سر آقای والپلات به دنبال شما می چرخد: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

این یک نسخه پیشرفته تر از ربات توهم چشم آقای Wallplate است https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. یک سنسور اولتراسونیک به سر آقای والپلیت اجازه می دهد تا شما را در حین راه رفتن در مقابل او ردیابی کند.

فرآیند را می توان به شرح زیر خلاصه کرد. سنسور ابتدا در خلاف جهت عقربه های ساعت (چپ) 60 درجه می چرخد و سپس در حین جستجوی جسمی نزدیک به 3 پا به راست می چرخد. اگر قبل از رسیدن به 60 درجه راست چیزی را تشخیص ندهد ، چرخش به چپ را تکرار کرده و سپس اسکن می کند تا یک شی را تشخیص دهد. سپس سر به طرف مقابل می چرخد ، سنسور به سمت چپ (60 درجه) می چرخد و دوباره به سمت راست اسکن می کند. این چرخش سر و اسکن ادامه می یابد تا زمانی که جسم بیشتر از 3 فوت به عقب حرکت کند یا از چپ یا راست بسیار دور شود. خلاصه ای بیشتر از منطق برنامه در مرحله شماره 6 آمده است.

این روش ردیابی برای اجسامی که سریع حرکت می کنند مناسب نیست ، همانطور که در فیلم مشخص است. در انتهای این نوشتار نظراتی وجود دارد که روش ردیابی متفاوتی را با استفاده از چند سنسور اولتراسونیک توصیف می کند.

موتور سنسور قرار است با سرعت نسبتاً کمی حرکت کند. من سرعت بیشتری را امتحان کردم ، اما آنها باعث حرکت های تند و تیز می شدند که خوب به نظر نمی رسیدند و ردیابی خیلی سریعتر نبود.

نکته جالب این است که سنسور برای تشخیص اجسام دارای سطوح سخت که صدا را به خوبی منعکس می کند ، بهترین عملکرد را دارد. جسمی با سطح نرم ، مانند کسی که ژاکت ضخیم بر تن دارد ، ممکن است در زمانی که خیلی دور هستید به هیچ وجه تشخیص داده نشود (در آزمایشات من بیش از 3 فوت فوت). وقتی یک تکه مقوا راه راه در حدود 13 اینچ در 20 اینچ در مقابل خود نگه داشتم و به سمت سنسور رفتم ، در فاصله 8 فوتی من را تشخیص داد.

در ویدئو ، من عمداً در حالی که به پهلو حرکت می کردم ، حدود 2 ½ فوت فاصله داشتم تا سنسور و سر به سمت من باشد. در آزمایشات در فواصل نزدیکتر ، سنسور تا حدودی به سمت چپ خود اشاره کرد ، زیرا لبه سمت راست میدان دید سنسور بازوی من را تشخیص داد. میدان دید در حدود 25 یا 30 درجه است.

نرم افزار Mindstorms EV3 در رایانه برای تولید برنامه مورد استفاده قرار می گیرد و سپس بر روی میکروکنترلری به نام EV3 Brick بارگیری می شود. روش برنامه نویسی مبتنی بر نماد است ، از بلوک های برنامه نویسی مانند بلوک موتور ، بلوک سنسور اولتراسونیک ، بلوک ریاضی و غیره استفاده می کند. هر بلوک دارای گزینه ها و پارامترهایی است. بسیار آسان و همه کاره است. همچنین ، برای آزمایش ، هنگامی که آجر به رایانه متصل است و برنامه در حال اجرا است ، صفحه نمایش روی کامپیوتر در زمان واقعی ، زاویه هر موتور و مسافتی را که سنسور در حال تشخیص یک شیء است نشان می دهد. علاوه بر این ، نشانگر ماوس ممکن است بر روی Data Wire در برنامه قرار گیرد و مقدار آن Data Wire (در زمان واقعی) در یک پنجره کوچک در نزدیکی مکان نما نمایش داده می شود. (از Data Wire برای انتقال مقادیر از یک بلوک برنامه نویسی به بلوک دیگر استفاده می شود.)

