Блок ev3 датчик касания

Что такое датчик касания

Датчик касания Lego EV3

Датчик касания Lego EV3 является одним из самых простых датчиков.В самом начале нужно разобраться что такое датчики и для чего они нужны. Большинство датчиков являются попыткой скопировать органы чувств человека и животных.

датчик касания

В случае с конструкторами Lego датчики получают какую-то информацию от окружающей среды. Затем полученный сигнал преобразуется в удобную для обработки форму.

То есть датчик — это какой-то преобразователь. Он преобразует контролируемую величину в сигнал, который мы можем использовать для своих целей. Датчики широко используются в роботах и позволяют управлять ими.

Датчик касания Lego EV3 является обычной подпружиненной кнопкой. Очень похожая кнопка у обычных дверных звонков. Когда нажимаешь на кнопку раздается звонок. Если нажатия нет, то контакт под действием пружины возвращается обратно.

кнопка дверного звонка

Такое хорошо всем знакомое устройство как компьютерная мышь также использует датчик касания. В клавишах мыши расположены кнопочные микровыключатели, которые при нажатии издают характерный щелчок.

мышь для компьютера

Датчик касания Lego EV3 является аналоговым датчиком. Для программирования мы можем использовать три случая:

1. Кнопка нажата и находится постоянно в этом положении
2. Кнопка не нажата
3. Кнопку нажали и отпустили т.е. щелчок

Датчик касания не определяет с какой силой происходит нажатие на кнопку. Но можно осуществлять подсчет нажатий. Часто датчик касания служит для остановки робота на определенном расстоянии от препятствия. Это расстояние может регулироваться закрепленными красной кнопке осями. Для крепления осей есть специальное крестообразное отверстие.

крестообразное крепление датчика касания EV3

Оси имеют различную длину от двухмодульной оси до двенадцатимодульной. В Lego EV3 используется обозначение расстояния в модулях где один модуль равен восьми миллиметрам.

Контроллер Lego EV3

Контроллер Lego EV3 часто называют кирпичом. Кирпич имеет входные порты для датчиков. Они называются порты ввода и обозначаются цифрами 1, 2, 3, 4. Всего четыре входных порта, куда можно подключить четыре датчика.

входные порты

Датчик касания подключается к кирпичу при помощи плоского соединительного кабеля. По умолчанию датчику касания для подключения определен порт под номером 1. Но подключать можно к любому входному порту. Программное обеспечение модуля само автоматически определит порт подключенного датчика.

Где используются датчики касания

Датчики касания часто используются в промышленности. Там они называются концевые выключатели, микровыключатели. Они входят в системы, обеспечивающие безопасность человека при работе на автоматических линиях, различных станках. Как правило они стоят в схеме управления и служат для прерывания работы.

защитные ограждения промышленного оборудования

Например, ограждение шлифовального станка — козырек для защиты глаз от попадания в них искр, стружки, осколков. Если станок работает и козырек поднимается, то размыкается электрическая цепь и работа станка прекращается. При этом часто используется световая и звуковая сигнализация. Это только один из примеров, но их огромное множество и изучать варианты использования датчиков касания нужно в отдельной теме.

Источник

Блок ev3 датчик касания

Введение:

В состав конструктора Lego mindstorms EV3 входят различные датчики. Главная задача датчиков — представлять информацию из внешней среды модулю EV3, а задача программиста — научиться получать и обрабатывать эту информацию, подавая необходимые команды моторам робота. На протяжении ряда уроков мы будем последовательно знакомиться со всеми датчиками, входящими и в домашний, и в образовательный наборы, научимся взаимодействовать с ними и решать наиболее распространенные задачи управления роботом.

4.1. Изучаем первый датчик – датчик касания

Для подключения датчиков к модулю EV3 предназначены порты, обозначенные цифрами «1», «2», «3» и «4». Таким образом, к одному модулю EV3 одновременно можно подключить до четырех различных датчиков. Все порты абсолютно равнозначны и вы можете подключать датчики к любым портам, главное — будьте внимательны при указании номера порта для соответствующих датчиков в ваших программах.

Первым датчиком, который мы изучим, будет датчик касания (Рис. 2).

