Glava g. Wallplatea okreće se za vama: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Ovo je naprednija verzija robota Eye Illusion Robota gospodina Wallplatea https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. Ultrazvučni senzor omogućuje glavi g. Wallplatea da vas prati dok hodate ispred njega.

Postupak se može sažeti na sljedeći način. Senzor se prvo okreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (lijevo) za 60 stupnjeva, a zatim skreće udesno dok traži objekt bliži od 3 stope. Ako ništa ne otkrije prije nego što dosegne 60 stupnjeva udesno, ponavlja skretanje ulijevo, a zatim skenira sve dok ne otkrije objekt. Zatim se glava okreće prema njoj, senzor skreće ulijevo do lijeve granice (-60 stupnjeva) i ponovo skenira udesno. Ovo okretanje glave i skeniranje nastavljaju se sve dok se objekt ne pomakne dalje od 3 stope ili ode previše lijevo ili desno. Detaljniji sažetak programske logike nalazi se u koraku #6.

Ova metoda praćenja nije prikladna za objekte koji se brzo kreću, što je vidljivo iz videa. Na samom kraju ovog zapisa postoje neki komentari koji opisuju drugačiju metodu praćenja pomoću nekoliko ultrazvučnih senzora.

Motor senzora postavljen je da se kreće prilično niskom brzinom. Pokušao sam s većim brzinama, ali su rezultirali trzavim pokretima koji nisu izgledali dobro, a praćenje nije bilo puno brže.

Zanimljivo je da senzor najbolje radi pri otkrivanju objekata s tvrdim površinama koji dobro reflektiraju zvuk. Objekt s mekom površinom, poput nekoga tko nosi debeli džemper, možda se uopće neće otkriti ako je predaleko (više od 3 i pol metra u mojim testovima). Kad sam ispred sebe držao komad valovitog kartona otprilike 13”x20” i krenuo prema senzoru, otkrio me je otprilike 8 stopa dalje.

U videu sam namjerno ostao udaljen oko 2 i pol metra dok sam se kretao u stranu, kako bi senzor i glava bili usmjereni prema meni. U testovima na bližim udaljenostima, senzor je pokazao nešto lijevo, jer je desni rub vidnog polja senzora otkrio moju ruku. Vidno polje je oko 25 ili 30 stupnjeva.

Softver Mindstorms EV3 na računalu koristi se za generiranje programa, koji se zatim preuzima na mikrokontroler pod nazivom EV3 Brick. Metoda programiranja temelji se na ikonama i koristi programske blokove poput bloka motora, bloka ultrazvučnog senzora, matematičkog bloka itd. Svaki blok ima opcije i parametre. Vrlo je jednostavan i svestran. Također, u svrhu testiranja, kada je Brick spojen na računalo i program radi, zaslon na računalu prikazuje u stvarnom vremenu, kut svakog motora i udaljenost koju senzor detektira objekt. Nadalje, pokazivač miša može se postaviti preko podatkovne žice u programu, a vrijednost te podatkovne žice (u stvarnom vremenu) prikazuje se u malom prozorčiću blizu pokazivača. (Data Wire se koristi za prijenos vrijednosti iz jednog programskog bloka u drugi.)

Pribor

1. Komplet LEGO Mindstorms EV3.
2. LEGO ultrazvučni senzor EV3 Mindstorms EV3. Nije uključen u set EV3.
3. 2 okrugla, plastična spremnika za izvlačenje promjera najmanje 16 cm (16 cm) i visine 4 ½ cm (1 ¾ inča). Ili, kadica istog promjera i visine oko 3 ½ inča također bi bila u redu.
4. 4 vijka s ravnom glavom #8, duljine 1 ½ inča (oko 4 cm).
5. 4 matice za vijke.
6. 2 #6 vijka s okruglom glavom, duljine oko ½ inča (1 cm), po mogućnosti iste boje kao posude za vađenje.

ALATI:

1. Bušilica i svrdla.
2. Odvijač.
3. Škare.

Korak 1: Motor za senzor

U jedan od spremnika za vađenje stavite veliki motor i označite gdje ćete izbušiti 2 rupe na dnu. Moji spremnici imaju kružnu udubljenje, pa sam odlučio napraviti rupe unutar nje, kako glave vijaka ne bi stršile i činile jedinicu klimavom.