تدارکات

1. مجموعه LEGO Mindstorms EV3.
2. سنسور اولتراسونیک LEGO Mindstorms EV3. در مجموعه EV3 گنجانده نشده است.
3. 2 ظروف گرد ، پلاستیکی ، قابل برداشتن با قطر کمتر از 6 اینچ (16 سانتی متر) و ارتفاع 1 اینچ (4 اینچ). یا ، وان با همان قطر و ارتفاع حدود 3 اینچ نیز مشکلی ندارد.
4. 4 پیچ 8 #پیچ سر تخت ، 1 ½ اینچ (حدود 4 سانتی متر) طول.
5. 4 مهره برای پیچ و مهره.
6. 2 پیچ سر گرد #6 ، به طول حدود 1 اینچ (1 سانتی متر) ، ترجیحاً همرنگ ظروف جداکننده.

ابزارها:

1. مته و مته حفاری.
2. پیچ گوشتی
3. قیچی

مرحله 1: موتور برای سنسور

یک موتور بزرگ را در داخل یکی از ظروف جداکننده قرار دهید و 2 سوراخ را در قسمت زیر آن مشخص کنید. ظروف من دارای تورفتگی دایره ای هستند ، و من تصمیم گرفتم سوراخ هایی را در داخل آن ایجاد کنم ، به طوری که سر پیچ ها بیرون نزند و دستگاه دچار تزلزل شود.

موتور را با استفاده از 2 پیچ که از سوراخ ها بالا می روند و با عناصر LEGO سیاه 3 سوراخ برای پشتیبانی از موتور وصل کنید.

با استفاده از قیچی ، قطعه ای را از پشت ظرف جدا کنید تا فضای لازم برای کابل ها ایجاد شود.

همانطور که در یکی از عکسها نشان داده شده است ، سنسور اولتراسونیک را با استفاده از 3 عنصر خاکستری LEGO به موتور وصل کنید.

مرحله 2: موتور برای سر

ابتدا با استفاده از قیچی لب عمودی را از روی ظرف دیگر خارج کنید ، به طوری که به صورت وارونه در لبه اولین ظرف جا بگیرد. 2 رینگ افقی بعداً با پیچ متصل می شوند تا 2 ظرف محکم متصل شوند.

موتور بزرگ دیگر را در بالای ظرف خارج از وارونه قرار دهید و اتصال کابل آن حدود ½ اینچ از لبه آن باشد. این امر برای اینکه سر به درستی روی ظرف قرار گیرد ضروری است. 2 سوراخ برای 2 دورترین حفره موتور علامت زده و ایجاد کنید.

موتور را با استفاده از 2 پیچ که از سوراخ ها بالا می روند و با عناصر سیاه 3 سوراخ برای حمایت از موتور وصل کنید.

با استفاده از قیچی ، قطعه ای را از کناره ظرف جدا کنید تا فاصله ای به عرض 11 اینچ (4 اینچ) ایجاد شود. این مورد نیاز است تا سنسور اولتراسونیک بیرون بیاید و از پهلو به پهلو حرکت کند. محور موتور باید در وسط شکاف قرار بگیرد.

مرحله 3: Head را تغییر دهید

سر آقای Wallplate را از «Mr. ربات Wallplate’s Eye Illusion”و پایه عقب را بردارید. می توان آن را به سادگی جدا کرد.

با اشاره به یکی از عکسها ، 2 عنصر مشکی شکل X و 2 عنصر آبی بگیرید که دارای یک سطح مقطع مانند "X" در یک سر و "O" در انتهای دیگر آن هستند. مطابق شکل آنها را به عنصر پایین روی سر وصل کنید. سر در اطراف ظرف روی آنها می لغزد.

مرحله 4: سر را به موتور وصل کنید

عناصر نشان داده شده در عکس اول (به استثنای عکس طولانی) را گرفته و مانند عکس دوم به هم وصل کنید. سپس مطابق شکل آن را در قسمت پایین سر وصل کنید. این کار از سر حمایت می کند و از تکان دادن بالا و پایین جلوگیری می کند.

