Pono Wallplate'o galva pasuka tave: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Tai yra pažangesnė „Mr. Wallplate's Eye Illusion Robot“versija https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. Ultragarso jutiklis leidžia M. Wallplate'o galvai sekti jus einant priešais jį.

Procesą galima apibendrinti taip. Pirmiausia jutiklis sukasi prieš laikrodžio rodyklę (kairėn) 60 laipsnių kampu, o paskui į dešinę, kai ieško objekto, esančio arčiau nei 3 pėdos. Jei jis nieko neaptinka, kol nepasiekia 60 laipsnių dešinės, jis kartoja sukimąsi į kairę ir nuskaito, kol aptinka objektą. Tada galva pasisuka į ją, jutiklis pasuka į kairę iki kairės ribos (-60 laipsnių) ir vėl nuskaito į dešinę. Šis galvos sukimas ir nuskaitymas tęsiamas tol, kol objektas pasislenka toliau nei 3 pėdos arba per toli į kairę arba į dešinę. Išsamesnė programos logikos santrauka yra 6 veiksme.

Šis stebėjimo metodas netinka greitai judantiems objektams, kaip matyti iš vaizdo įrašo. Pačioje šio rašymo pabaigoje yra keletas komentarų, kuriuose aprašomas kitoks stebėjimo metodas, naudojant kelis ultragarso jutiklius.

Jutiklio variklis nustatytas judėti gana mažu greičiu. Bandžiau didesnį greitį, tačiau jie sukėlė trūkčiojančius judesius, kurie neatrodė gerai, o stebėjimas nebuvo daug greitesnis.

Įdomu tai, kad jutiklis geriausiai veikia aptikdamas objektus, kurių paviršius yra kietas ir gerai atspindi garsą. Objektas su minkštu paviršiumi, pavyzdžiui, tas, kuris dėvi storą megztinį, gali būti visai neaptiktas, kai yra per toli (daugiau nei apie 3 ½ pėdų mano bandymuose). Kai prieš save laikiau maždaug 13 x 20 colių gofruoto kartono gabalą ir ėjau link jutiklio, jis mane aptiko maždaug už 8 pėdų.

Vaizdo įraše aš tyčia pasilikau maždaug 2 ½ pėdų atstumu, kai persikėliau į šoną, kad jutiklis ir galva būtų nukreipti į mane. Atliekant bandymus iš arčiau, jutiklis šiek tiek nukreiptas į kairę, nes dešinysis jutiklio regėjimo lauko kraštas aptiko mano ranką. Matymo laukas yra apie 25 ar 30 laipsnių.

Kompiuteryje esanti „Mindstorms EV3“programinė įranga naudojama programai sukurti, kuri vėliau atsisiunčiama į mikrovaldiklį, vadinamą „EV3 Brick“. Programavimo metodas pagrįstas piktogramomis, naudojant programavimo blokus, tokius kaip variklio blokas, ultragarso jutiklių blokas, matematinis blokas ir tt Kiekvienas blokas turi parinktis ir parametrus. Tai labai lengva ir universalu. Be to, bandymų tikslais, kai „Brick“yra prijungtas prie kompiuterio ir programa veikia, kompiuterio ekrane realiuoju laiku rodomas kiekvieno variklio kampas ir atstumas, kuriuo jutiklis aptinka objektą. Be to, pelės žymeklis gali būti nukreiptas virš programos duomenų laido, o tos duomenų laido vertė (realiu laiku) rodoma mažame lange šalia žymeklio. (Duomenų laidas naudojamas vertėms perkelti iš vieno programavimo bloko į kitą.)

Prekės

1. LEGO Mindstorms EV3 rinkinys.
2. LEGO ultragarso jutiklis „Mindstorms EV3“. Jis neįeina į EV3 rinkinį.
3. 2 apvalios, plastikinės, ne mažesnės kaip 16 cm skersmens ir 1 ¾ colio (4 ½ cm) aukščio išimamos talpyklos. Arba to paties skersmens ir maždaug 3 ½ colio aukščio vonia taip pat būtų tinkama.
4. 4 #8 plokščios galvutės varžtai, 1 ½ colio (apie 4 cm) ilgio.
5. 4 veržlės varžtams.
6. 2 #6 apvalios galvutės varžtai, maždaug ½ colio (1 cm) ilgio, pageidautina tos pačios spalvos kaip ir išnešimo talpyklos.

ĮRANKIAI:

1. Gręžtuvas ir grąžtai.
2. Atsuktuvas.
3. Žirklės.

1 žingsnis: jutiklio variklis

Įdėkite didelį variklį į vieną išėmimo konteinerį ir pažymėkite, kur gręžti 2 skyles apačioje. Mano konteineriai turi apskritą įdubą, ir aš nusprendžiau padaryti skylutes tik jo viduje, kad varžtų galvutės neišsikištų ir vienetas nesvyruotų.

