Bay Wallplate'in Kafası Sizi Takip Etmek İçin Dönüyor: 9 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu, Bay Wallplate'in Göz İllüzyon Robotunun daha gelişmiş bir versiyonudur https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. Ultrasonik bir sensör, siz önünde yürürken Bay Wallplate'in kafasının sizi izlemesini sağlar.

Süreç aşağıdaki gibi özetlenebilir. Sensör önce saat yönünün tersine (sola) 60 derece döner ve ardından 3 fitten daha yakın bir nesneyi tararken sağa döner. Sağa 60 derece gelmeden herhangi bir şey algılamazsa, sola dönüşünü tekrarlar ve ardından bir nesne algılayana kadar tarama yapar. Sonra baş ona döner, sensör sola doğru (-60 derece) döner ve tekrar sağa doğru tarar. Bu kafa çevirme ve tarama, nesne 3 fitten daha geriye hareket edene veya çok fazla sola veya sağa gidene kadar devam eder. Program mantığının daha ayrıntılı bir özeti 6. adımdadır.

Bu izleme yöntemi, videodan da anlaşılacağı gibi hızlı hareket eden nesneler için uygun değildir. Bu yazının en sonunda, birkaç ultrasonik sensör kullanan farklı bir izleme yöntemini açıklayan bazı yorumlar var.

Sensör motoru oldukça düşük bir hızda hareket edecek şekilde ayarlanmıştır. Daha yüksek hızları denedim ama iyi görünmeyen sarsıntılı hareketlerle sonuçlandılar ve takip çok daha hızlı değildi.

İlginç bir nokta, sensörün sesi iyi yansıtan sert yüzeylere sahip nesneleri algılamak için en iyi şekilde çalışmasıdır. Kalın bir süveter giyen biri gibi yumuşak bir yüzeye sahip bir nesne, çok uzaktayken (testlerimde yaklaşık 3 ½ fitten fazla) hiç tespit edilemeyebilir. Önümde yaklaşık 13”x20” boyutunda bir oluklu mukavva parçası tutup sensöre doğru yürüdüğümde beni yaklaşık 8 metre ötede tespit etti.

Videoda, sensörün ve kafanın bana doğru bakması için yana doğru hareket ederken bilerek yaklaşık 2 ½ fit uzakta durdum. Daha yakın mesafelerdeki testlerde, sensörün görüş alanının sağ kenarı kolumu algıladığı için sensör biraz soluna işaret etti. Görüş alanı yaklaşık 25 veya 30 derecedir.

Bir bilgisayardaki Mindstorms EV3 Yazılımı, daha sonra EV3 Brick adı verilen bir mikro denetleyiciye indirilen bir program oluşturmak için kullanılır. Programlama yöntemi, bir Motor Bloğu, Ultrasonik Sensör Bloğu, Matematik Bloğu, vb. Programlama Blokları kullanılarak simge tabanlıdır. Her Bloğun seçenekleri ve parametreleri vardır. Çok kolay ve çok yönlü. Ayrıca test amaçlı olarak, Brick bilgisayara bağlıyken ve program çalışırken, bilgisayardaki ekran gerçek zamanlı olarak her motorun açısını ve sensörün bir nesneyi algıladığı mesafeyi gösterir. Ayrıca, fare imleci programdaki bir Veri Kablosunun üzerine yerleştirilebilir ve bu Veri Kablosunun değeri (gerçek zamanlı olarak) imlecin yanında küçük bir pencerede görüntülenir. (Bir Programlama Bloğundan diğerine değerleri taşımak için bir Veri Kablosu kullanılır.)

Gereçler

1. LEGO Mindstorms EV3 seti.
2. LEGO Mindstorms EV3 ultrasonik sensör. EV3 setine dahil değildir.
3. Çapı en az 6 ¼ inç (16 cm) ve yüksekliği 1 ¾ inç (4 ½ cm) olan 2 yuvarlak, plastik, paket servis kabı. Veya aynı çapta ve yaklaşık 3 ½ inç yüksekliğinde bir küvet de sorun olmaz.
4. 4 #8 düz başlı cıvata, 1 ½ inç (yaklaşık 4 cm) uzunluğunda.
5. Cıvatalar için 4 somun.
6. 2 #6 yuvarlak başlı vida, yaklaşık ½ inç (1 cm) uzunluğunda, tercihen çıkış kaplarıyla aynı renkte.

ALETLER:

1. Matkap ve matkap uçları.
2. Tornavida.
3. Makas.

Adım 1: Sensör için Motor

Çıkarma kaplarından birinin içine büyük bir motor yerleştirin ve altta 2 deliğin nereye açılacağını işaretleyin. Kaplarımın dairesel bir girintisi var ve cıvata başlarının dışarı çıkıp üniteyi sallamaması için delikleri hemen içinde yapmaya karar verdim.

