что такое ультразвуковой датчик ev3
Ультразвуковой датчик Lego EV3
Ультразвук
Ультразвуковой датчик Lego EV3 часто применяется в различных соревнованиях и конкурсах.
ультразвуковой датчик Lego EV3
Но в самом начале нужно разобраться в том, что такое ультразвуковые колебания или ультразвук.
что такое ультразвук
Ультразвуком называются звуковые колебания, не воспринимаемые человеческим слухом. Частота колебаний ультразвука свыше 20 кГц.
При помощи ультразвуковых колебаний животные могут ориентироваться в пространстве, охотиться, обмениваться информацией. Примером таких животных могут служить дельфины, летучие мыши и другие животные.
дельфин
Дельфины испускают ультразвуковые колебания и находят стаи рыб под водой. Также при помощи ультразвука дельфины умеют передавать информацию друг другу. Ультразвук позволяет летучим мышам ориентироваться в темное время суток и охотиться на насекомых.
Ультразвуковой датчик
Ультразвуковой датчик Lego EV3 является цифровым бесконтактным датчиком. Он входит в состав образовательного набора Lego EV3. В домашней версии набора его нет. Основной функцией датчика ультразвука является измерение расстояния до объектов, которые находятся перед ним в зоне его действия.
45544 Lego EV3
Принцип действия датчика заключается в том, что он посылает высокочастотную звуковую волну и принимает обратную волну, которая отражается от предмета. При этом измеряется время, затраченное на возврат ультразвукового импульса.
После чего с достаточно высокой точностью может быть рассчитано расстояние до предмета. Звук имеет очень высокую частоту. Поэтому человеческое ухо не может услышать этот звук.
Ультразвуковой датчик Lego EV3 выдает измеренное расстояние в сантиметрах или в дюймах. Основные характеристики датчика:
Если объект имеет небольшой объем или сделан из ткани или какого-нибудь мягкого материала, то датчик также недостаточно устойчиво измеряет расстояние до объекта.
Режимы и подключение ультразвукового датчика
Датчик ультразвука EV3 может не только измерять расстояние, но и способен фиксировать импульсы другого датчика ультразвука. Для этого существует режим «Присутствие/слушать». При включении этого режима датчик не излучает сигналы, но обнаруживает сигналы другого датчика ультразвука.
характеристики ультразвукового датчика
В каком из режимов работы находится датчик, можно определить визуально. Вокруг «глаз» датчика находится световой индикатор. Когда индикатор светится и не мигает, то у датчика режим «Измерение». Мигание индикатора показывает, что датчик находится в режиме «Присутствие/слушать».
К контроллеру Lego EV3 датчик может быть подключен плоским черным соединительным кабелем, входящим в состав конструктора. Ультразвуковой датчик по умолчанию включается в порт под номером четыре.
модуль Lego EV3
Но включать можно в любой входной порт. Контроллер автоматически определит порт подключения.
Области применения ультразвуковых датчиков
Датчики ультразвука нашли свое применение в автомобилестроении, медицине, гидролокации, военной области.
Ультразвуковой датчик Lego EV3
Что такое ультразвуковой датчик ev3
Введение:
Текущий урок мы посвятим изучению ультразвукового датчика. Данный датчик присутствует только в образовательной версии набора Lego mindstorms EV3. Тем не менее, пользователям домашней версии конструктора советуем тоже обратить внимание на данный урок. Возможно, что прочитав о назначении и использовании этого датчика, вы пожелаете его приобрести в дополнение к своему набору.
7.1. Изучаем ультразвуковой датчик
Главное назначение ультразвукового датчика, это определение расстояния до предметов, находящихся перед ним. Для этого датчик посылает звуковую волну высокой частоты (ультразвук), ловит обратную волну, отраженную от объекта и, замерив время на возвращение ультразвукового импульса, с высокой точностью рассчитывает расстояние до предмета.
Рис. 1
У нашего робота, собранного по инструкции small-robot-45544, ультразвуковой датчик уже закреплен впереди по ходу движения. Подключим его кабелем к порту «3» модуля EV3 и приступим к разбору практических примеров использования ультразвукового датчика.
Задача №14: написать программу, останавливающую прямолинейно движущегося робота, на расстоянии 15 см до стены или препятствия.
Рис. 2
Решение:
Рис. 3
Задача №15: написать программу для робота, держащего дистанцию в 15 см от препятствия.
Решение:
Поведение робота будет следующим:
Рис. 4
Поместим в эти контейнеры программные блоки, включающие движение вперед и назад. Для того чтобы программный блок «Переключатель» выполнялся многократно, поместим его внутрь программного блока «Цикл» Оранжевой палитры (Рис. 5).
Рис. 5
7.2. Робот-полицейский
Давайте же научим и нашего робота работе радара!
