Site bölümleri
Editörün Seçimi:
- Sayıların çekimine yönelik yetkin bir yaklaşımın altı örneği
- Kışın Yüzü Çocuklar için Şiirsel Sözler
- Rusça dersi "isimlerin tıslamasından sonra yumuşak işaret"
- Cömert Ağaç (mesel) Cömert Ağaç masalına mutlu son nasıl eklenir?
- “Yaz ne zaman gelecek?” Konulu çevremizdeki dünyaya ilişkin ders planı.
- Doğu Asya: ülkeler, nüfus, dil, din, tarih İnsan ırklarını aşağı ve yukarı diye ayıran sahte bilimsel teorilerin rakibi olarak gerçeği kanıtladı
- Askerlik hizmetine uygunluk kategorilerinin sınıflandırılması
- Maloklüzyon ve ordu Maloklüzyon orduya kabul edilmiyor
- Neden ölü bir annenin canlı olduğunu hayal ediyorsun: rüya kitaplarının yorumları
- Nisan ayında doğan insanlar hangi burçlara sahiptir?
Reklam
Lego ev3 siyah çizgiyi takip ediyor. Lego EV3. Siyah çizgi boyunca hareket. Renk sensörü - "Ortam ışığı parlaklığı" modu |
Robotun siyah çizgi boyunca sorunsuz hareket etmesini sağlamak için hareket hızını kendisinin hesaplamasını sağlamanız gerekir. Kişi siyah bir çizgiyi ve onun net sınırını görür. Işık sensörü biraz farklı çalışır. Hareket hızını hesaplamak için kullanacağımız şey, ışık sensörünün bu özelliğidir - beyaz ile siyah arasında net bir ayrım yapamama -. Öncelikle “İdeal yörünge noktası” kavramını tanıtalım. Işık sensörü okumaları 20 ila 80 arasında değişir; çoğunlukla beyaz üzerinde okumalar yaklaşık 65, siyah üzerinde ise yaklaşık 40'tır. İdeal nokta, beyaz ve siyah renklerin yaklaşık olarak ortasında bulunan ve robotun siyah çizgi boyunca hareket edeceği konvansiyonel bir noktadır. Burada noktanın konumu esastır; beyaz ile siyah arasındadır. Matematiksel nedenlerden dolayı tam olarak beyaz veya siyah olarak ayarlamak mümkün olmayacak; bunun nedeni daha sonra anlaşılacaktır. Ampirik olarak ideal noktanın aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabileceğini hesapladık: Robot kesinlikle ideal nokta boyunca hareket etmelidir. Herhangi bir yönde sapma varsa robotun o noktaya geri dönmesi gerekir. Hadi oluşturalım problemin matematiksel açıklaması. Başlangıç verileri. İdeal nokta. Mevcut ışık sensörü okumaları. Sonuç. Motor dönüş gücü V. Motor dönüş gücü C. Çözüm. İki durumu ele alalım. Birincisi: Robot siyah çizgiden beyaz çizgiye doğru saptı. Bu durumda robotun B motorunun dönüş gücünü artırması ve C motorunun gücünü azaltması gerekir. Robotun siyah çizgiye girmesi durumunda bunun tersi geçerlidir. Robot ideal noktadan ne kadar saparsa, oraya o kadar hızlı dönmesi gerekir. Ancak böyle bir düzenleyici oluşturmak oldukça zor bir iştir ve her zaman bütünüyle gerekli değildir. Bu nedenle kendimizi yalnızca siyah çizgiden sapmalara yeterince yanıt veren P-regülatörüyle sınırlamaya karar verdik. Matematiksel dilde şöyle yazılacaktır: burada Hb ve Hc sırasıyla B ve C motorlarının son güçleridir, Taban – robotun hızını belirleyen motorların belirli bir temel gücü. Robotun tasarımına ve dönüşlerin keskinliğine bağlı olarak deneysel olarak seçilir. Itek – ışık sensörünün mevcut okumaları. Iid – hesaplanan ideal nokta. k – orantılılık katsayısı, deneysel olarak seçilmiştir. Üçüncü bölümde bunun NXT-G ortamında nasıl programlanacağına bakacağız. Bu problem klasiktir, ideolojik olarak