Motoru desteklemek için 3 delikli siyah LEGO elemanları ile deliklerden geçen 2 cıvatayı kullanarak motoru takın.

Makas kullanarak, kablolara yer açmak için kabın arkasından bir parça kesin.

Fotoğraflardan birinde gösterildiği gibi 3 gri LEGO elemanını kullanarak ultrasonik sensörü motora takın.

Adım 2: Kafa Motoru

İlk olarak, diğer çıkış kabından dikey dudağı kesmek için makas kullanın, böylece birinci kabın kenarına baş aşağı oturacaktır. 2 kabı sıkıca bağlı tutmak için 2 yatay kenar daha sonra vidalarla eklenecektir.

Diğer büyük motoru, kablo bağlantısı kenardan yaklaşık ½ inç yukarıda olacak şekilde baş aşağı çıkarma kabının üzerine yerleştirin. Bu, kafanın kaba tam olarak oturması için gereklidir. Motorun en uzak 2 deliği için 2 delik işaretleyin ve delin.

Motoru desteklemek için 3 delikli siyah elemanlarla deliklerden geçen 2 cıvata kullanarak motoru takın.

Makas kullanarak, yaklaşık 4 ½ inç (11 cm) genişliğinde bir boşluk bırakmak için kabın kenarından bir parça kesin. Bu, ultrasonik sensörün dışarı çıkması ve bir yandan diğer yana hareket etmesi için gereklidir. Motorun aksı, boşluğun ortası ile aynı hizada olmalıdır.

Adım 3: Kafayı Değiştirin

Bay Wallplate kafasını “Mr. Wallplate's Eye Illusion” robotunu açın ve arka standı çıkarın. Basitçe çıkarılabilir.

Fotoğraflardan birine atıfta bulunarak, bir ucunda "X", diğer ucunda "O" gibi bir kesite sahip 2 X şeklinde siyah eleman ve 2 mavi eleman alın. Bunları, gösterildiği gibi kafadaki alt elemana takın. Kafa üzerlerindeki konteynerin etrafında kayacaktır.

Adım 4: Kafayı Motora Takın

İlk fotoğrafta gösterilen öğeleri (uzun olan hariç) alın ve ikinci fotoğrafta gösterildiği gibi birbirine yapıştırın. Ardından, gösterildiği gibi başın altına yakın bir yere takın. Bu, başı destekleyecek ve aşağı yukarı sallanmasını önleyecektir.

Uzun, gri X kesitli elemanı kullanarak motoru dudaklı motorun altındaki deliklere takın. Öğeyi gösterildiği gibi önceki paragraftan desteğe doğru kaydırın.

Adım 5: EV3 Brick'i Bay Wallplate'e bağlayın

EV3 setindeki düz kablolar Brick'e şu şekilde bağlanır:

Port A: Küçük dudaklı motora giden 14 inç (35 cm) kablo.

B Bağlantı Noktası: Kafa için büyük motora giden 10 inç (26 cm) kablo.

Port C: Ultrasonik sensör için büyük motora giden 14 inç (35 cm) kablo.

Port 4: Brick'in yakınında bir döngü ile ultrasonik sensöre giden en uzun kablo. Döngü, sensörün daha iyi hareket etmesine izin verecektir.

Sensörün kabından dışarı doğru baktığını kontrol edin. Sensör motorunu elle çevirebilirsiniz. Kafa tertibatını, sensör boşluğun ortasından dışarı çıkacak şekilde sensör kabının üzerine yerleştirin. Boşluğun kenarlarını yaklaşık 1 inç geçecek şekilde her iki konteyner kenarından 2 pilot delik açın. 2 kabı sıkıca bağlı tutmak için 2 vidayı bu deliklerden geçirin.

Adım 6: Programın Tanımı

Program mantığı aşağıda özetlenmiştir. Arduino gibi farklı bir sistem için bir programda 3. ve 6. adımların muhtemelen farklı şekilde yapılacağını düşünüyorum. LEGO Mindstorms EV3 çok kullanışlı ve kullanımı kolaydır, ancak yapılabilecekler konusunda bazı sınırlamalar vardır. Anlayabildiğim tek tarama yolu, sensörü bir seferde 10 derece döndürmek ve bir nesnenin algılanıp algılanmadığını kontrol etmekti.