Рис. 6
Последовательность действий, выполняемых роботом, будет следующей:
Начнём создавать программу для нашего робота-полицейского.
Рис. 7
Загрузите программу в робота, расположите робота так, чтобы перед ним на расстоянии 60 сантиметров отсутствовали другие предметы, запустите программу на выполнение. Перемещайте в направлении к роботу игрушечный автомобиль или объемный предмет, наблюдайте за реакцией робота. Попробуйте изменять пороговые значения в программе. Как изменяется поведение робота? Опишите свои наблюдения в комментарии к этому уроку.
Как уже отмечалось выше, в этом режиме ультразвуковой датчик способен обнаруживать излучение другого ультразвукового датчика. Результатом обнаружения является логическое значение: «Да», если найдено ультразвуковое излучение, или «Нет», если ничего не найдено. Данный режим можно использовать, например, в состязаниях роботов-шпионов (описание режима уже говорит о том, что для его использования необходимо минимум два робота).
Задача № 16: необходимо написать программу, обнаруживающую другого робота, с работающим ультразвуковым датчиком.
Попробуйте написать программу самостоятельно, не подглядывая в решение!
Используя знания, полученные ранее, попробуйте самостоятельно разобрать вариант решения Задачи №16. Предложите свой вариант решения.
Урок 07. Изучаем ультразвуковой датчик
Введение
Текущий урок мы посвятим изучению ультразвукового датчика. Данный датчик присутствует только в образовательной версии набора Lego mindstorms EV3. Тем не менее, пользователям домашней версии конструктора советуем тоже обратить внимание на данный урок. Возможно, что прочитав о назначении и использовании этого датчика, вы пожелаете его приобрести в дополнение к своему набору.
Изучаем ультразвуковой датчик
Главное назначение ультразвукового датчика, это определение расстояния до предметов, находящихся перед ним. Для этого датчик посылает звуковую волну высокой частоты (ультразвук), ловит обратную волну, отраженную от объекта и, замерив время на возвращение ультразвукового импульса, с высокой точностью рассчитывает расстояние до предмета.
Рис. 1
У нашего робота, собранного по инструкции small-robot-45544, ультразвуковой датчик уже закреплен впереди по ходу движения. Подключим его кабелем к порту «3» модуля EV3 и приступим к разбору практических примеров использования ультразвукового датчика.
Задача 13
Рис. 2
Написать программу, останавливающую прямолинейно движущегося робота, на расстоянии 15 см до стены или препятствия.
Рис. 3
Задача 14
Написать программу для робота, держащего дистанцию в 15 см от препятствия.
Поведение робота будет следующим:
Рис. 4
Поместим в эти контейнеры программные блоки, включающие движение вперед и назад. Для того чтобы программный блок «Переключатель» выполнялся многократно, поместим его внутрь программного блока «Цикл» Оранжевой палитры (Рис. 5).
Рис. 5
Робот-полицейский
Давайте же научим и нашего робота работе радара!
Рис. 6
Последовательность действий, выполняемых роботом, будет следующей:
Начнём создавать программу для нашего робота-полицейского.
Рис. 7
Загрузите программу в робота, расположите робота так, чтобы перед ним на расстоянии 60 сантиметров отсутствовали другие предметы, запустите программу на выполнение. Перемещайте в направлении к роботу игрушечный автомобиль или объемный предмет, наблюдайте за реакцией робота. Попробуйте изменять пороговые значения в программе. Как изменяется поведение робота? Опишите свои наблюдения в комментарии к этому уроку.
Как уже отмечалось выше, в этом режиме ультразвуковой датчик способен обнаруживать излучение другого ультразвукового датчика. Результатом обнаружения является логическое значение: «Да», если найдено ультразвуковое излучение, или «Нет», если ничего не найдено. Данный режим можно использовать, например, в состязаниях роботов-шпионов (описание режима уже говорит о том, что для его использования необходимо минимум два робота).
Задача 15
Попробуйте написать программу самостоятельно, не подглядывая в решение!
Необходимо написать программу, обнаруживающую другого робота, с работающим ультразвуковым датчиком.
Презентация по робототехнике на тему «Изучаем ультразвуковой датчик Lego mindstorms EV3»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Конкурс-выставка методических материалов «Я-профессионал» Изучаем ультразвуковой датчик Lego mindstorms EV3 Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования «Центр технического творчества Орехово-Зуевского муниципального района» Выполнил: педагог дополнительного образования Демченков Денис Сергеевич Номинация: Учебная призентация по дополнительным общеразвивающим программам Направленность: Робототехника 2017г.
