ראשו של מר וולט פונה לעקוב אחריך: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

זוהי גרסה מתקדמת יותר של רובוט האשליית העיניים של מר וולפלט https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. חיישן קולי מאפשר לראשו של מר פלטת לעקוב אחריך בזמן שאתה הולך מולו.

ניתן לסכם את התהליך כדלקמן. החיישן פונה תחילה 60 מעלות נגד כיוון השעון (שמאלה) ולאחר מכן פונה ימינה תוך סריקת אובייקט הקרוב יותר מ -3 רגל. אם הוא לא מזהה דבר לפני שהוא מגיע ל 60 מעלות ימינה, הוא חוזר על הפנייה שמאלה ולאחר מכן סורק עד שהוא אכן מזהה אובייקט. ואז הראש מסתובב מולו, החיישן פונה שמאלה עד הגבול השמאלי (-60 מעלות) וסורק שוב ימינה. סיבוב ראש וסריקה זו ממשיכים עד שהאובייקט זז אחורה רחוק יותר מ -3 מטר או הולך רחוק מדי שמאלה או ימינה. סיכום מפורט יותר של היגיון התוכנית נמצא בשלב מס '6.

שיטת מעקב זו אינה מתאימה לאובייקטים בתנועה מהירה, כפי שמתברר מהסרטון. יש כמה הערות ממש בסוף כתב זה, המתארות שיטת מעקב אחרת באמצעות מספר חיישנים אולטראסוניים.

מנוע החיישנים אמור לנוע במהירות נמוכה למדי. ניסיתי מהירות מהירה יותר אך הן גרמו לתנועות קשות שלא נראו טוב והמעקב לא היה מהיר בהרבה.

נקודה מעניינת היא שהחיישן פועל בצורה הטובה ביותר לאיתור עצמים בעלי משטחים קשים המשקפים היטב את הצליל. אובייקט בעל משטח רך, כמו מישהו שלובש סוודר עבה, לא יכול להיות מזוהה כלל כשהוא רחוק מדי (יותר מכ -3 ½ רגל בבדיקות שלי). כשהחזקתי מולי קרטון גלי בגודל 13 "x20" ופניתי לעבר החיישן, הוא זיהה אותי במרחק של כ -8 מטרים משם.

בסרטון, בכוונה נשארתי במרחק של כ 2 וחצי רגל כשעברתי הצידה, כדי שהחיישן והראש יכונו לעברי. בבדיקות למרחקים קרובים יותר, החיישן הצביע מעט לשמאלו, שכן הקצה הימני של שדה הראייה של החיישן זיהה את זרועי. שדה הראייה הוא כ -25 או 30 מעלות.

תוכנת Mindstorms EV3 במחשב משמשת ליצירת תכנית, ולאחר מכן הורדה למיקרו -בקר הנקרא EV3 Brick. שיטת התכנות מבוססת אייקונים, תוך שימוש בחסימות תכנות כגון בלוק מנוע, בלוק חיישן אולטרא סאונד, בלוק מתמטיקה וכו '. לכל בלוק יש אפשרויות ופרמטרים. זה מאוד קל ורבגוני. כמו כן, למטרות בדיקה, כאשר הבריק מחובר למחשב והתוכנית פועלת, התצוגה במחשב מציגה בזמן אמת, את הזווית של כל מנוע ואת המרחק שהחיישן מזהה אובייקט. יתר על כן, סמן העכבר עשוי להיות ממוקם מעל חוט נתונים בתוכנית, והערך של אותו חוט נתונים (בזמן אמת) מוצג בחלון קטן ליד הסמן. (חוט נתונים משמש להעברת ערכים מבלוק תכנות אחד למשנהו.)

אספקה

1. סט LEGO Mindstorms EV3.
2. חיישן קולי LEGO Mindstorms EV3. הוא אינו כלול במערך EV3.
3. 2 מכולות עגולות, מפלסטיק, שניתן לקחת אותן בקוטר של לא פחות מ -16 סנטימטר (קוטר) וגובהן אינץ '(4 סנטימטר). או שגם אמבט בקוטר זהה וגובהו כ -3 סנטימטר יהיה בסדר.
4. 4 ברגים שטוחים באורך 1 סנטימטר (כ -4 ס"מ).
5. 4 אגוזים לברגים.
6. 2 #6 ברגים עגולים, באורך של כסנטימטר אחד, רצוי באותו צבע כמו מיכלי ההוצאה.

כלים:

1. מקדחה וקידוחים.
2. מברג.
3. מספריים.

שלב 1: מנוע לחיישן

מניחים מנוע גדול בתוך אחד ממיכלי ההסרה וסמן היכן לקדוח 2 חורים בתחתית. למיכלים שלי יש שקוע מעגלי, והחלטתי לעשות את החורים ממש בתוכו, כדי שראשי הבורג לא יבלטו ויגרמו ליחידה להתנדנד.