Pričvrstite motor pomoću 2 vijka koji prolaze kroz rupe, s crnim LEGO elementima s 3 rupe za podupiranje motora.

Škarama izrežite komad sa stražnje strane spremnika kako biste oslobodili prostor za kabele.

Pričvrstite ultrazvučni senzor na motor pomoću 3 siva LEGO elementa kao što je prikazano na jednoj od fotografija.

Korak 2: Motor za glavu

Najprije škarama odrežite okomitu rubu s druge posude za vađenje, tako da stane naopako u rub prve posude. 2 vodoravna ruba kasnije će se pričvrstiti vijcima kako bi 2 spremnika bila čvrsto pričvršćena.

Drugi veliki motor postavite na naopako okrenutu posudu za vađenje, s kabelskim spojem oko ½ inča preko ruba. To je potrebno kako bi glava pravilno stala na spremnik. Označite i izbušite 2 rupe za 2 najudaljenije rupe motora.

Pričvrstite motor pomoću 2 vijka koji prolaze kroz rupe, s crnim elementima s 3 rupe za podupiranje motora.

Škarama izrežite komad sa strane posude kako biste napravili razmak širok oko 11 cm. To je potrebno da ultrazvučni senzor strši i pomiče se s jedne na drugu stranu. Osovina motora trebala bi se poravnati sa sredinom razmaka.

Korak 3: Izmijenite glavu

Uzmite g. Wallplate glavu iz “Mr. Wallplate’s Eye Illusion”robota i uklonite stražnje postolje. Može se jednostavno izvući.

Pozivajući se na jednu od fotografija, uzmite 2 crna elementa u obliku X i 2 plava elementa koji imaju presjek poput "X" na jednom kraju i "O" na drugom kraju. Pričvrstite ih na donji element na glavi kao što je prikazano. Glava će kliziti oko spremnika na njima.

Korak 4: Pričvrstite glavu na motor

Uzmite elemente prikazane na prvoj fotografiji (osim duge) i spojite ih zajedno kao što je prikazano na drugoj fotografiji. Zatim ga pričvrstite pri dnu glave, kao što je prikazano. To će podržati glavu i spriječiti joj klimanje gore -dolje.

Motor pričvrstite na rupe ispod usnog motora pomoću dugog, sivog elementa X-presjeka. Gurnite element dalje, do oslonca iz prethodnog odlomka, kao što je prikazano.

Korak 5: Spojite EV3 Brick na Mr. Wallplate

Ravni kabeli u setu EV3 povezuju se s opekom na sljedeći način:

Priključak A: kabel od 14 inča (35 cm) do malog usnog motora.

Priključak B: kabel od 10 inča (26 cm) do velikog motora za glavu.

Priključak C: kabel od 14 inča (35 cm) do velikog motora za ultrazvučni senzor.

Priključak 4: Najduži kabel do ultrazvučnog senzora, s petljom blizu opeke. Petlja će omogućiti senzoru bolje kretanje.

Provjerite je li senzor okrenut ravno prema spremniku. Motor senzora možete okrenuti ručno. Postavite sklop glave na spremnik senzora tako da senzor strši na sredini praznine. Izbušite 2 probne rupe kroz oba ruba spremnika otprilike 1 inč iza rubova proreza. Provucite 2 vijka kroz ove rupe kako bi 2 spremnika bila čvrsto pričvršćena.

Korak 6: Opis programa

Logika programa sažeta je u nastavku. Mislim da bi koraci #3 i #6 vjerojatno bili drugačije izvedeni u programu za drugačiji sustav kao što je Arduino. LEGO Mindstorms EV3 je vrlo koristan i jednostavan za korištenje, ali postoje neka ograničenja u tome što se može učiniti. Jedini način skeniranja koji sam mogao shvatiti bio je okretati senzor od 10 stupnjeva odjednom i provjeriti otkriva li se neki objekt.