basittir, birçok kez çözülebilir ve her seferinde kendiniz için yeni bir şey keşfedeceksiniz. Çizgi takip problemini çözmek için birçok yaklaşım vardır. Bunlardan birinin seçimi, robotun özel tasarımına, sensörlerin sayısına, tekerleklere ve birbirlerine göre konumlarına bağlıdır. Örneğimizde Robot Eğitimcisinin ana eğitim modeli temel alınarak üç robot örneği analiz edilecektir. Başlamak için, eğitim robotu Robot Eğitimcisinin temel modelini bir araya getiriyoruz, bunun için aşağıdaki talimatları kullanabilirsiniz. yazılım MINDSTORMS EV3. Ayrıca örnekler için EV3 ışık rengi sensörlerine ihtiyacımız olacak. Bu ışık sensörleri, diğerlerine benzemeyen şekilde işimize en uygun olanıdır; onlarla çalışırken çevredeki ışığın yoğunluğu konusunda endişelenmemize gerek yoktur. Bu sensör için programlarda, sensörün kırmızı arka ışığından yansıyan ışık miktarının tahmin edildiği yansıyan ışık modunu kullanacağız. Sensör okumalarının limitleri "yansıma yok" ve "tam yansıma" için sırasıyla 0 - 100 birimdir. Örnek olarak, düz, açık renkli bir arka plan üzerinde gösterilen siyah bir yörünge boyunca ilerlemeye yönelik 3 program örneğini analiz edeceğiz: · P regülatörlü bir sensör. · PC regülatörlü bir sensör. · İki sensör. Örnek 1. P regülatörlü bir sensör.TasarımIşık sensörü, model üzerinde uygun bir şekilde konumlandırılmış bir kirişe monte edilmiştir. AlgoritmaAlgoritmanın çalışması, sensör aydınlatma ışınının siyah çizgiyle örtüşme derecesine bağlı olarak sensör tarafından döndürülen okumaların kademeli olarak değişmesi gerçeğine dayanmaktadır. Robot, ışık sensörünün siyah çizginin sınırındaki konumunu korur. Kontrol sistemi, ışık sensöründen gelen girdi verilerini dönüştürerek robotun dönüş hızı için bir değer üretir. Gerçek bir yörüngede sensör tüm çalışma aralığı (0-100) boyunca değerler ürettiğinden, robotun ulaşmaya çalıştığı değer olarak 50 seçilir. Bu durumda dönme fonksiyonlarına iletilen değerler şu şekilde oluşturulur: -50 - 50 aralığı, ancak bu değerler yörüngenin dik bir şekilde dönmesi için yeterli değildir. Bu nedenle aralığın bir buçuk kat -75 - 75'e genişletilmesi gerekiyor. Sonuç olarak programda hesap makinesi işlevi basit bir oransal denetleyicidir. Bunun işlevi ( (a-50)*1,5 ) ışık sensörünün çalışma aralığında grafiğe göre dönüş değerleri üretir: Algoritmanın nasıl çalıştığına dair örnek
Örnek 2. PK regülatörlü bir sensör.Bu örnek aynı yapıya dayanmaktadır. Muhtemelen önceki örnekte robotun aşırı derecede sallandığını ve bunun yeterince hızlanmasına izin vermediğini fark etmişsinizdir. Şimdi bu durumu biraz iyileştirmeye çalışacağız. bizim için oransal denetleyici Ayrıca ayarlayıcı işlevine biraz esneklik katacak basit bir küp ayarlayıcı da ekliyoruz. Bu, robotun yörüngenin istenen sınırı yakınında sallanmasını azaltacak ve aynı zamanda ondan uzaktayken daha güçlü sarsıntılar yaratacaktır. Bir kişi çizgiyi şu şekilde görür: Robot bunu şu şekilde görüyor:
Bir robota bir çizgiyi görmeyi ve onun üzerinde hareket etmeyi öğretmenin birçok yolu vardır. Karmaşık programlar ve çok basit programlar var. 2-3. sınıftaki çocukların bile ustalaşabileceği bir programlama yönteminden bahsetmek istiyorum. Bu yaşta yapıları talimatlara göre bir araya getirmek çok daha kolaydır ve bir robot programlamak onlar için zor görev. Ancak bu yöntem, çocuğun robotu 15-30 dakika içinde parkurun herhangi bir rotasına programlamasına olanak tanıyacaktır (adım adım test ve yörüngenin bazı özelliklerinin ayarlanması dikkate alınarak). Bu yöntem Surgut bölgesindeki ve Hantı-Mansi Özerk Okrugu-Yugra'daki belediye ve bölgesel robotik yarışmalarında test edildi ve okulumuza birincilik getirdi. Orada bu konunun birçok takım için çok alakalı olduğuna ikna oldum. Peki, başlayalım. Bu tür bir yarışmaya hazırlanırken programlama, görevin çözümünün yalnızca bir parçasıdır. Belirli bir rota için bir robot tasarlayarak başlamanız gerekir. Bir sonraki yazımda size bunu nasıl yapacağınızı anlatacağım. Bir çizgi boyunca hareket çok sık meydana geldiğinden programlamayla başlayacağım. İlkokul öğrencileri için daha anlaşılır olduğu için iki ışık sensörlü robot seçeneğini ele alalım. Işık sensörleri 2 ve 3 numaralı bağlantı noktalarına bağlanır. B ve C bağlantı noktalarına giden motorlar. Program az sayıda bloktan oluşacaktır:
Robotu kontrol etmek için iki motor kullanılır. Her birinin gücü 100 birimdir. Şemamız için motor gücünün ortalama değerini 50'ye eşit alacağız. Yani düz bir çizgide hareket ederken ortalama hız 50 birime eşit olacaktır. Doğrusal hareketten sapıldığında motorların gücü, sapma açısına bağlı olarak orantılı olarak artacak veya azalacaktır. Şimdi tüm blokları nasıl bağlayacağımızı, programı nasıl yapılandıracağımızı ve içinde ne olacağını bulalım. Tüm bu eylemlerin sonucunda aşağıdaki programı alacaksınız: Bütün bunlar bir döngü halinde çalışacağı için “Döngü” ekleyip seçip hepsini “Döngü”ye taşıyoruz. Şimdi programın nasıl çalışacağını ve nasıl yapılandırılacağını anlamaya çalışalım. Robot düz bir çizgide hareket ederken sensör değerleri çakışmaktadır yani “Çıkarma” bloğunun çıkışı 0 olacaktır. “Çarpma” bloğunun çıkışı da 0 değerini vermektedir. Bu değer sağlanır. motor kontrol çiftine paralel olarak. Bu bloklar 50 olarak ayarlandığından 0 eklemek veya çıkarmak motorların gücünü etkilemez. Her iki motor da aynı 50 güçte çalışıyor ve robot düz bir çizgide dönüyor. Rayın bir dönüş yaptığını veya robotun düz bir çizgiden saptığını varsayalım. Ne olacak? Şekil, port 2'ye bağlı sensörün (bundan sonra sensör 2 ve 3 olarak anılacaktır) aydınlatmasının, beyaz alana doğru ilerledikçe arttığını ve sensör 3'ün aydınlatmasının azaldığını göstermektedir. Bu sensörlerin değerlerinin şöyle olduğunu varsayalım: sensör 2 – 55 birim ve sensör 3 – 45 birim. Parça keskin bir şekilde yana dönerse, sensör 2 beyaz, sensör 3 ise siyah olur. Bu sensörlerin aydınlatma değerleri şu şekilde olur: sensör 2 – 70 adet, sensör 3 – 50 adet. Beyaz ve siyah alanlarda robot düz bir çizgide ilerlemelidir. Bu olmazsa aynı değerlere sahip sensörleri seçmeyi deneyin. Şimdi yeni bir blok oluşturalım ve bunu robotu herhangi bir rota boyunca hareket ettirmek için kullanalım. “Blok Tasarımcısı” iletişim kutusunda bloğumuza bir ad verin, örneğin “Git”, blok için bir simge seçin ve “BİTTİ”ye tıklayın. Artık bir çizgi boyunca ilerlememiz gereken durumlarda kullanılabilecek bir bloğumuz var. Eserin metni görseller ve formüller olmadan