Pritvirtinkite variklį 2 varžtais, einančiais per skyles, su 3 skylių juodais LEGO elementais, kurie palaiko variklį.

Naudodami žirkles iš konteinerio galo iškirpkite gabalėlį, kad liktų vietos kabeliams.

Pritvirtinkite ultragarso jutiklį prie variklio naudodami 3 pilkus LEGO elementus, kaip parodyta vienoje iš nuotraukų.

2 žingsnis: galvos variklis

Pirma, žirklėmis nukirpkite vertikalią lūpą nuo kitos išimamos talpyklos, kad ji apverstą į apačią įstumtų į pirmojo indo kraštą. 2 horizontalūs ratlankiai vėliau bus pritvirtinti varžtais, kad 2 konteineriai būtų tvirtai pritvirtinti.

Kitą didelį variklį uždėkite ant apverstos išėmimo talpyklos, kabelio jungtimi maždaug ½ colio virš krašto. Tai būtina, kad galva tinkamai priglustų prie konteinerio. Pažymėkite ir gręžkite 2 skyles 2 tolimiausioms variklio skylėms.

Pritvirtinkite variklį 2 varžtais, einančiais per skyles, su 3 skylių juodais elementais, kurie palaiko variklį.

Naudodami žirkles, iš konteinerio šono išpjaukite gabalėlį, kad padarytumėte maždaug 11 cm pločio tarpą. Tai reikalinga, kad ultragarso jutiklis išsikištų ir judėtų iš vienos pusės į kitą. Variklio ašis turi sutapti su tarpo viduriu.

3 žingsnis: pakeiskite galvą

Paimkite P. Wallplate galvą iš „Mr. „Wallplate's Eye Illusion“robotas ir nuimkite galinį stovą. Jį galima tiesiog ištraukti.

Remdamiesi viena iš nuotraukų, paimkite 2 X formos juodus elementus ir 2 mėlynus elementus, kurių skerspjūvis yra „X“viename gale ir „O“kitame gale. Pritvirtinkite juos prie apatinio galvos elemento, kaip parodyta. Galva slys aplink konteinerį ant jų.

4 žingsnis: pritvirtinkite galvutę prie variklio

Paimkite pirmoje nuotraukoje parodytus elementus (išskyrus ilgą) ir pritvirtinkite juos kartu, kaip parodyta antroje nuotraukoje. Tada pritvirtinkite jį prie galvos apačios, kaip parodyta. Tai palaikys galvą ir neleis jai linktelėti aukštyn ir žemyn.

Pritvirtinkite variklį prie skylių po variklio varikliu, naudodami ilgą pilką X skerspjūvio elementą. Stumkite elementą toliau, iki atramos iš ankstesnės pastraipos, kaip parodyta.

5 veiksmas: prijunkite „EV3 Brick“prie „Wallplate“

Plokšti kabeliai EV3 rinkinyje prijungiami prie plytų taip:

A prievadas: 14 colių (35 cm) kabelis prie mažo variklio.

B prievadas: 10 colių (26 cm) kabelis prie didelio galvos variklio.

C prievadas: 14 colių (35 cm) kabelis prie didelio ultragarsinio jutiklio variklio.

4 prievadas: ilgiausias kabelis prie ultragarso jutiklio, su kilpa šalia plytų. Kilpa leis jutikliui geriau judėti.

Patikrinkite, ar jutiklis nukreiptas tiesiai iš talpyklos. Jutiklio variklį galite pasukti ranka. Uždėkite galvutės bloką ant jutiklio talpyklos, kad jutiklis išsikištų tarpelio viduryje. Gręžkite 2 bandomąsias skyles per abu konteinerio ratlankius maždaug 1 colio atstumu nuo tarpo kraštų. Pasukite 2 varžtus per šias skyles, kad 2 konteineriai būtų tvirtai pritvirtinti.

6 žingsnis: programos aprašymas

Programos logika apibendrinta žemiau. Manau, kad 3 ir 6 veiksmai tikriausiai būtų atliekami skirtingai, naudojant programą, skirtą kitai sistemai, pvz., „Arduino“. „LEGO Mindstorms EV3“yra labai naudingas ir paprastas naudoti, tačiau yra keletas apribojimų, kuriuos galima padaryti. Vienintelis nuskaitymo būdas, kurį galėjau išsiaiškinti, buvo vienu metu pasukti jutiklį 10 laipsnių kampu ir patikrinti, ar aptiktas objektas.