חבר את המנוע באמצעות 2 ברגים העולים דרך החורים, עם רכיבי לגו שחורים עם 3 חורים לתמיכה במנוע.

בעזרת המספריים חותכים חתיכה מהחלק האחורי של המיכל כדי לפנות מקום לכבלים.

חבר את החיישן האולטראסוני למנוע באמצעות 3 רכיבי הלגו האפורים כפי שמוצג באחת התמונות.

שלב 2: מנוע לראש

ראשית, השתמש במספריים כדי לחתוך את השפה האנכית מהמיכל ההוצאה השני, כך שיתאים הפוך לשפת המיכל הראשון. 2 החישוקים האופקיים יוצמדו מאוחר יותר באמצעות ברגים, כדי לשמור על 2 המיכלים מחוברים היטב.

הנח את המנוע הגדול השני על גבי מיכל ההסרה הפוך, כאשר חיבור הכבלים הוא בערך חצי סנטימטר מעבר לקצה. זה הכרחי על מנת שהראש יתאים למיכל בצורה תקינה. סמנו וקדחו 2 חורים עבור 2 החורים הרחוקים ביותר של המנוע.

חבר את המנוע באמצעות 2 ברגים העולים דרך החורים, עם אלמנטים שחורים בעלי 3 חורים לתמיכה במנוע.

בעזרת המספריים חותכים חתיכה מצידה של המיכל כדי ליצור פער ברוחב של כ -11 סנטימטר. זה נחוץ כדי שהחיישן האולטראסוני יבלוט וינוע מצד לצד. ציר המנוע צריך להתיישר עם מרכז הפער.

שלב 3: שנה את הראש

קח את ראש מר לוח לוח מ מר. הרובוט Wallplate’s Eye Illusion”והסר את המעמד האחורי. אפשר פשוט לשלוף אותו.

בהתייחס לאחת התמונות, קח 2 אלמנטים שחורים בצורת X ושני אלמנטים כחולים בעלי חתך כמו "X" בקצה אחד ו- "O" בקצה השני. חבר אותם לאלמנט התחתון בראש כפי שמוצג. הראש יחליק סביב המיכל שעליהם.

שלב 4: חבר את הראש למנוע

קח את האלמנטים המוצגים בתמונה הראשונה (למעט הארוכה) והצמיד אותם יחד כפי שמוצג בתמונה השנייה. לאחר מכן צרף אותו קרוב לתחתית הראש כפי שמוצג. זה יתמוך בראש ולא ימנע ממנו להנהן למעלה ולמטה.

חבר את המנוע לחורים מתחת למנוע השפתיים, בעזרת רכיב האורך האפור והאורך X-חתך. החלק את האלמנט רחוק יותר, לתמיכה מהפסקה הקודמת, כפי שמוצג.

שלב 5: חבר את לבנת EV3 למר לוח

הכבלים השטוחים במערך EV3 מתחברים לבריק כדלקמן:

יציאה A: כבל בגודל 14 אינץ '(35 ס מ) אל מנוע השפתיים הקטן.

יציאה B: כבל בגודל 10 אינץ '(26 ס מ) למנוע הגדול לראש.

יציאה C: כבל בגודל 14 אינץ '(35 ס מ) למנוע הגדול של החיישן הקולי.

יציאה 4: הכבל הארוך ביותר לחיישן הקולי, עם לולאה ליד הבריק. הלולאה תאפשר לחיישן לנוע טוב יותר.

בדוק שהחיישן פונה הישר החוצה מהמיכל שלו. אתה יכול לסובב את מנוע החיישן ביד. הנח את מכלול הראש על גבי מיכל החיישנים, כך שהחיישן יבלוט באמצע הפער. מקדחים 2 חורי טייס דרך שתי חישוקי המכולה בערך 1 סנטימטר מעבר לקצוות הפער. סובב את 2 הברגים דרך החורים הללו כדי לשמור על 2 המיכלים מחוברים היטב.

שלב 6: תיאור התוכנית

היגיון התוכנית מסוכם להלן. אני חושב ששלבי מס '3 ו- #6 כנראה יתבצעו אחרת בתוכנית למערכת אחרת כגון Arduino. LEGO Mindstorms EV3 הוא מאוד שימושי וקל לשימוש, אבל יש כמה מגבלות מה ניתן לעשות. הדרך היחידה לסרוק שהצלחתי להבין היא לסובב את החיישן בכל פעם 10 מעלות ולבדוק אם אובייקט אובייקט.

