Kepala Mr. Wallplate Berbalik Menjejaki Anda: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Ini adalah versi yang lebih maju dari Mr. Wallplate's Eye Illusion Robot https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. Sensor ultrasonik membolehkan kepala Mr. Wallplate mengesan anda semasa anda berjalan di hadapannya.

Prosesnya dapat diringkaskan seperti berikut. Sensor pertama berpusing berlawanan arah jarum jam (kiri) 60 darjah, dan kemudian membelok ke kanan sambil mengimbas objek lebih dekat dari 3 kaki. Sekiranya tidak dapat mengesan apa-apa sebelum mencapai 60 darjah ke kanan, ia mengulangi pusing kiri dan kemudian mengimbas sehingga ia mengesan objek. Kemudian kepala berpusing menghadapnya, sensor membelok ke kiri ke batas kiri (-60 darjah), dan mengimbas kembali ke kanan. Pemusingan dan pengimbasan kepala ini berterusan sehingga objek bergerak ke belakang lebih jauh dari 3 kaki atau terlalu jauh ke kiri atau kanan. Ringkasan logik program yang lebih terperinci ada di langkah # 6.

Kaedah penjejakan ini tidak sesuai untuk objek bergerak pantas, seperti yang jelas dari video. Terdapat beberapa komen di akhir penulisan ini, yang menggambarkan kaedah penjejakan yang berbeza menggunakan beberapa sensor ultrasonik.

Motor sensor diatur untuk bergerak pada kelajuan yang cukup rendah. Saya mencuba kelajuan yang lebih cepat tetapi mereka menghasilkan pergerakan tersentak yang tidak kelihatan baik, dan penjejakannya tidak lebih pantas.

Perkara yang menarik ialah sensor berfungsi paling baik untuk mengesan objek dengan permukaan keras yang memantulkan bunyi dengan baik. Objek dengan permukaan yang lembut, seperti seseorang yang memakai sweater tebal, mungkin tidak dapat dikesan sama sekali ketika terlalu jauh (lebih dari 3 kaki lebih dalam ujian saya). Ketika saya memegang sekeping kadbod bergelombang berukuran 13 "x20" di depan saya dan berjalan ke arah sensor, ia mengesan saya kira-kira 8 kaki jauhnya.

Dalam video itu, saya sengaja tinggal sejauh 2 ½ kaki ketika saya bergerak ke sisi, agar sensor dan kepala menunjuk ke arah saya. Dalam ujian pada jarak yang lebih dekat, sensor menunjuk agak ke kiri, kerana tepi kanan bidang pandangan sensor mengesan lengan saya. Medan pandangan sekitar 25 atau 30 darjah.

Perisian Mindstorms EV3 pada komputer digunakan untuk menghasilkan program, yang kemudiannya dimuat ke mikrokontroler yang disebut Bata EV3. Kaedah pengaturcaraan adalah berdasarkan ikon, menggunakan Blok Pengaturcaraan seperti Blok Motor, Blok Sensor Ultrasonik, Blok Matematik, dll. Setiap Blok mempunyai pilihan dan parameter. Ia sangat mudah dan serba boleh. Juga, untuk tujuan pengujian, ketika Bata disambungkan ke komputer dan program sedang berjalan, paparan di komputer menunjukkan dalam waktu nyata, sudut setiap motor dan jarak yang sensor mengesan objek. Selanjutnya, kursor tetikus boleh diletakkan di atas Data Wire dalam program, dan nilai Data Wire tersebut (dalam masa nyata) dipaparkan di tetingkap kecil berhampiran kursor. (Kawat Data digunakan untuk membawa nilai dari satu Blok Pengaturcaraan ke yang lain.)

Bekalan

1. Set LEGO Mindstorms EV3.
2. Sensor ultrasonik LEGO Mindstorms EV3. Itu tidak termasuk dalam set EV3.
3. 2 bulat, plastik, bekas bawa keluar dengan diameter tidak kurang dari 6 ¼ inci (16 cm) dan tinggi 1 ¾ inci (4 ½ cm). Atau, tabung dengan diameter yang sama dan tingginya kira-kira 3 ½ inci juga tidak mengapa.
4. Baut flathead 4 # 8, panjang 1 ½ inci (kira-kira 4 cm).
5. 4 kacang untuk selak.
6. 2 # 6 skru kepala bulat, kira-kira ½ inci (1 cm) panjang, lebih baik warnanya sama dengan bekas bawa keluar.

ALAT:

1. Gerudi dan gerudi bit.
2. Pemutar skru.
3. Gunting.

Langkah 1: Motor untuk Sensor

Letakkan motor besar di dalam salah satu bekas bawa keluar dan tandakan tempat menggerudi 2 lubang di bahagian bawah. Bekas saya mempunyai lekukan bulat, dan saya memutuskan untuk membuat lubang di dalamnya, supaya kepala bolt tidak melekat dan membuat unit goyah.