yayınlanmaktadır. Lego Mindstorms EV3 Program oluşturma ve kalibrasyon Çözüm Edebiyat 1.Giriş. Robotik de bunlardan biri en önemli alanlar mekaniğin ve yeni teknolojilerin sorunlarının yapay zeka sorunlarıyla temas ettiği bilimsel ve teknolojik ilerleme. İçin son yıllar Robotik alanındaki gelişmeler ve otomatik sistemler hayatımızın kişisel ve iş alanlarını değiştirdi. Robotlar ulaşımda, yer ve uzay araştırmalarında, cerrahide, askeri sanayide, laboratuvar araştırmalarında, güvenlikte ve endüstriyel ve tüketim mallarının seri üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sensörlerden alınan verilere dayanarak karar veren birçok cihaz da robot olarak kabul edilebilir - örneğin asansörler gibi, bunlar olmadan hayatımızın zaten düşünülemez olduğu. Mindstorms EV3 tasarımcısı bizi robotların büyüleyici dünyasına girmeye ve kendimizi bilgi teknolojisinin karmaşık ortamına kaptırmaya davet ediyor. Hedef: Robotu düz bir çizgide hareket edecek şekilde programlamayı öğrenin. Mindstorms EV3 tasarımcısı ve programlama ortamı hakkında bilgi edinin. Robotun 30 cm, 1 m 30 cm ve 2 m 17 cm'de düz bir çizgide hareket etmesi için programlar yazınız. Mindstorms EV3 yapıcısı. Yapı parçaları - 601 adet, servo motor - 3 adet, renk sensörü, dokunma hareket sensörü, kızılötesi sensör ve dokunma sensörü. Mikroişlemci ünitesi EV3 beyindir LEGO yapıcısı Zihin fırtınaları. EV3 mikro bilgisayarına bağlı olan ve robotun hareket etmesini sağlayan robotun hareketinden büyük bir servo motor sorumludur: ileri ve geri gidin, dönün ve belirli bir yol boyunca ilerleyin. Bu servo motor, robotun hareketini ve hızını çok hassas bir şekilde kontrol etmenizi sağlayan yerleşik bir dönüş sensörüne sahiptir. Robotu kullanarak bir eylem gerçekleştirmeye zorlayabilirsiniz. bilgisayar programı EV3. Program çeşitli kontrol bloklarından oluşur. Hareket bloğuyla çalışacağız. Hareket bloğu robotun motorlarını kontrol eder, açar, kapatır ve kendisine verilen görevlere uygun çalışmasını sağlar. Hareketi belirli sayıda devire veya dereceye programlayabilirsiniz. Hazırlık aşaması. Teknik bir alanın oluşturulması. Robotun çalışma alanına elektrik bandı ve cetvel kullanarak 30 cm uzunluğunda yeşil çizgi, 1 m 15 cm kırmızı ve 2 m 17 cm siyah çizgi olmak üzere üç çizgi oluşturacak şekilde işaretler uygulayalım. Gerekli hesaplamalar: Robot tekerleğinin çapı 5 cm 7 mm = 5,7 cm'dir. Robot tekerleğinin bir devrimi uzunluğa eşit 5,7 cm çapında dairenin çevresi formül kullanılarak bulunur. Burada r tekerleğin yarıçapıdır, d çapıdır, π = 3,14 ben = 5,7 * 3,14 = 17,898 = 17,9. Onlar. Tekerleğin bir turunda robot 17,9 cm yol kat eder. Sürüş için gereken devir sayısını hesaplayalım: N = 30: 17,9 = 1,68. 1 m 30 cm = 130 cm N = 130: 17,9 = 7,26. 