Главата на г -н Wallplate се обръща, за да ви проследи: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Това е по-усъвършенствана версия на Eye Illusion Robot на г-н Wallplate https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. Ултразвуков сензор позволява на главата на г -н Wallplate да ви проследи, докато вървите пред него.

Процесът може да се обобщи по следния начин. Сензорът първо се завърта обратно на часовниковата стрелка (наляво) на 60 градуса, а след това завива надясно, докато сканира за обект по -близо от 3 фута. Ако не открие нищо, преди да достигне 60 градуса надясно, той повтаря завиването наляво и след това сканира, докато не открие обект. След това главата се обръща към нея, сензорът се обръща наляво до лявата граница (-60 градуса) и сканира отново надясно. Това завъртане и сканиране на главата продължава, докато обектът не се движи назад по-далеч от 3 фута или отиде твърде далеч наляво или надясно. По -подробно обобщение на програмната логика е в стъпка #6.

Този метод на проследяване не е подходящ за бързо движещи се обекти, както става ясно от видеото. Има някои коментари в самия край на това описание, описващи различен метод за проследяване, използващ няколко ултразвукови сензора.

Двигателят на сензора е настроен да се движи с доста ниска скорост. Опитах по -бързи скорости, но те доведоха до резки движения, които не изглеждаха добре и проследяването не беше много по -бързо.

Интересен момент е, че сензорът работи най -добре за откриване на обекти с твърди повърхности, които отразяват добре звука. Обект с мека повърхност, например някой, който носи дебел пуловер, може изобщо да не бъде открит, когато е твърде далеч (повече от около 3½ фута в моите тестове). Когато държах парче велпапе на около 13”x20” пред мен и тръгнах към сензора, той ме засече на около 8 фута разстояние.

Във видеото нарочно останах на около 2 ½ фута, докато се движех настрани, за да насоча сензора и главата към мен. При тестове на по -близки разстояния сензорът сочеше малко вляво, тъй като десният ръб на зрителното поле на сензора засече ръката ми. Зрителното поле е около 25 или 30 градуса.

Софтуерът Mindstorms EV3 на компютър се използва за генериране на програма, която след това се изтегля в микроконтролер, наречен EV3 Brick. Методът на програмиране е базиран на икони, като се използват програмни блокове, като блок на двигателя, блок с ултразвуков сензор, блок по математика и т.н. Всеки блок има опции и параметри. Много е лесно и универсално. Също така, за целите на тестването, когато Brick е свързан към компютъра и програмата работи, дисплеят на компютъра показва в реално време ъгъла на всеки двигател и разстоянието, което сензорът открива обект. Освен това курсорът на мишката може да бъде позициониран върху кабел за данни в програмата и стойността на този проводник за данни (в реално време) се показва в малък прозорец близо до курсора. (A Wire Wire се използва за пренасяне на стойности от един програмен блок към друг.)

Консумативи

1. LEGO Mindstorms EV3 комплект.
2. LEGO Mindstorms EV3 ултразвуков сензор. Не е включен в комплекта EV3.
3. 2 кръгли пластмасови контейнера за изваждане с диаметър не по-малък от 16 см (16 см) и височина 4 ½ см (1 ¾ инча). Или вана със същия диаметър и височина около 3½ инча също би била добре.
4. 4 #8 плоски болта с дължина 1 ½ инча (около 4 см).
5. 4 гайки за болтовете.
6. 2 #6 винта с кръгла глава, с дължина около ½ инча (1 см), за предпочитане в същия цвят като контейнерите за изваждане.

ИНСТРУМЕНТИ:

1. Пробиване и свредла.
2. Отвертка.
3. Ножици.

Стъпка 1: Мотор за сензора

Поставете голям двигател в един от контейнерите за изваждане и маркирайте къде да пробиете 2 дупки на дъното. Моите контейнери имат кръгла вдлъбнатина и реших да направя дупките точно вътре в нея, така че главите на болтовете да не стърчат и да направят устройството нестабилно.

Прикрепете двигателя с помощта на 2 болта, преминаващи през отворите, с черни LEGO елементи с 3 отвора, за да поддържате двигателя.

