Hlava pana Wallplateho vás sleduje: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Toto je pokročilejší verze Mr. Wallplate’s Eye Illusion Robot https://www.instructables.com/id/Mr-Wallboards-Eye-Illusion. Ultrazvukový senzor umožňuje hlavě pana Wallplateho sledovat vás, když jdete před ním.

Proces lze shrnout následovně. Senzor se nejprve otáčí proti směru hodinových ručiček (vlevo) o 60 stupňů a poté se otáčí doprava při skenování objektu blíže než 3 stopy. Pokud nic nezjistí, než dosáhne 60 stupňů doprava, opakuje odbočení doleva a pak skenuje, dokud nezjistí předmět. Poté se hlava otočí čelem k sobě, senzor se otočí doleva k levému limitu (-60 stupňů) a znovu skenuje doprava. Toto otáčení hlavou a skenování pokračuje, dokud se objekt nevrátí dále než o 3 stopy nebo nepřejde příliš daleko doleva nebo doprava. Podrobnější shrnutí logiky programu je v kroku č. 6.

Tato metoda sledování není vhodná pro rychle se pohybující objekty, jak je zřejmé z videa. Na samém konci tohoto zápisu je několik komentářů, které popisují jinou metodu sledování pomocí několika ultrazvukových senzorů.

Motor snímače je nastaven na pohyb poměrně nízkou rychlostí. Zkoušel jsem vyšší rychlosti, ale vedly to k trhavým pohybům, které nevypadaly dobře, a sledování nebylo o moc rychlejší.

Zajímavým bodem je, že senzor funguje nejlépe pro detekci předmětů s tvrdými povrchy, které dobře odrážejí zvuk. Předmět s měkkým povrchem, například někdo s tlustým svetrem, nemusí být vůbec detekován, když je příliš daleko (více než asi 3 a půl stopy v mých testech). Když jsem před sebe držel kus vlnité lepenky asi 13 x 20 palců a kráčel směrem k senzoru, zjistil mě asi 8 stop daleko.

Ve videu jsem záměrně zůstal asi 2 a půl stopy daleko, když jsem se pohyboval na stranu, aby senzor a hlava směřovaly ke mně. Při testech na bližší vzdálenosti senzor ukazoval poněkud doleva, protože pravý okraj zorného pole senzoru detekoval mou paži. Zorné pole je asi 25 nebo 30 stupňů.

Software Mindstorms EV3 v počítači se používá ke generování programu, který se poté stáhne do mikrokontroléru s názvem EV3 Brick. Metoda programování je založená na ikonách pomocí programovacích bloků, jako je motorový blok, ultrazvukový senzorový blok, matematický blok atd. Každý blok má možnosti a parametry. Je to velmi snadné a univerzální. Také pro účely testování, když je kostka připojena k počítači a program běží, displej na počítači zobrazuje v reálném čase úhel každého motoru a vzdálenost, kterou senzor detekuje objekt. Kromě toho může být kurzor myši umístěn nad datovým vodičem v programu a hodnota tohoto datového vodiče (v reálném čase) je zobrazena v malém okně poblíž kurzoru. (K přenosu hodnot z jednoho programovacího bloku do druhého se používá datový vodič.)

Zásoby

1. Sada LEGO Mindstorms EV3.
2. Ultrazvukový senzor LEGO Mindstorms EV3. Není součástí sady EV3.
3. 2 kulaté plastové vyjímatelné nádoby o průměru nejméně 16 cm a výšce 4 palce. Nebo by byla také vana se stejným průměrem a asi 3 a půl palce vysoká.
4. 4 ploché šrouby č. 8, dlouhé přibližně 1 a půl palce (asi 4 cm).
5. 4 matice pro šrouby.
6. 2 šrouby s kulatou hlavou č. 6, asi 1 cm dlouhé, nejlépe stejné barvy jako vyjímatelné nádoby.

NÁSTROJE:

1. Vrták a vrtáky.
2. Šroubovák.
3. Nůžky.

Krok 1: Motor pro snímač

Umístěte velký motor do jedné z vyjímatelných nádob a označte, kde vyvrtejte 2 otvory na dně. Moje kontejnery mají kruhové zahloubení a rozhodl jsem se, že do nich vytvořím otvory, aby hlavy šroubů nevyčnívaly a aby se jednotka chvěla.

Upevněte motor pomocí 2 šroubů, které jdou nahoru skrz otvory, s 3-otvorovými černými prvky LEGO na podporu motoru.