با استفاده از عنصر مقطع X بلند و خاکستری ، موتور را به سوراخ های زیر لب لب متصل کنید. همانطور که در تصویر نشان داده شده است ، عنصر را بیشتر به سمت حمایت پاراگراف قبلی بکشید.

مرحله 5: آجر EV3 را به آقای Wallplate وصل کنید

کابل های تخت در مجموعه EV3 به شرح زیر به آجر متصل می شوند:

پورت A: کابل 14 اینچی (35 سانتی متر) به موتور کوچک لب.

پورت B: کابل 10 اینچی (26 سانتی متری) به موتور بزرگ برای سر.

پورت C: کابل 14 اینچی (35 سانتی متری) به موتور بزرگ برای سنسور اولتراسونیک.

پورت 4: طولانی ترین کابل به سنسور اولتراسونیک ، با یک حلقه در نزدیکی آجر. این حلقه به سنسور اجازه می دهد حرکت بهتری انجام دهد.

بررسی کنید که سنسور مستقیماً از محفظه خارج شده باشد. می توانید موتور سنسور را با دست بچرخانید. مجموعه سر را در بالای محفظه سنسور قرار دهید ، به طوری که سنسور از وسط شکاف بیرون بیاید. 2 سوراخ خلبان را از طریق هر دو لبه ظرف حدود 1 اینچ از لبه های شکاف ایجاد کنید. 2 پیچ را از طریق این سوراخ ها عبور دهید تا 2 ظرف محکم متصل شوند.

مرحله 6: شرح برنامه

منطق برنامه در زیر خلاصه شده است. من فکر می کنم مراحل 3 و 6 احتمالاً در برنامه ای برای سیستم متفاوتی مانند آردوینو متفاوت انجام می شود. LEGO Mindstorms EV3 بسیار مفید و آسان برای استفاده است ، اما برخی از محدودیت ها در آنچه می توان انجام داد وجود دارد. تنها راهی که می توانستم بفهمم این بود که سنسور را 10 درجه بچرخانم و بررسی کنم که آیا جسمی در حال تشخیص است یا خیر.

1. مقداردهی اولیه: متغیرها را صفر کنید و 7 ثانیه منتظر بمانید.
2. سنسور را در جهت عقربه های ساعت (چپ) ، به سمت چپ (-60 درجه) بچرخانید.
3. سنسور را 10 درجه به راست بچرخانید.
4. آیا سنسور به حد مناسب (+60 درجه) منتقل شده است؟
5. اگر بله ، بررسی کنید که آیا فردی شناسایی شده است یا خیر. در صورت عدم تشخیص ، سنسور 120 درجه به چپ می چرخد و برنامه به مرحله بعدی ادامه می یابد. اگر تشخیص داده شود ، فرد دور شده است. برنامه می گوید "خداحافظ" ، سر و سنسور به طرف جلو می چرخند و برنامه متوقف می شود.
6. اگر سنسور چیزی را در 36 اینچ مشاهده نکرد ، به مرحله شماره 3 بازگردید.
7. اگر سنسور چیزی را در عرض 36 اینچ تشخیص دهد ، این مرحله اجرا می شود. سر را به طرف فرد شناسایی شده بچرخانید. اگر قبلاً کسی شناسایی نشده بود ، "سلام" بگویید.
8. برای ادامه اسکن به مرحله شماره 2 بازگردید. اما اگر حلقه 20 بار تکرار شود ، برنامه به مرحله بعدی ادامه می دهد.
9. بگویید "بازی تمام شد" سر و سنسور به طرف جلو می چرخند و برنامه متوقف می شود.

مرحله 7: برنامه را بسازید

LEGO Mindstorms EV3 دارای روش برنامه نویسی بسیار راحت مبتنی بر آیکون است. بلوک های برنامه نویسی در پایین صفحه نمایش نشان داده می شوند و می توانند برای ایجاد یک برنامه در پنجره برنامه نویسی بکشید و رها شوند. من 4 "بلوک های من" را ایجاد کردم ، که برنامه های کوچکی هستند ، مانند برنامه های فرعی در برنامه های معمولی. این امر باعث می شود منطق برنامه اصلی در تصویر آسان تر درک شود.