1. אתחול: הגדר משתנים לאפס והמתן 7 שניות.
2. סובב את החיישן נגד כיוון השעון (שמאלה), עד לגבול השמאלי (-60 מעלות).
3. סובב את החיישן 10 מעלות ימינה.
4. האם החיישן עבר לגבול הנכון (+60 מעלות)?
5. אם כן, בדוק אם מישהו זוהה. אם לא זוהה, החיישן פונה 120 מעלות שמאלה והתוכנית ממשיכה לשלב הבא. אם הוא מזוהה, האדם התרחק. התוכנית אומרת "להתראות", הראש והחיישן מסתובבים כלפי פנים, והתוכנית מפסיקה.
6. חזור לשלב 3 אם החיישן לא רואה כלום בטווח של 36 אינץ '.
7. שלב זה מבוצע אם החיישן זיהה משהו בטווח של 36 אינץ '. סובב את הראש כלפי האדם שזוהה. אם איש לא זוהה קודם לכן, אמור "שלום".
8. חזור לשלב מספר 2 כדי להמשיך ולסרוק. אבל אם הלולאה חוזרת על עצמה 20 פעמים, התוכנית ממשיכה לשלב הבא.
9. אמור "המשחק נגמר". הראש והחיישן מסתובבים כלפי פנים החזית והתוכנית מפסיקה.

שלב 7: בנה את התוכנית

ל- LEGO Mindstorms EV3 יש שיטת תכנות מאוד נוחה מבוססת אייקונים. בלוקי תכנות מוצגים בתחתית מסך התצוגה וניתן לגרור ולשחרר אותם לתוך חלון בד התכנות כדי לבנות תוכנית. בניתי 4 "הבלוקים שלי", שהם מיני תוכניות, כמו תת-שורות בתוכניות רגילות. זה הפך את ההגיון של התוכנית הראשית בצילום המסך לקל יותר להבנה.

לא הצלחתי להבין כיצד להגדיר הורדת התוכנית אליכם, ולכן צירפתי צילומי מסך של התוכנית. בצילומי המסך יש הערות המתארות את מה שהבלוקים עושים. לא אמור לקחת הרבה זמן עד שאתה בונה אותו ו/או משנה אותו כך שיתאים לצרכיך. צילומי המסך מוצגים בסדר הבא:

1. תוכנה ראשית.
2. "אתחל" הבלוק שלי.
3. "הפוך את החיישן שמאלה לגבול השמאלי" הבלוק שלי.
4. "סובב ראש" הבלוק שלי.
5. "סיים" הבלוק שלי.

בעת בניית תוכנית זו, הייתי מציע את הדברים הבאים:

1. בנה תחילה את "הבלוקים שלי".
2. חשוב לעבוד משמאל לימין ולהגדיל את בלוקי הלולאה והמתג לפני שתגרור בלוקים אחרים פנימה. נתקלתי בבעיות מבולגנות בניסיון להכניס בלוקים נוספים בתוך הלולאות במהלך הבדיקה והחידוד של התוכנית שכמעט הסתיימה.
3. יש להגדיל את בלוק הלולאה הגדול יותר כמעט עד לקצה הימני של בד התכנות לפני שתתחיל להכניס בלוקים. זה הכרחי על מנת שיהיה מספיק מקום לגרור את הבלוקים האחרים פנימה. אפשר להקטין אותו אחר כך.

שלב 8: הורד את התוכנית ללבנת EV3

ניתן לחבר את EV3 בריק למחשב באמצעות כבל USB, Wi-Fi או Bluetooth. כאשר הוא מחובר ומופעל, הדבר מצוין בחלון קטן בפינה הימנית התחתונה של חלון EV3 במחשב. לחיצה על הסמל הנכון בצד הימני בפינה הימנית התחתונה תוריד את התוכנית ל- EV3 Brick ותפעיל אותה מייד.

לאחר ההורדה, ייתכן שבריק EV3 ינותק מהמחשב ויתכן שהתוכנית תתבצע על לבנה EV3.

שלב 9: סיכום הערות

זה היה פרויקט מהנה וחינוכי לגבי החיישן הקולי. אני מקווה שגם אתה מוצא את זה מעניין.

ישנה גישה נוספת לסריקה: ניתן היה להציב כמה חיישנים אולטראסוניים אחד ליד השני, ולהתנשא במרחק של כ -25 או 30 מעלות אחד מהשני. הראש יכול להסתובב לכיוון החיישן שזיהה אובייקט. שיטה זו תזהה אובייקט בתנועה מהירה בהרבה מהשיטה המתוארת בפרויקט לעיל. עם זאת, לראש יהיה רק מספר קטן של כיוונים שהוא יפנה אליו. שיטה זו אמורה להיות אפשרית עם Mindstorms EV3. לבריק 4 יציאות חיישן לעד 4 חיישנים אולטראסוניים (התכנות דורשות הקצאת מספר יציאה לחיישן). ניתן להכיל חיישנים נוספים על ידי שרשרת לבנה שנייה.

רעיון להגדיל את מספר המיקומים של הראש: אם החיישנים היו מול 20 מעלות זה מזה, שדות הראייה היו חופפים ושני חיישנים יזהו אובייקט באזור החופף. לאחר מכן הראש יכול לפנות לכיוון החפיפה. אני לא יודע אם זה אפשרי; כלומר, אם 2 חיישנים יכלו לזהות אובייקט באזור החופף מבלי שהאותות שלהם יפריעו זה לזה.