Изучаем ультразвуковой датчик Lego mindstorms EV3
Решение: Начать прямолинейное движение вперед (Рис. 2 поз. 1) Ждать, пока значение ультразвукового датчика не станет меньше 15 см. (Рис. 2 поз. 2) Прекратить движение вперед (Рис. 2 поз. 3) Рис. 2 Задача решена!
Рис. 3 Поместим в эти контейнеры программные блоки, включающие движение вперед и назад. Для того чтобы программный блок «Переключатель» выполнялся многократно, поместим его внутрь программного блока «Цикл» Оранжевой палитры (Рис. 4).
Последовательность действий, выполняемых роботом, будет следующей: Робот ждёт появления в зоне контроля движущегося объекта; измеряет расстояние до объекта; ждёт 1 секунду; повторно измеряет расстояние до объекта; находит пройденное расстояние и сравнивает его с пороговым значением; выводит на экран результат и подает тревогу в случае превышения скорости. Рис. 5
Начнём создавать программу для нашего робота-полицейского. С помощью программного блока «Ожидание» ждём появления объекта в зоне контроля робота (Рис. 6 поз. 1). Расстояние до объекта передаем в программный блок «Математика» (Рис. 6 поз. 4). С помощью программного блока «Ожидание» ждем 1 секунду. Второй раз снимаем показание ультразвукового датчика (Рис. 6 поз. 3) и передаем полученное значение в программный блок «Математика» (Рис. 6 поз. 4). В программном блоке «Математика» находим расстояние, пройденное объектом измерения за 1 секунду. Полученное значение передаем в программный блок «Сравнение» (Рис. 6 поз. 5) и выводим на экран (Рис. 6 поз. 6). С помощью программного блока «Сравнение» (Рис. 6 поз. 5) сравниваем пройденное расстояние с пороговым значением, равным 10. Результат сравнения двух чисел представляет собой логический вывод. Логический вывод может принимать одно из двух значений: «Да» или «Нет». Этот вывод мы передаем в прогаммный блок «Переключатель» (Рис. 6 поз. 7), настроив его на прием логических значений. Обратите внимание: шины данных, передающие логические значения, окрашены в зеленый цвет, в отличие от желтых шин данных, передающих числовые значения. (В дальнейшем мы подробнее ознакомимся с принципами обработки логических значений). С помощью программного блока «Переключатель» мы организуем две ветки поведения программы в зависимости от скорости объекта. Если объект за 1 секунду приблизился к роботу, больше чем на10 см, значит, будем считать его приближение критическим и подадим сигналы тревоги (Рис. 6 поз. 8). В противном случае будем считать, что объект движется медленно, в этом случае робот включит зеленую подсветку клавиш модуля EV3 и произнесёт «Okay». В конце программы еще раз воспользуемся программным блоком «Ожидание» (Рис. 6 поз. 10) и «придержим» завершение программы на 5 секунд, чтобы успеть прочитать информацию на экране модуля EV3.
Загрузите программу в робота, расположите робота так, чтобы перед ним на расстоянии 60 сантиметров отсутствовали другие предметы, запустите программу на выполнение. Перемещайте в направлении к роботу игрушечный автомобиль или объемный предмет, наблюдайте за реакцией робота. Попробуйте изменять пороговые значения в программе. Рис. 6
💾🔑 Робот-манипулятор из Lego EV3, ультразвуковой датчик и перемещение предметов
В этой работе соберём робота-манипулятора из одного базового набора Lego EV3 и запрограммируем его движение. Главная задача манипулятора – положить некоторый предмет (мяч) в корзину. Для поиска корзины добавим ультразвуковой датчик, который использует принцип эхолокации при измерении дальности до объектов.
Оборудование: базовый набор Lego Mindstorms Education EV3, мячик для пинг-понга, ёмкость/корзина.
Описание. Манипулятор (лат. manipulare — руководить, управлять с помощью рук) — сложный механизм для управления положением предметов. Манипуляторы могут перемещать, вращать, переставлять, сортировать различные предметы.
В этой работе соберём робота-манипулятора из одного базового набора Lego EV3 и запрограммируем его движение.
Главная задача манипулятора – положить некоторый предмет (мяч) в корзину. Для поиска корзины добавим ультразвуковой датчик, который использует принцип эхолокации при измерении дальности до объектов. Корзины может и не быть, а рабочий сектор поиска руки манипулятора ограничен 180 градусами.
Нам нужно придумать такую программу, которая позволила бы решить поставленную задачу, не выведя манипулятор из строя (нужно вращать руку и корпус манипулятора только в рабочем диапазоне углов поворота).
🛒 Скачать инструкцию и программы v1.0
Язык программирования: EV3-G.
Чтобы скачать файлы, вы должны зарегистрироваться или войти на сайт, а также иметь платный аккаунт доступа. Если у вас есть действующий аккаунт доступа, ниже увидите кнопку для загрузки.