismeetod. Programmeerimisplokid kuvatakse ekraani allosas ja neid saab programmi loomiseks lohistada Programming Canvas aknasse. Ehitasin 4 “Minu plokki”, mis on miniprogrammid, nagu tavaliste programmide alamprogrammid. See muutis ekraanipildil oleva põhiprogrammi loogika lihtsamaks.

Ma ei saanud aru, kuidas seadistada teile programmi allalaadimine, ja seetõttu lisasin programmi ekraanipildid. Ekraanipiltidel on kommentaarid, mis kirjeldavad plokkide tegevust. Selle ehitamine ja/või muutmine vastavalt teie vajadustele ei tohiks võtta palju aega. Ekraanipildid kuvatakse järgmises järjekorras:

1. Põhiprogramm.
2. „Initsialiseeri” Minu plokk.
3. "Pöörake andur vasakule vasakule" Minu plokk.
4. "Pööra pead" Minu plokk.
5. "Lõpeta" Minu plokk.

Selle programmi koostamisel soovitaksin järgmist.

1. Esmalt looge “Minu plokid”.
2. Enne teiste plokkide lohistamist on oluline töötada vasakult paremale ning suurendada silmuseid ja lülitusplokke. Mul tekkisid pea valmiva programmi testimise ja täiustamise ajal segadusse ajavad probleemid, püüdes silmustesse täiendavaid plokke sisestada.
3. Enne plokkide sisestamise alustamist tuleks suuremat silmusplokki suurendada peaaegu programmeerimislõuendi parema servani. See on vajalik, et oleks piisavalt ruumi teiste plokkide lohistamiseks. Pärast saab seda väiksemaks muuta.

8. samm: laadige programm alla EV3 tellisesse

EV3 Brick võib arvutiga ühendada kas USB-kaabli, WiFi või Bluetoothi kaudu. Kui see on ühendatud ja sisse lülitatud, kuvatakse see arvuti EV3 akna paremas alanurgas väikeses aknas. Kui klõpsate paremas alanurgas paremas servas sobivat ikooni, laaditakse programm alla EV3 tellisele ja käivitatakse kohe.

Pärast allalaadimist võidakse EV3 Brick arvutist lahti ühendada ja programm EV3 Brickis käivitada.

9. samm: KOKKUVÕTTAVAD MÄRKUSED

See oli lõbus projekt ja õpetlik ultraheli anduri kohta. Loodan, et ka teile tundub see huvitav.

Skaneerimisel on veel üks lähenemisviis: mitu ultrahelisensorit saab paigutada üksteise kõrvale, lehvitades üksteisest umbes 25 või 30 kraadi. Pea võis pöörata selles suunas, kuhu andur objekti avastas. See meetod tuvastaks kiiresti liikuva objekti palju paremini kui ülaltoodud projektis kirjeldatud meetod. Peal oleks aga ainult väike arv suundi, millega see silmitsi seisaks. See meetod peaks olema võimalik Mindstorms EV3 puhul. Brickil on 4 anduriporti kuni 4 ultrahelianduri jaoks (programmeerimine nõuab andurile pordi numbri määramist). Teise tellise aheldamisega saaks mahutada rohkem andureid.

Idee suurendada pea asendite arvu: kui andurid oleksid üksteisest 20 kraadi kaugusel, oleksid vaateväljad kattuvad ja 2 andurit tuvastaksid objekti kattuvas piirkonnas. Seejärel võib pea olla kattuvuse suunas. Ma ei tea, kas see on võimalik; see tähendab, et kui 2 andurit suudaksid tuvastada objekti kattuvas piirkonnas ilma, et nende signaalid üksteist segaksid.