1. Başlat: değişkenleri sıfıra ayarlayın ve 7 saniye bekleyin.
2. Sensörü saat yönünün tersine (sola), sol sınıra (-60 derece) çevirin.
3. Sensörü 10 derece sağa çevirin.
4. Sensör doğru sınıra mı hareket etti (+60 derece)?
5. Evet ise, birinin tespit edilip edilmediğini kontrol edin. Algılanmazsa sensör 120 derece sola döner ve program bir sonraki adıma devam eder. Tespit edilirse, kişi uzaklaşmıştır. Program “Hoşçakal” der, baş ve sensör öne bakar ve program durur.
6. Sensör 36 inç içinde hiçbir şey görmüyorsa 3. adıma geri dönün.
7. Bu adım, sensör 36 inç içinde bir şey algılarsa yürütülür. Tespit edilen kişiye bakacak şekilde başınızı çevirin. Daha önce kimse tespit edilmediyse, "Merhaba" deyin.
8. Taramaya devam etmek için 2. adıma geri dönün. Ancak döngü 20 kez tekrarlanırsa program bir sonraki adıma devam eder.
9. "Oyun bitti" deyin. Kafa ve sensör öne doğru döner ve program durur.

Adım 7: Programı Oluşturun

LEGO Mindstorms EV3, simge tabanlı çok kullanışlı bir programlama yöntemine sahiptir. Programlama Blokları, ekranın alt kısmında gösterilir ve bir program oluşturmak için Programlama Tuvali penceresine sürükleyip bırakılabilir. Normal programlardaki alt programlar gibi mini programlar olan 4 adet “My Blocks” oluşturdum. Bu, ekran görüntüsündeki ana programın mantığını daha kolay anlaşılır hale getirdi.

Arkadaşlar programı indirmeyi nasıl kuracağımı bulamadığım için programın ekran görüntülerini ekledim. Ekran görüntülerinde Blokların ne yaptığını açıklayan yorumlar var. Onu inşa etmeniz ve/veya ihtiyaçlarınıza göre değiştirmeniz fazla zaman almamalıdır. Ekran görüntüleri aşağıdaki sırayla gösterilir:

1. Ana program.
2. Bloğumu "Başlat".
3. “Sensörü sola sola çevir” My Block.
4. "Başını çevir" My Block.
5. Bloğumu “Bitir”.

Bu programı kurarken şunları öneririm:

1. Önce “Bloklarım”ı oluşturun.
2. Soldan sağa doğru çalışmak ve diğer blokları içeri sürüklemeden önce Döngü ve Anahtar Bloklarını büyütmek önemlidir. Neredeyse bitmiş programın test edilmesi ve iyileştirilmesi sırasında Döngülerin içine ek Bloklar eklemeye çalışırken karmaşık sorunlarla karşılaştım.
3. Blokları yerleştirmeye başlamadan önce, daha büyük Döngü Bloğu, Programlama Tuvalinin neredeyse sağ kenarına kadar büyütülmelidir. Bu, diğer Blokları içeri sürüklemek için bolca alana sahip olmak için gereklidir. Daha sonra küçültülebilir.

Adım 8: Programı EV3 Brick'e İndirin

EV3 Brick bilgisayara bir USB kablosu, Wi-Fi veya Bluetooth ile bağlanabilir. Bağlandığında ve açıldığında bu, bilgisayardaki EV3 penceresinin sağ alt köşesindeki küçük bir pencerede gösterilir. Sağ alt köşede en sağdaki uygun simgeye tıklamak, programı EV3 Brick'e indirecek ve hemen çalıştıracaktır.

İndirdikten sonra EV3 Brick'in bilgisayarla bağlantısı kesilebilir ve program EV3 Brick'te başlatılabilir.

9. Adım: SONUÇ AÇIKLAMALARI

Bu, ultrasonik sensör hakkında eğlenceli ve eğitici bir projeydi. Umarım siz de ilginç bulursunuz.

Taramaya başka bir yaklaşım daha var: Birkaç ultrasonik sensör yan yana yerleştirilebilir ve birbirlerinden yaklaşık 25 veya 30 derecelik bir açıyla yayılabilir. Kafa, bir nesne algılayan sensörün yönüne dönebilir. Bu yöntem, hızlı hareket eden bir nesneyi, yukarıdaki projede açıklanan yöntemden çok daha iyi algılayacaktır. Bununla birlikte, kafanın bakacağı çok az sayıda yön olacaktır. Bu yöntem Mindstorms EV3 ile mümkün olmalıdır. Brick, 4 adede kadar ultrasonik sensör için 4 sensör bağlantı noktasına sahiptir (programlama, bir sensör için atanacak bir bağlantı noktası numarası gerektirir). İkinci bir Brick'i zincirleyerek daha fazla sensör yerleştirilebilir.

Kafa için konum sayısını artırma fikri: Sensörler 20 derece aralıkla karşı karşıya kalırsa, görüş alanları örtüşür ve 2 sensör üst üste binen alanda bir nesne algılar. Kafa daha sonra örtüşme yönüne bakabilir. Bunun mümkün olup olmadığını bilmiyorum; yani, 2 sensör, sinyalleri birbirine karışmadan örtüşen alandaki bir nesneyi algılayabilseydi.