С помощта на ножицата изрежете парче от гърба на контейнера, за да освободите място за кабелите.

Прикрепете ултразвуковия сензор към двигателя, като използвате 3 -те сиви LEGO елемента, както е показано на една от снимките.

Стъпка 2: Мотор за главата

Първо, използвайте ножицата, за да отрежете вертикалния ръб на другия контейнер за изваждане, така че да се побере с главата надолу в ръба на първия контейнер. 2 -те хоризонтални джанти ще бъдат прикрепени по -късно с винтове, за да поддържат 2 -те контейнера здраво закрепени.

Поставете другия голям мотор върху обърнатия нагоре контейнер за изваждане, с кабелна връзка около ½ инча над ръба. Това е необходимо, за да може главата да се побере правилно върху контейнера. Маркирайте и пробийте 2 отвора за 2 -те най -отдалечени отвора на двигателя.

Прикрепете двигателя с помощта на 2 болта, преминаващи през отворите, с черни елементи с 3 отвора, за да поддържате двигателя.

С помощта на ножицата изрежете парче отстрани на контейнера, за да направите празнина с ширина около 4 ½ инча (11 см). Това е необходимо, за да може ултразвуковият сензор да стърчи и да се движи от една страна на друга. Оста на двигателя трябва да се подравнява със средата на пролуката.

Стъпка 3: Променете главата

Вземете главата на Mr. Wallplate от „Mr. Робота на Eye Illusion на Wallplate и премахнете задната стойка. Може просто да се свали.

Позовавайки се на една от снимките, вземете 2 X-образни черни елемента и 2 сини елемента, които имат напречно сечение като „X“в единия край и „O“в другия край. Прикрепете ги към долния елемент на главата, както е показано. Главата ще се плъзне около контейнера върху тях.

Стъпка 4: Прикрепете главата към двигателя

Вземете елементите, показани на първата снимка (с изключение на дългата) и ги прикрепете заедно, както е показано на втората снимка. След това го прикрепете близо до долната част на главата, както е показано. Това ще поддържа главата и ще я предпази от кимане нагоре и надолу.

Прикрепете двигателя към отворите под мотора на устните, като използвате дългия, сив елемент с напречно сечение. Плъзнете елемента по -далеч, до опората от предишния параграф, както е показано.

Стъпка 5: Свържете EV3 Brick към Mr. Wallplate

Плоските кабели в комплекта EV3 се свързват с тухлата, както следва:

Порт А: 14-инчов (35 см) кабел към малкия мотор.

Порт B: 10 инчов (26 см) кабел към големия двигател за главата.

Порт C: 14 -инчов (35 см) кабел към големия двигател за ултразвуковия сензор.

Порт 4: Най -дългият кабел към ултразвуковия сензор, с контур близо до тухлата. Цикълът ще позволи на сензора да се движи по -добре.

Проверете дали сензорът е обърнат направо от контейнера. Можете да завъртите двигателя на сензора на ръка. Поставете модула на главата върху контейнера на сензора, така че сензорът да стърчи в средата на пролуката. Пробийте 2 пилотни отвора през двата ръба на контейнера на около 1 инч покрай ръбовете на пролуката. Завийте 2 -те винта през тези отвори, за да поддържате 2 -те контейнера здраво закрепени.

Стъпка 6: Описание на програмата

Логиката на програмата е обобщена по -долу. Мисля, че стъпки #3 и #6 вероятно биха били направени по различен начин в програма за различна система като Arduino. LEGO Mindstorms EV3 е много полезен и лесен за използване, но има някои ограничения в това, което може да се направи. Единственият начин за сканиране, който успях да разбера, беше да завъртя сензора на 10 градуса наведнъж и да проверя дали се открива обект.