من نمی توانم نحوه بارگیری برنامه را برای شما تنظیم کنم ، بنابراین اسکرین شات های برنامه را اضافه کردم. در اسکرین شات ها توضیحاتی وجود دارد که بلاک ها انجام می دهند. ساختن آن و/یا تغییر آن بر اساس نیازهای شما نباید زمان زیادی را صرف کند. اسکرین شات ها به ترتیب زیر نشان داده می شوند:

1. برنامه اصلی
2. "راه اندازی مجدد" بلوک من.
3. "چرخاندن سنسور به چپ به سمت چپ" بلوک من.
4. "چرخش سر" بلوک من.
5. بلوک من را "تمام کنید"

هنگام ایجاد این برنامه ، موارد زیر را پیشنهاد می کنم:

1. ابتدا "بلوک های من" را بسازید.
2. مهم است که از چپ به راست کار کنید و قبل از کشیدن بلوک های دیگر به داخل ، حلقه ها و بلوک های سوئیچ را بزرگ کنید. در تلاش برای وارد کردن بلوک های اضافی در داخل حلقه ها در حین آزمایش و پالایش برنامه تقریباً تمام شده ، دچار مشکل شدم.
3. بلوک حلقه بزرگتر باید تقریباً در لبه سمت راست برنامه نویسی بوم بزرگ شود ، قبل از اینکه بلاک ها را وارد کنید. این امر به منظور داشتن فضای کافی برای کشیدن سایر بلوک ها به داخل ضروری است. بعداً می توان آن را کوچکتر کرد.

مرحله 8: برنامه را در آجر EV3 بارگیری کنید

EV3 Brick ممکن است از طریق کابل USB ، Wi-Fi یا بلوتوث به رایانه متصل شود. وقتی وصل می شود و روشن می شود ، این مورد در یک پنجره کوچک در گوشه سمت راست پایین پنجره EV3 در رایانه نشان داده شده است. با کلیک روی نماد مناسب در سمت راست در گوشه سمت راست پایین ، برنامه را در EV3 Brick بارگیری کرده و بلافاصله اجرا می شود.

پس از بارگیری ، EV3 Brick ممکن است از رایانه جدا شده و برنامه بر روی EV3 Brick اجرا شود.

مرحله 9: جمع بندی نکات

این یک پروژه سرگرم کننده و آموزشی در مورد سنسور اولتراسونیک بود. امیدوارم شما هم براتون جالب باشه

روش دیگری برای اسکن وجود دارد: چندین سنسور اولتراسونیک را می توان در کنار یکدیگر قرار داد که در فاصله 25 یا 30 درجه از یکدیگر قرار دارند. سر می تواند در جهت هر کدام از حسگرها شیئی را تشخیص دهد بچرخد. این روش یک جسم سریع را بسیار بهتر از روش توصیف شده در پروژه بالا تشخیص می دهد. با این حال ، سر فقط تعداد کمی جهت دارد که با آن روبرو است. این روش باید با Mindstorms EV3 امکان پذیر باشد. آجر دارای 4 پورت سنسور برای حداکثر 4 سنسور اولتراسونیک است (برنامه نویسی نیاز به شماره پورت برای سنسور دارد). با زنجیر زدن آجر دوم می توان سنسورهای بیشتری را در خود جای داد.

ایده ای برای افزایش تعداد موقعیت های سر: اگر سنسورها شاید 20 درجه از هم فاصله داشته باشند ، میدان های دید همپوشانی خواهند داشت و 2 سنسور یک جسم را در ناحیه همپوشانی تشخیص می دهند. سپس سر می تواند در جهت همپوشانی قرار گیرد. نمی دانم آیا این امکان پذیر است یا خیر ؛ یعنی اگر 2 سنسور بتوانند جسمی را در منطقه همپوشانی تشخیص دهند بدون اینکه سیگنال های آنها با یکدیگر تداخل داشته باشد.