Pasang motor menggunakan 2 baut naik melalui lubang, dengan elemen LEGO hitam 3 lubang untuk menyokong motor.

Dengan menggunakan gunting, potong sekeping dari bahagian belakang bekas untuk memberi ruang kepada kabel.

Pasang sensor ultrasonik ke motor menggunakan 3 elemen LEGO kelabu seperti yang ditunjukkan dalam salah satu foto.

Langkah 2: Motor untuk Kepala

Mula-mula, gunakan gunting untuk memotong bibir menegak dari bekas yang lain, sehingga ia boleh dipasang terbalik ke tepi bekas pertama. 2 pelek mendatar akan dipasang kemudian dengan skru, untuk memastikan 2 bekas itu terpasang dengan kuat.

Letakkan motor besar lain di atas bekas bawa keluar terbalik, dengan sambungan kabel kira-kira ½ inci di tepi. Ini perlu agar kepala dipasang di bekas dengan betul. Tandakan dan gerudi 2 lubang untuk 2 lubang motor paling jauh.

Pasang motor menggunakan 2 baut ke atas melalui lubang, dengan elemen hitam 3 lubang untuk menyokong motor.

Dengan menggunakan gunting, potong bahagian dari sisi bekas, untuk membuat jurang selebar 4 ½ inci (11 cm). Ini diperlukan agar sensor ultrasonik melekat dan bergerak dari sisi ke sisi. Gandar motor hendaklah sejajar dengan bahagian tengah jurang.

Langkah 3: Ubahsuai Kepala

Ikuti kepala Mr. Wallplate dari Mr. Robot Eye Illusion Wallplate, dan lepaskan dudukan belakang. Ia hanya boleh dilepaskan.

Merujuk pada salah satu foto, ambil 2 elemen hitam berbentuk X dan 2 elemen biru yang mempunyai penampang seperti "X" di satu hujung dan "O" di hujung yang lain. Pasang mereka ke elemen bawah di kepala seperti yang ditunjukkan. Kepala akan meluncur di sekitar bekas di atasnya.

Langkah 4: Pasang Kepala ke Motor

Ambil elemen yang ditunjukkan pada foto pertama (kecuali yang panjang) dan pasangkannya bersama seperti yang ditunjukkan pada foto kedua. Kemudian pasangkannya di bahagian bawah kepala seperti yang ditunjukkan. Ini akan menyokong kepala dan menjauhkannya dari mengangguk ke atas dan ke bawah.

Pasang motor ke lubang di bawah motor bibir, dengan menggunakan elemen keratan rentas panjang kelabu. Geser elemen lebih jauh, ke sokongan dari perenggan sebelumnya, seperti yang ditunjukkan.

Langkah 5: Sambungkan Bata EV3 ke Mr. Wallplate

Kabel rata dalam set EV3 menyambung ke Bata seperti berikut:

Port A: Kabel 14 inci (35 cm) ke motor bibir kecil.

Port B: Kabel 10 inci (26 cm) ke motor besar untuk kepala.

Port C: Kabel 14 inci (35 cm) ke motor besar untuk sensor ultrasonik.

Port 4: Kabel terpanjang ke sensor ultrasonik, dengan gelung berhampiran Bata. Gelung akan membolehkan sensor bergerak lebih baik.

Periksa bahawa sensor menghadap langsung keluar dari bekasnya. Anda boleh menghidupkan motor sensor dengan tangan. Letakkan unit kepala di atas bekas sensor, sehingga sensor melekat di tengah celah. Bor 2 lubang perintis melalui kedua-dua pelantar kontena kira-kira 1 inci melepasi tepi celah. Pacu 2 skru melalui lubang-lubang ini untuk memastikan 2 bekas itu terpasang dengan kuat.

Langkah 6: Penerangan mengenai Program

Logik program diringkaskan di bawah. Saya fikir langkah # 3 dan # 6 mungkin akan dilakukan secara berbeza dalam program untuk sistem yang berbeza seperti Arduino. LEGO Mindstorms EV3 sangat berguna dan mudah digunakan, tetapi ada beberapa batasan dalam apa yang dapat dilakukan. Satu-satunya cara pengimbasan yang dapat saya ketahui, adalah dengan menghidupkan sensor 10 darjah pada satu masa dan memeriksa apakah objek sedang dikesan.