2 m 17 cm = 217 cm. N = 217: 17,9 = 12,12. Programın oluşturulması ve kalibrasyonu. Programı aşağıdaki algoritmayı kullanarak oluşturacağız: Algoritma: Mindstorms EV3 programında bir hareket bloğu seçin. Her iki motoru da belirtilen yönde açın. Motorlardan birinin dönüş sensörü okumasının belirtilen değere değişmesini bekleyin. Motorları kapatın. Bitmiş programı robot kontrol ünitesine yüklüyoruz. Robotu sahaya yerleştirip start butonuna basıyoruz. EV3 tarla boyunca ilerler ve belirli bir hattın sonunda durur. Ancak hareket dış faktörlerden etkilendiğinden doğru bir bitiş elde etmek için kalibrasyon yapmanız gerekir. Saha öğrenci masalarına kurulu olduğundan yüzeyde hafif bir sapma mümkündür. Sahanın yüzeyi pürüzsüz olduğundan robotun tekerleklerinin sahaya zayıf tutunması mümkündür. Devir sayısını hesaplarken sayıları yuvarlamamız gerekiyordu ve bu nedenle devir sayısını yüzde bir oranında değiştirerek istenilen sonuca ulaştık. 5. Sonuç. Bir robotu düz bir çizgide hareket edecek şekilde programlama yeteneği, daha karmaşık programlar oluşturmak için yararlı olacaktır. Kural olarak, teknik özellikler Robotik yarışmalarında hareketin tüm boyutları belirtilmektedir. Programın mantıksal koşullar, döngüler ve diğer karmaşık kontrol bloklarıyla aşırı yüklenmemesi için bunlar gereklidir. Lego Mindstorms EV3 robotunu tanımanın bir sonraki aşamasında, belirli bir açıda dönüşleri, daire içindeki hareketi ve spiralleri nasıl programlayacağınızı öğrenmeniz gerekecek. Tasarımcıyla çalışmak çok ilginç. Yetenekleri hakkında daha fazla bilgi edinerek her türlü teknik sorunu çözebilirsiniz. Ve gelecekte belki de Lego Mindstorms EV3 robotunun kendi ilginç modellerini yaratabilirsiniz. Edebiyat. Koposov D. G. “5-6. Sınıflar için robotiğe ilk adım.” - M.: Binom. Bilgi Laboratuvarı, 2012 - 286 s. Filippov S. A. “Çocuklar ve ebeveynler için robotik” - “Bilim” 2010 İnternet kaynakları http://lego. rkc-74.ru/ http://www.9151394.ru/projects/lego/lego6/beliovskaya/ http://www. Lego com/eğitim/ |
15.01.2012, 18:51
Şimdiye kadar, bir çizgi boyunca hareket ederken kullanılan algoritmalarla ilgili makalelerde, ışık sensörünün sol veya sağ sınırını izliyor gibi göründüğü bir yöntem düşünülüyordu: robot alanın beyaz kısmına girer girmez kontrolör robotu geri döndürüyordu. sınıra doğru, sensör siyah çizginin derinliklerine doğru hareket etmeye başladı - regülatör onu düzeltti. Şimdi bu tasarım değişikliğinin programı nasıl etkileyeceğini belirlememiz gerekiyor. Basitlik açısından, en basit röle kontrol cihazıyla yeniden başlamalıyız ve bu nedenle her şeyden önce sensörlerin hatta göre olası konumlarıyla ilgileniyoruz: Aslında, kabul edilebilir bir durum daha tanımlanabilir - karmaşık rotalarda bu, bir kavşağın kesişmesi veya yol üzerinde bir tür kalınlaşma olacaktır. Sensörlerin diğer konumları dikkate alınmayacaktır çünkü bunlar ya yukarıda gösterilenlerin türevleridir ya da bunlar robotun hattan ayrıldığındaki konumlarıdır ve artık sensörlerden gelen bilgileri kullanarak kendisine geri dönemeyecektir. . Sonuç olarak, yukarıdaki hükümlerin tümü aşağıdaki sınıflandırmaya indirgenebilir:
Yukarıdaki şema, programda motorların davranışının tam olarak nasıl değişmesi gerektiğini hemen göstermektedir. Artık bir program yazmak zor olmamalıdır. İlk olarak hangi sensörün sorgulanacağını seçerek başlamalısınız. sahip değil büyük önem taşıyan, bırakalım öyle kalsın. Açık veya karanlık bir yüzeyin üzerinde olup olmadığını belirlemek gerekir: Bu eylem henüz robotun hangi yöne gitmesi gerektiğini söylemenize izin vermiyor. Ancak yukarıda sıralanan eyaletleri iki gruba ayıracaktır: üst dal için (I, II) ve alt dal için (III, IV). Artık