Этот датчик, по сути, представляет собой специальную кнопку, которая может находиться в двух состояниях: «Нажатие» (Рис. 3 поз. 1) или «Освобождение» (Рис. 3 поз. 2). Также, последовательный переход в состояние «Нажатие», а затем «Освобождение» называется: «Щелчок» (Рис. 3 поз. 3) и может обрабатываться программой. как самостоятельное событие.

4.2. Оранжевая палитра – Управление операторами

Какие же инструменты представляет нам среда программирования для получения информации с датчиков и реагирования на эту информацию в программе? Давайте начнем знакомиться с программными блоками, расположенными в Оранжевой палитре, которая называется «Управление операторами». (Рис. 4)

Программные блоки Оранжевой палитры, не смотря на свою малочисленность, очень важны! С помощью этих блоков мы можем обрабатывать массу событий и условий и сложно представить практическую программу, которая может обойтись без этих блоков.

• С самым первым блоком Оранжевой палитры мы уже с вами знакомы: он называется «Начало». Именно с него начинаются все программы для роботов.
• Второй программный блок называется «Ожидание». Этот блок заставляет программу ожидать выполнения какого-либо условия или наступления какого-либо события. Пока не выполнится условие, установленное в этом блоке, программа не перейдет к выполнению следующих программных блоков! Если перед тем, как начнется выполнение блока «Ожидание» были включены, какие-либо моторы, то они будут продолжать вращаться с установленной скоростью.
• Третий программный блок называется «Цикл». Этот блок многократно выполняет программные блоки, вложенные внутрь его, пока не будет выполнено условие завершения цикла, заданное в настройках блока.
• Следующий программный блок называется «Переключатель». Он служит для того, чтобы в зависимости от заданных условий — выполнить одну последовательность программных блоков, вложенных в один из своих контейнеров.
• Заключительный программный блок называется «Прерывание цикла». Его предназначение — досрочное прекращение выполнения заданного цикла.

Программные блоки «Ожидание», «Цикл» и «Переключатель» имеют множество режимов и соответствующих настроек, знакомиться с которыми мы будем на практических примерах, последовательно и с наглядными пояснениями.

4.3. Оранжевая палитра, программный блок «Ожидание»

Перед тем, как приступить к решению практических задач, давайте закрепим датчик касания на нашем роботе, как показано на Рис. 5, и подключим его кабелем к порту «1» модуля EV3.

Задача №6: необходимо написать программу, запускающую движение робота по щелчку кнопки.

Само условие задачи подсказывает нам возможное решение: перед началом движения — необходимо дождаться нажатия-отпускания кнопки датчика касания. Возьмем программный блок «Ожидание», изменим режим программного блока на «Датчик касания» — «Сравнение» (Рис. 6).

Как можно увидеть — программный блок «Ожидание» сменил свое отображение! Рядом с песочными часами появилось изображение датчика касания (Рис. 7 поз. 1), помогающее в программе визуально оценивать установленный режим работы. Настройка программного блока «Состояние» задает требуемое состояние датчика, достижение которого прекратит выполнение блока «Ожидание» (Рис. 7 поз. 2). Настройка «Состояние» может принимать следующие значение: «0» — «Отпущено», «1» — «Нажатие», «2» — «Щелчок». Для решения нашей задачи выберем состояние «Щелчок». Вывод «Измеренное значение» (Рис. 7 поз. 3) при необходимости позволяет передать окончательное состояние датчика для обработки в другой программный блок.

Итак: при такой настройке блока ожидания выполнение нашей программы будет остановлено до нажатия-отпускания кнопки датчика касания. Только после «Щелчка» выполнение будет передано следующему программному блоку. Установим после блока ожидания один программный блок «Рулевое управление», загрузим программу в робота и убедимся в правильности её выполнения! (Рис. 8)

Задача №7: необходимо написать программу, останавливающую робота, столкнувшегося с препятствием.

Из датчика касания давайте соберем небольшой бампер, который будет нам сигнализировать о том, что наш робот столкнулся с препятствием. Ниже приведены подробные инструкции для сборки, как из домашней, так и из образовательной версии конструктора Lego mindstorms EV3. Можете поэкспериментировать и придумать собственный вариант конструкции.

Lego mindstorms EV3 home

Lego mindstorms EV3 education

Получившийся элемент закрепим на передней балке нашего робота и соединим датчик касания с портом «1» модуля EV3.