Pomocí nůžek vystřihněte kousek ze zadní části kontejneru, abyste uvolnili místo pro kabely.

Připojte ultrazvukový senzor k motoru pomocí 3 šedých prvků LEGO, jak je znázorněno na jedné z fotografií.

Krok 2: Motor pro hlavu

Nejprve nůžkami odstřihněte svislý okraj z druhého vyndavacího kontejneru, aby se vešel vzhůru nohama do okraje prvního kontejneru. 2 horizontální ráfky budou později připevněny šrouby, aby byly 2 kontejnery pevně uchyceny.

Umístěte druhý velký motor na horní část vyndavací nádoby vzhůru nohama, s kabelovým připojením asi ½ palce přes okraj. To je nezbytné, aby hlava správně seděla na nádobě. Označte a vyvrtejte 2 otvory pro 2 nejvzdálenější otvory motoru.

Upevněte motor pomocí 2 šroubů, které jdou nahoru skrz otvory, s 3-otvorovými černými prvky na podporu motoru.

Pomocí nůžek odstřihněte kousek ze strany nádoby tak, aby vznikla mezera široká přibližně 11 cm. To je zapotřebí k tomu, aby ultrazvukový senzor trčel a pohyboval se ze strany na stranu. Osa motoru by měla být zarovnána se středem mezery.

Krok 3: Upravte hlavu

Vezměte si hlavu pana Wallplate od „Mr. Wallplate’s Eye Illusion “a sejměte zadní stojan. Lze to jednoduše stáhnout.

S odkazem na jednu z fotografií pořiďte 2 černé prvky ve tvaru X a 2 modré prvky, které mají průřez jako „X“na jednom konci a „O“na druhém konci. Připevněte je ke spodnímu prvku na hlavě podle obrázku. Hlava na nich bude klouzat kolem kontejneru.

Krok 4: Připojte hlavu k motoru

Vezměte prvky zobrazené na první fotografii (kromě dlouhé) a spojte je dohromady, jak je znázorněno na druhé fotografii. Poté jej připevněte poblíž spodní části hlavy, jak je znázorněno na obrázku. To podpoří hlavu a zabrání tomu, aby kývla nahoru a dolů.

Připojte motor k otvorům pod motorem břitu pomocí dlouhého, šedého prvku průřezu X. Posuňte prvek dále k podpoře z předchozího odstavce, jak je znázorněno.

Krok 5: Připojte cihlu EV3 k Mr. Wallplate

Ploché kabely v sadě EV3 se připojují ke kostce následujícím způsobem:

Port A: 14 palců (35 cm) kabel k malému motoru na okraji.

Port B: 10 palců (26 cm) kabel k velkému motoru pro hlavu.

Port C: 14 palců (35 cm) kabel k velkému motoru pro ultrazvukový senzor.

Port 4: Nejdelší kabel k ultrazvukovému senzoru se smyčkou poblíž cihly. Smyčka umožní lepší pohyb senzoru.

Zkontrolujte, zda senzor směřuje přímo z nádoby. Motor snímače můžete otáčet rukou. Umístěte sestavu hlavy na horní část nádoby senzoru tak, aby senzor trčel uprostřed mezery. Vyvrtejte 2 pilotní otvory skrz oba okraje kontejneru asi 1 palec za okraje mezery. Prostrčte 2 šrouby skrz tyto otvory, aby byly 2 nádoby pevně uchyceny.

Krok 6: Popis programu

Logika programu je shrnuta níže. Myslím, že kroky č. 3 a č. 6 by pravděpodobně byly provedeny jinak v programu pro jiný systém, jako je Arduino. LEGO Mindstorms EV3 je velmi užitečný a snadno se používá, ale v tom, co lze udělat, jsou určitá omezení. Jediný způsob skenování, na který jsem přišel, bylo otočit senzor o 10 stupňů najednou a zkontrolovat, zda nebyl detekován předmět.