her grubun iki durumu var, dolayısıyla bunlardan birini seçmeniz gerekiyor. İlk iki durum I ve II'ye yakından bakarsanız, sağ sensörün konumu bakımından farklılık gösterirler - bir durumda aydınlık bir yüzeyin üzerinde, diğerinde ise karanlık bir yüzeyin üzerindedir. Hangi eylemin gerçekleştirileceğine ilişkin seçimi belirleyecek olan şey budur: Artık yukarıdaki tablolara göre motorların davranışını tanımlayan bloklar ekleyebilirsiniz: iç içe koşulun üst kolu "her iki sensör de ışıkta", üstteki - "sol ışıkta, sağ karanlıkta" kombinasyonunu tanımlar: Ana durumun alt dalı, III ve IV numaralı başka bir grup koşuldan sorumludur. İki durum aynı zamanda sağ sensörün algıladığı ışık düzeyinde de birbirinden farklıdır. Bu, her birinin seçimini belirleyeceği anlamına gelir: Ortaya çıkan iki dal hareket bloklarıyla doldurulur. Üst dal “sol karanlıkta, sağ ışıkta” durumundan, alt dal ise “her iki sensör de karanlıkta” durumundan sorumludur. Şunu belirtmek gerekir ki bu tasarım sadece sahada belirli bir yerdeki sensörlerin okumalarına bağlı olarak motorların nasıl açılacağını belirler; doğal olarak, bir süre sonra program, motorların davranışını buna göre ayarlamak için okumaların değişip değişmediğini kontrol etmelidir, ve bir süre sonra tekrar, tekrar vb. Bu nedenle, bu tekrarlanan kontrolü sağlayacak bir döngüye yerleştirilmelidir: Çok güzel basit program Doğru yapılandırılırsa, robotun sınırlarını aşmadan hat boyunca oldukça yüksek bir hareket hızı sağlayacaktır. maksimum hız I ve IV durumlarında hareket ederken ve ayrıca en iyi yol II ve III durumlarında frenleme - otoyoldaki dönüşler ne kadar dik olursa, frenleme o kadar "sert" olmalıdır - hız daha hızlı azaltılmalıdır ve bunun tersi de geçerlidir - yumuşak dönüşlerde, gücü kapatarak fren uygulamak oldukça mümkündür hatta hızı tamamen azaltarak. Sensörlerin robot üzerine yerleştirilmesi konusunda da birkaç ayrı söz söylemek gerekiyor. Açıkçası, bu iki sensörün tekerleklere göre konumu için aynı öneriler bir sensör için de geçerli olacaktır; yalnızca üçgenin tepe noktası, iki sensörü bağlayan segmentin ortası olarak alınır. Sensörlerin kendisi arasındaki mesafe de yolun özelliklerinden seçilmelidir: sensörler birbirine ne kadar yakın yerleştirilirse, robot o kadar sık düzelecektir (nispeten yavaş dönüşler gerçekleştirir), ancak sensörler yeterince geniş aralıklıysa , o zaman pistten çıkma riski vardır, bu nedenle daha "sert" dönüşler yapmanız ve düz bölümlerde hızı azaltmanız gerekecektir. |
Yeni
- Kışın Yüzü Çocuklar için Şiirsel Sözler
- Rusça dersi "isimlerin tıslamasından sonra yumuşak işaret"
- Cömert Ağaç (mesel) Cömert Ağaç masalına mutlu son nasıl eklenir?
- “Yaz ne zaman gelecek?” Konulu çevremizdeki dünyaya ilişkin ders planı.
- Doğu Asya: ülkeler, nüfus, dil, din, tarih İnsan ırklarını aşağı ve yukarı diye ayıran sahte bilimsel teorilerin rakibi olarak gerçeği kanıtladı
- Askerlik hizmetine uygunluk kategorilerinin sınıflandırılması
- Maloklüzyon ve ordu Maloklüzyon orduya kabul edilmiyor
- Neden ölü bir annenin canlı olduğunu hayal ediyorsun: rüya kitaplarının yorumları
- Nisan ayında doğan insanlar hangi burçlara sahiptir?
- Neden deniz dalgalarında bir fırtına hayal ediyorsunuz?