1. Inicijalizacija: postavite varijable na nulu i pričekajte 7 sekundi.
2. Okrenite senzor u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (lijevo) do lijeve granice (-60 stupnjeva).
3. Okrenite senzor za 10 stupnjeva udesno.
4. Je li se senzor pomaknuo na desnu granicu (+60 stupnjeva)?
5. Ako da, provjerite je li netko otkriven. Ako se ne otkrije, senzor se okreće za 120 stupnjeva ulijevo i program nastavlja na sljedeći korak. Ako se otkrije, osoba se odselila. Program kaže "Zbogom", glava i senzor okreću se prema naprijed, a program se zaustavlja.
6. Vratite se na korak #3 ako senzor ne vidi ništa unutar 36 inča.
7. Ovaj korak se izvodi ako je senzor otkrio nešto unutar 36 inča. Okrenite glavu prema otkrivenoj osobi. Ako prije nitko nije otkriven, recite "Zdravo".
8. Vratite se na korak #2 za nastavak skeniranja. No ako se petlja ponovi 20 puta, program nastavlja na sljedeći korak.
9. Recite "Igra je gotova". Glava i senzor okreću se prema naprijed i program se zaustavlja.

Korak 7: Izgradite program

LEGO Mindstorms EV3 ima vrlo prikladnu metodu programiranja zasnovanu na ikonama. Programski blokovi prikazani su pri dnu zaslona i mogu se povući i ispustiti u prozor za programiranje za izradu programa. Napravio sam 4 "Moja bloka", koji su mini programi, poput potprograma u redovitim programima. Time je logiku glavnog programa na snimci zaslona bilo lakše razumjeti.

Nisam mogao shvatiti kako vam postaviti preuzimanje programa, pa sam uključio i snimke zaslona programa. Na snimkama zaslona nalaze se komentari koji opisuju što Blokovi rade. Ne bi vam trebalo puno vremena da ga izgradite i/ili promijenite prema svojim potrebama. Snimke zaslona prikazane su sljedećim redoslijedom:

1. Glavni program.
2. "Inicijaliziraj" Moj blok.
3. "Okrenite senzor lijevo do lijeve granice" My Block.
4. "Okreni glavu" Moj blok.
5. "Završi" Moj blok.

Prilikom izrade ovog programa predložio bih sljedeće:

1. Prvo izgradite "Moje blokove".
2. Važno je raditi s lijeva na desno i povećati blokove petlje i prekidača prije nego što povučete druge blokove unutra. Naišao sam na neuredne probleme pokušavajući umetnuti dodatne blokove unutar petlji tijekom testiranja i usavršavanja gotovo dovršenog programa.
3. Veći blok petlje trebao bi se povećati gotovo do desnog ruba programskog platna, prije nego što počnete umetati blokove. To je potrebno kako bi imali dovoljno prostora za uvlačenje ostalih blokova unutra. Nakon toga se može smanjiti.

Korak 8: Preuzmite program na EV3 Brick

EV3 Brick može biti spojen na računalo putem USB kabela, Wi-Fi ili Bluetooth veze. Kad je spojen i uključen, to je naznačeno u malom prozorčiću u donjem desnom kutu prozora EV3 na računalu. Klikom na odgovarajuću ikonu s krajnje desne strane u donjem desnom kutu program će se preuzeti na EV3 Brick i odmah se pokrenuti.

Nakon preuzimanja, EV3 Brick se može odspojiti s računala, a program se može pokrenuti na EV3 Brick.

Korak 9: ZAKLJUČNE NAPOMENE

Ovo je bio zabavan projekt i poučan o ultrazvučnom senzoru. Nadam se da će vam i to biti zanimljivo.

Postoji još jedan pristup skeniranju: nekoliko ultrazvučnih senzora moglo bi se postaviti jedan do drugoga, raspršujući se na otprilike 25 ili 30 stupnjeva jedan od drugog. Glava bi se mogla okrenuti u smjeru onog senzora koji je otkrio objekt. Ova metoda otkrila bi brzo pokretni objekt mnogo bolje od metode opisane u gore navedenom projektu. Međutim, glava bi imala samo mali broj smjerova s kojima bi se suočila. Ova metoda bi trebala biti moguća s Mindstorms EV3. Brick ima 4 senzorska priključka za do 4 ultrazvučna senzora (za programiranje je potrebno dodijeliti broj porta za senzor). Više senzora moglo bi se smjestiti lancem druge opeke.

Ideja za povećanje broja položaja glave: Ako su senzori okrenuti možda 20 stupnjeva udaljeni, vidna polja bi se preklapala, a 2 senzora bi otkrila objekt u preklapanom području. Glava bi tada mogla biti okrenuta u smjeru preklapanja. Ne znam je li to moguće; odnosno ako bi 2 senzora mogla otkriti objekt u preklopljenom području bez da njihovi signali međusobno ometaju.