1. Inicializace: nastavte proměnné na nulu a počkejte 7 sekund.
2. Otočte senzorem proti směru hodinových ručiček (doleva), doleva (-60 stupňů).
3. Otočte senzor o 10 stupňů doprava.
4. Posunul se senzor na správnou mez (+60 stupňů)?
5. Pokud ano, zkontrolujte, zda byl někdo odhalen. Pokud není detekován, senzor se otočí o 120 stupňů doleva a program pokračuje k dalšímu kroku. Pokud je detekována, osoba se odstěhovala. Program říká „Sbohem“, hlava a senzor se otočí čelem dopředu a program se zastaví.
6. Pokud senzor do 36 palců nic nevidí, přejděte zpět ke kroku č. 3.
7. Tento krok se provede, pokud senzor detekuje něco do 36 palců. Otočte hlavu čelem k detekované osobě. Pokud nebyl nikdo dříve detekován, řekněte „Dobrý den“.
8. Smyčkou se vraťte ke kroku č. 2 a pokračujte ve skenování. Pokud se ale smyčka opakuje 20krát, program pokračuje k dalšímu kroku.
9. Řekněte „Konec hry“. Hlava a senzor se otočí čelem dopředu a program se zastaví.

Krok 7: Sestavte program

LEGO Mindstorms EV3 má velmi pohodlnou metodu programování založenou na ikonách. Programovací bloky jsou zobrazeny ve spodní části obrazovky a lze je vytvořit a přetáhnout do okna Programovací plátno. Postavil jsem 4 „Moje bloky“, což jsou miniprogramy, jako podprogramy v běžných programech. Díky tomu byla logika hlavního programu na snímku obrazovky srozumitelnější.

Nemohl jsem přijít na to, jak nastavit stahování programu vám, lidi, a proto jsem přidal screenshoty programu. Snímky obrazovky obsahují komentáře popisující, co bloky dělají. Jeho sestavení a/nebo změna podle vašich potřeb by vám neměla zabrat mnoho času. Snímky obrazovky jsou zobrazeny v následujícím pořadí:

1. Hlavní program.
2. „Inicializovat“můj blok.
3. „Otočte senzor doleva na levý limit“Můj blok.
4. "Otoč hlavu", můj blok.
5. „Dokončit“My Block.

Při vytváření tohoto programu bych navrhoval následující:

1. Nejprve vytvořte „Moje bloky“.
2. Je důležité pracovat zleva doprava a před přetažením dalších bloků dovnitř zvětšit smyčkové a přepínací bloky. Během testování a vylepšování téměř dokončeného programu jsem narazil na špinavé problémy při pokusu o vložení dalších bloků do smyček.
3. Větší blok smyčky by měl být zvětšen téměř k pravému okraji programovacího plátna, než začnete vkládat bloky. To je nutné, abyste měli dostatek prostoru pro přetažení ostatních bloků dovnitř. Poté může být zmenšen.

Krok 8: Stáhněte si program do cihly EV3

EV3 Brick může být k počítači připojen buď kabelem USB, Wi-Fi nebo Bluetooth. Když je připojen a zapnut, je to indikováno v malém okně v pravém dolním rohu okna EV3 v počítači. Kliknutím na příslušnou ikonu v pravé dolní části v pravém dolním rohu se program stáhne do cihly EV3 a okamžitě se spustí.

Po stažení může být cihla EV3 odpojena od počítače a program může být spuštěn na cihle EV3.

Krok 9: ZÁVĚREČNÉ POZNÁMKY

Byl to zábavný projekt a poučný o ultrazvukovém senzoru. Doufám, že vás to také bude zajímat.

Existuje ještě jeden přístup ke skenování: Několik ultrazvukových senzorů by mohlo být umístěno vedle sebe a rozdmýchávat se přibližně 25 nebo 30 stupňů od sebe. Hlava se mohla otáčet ve směru podle toho, který senzor detekoval předmět. Tato metoda by detekovala rychle se pohybující objekt mnohem lépe než metoda popsaná ve výše uvedeném projektu. Hlava by však měla jen malý počet směrů, kterým by čelila. Tato metoda by měla být možná s Mindstorms EV3. Brick má 4 porty senzoru až pro 4 ultrazvukové senzory (programování vyžaduje, aby bylo senzoru přiřazeno číslo portu). Řetězcem druhé cihly by mohlo být umístěno více senzorů.

Nápad zvýšit počet pozic pro hlavu: Pokud by senzory byly od sebe vzdáleny možná 20 stupňů, zorná pole by se překrývala a 2 senzory by detekovaly předmět v překrývající se oblasti. Hlava by pak mohla směřovat ve směru překrytí. Nevím, jestli je to možné; to znamená, že pokud 2 senzory dokážou detekovat předmět v překrývající se oblasti, aniž by jejich signály vzájemně interferovaly.