1. Инициализиране: задайте променливите на нула и изчакайте 7 секунди.
2. Завъртете сензора обратно на часовниковата стрелка (наляво), до лявата граница (-60 градуса).
3. Завъртете сензора на 10 градуса надясно.
4. Преместил ли се е сензорът до дясната граница (+60 градуса)?
5. Ако да, проверете дали някой е бил открит. Ако не бъде открит, сензорът се обръща на 120 градуса наляво и програмата продължава към следващата стъпка. Ако бъде открит, лицето се е отдалечило. Програмата казва „Сбогом“, главата и сензорът се обръщат към лицевата страна и програмата спира.
6. Върнете се към стъпка #3, ако сензорът не вижда нищо в рамките на 36 инча.
7. Тази стъпка се изпълнява, ако сензорът открие нещо в рамките на 36 инча. Завъртете главата с лице към открития човек. Ако никой не е бил открит преди това, кажете „Здравей“.
8. Върнете се към стъпка #2, за да продължите сканирането. Но ако цикълът се повтаря 20 пъти, програмата продължава към следващата стъпка.
9. Кажете „Играта свърши“. Главата и сензорът се обръщат напред и програмата спира.

Стъпка 7: Изградете програмата

LEGO Mindstorms EV3 има много удобен метод за програмиране, базиран на икони. Блоковете за програмиране се показват в долната част на екрана на дисплея и могат да бъдат плъзгани и пуснати в прозореца за програмиране Canvas, за да се изгради програма. Изградих 4 „Моите блокове“, които са мини програми, като подпрограми в обикновени програми. Това направи логиката на основната програма на екранната снимка по -разбираема.

Не можах да разбера как да настроя изтеглянето на програмата за вас хора и затова включих екранни снимки на програмата. Екранните снимки имат коментари, описващи какво правят блоковете. Не трябва да ви отнема много време, за да го изградите и/или промените според вашите нужди. Екранните снимки се показват в следния ред:

1. Основна програма.
2. „Инициализиране“на моя блок.
3. „Завъртете сензора наляво до лявата граница“My Block.
4. Моят блок „Обърни глава“.
5. “Finish” My Block.

При изграждането на тази програма бих предложил следното:

1. Първо изградете „Моите блокове“.
2. Важно е да работите отляво надясно и да увеличите цикличните и превключващите блокове, преди да плъзнете други блокове вътре. Попаднах на объркани проблеми, опитвайки се да вмъкна допълнителни блокове вътре в циклите по време на тестването и усъвършенстването на почти завършената програма.
3. По -големият цикъл трябва да бъде увеличен почти до десния ръб на програмиращото платно, преди да започнете да вмъквате блокове. Това е необходимо, за да има достатъчно място за плъзгане на останалите блокове вътре. След това може да се намали.

Стъпка 8: Изтеглете програмата на EV3 Brick

EV3 Brick може да бъде свързан към компютъра чрез USB кабел, Wi-Fi или Bluetooth. Когато е свързан и включен, това се показва в малък прозорец в долния десен ъгъл на прозореца EV3 на компютъра. Щракването върху правилната икона в най-дясната страна в долния десен ъгъл ще изтегли програмата в EV3 Brick и ще я стартира незабавно.

След изтеглянето EV3 Brick може да бъде изключен от компютъра и програмата може да бъде стартирана на EV3 Brick.

Стъпка 9: ЗАКЛЮЧИТЕЛНИ ЗАБЕЛЕЖКИ

Това беше забавен проект и образователен за ултразвуковия сензор. Надявам се и на вас да ви е интересно.

Има и друг подход за сканиране: Няколко ултразвукови сензора могат да бъдат поставени един до друг, разпръсквайки се на около 25 или 30 градуса един от друг. Главата може да се завърти по посока на сензора, който е открил обект. Този метод би открил бързо движещ се обект много по-добре от метода, описан в проекта по-горе. Главата обаче ще има само малък брой посоки, към които ще се изправи. Този метод трябва да е възможен с Mindstorms EV3. Brick има 4 сензорни порта за до 4 ултразвукови сензора (програмирането изисква номер на порт да бъде зададен за сензор). Повече сензори могат да бъдат настанени чрез свързване на втора тухла.

Идея за увеличаване на броя на позициите за главата: Ако сензорите са обърнати на около 20 градуса един от друг, зрителните полета ще се припокриват и 2 сензора ще открият обект в припокритата зона. Тогава главата може да гледа в посока на припокриване. Не знам дали това е възможно; тоест, ако 2 сензора могат да открият обект в припокриващата се област, без техните сигнали да се намесват помежду си.