Lego mindstorms EV3 Home

Lego mindstorms EV3 Education

Конструкция готова! Приступим к созданию программы. По условию задачи: робот должен двигаться вперед, пока не наткнется на препятствие. В этом случае датчик касания будет нажат! Для решения снова воспользуемся программным блоком «Ожидание».

1. Начать прямолинейное движение вперед (Рис. 9 поз. 1).
2. Ждать, пока датчик касания не будет нажат (Рис. 9 поз. 2).
3. Прекратить движение вперед (Рис. 9 поз. 3).

Для решения следующей задачи нам понадобится программный блок «Цикл» Оранжевой палитры.

Задача №8: необходимо написать программу, заставляющую робота двигаться вперед, при наезде на препятствие — отъезжать назад, поворачивать вправо на 90 градусов и продолжать движение вперед до следующего препятствия.

Подсказка: напишите и протестируйте программу движения — отъезда — поворота, а затем поместите эти блоки внутрь программного блока «Цикл».

1. Включаем моторы для прямолинейного движения вперед (Рис. 10 поз.1)
2. Ожидаем нажатия датчика касания (Рис. 10 поз.2)
3. Выключаем моторы (Рис. 10 поз.3)
4. Отъезжаем немного назад (Рис. 10 поз.4)
5. Расчитываем значения параметра для поворота робота вправо на 90 градусов (диаметр колес робота равен 56 мм (образовательная версия конструктора)) (Рис. 10 поз.5)
6. Поворачиваем вправо на 90 градусов (Рис. 10 поз.6)
7. Пункты 1 — 6 повторяем в бесконечном цикле (Рис. 10 поз.7)

Источник

Блок ev3 датчик касания

Введение:

В состав конструктора Lego mindstorms EV3 входят различные датчики. Главная задача датчиков — представлять информацию из внешней среды модулю EV3, а задача программиста — научиться получать и обрабатывать эту информацию, подавая необходимые команды моторам робота. На протяжении ряда уроков мы будем последовательно знакомиться со всеми датчиками, входящими и в домашний, и в образовательный наборы, научимся взаимодействовать с ними и решать наиболее распространенные задачи управления роботом.

4.1. Изучаем первый датчик – датчик касания

Для подключения датчиков к модулю EV3 предназначены порты, обозначенные цифрами «1», «2», «3» и «4». Таким образом, к одному модулю EV3 одновременно можно подключить до четырех различных датчиков. Все порты абсолютно равнозначны и вы можете подключать датчики к любым портам, главное — будьте внимательны при указании номера порта для соответствующих датчиков в ваших программах.

Первым датчиком, который мы изучим, будет датчик касания (Рис. 2).

Этот датчик, по сути, представляет собой специальную кнопку, которая может находиться в двух состояниях: «Нажатие» (Рис. 3 поз. 1) или «Освобождение» (Рис. 3 поз. 2). Также, последовательный переход в состояние «Нажатие», а затем «Освобождение» называется: «Щелчок» (Рис. 3 поз. 3) и может обрабатываться программой. как самостоятельное событие.

4.2. Оранжевая палитра – Управление операторами

Какие же инструменты представляет нам среда программирования для получения информации с датчиков и реагирования на эту информацию в программе? Давайте начнем знакомиться с программными блоками, расположенными в Оранжевой палитре, которая называется «Управление операторами». (Рис. 4)

Программные блоки Оранжевой палитры, не смотря на свою малочисленность, очень важны! С помощью этих блоков мы можем обрабатывать массу событий и условий и сложно представить практическую программу, которая может обойтись без этих блоков.

• С самым первым блоком Оранжевой палитры мы уже с вами знакомы: он называется «Начало». Именно с него начинаются все программы для роботов.
• Второй программный блок называется «Ожидание». Этот блок заставляет программу ожидать выполнения какого-либо условия или наступления какого-либо события. Пока не выполнится условие, установленное в этом блоке, программа не перейдет к выполнению следующих программных блоков! Если перед тем, как начнется выполнение блока «Ожидание» были включены, какие-либо моторы, то они будут продолжать вращаться с установленной скоростью.
• Третий программный блок называется «Цикл». Этот блок многократно выполняет программные блоки, вложенные внутрь его, пока не будет выполнено условие завершения цикла, заданное в настройках блока.
• Следующий программный блок называется «Переключатель». Он служит для того, чтобы в зависимости от заданных условий — выполнить одну последовательность программных блоков, вложенных в один из своих контейнеров.
• Заключительный программный блок называется «Прерывание цикла». Его предназначение — досрочное прекращение выполнения заданного цикла.