1. Inisialisasi: tetapkan pemboleh ubah ke sifar dan tunggu 7 saat.
2. Putar sensor berlawanan arah jam (kiri), ke had kiri (-60 darjah).
3. Pusingkan sensor 10 darjah ke kanan.
4. Adakah sensor bergerak ke had yang betul (+60 darjah)?
5. Sekiranya ya, periksa sama ada seseorang telah dikesan. Sekiranya tidak dapat dikesan, sensor berpusing 120 darjah ke kiri dan program terus ke langkah seterusnya. Sekiranya dikesan, maka orang itu telah menjauh. Program mengucapkan "Selamat tinggal", kepala dan sensor berpusing menghadap ke depan, dan program berhenti.
6. Kembali ke langkah # 3 jika sensor tidak melihat apa-apa dalam jarak 36 inci.
7. Langkah ini dilaksanakan sekiranya sensor mengesan sesuatu dalam jarak 36 inci. Pusingkan kepala menghadap orang yang dikesan. Sekiranya tidak ada yang dikesan sebelumnya, ucapkan "Hello."
8. Putar kembali ke langkah # 2 untuk meneruskan pengimbasan. Tetapi jika gelung diulang 20 kali, program ini terus ke langkah seterusnya.
9. Katakan "Permainan selesai." Kepala dan sensor berpusing menghadap ke depan dan program berhenti.

Langkah 7: Bangun Program

LEGO Mindstorms EV3 mempunyai kaedah pengaturcaraan berasaskan ikon yang sangat mudah. Blok Pengaturcaraan ditunjukkan di bahagian bawah layar paparan dan dapat diseret dan diturunkan ke tetingkap Programming Canvas untuk membina program. Saya membina 4 "Blok Saya", yang merupakan program mini, seperti subrutin dalam program biasa. Ini menjadikan logik program utama dalam tangkapan skrin lebih mudah difahami.

Saya tidak dapat mengetahui cara mengatur muat turun program ini kepada anda, jadi saya telah menyertakan tangkapan skrin program. Tangkapan skrin mempunyai komen yang menggambarkan apa yang dilakukan oleh Blok. Anda tidak perlu banyak masa untuk membuatnya dan / atau mengubahnya sesuai dengan keperluan anda. Tangkapan skrin ditunjukkan dalam urutan berikut:

1. Program utama.
2. "Permulaan" Blok Saya.
3. "Putar sensor ke kiri ke had kiri" Blok Saya.
4. "Putar kepala" Blok saya.
5. "Selesaikan" Blok Saya.

Semasa membina program ini, saya mencadangkan perkara berikut:

1. Bina "Blok Saya" terlebih dahulu.
2. Penting untuk bekerja dari kiri ke kanan, dan memperbesar Loop dan Switch Blok sebelum menyeret blok lain ke dalam. Saya menghadapi masalah yang tidak kemas semasa memasukkan Blok tambahan di dalam Gelung semasa menguji dan menyempurnakan program yang hampir selesai.
3. Blok Gelung yang lebih besar harus diperbesar hampir ke tepi kanan Kanvas Pengaturcaraan, sebelum anda mula memasukkan Blok. Ini diperlukan untuk mempunyai banyak ruang untuk menyeret Blok lain ke dalam. Ia boleh dibuat lebih kecil selepas itu.

Langkah 8: Muat turun Program ke EV3 Brick

Bata EV3 boleh disambungkan ke komputer dengan menggunakan kabel USB, Wi-Fi atau Bluetooth. Apabila disambungkan dan dihidupkan, ini ditunjukkan dalam tetingkap kecil di sudut kanan bawah tetingkap EV3 di komputer. Mengklik ikon yang betul di sebelah kanan paling kanan di sudut kanan bawah akan memuat turun program ke EV3 Brick dan menjalankannya dengan segera.

Selepas memuat turun, Bata EV3 mungkin terputus dari komputer dan program boleh dimulakan di Bata EV3.

Langkah 9: MENYIMPAN PERINGKAT

Ini adalah projek yang menyeronokkan, dan mendidik mengenai sensor ultrasonik. Saya harap anda juga menganggapnya menarik.

Terdapat pendekatan lain untuk mengimbas: Beberapa sensor ultrasonik dapat diletakkan di sebelah satu sama lain, memancing pada jarak sekitar 25 atau 30 darjah antara satu sama lain. Kepala dapat berpusing ke arah mana saja sensor mengesan objek. Kaedah ini akan mengesan objek yang bergerak pantas jauh lebih baik daripada kaedah yang dijelaskan dalam projek di atas. Namun, kepala hanya memiliki sebilangan kecil arah yang akan dihadapinya. Kaedah ini semestinya boleh dilakukan dengan Mindstorms EV3. Brick mempunyai 4 port sensor hingga 4 sensor ultrasonik (pengaturcaraan memerlukan nombor port yang ditetapkan untuk sensor). Lebih banyak sensor dapat ditampung dengan merantai Bata kedua.

Idea untuk meningkatkan jumlah posisi kepala: Sekiranya sensor menghadap mungkin 20 darjah, bidang pandangan akan bertindih, dan 2 sensor akan mengesan objek di kawasan yang bertindih. Kepala kemudian boleh menghadap ke arah tumpang tindih. Saya tidak tahu adakah ini mungkin; iaitu, jika 2 sensor dapat mengesan objek di kawasan yang bertindih tanpa isyaratnya mengganggu satu sama lain.