1. Inicijuoti: nustatykite kintamuosius į nulį ir palaukite 7 sekundes.
2. Pasukite jutiklį prieš laikrodžio rodyklę (kairėn), iki kairės ribos (-60 laipsnių).
3. Pasukite jutiklį 10 laipsnių į dešinę.
4. Ar jutiklis nukrypo iki reikiamos ribos (+60 laipsnių)?
5. Jei taip, patikrinkite, ar kas nors nebuvo aptiktas. Jei jis neaptinkamas, jutiklis pasisuka 120 laipsnių į kairę ir programa tęsia kitą žingsnį. Jei jis aptinkamas, asmuo pasitraukė. Programa sako „Sudie“, galva ir jutiklis pasisuka į priekį ir programa sustoja.
6. Jei jutiklis nieko nemato per 36 colius, grįžkite prie 3 veiksmo.
7. Šis veiksmas atliekamas, jei jutiklis aptiko kažką 36 colių atstumu. Pasukite galvą į aptiktą asmenį. Jei anksčiau niekas nebuvo aptiktas, pasakykite „Labas“.
8. Norėdami tęsti nuskaitymą, grįžkite prie 2 veiksmo. Bet jei ciklas kartojamas 20 kartų, programa tęsia kitą žingsnį.
9. Pasakykite „Žaidimas baigtas“. Galva ir jutiklis pasisuka į priekį ir programa sustoja.

7 žingsnis: sukurkite programą

LEGO Mindstorms EV3 turi labai patogų piktogramų programavimo metodą. Programavimo blokai rodomi ekrano apačioje ir gali būti nuvilkti į programavimo drobės langą, kad būtų sukurta programa. Sukūriau 4 „Mano blokus“, tai yra mini programos, kaip paprogramės įprastose programose. Tai leido lengviau suprasti pagrindinės programos logiką ekrano kopijoje.

Aš negalėjau suprasti, kaip nustatyti programos atsisiuntimą jums, žmonės, todėl įtraukiau programos ekrano kopijas. Ekrano kopijose yra komentarų, kuriuose aprašoma, ką daro blokai. Tai neturėtų užtrukti daug laiko, kol ją pastatysite ir (arba) pakeisite pagal savo poreikius. Ekrano kopijos rodomos tokia tvarka:

1. Pagrindinė programa.
2. „Inicijuoti“mano bloką.
3. „Pasukite jutiklį į kairę iki kairės ribos“Mano blokas.
4. „Pasukti galvą“Mano blokas.
5. „Baigti“Mano blokas.

Kurdamas šią programą siūlyčiau:

1. Pirmiausia sukurkite „Mano blokus“.
2. Prieš vilkdami kitus blokus, svarbu dirbti iš kairės į dešinę ir padidinti kilpų ir jungiklių blokus. Bandydamas ir tobulindamas beveik baigtą programą susidūriau su nepatogiomis problemomis bandydamas įterpti papildomų blokų į kilpas.
3. Prieš pradėdami įterpti blokus, didesnį ciklų bloką reikia padidinti beveik iki dešiniojo programavimo drobės krašto. Tai būtina norint turėti daug vietos kitų blokų tempimui į vidų. Vėliau jį galima sumažinti.

8 veiksmas: atsisiųskite programą į „EV3 Brick“

„EV3 Brick“gali būti prijungtas prie kompiuterio USB kabeliu, „Wi-Fi“arba „Bluetooth“. Kai jis prijungtas ir įjungtas, tai rodoma mažame lange, esančiame kompiuterio apatiniame dešiniajame EV3 lango kampe. Spustelėję tinkamą piktogramą dešiniajame kampe apatiniame dešiniajame kampe, programa bus atsisiųsta į „EV3 Brick“ir nedelsiant paleista.

Atsisiuntus, „EV3 Brick“gali būti atjungtas nuo kompiuterio ir programa gali būti paleista naudojant „EV3 Brick“.

9 žingsnis: IŠVADOS PASTABOS

Tai buvo įdomus projektas ir mokomasis ultragarso jutiklis. Tikiuosi, kad jums taip pat bus įdomu.

Yra ir kitas nuskaitymo būdas: kelis ultragarso jutiklius galima pastatyti vienas šalia kito, sklindant maždaug 25 ar 30 laipsnių kampu vienas nuo kito. Galva gali pasisukti ta kryptimi, kurios jutiklis aptiko objektą. Šis metodas greitai aptiktų greitai judantį objektą, nei aprašytas aukščiau esančiame projekte. Tačiau galva turėtų tik keletą krypčių. Šis metodas turėtų būti įmanomas naudojant „Mindstorms EV3“. „Brick“turi 4 jutiklių prievadus, skirtus iki 4 ultragarso jutiklių (programavimui reikalingas jutiklio prievado numeris). Sujungus antrą plytą, būtų galima pritaikyti daugiau jutiklių.

Idėja padidinti galvos pozicijų skaičių: jei jutikliai būtų atskirti gal 20 laipsnių kampu, regėjimo laukai sutaptų, o 2 jutikliai aptiktų objektą persidengiančioje srityje. Tada galva gali būti nukreipta persidengimo kryptimi. Nežinau, ar tai įmanoma; tai yra, jei 2 jutikliai galėtų aptikti objektą persidengiančioje srityje, jų signalams netrukdant.