Программные блоки «Ожидание», «Цикл» и «Переключатель» имеют множество режимов и соответствующих настроек, знакомиться с которыми мы будем на практических примерах, последовательно и с наглядными пояснениями.

4.3. Оранжевая палитра, программный блок «Ожидание»

Перед тем, как приступить к решению практических задач, давайте закрепим датчик касания на нашем роботе, как показано на Рис. 5, и подключим его кабелем к порту «1» модуля EV3.

Задача №6: необходимо написать программу, запускающую движение робота по щелчку кнопки.

Само условие задачи подсказывает нам возможное решение: перед началом движения — необходимо дождаться нажатия-отпускания кнопки датчика касания. Возьмем программный блок «Ожидание», изменим режим программного блока на «Датчик касания» — «Сравнение» (Рис. 6).

Как можно увидеть — программный блок «Ожидание» сменил свое отображение! Рядом с песочными часами появилось изображение датчика касания (Рис. 7 поз. 1), помогающее в программе визуально оценивать установленный режим работы. Настройка программного блока «Состояние» задает требуемое состояние датчика, достижение которого прекратит выполнение блока «Ожидание» (Рис. 7 поз. 2). Настройка «Состояние» может принимать следующие значение: «0» — «Отпущено», «1» — «Нажатие», «2» — «Щелчок». Для решения нашей задачи выберем состояние «Щелчок». Вывод «Измеренное значение» (Рис. 7 поз. 3) при необходимости позволяет передать окончательное состояние датчика для обработки в другой программный блок.

Итак: при такой настройке блока ожидания выполнение нашей программы будет остановлено до нажатия-отпускания кнопки датчика касания. Только после «Щелчка» выполнение будет передано следующему программному блоку. Установим после блока ожидания один программный блок «Рулевое управление», загрузим программу в робота и убедимся в правильности её выполнения! (Рис. 8)

Задача №7: необходимо написать программу, останавливающую робота, столкнувшегося с препятствием.

Из датчика касания давайте соберем небольшой бампер, который будет нам сигнализировать о том, что наш робот столкнулся с препятствием. Ниже приведены подробные инструкции для сборки, как из домашней, так и из образовательной версии конструктора Lego mindstorms EV3. Можете поэкспериментировать и придумать собственный вариант конструкции.

Lego mindstorms EV3 home

Lego mindstorms EV3 education

Получившийся элемент закрепим на передней балке нашего робота и соединим датчик касания с портом «1» модуля EV3.

Lego mindstorms EV3 Home

Lego mindstorms EV3 Education

Конструкция готова! Приступим к созданию программы. По условию задачи: робот должен двигаться вперед, пока не наткнется на препятствие. В этом случае датчик касания будет нажат! Для решения снова воспользуемся программным блоком «Ожидание».

1. Начать прямолинейное движение вперед (Рис. 9 поз. 1).
2. Ждать, пока датчик касания не будет нажат (Рис. 9 поз. 2).
3. Прекратить движение вперед (Рис. 9 поз. 3).

Для решения следующей задачи нам понадобится программный блок «Цикл» Оранжевой палитры.

Задача №8: необходимо написать программу, заставляющую робота двигаться вперед, при наезде на препятствие — отъезжать назад, поворачивать вправо на 90 градусов и продолжать движение вперед до следующего препятствия.

Подсказка: напишите и протестируйте программу движения — отъезда — поворота, а затем поместите эти блоки внутрь программного блока «Цикл».

1. Включаем моторы для прямолинейного движения вперед (Рис. 10 поз.1)
2. Ожидаем нажатия датчика касания (Рис. 10 поз.2)
3. Выключаем моторы (Рис. 10 поз.3)
4. Отъезжаем немного назад (Рис. 10 поз.4)
5. Расчитываем значения параметра для поворота робота вправо на 90 градусов (диаметр колес робота равен 56 мм (образовательная версия конструктора)) (Рис. 10 поз.5)
6. Поворачиваем вправо на 90 градусов (Рис. 10 поз.6)
7. Пункты 1 — 6 повторяем в бесконечном цикле (Рис. 10 поз.7)

Источник