Kepala Mr Wallplate Berputar untuk Melacak Anda: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Ini adalah versi lanjutan dari Robot Ilusi Mata Mr. Wallplate https://www.instructables.com/id/Mr-Wallplates-Eye-Illusion. Sensor ultrasonik memungkinkan kepala Mr. Wallplate untuk melacak Anda saat Anda berjalan di depannya.

Prosesnya dapat diringkas sebagai berikut. Pertama-tama sensor berputar berlawanan arah jarum jam (kiri) 60 derajat, lalu berbelok ke kanan saat memindai objek yang lebih dekat dari 3 kaki. Jika tidak mendeteksi apa pun sebelum mencapai 60 derajat ke kanan, ia mengulangi belok kiri dan kemudian memindai hingga mendeteksi objek. Kemudian kepala berputar menghadapnya, sensor berbelok ke kiri ke batas kiri (-60 derajat), dan memindai lagi ke kanan. Pembalikan kepala dan pemindaian ini berlanjut hingga objek bergerak mundur lebih jauh dari 3 kaki atau terlalu jauh ke kiri atau ke kanan. Ringkasan logika program yang lebih rinci ada di langkah #6.

Metode pelacakan ini tidak cocok untuk objek yang bergerak cepat, seperti yang terlihat dari video. Ada beberapa komentar di akhir tulisan ini, yang menjelaskan metode pelacakan yang berbeda menggunakan beberapa sensor ultrasonik.

Motor sensor diatur untuk bergerak pada kecepatan yang cukup rendah. Saya mencoba kecepatan yang lebih cepat tetapi menghasilkan gerakan tersentak-sentak yang tidak terlihat bagus, dan pelacakannya tidak lebih cepat.

Hal yang menarik adalah bahwa sensor bekerja paling baik untuk mendeteksi objek dengan permukaan keras yang memantulkan suara dengan baik. Objek dengan permukaan yang lembut, seperti seseorang yang mengenakan sweter tebal, mungkin tidak terdeteksi sama sekali saat terlalu jauh (lebih dari sekitar 3 kaki dalam pengujian saya). Ketika saya memegang selembar karton bergelombang sekitar 13”x20” di depan saya dan berjalan menuju sensor, sensor mendeteksi saya sekitar 8 kaki jauhnya.

Dalam video, saya sengaja menjauh sekitar 2 kaki saat saya bergerak ke samping, agar sensor dan kepala mengarah ke saya. Dalam pengujian pada jarak yang lebih dekat, sensor agak mengarah ke kiri, karena tepi kanan bidang pandang sensor mendeteksi lengan saya. Bidang pandang sekitar 25 atau 30 derajat.

Perangkat Lunak Mindstorms EV3 di komputer digunakan untuk menghasilkan program, yang kemudian diunduh ke mikrokontroler yang disebut EV3 Brick. Metode pemrograman berbasis ikon, menggunakan Blok Pemrograman seperti Blok Motor, Blok Sensor Ultrasonik, Blok Matematika, dll. Setiap Blok memiliki opsi dan parameter. Ini sangat mudah dan serbaguna. Juga, untuk tujuan pengujian, ketika Bata terhubung ke komputer dan program sedang berjalan, tampilan di komputer menunjukkan secara real time, sudut masing-masing motor dan jarak sensor mendeteksi suatu objek. Selanjutnya, kursor mouse dapat diposisikan di atas Kawat Data dalam program, dan nilai Kawat Data tersebut (dalam waktu nyata) ditampilkan di jendela kecil di dekat kursor. (Kawat Data digunakan untuk membawa nilai dari satu Blok Pemrograman ke Blok Pemrograman lainnya.)

Perlengkapan

1. LEGO Mindstorms EV3 set.
2. Sensor ultrasonik LEGO Mindstorms EV3. Itu tidak termasuk dalam set EV3.
3. 2 wadah bulat, plastik, untuk dibawa pulang dengan diameter tidak kurang dari 16 inci (16 cm) dan tinggi 1 inci (4 cm). Atau, bak dengan diameter yang sama dan tingginya sekitar 3 inci juga tidak masalah.
4. 4 baut kepala datar #8, panjang 1 inci (sekitar 4 cm).
5. 4 mur untuk baut.
6. 2 sekrup kepala bundar #6, panjangnya sekitar inci (1 cm), sebaiknya warnanya sama dengan wadah untuk dibawa pulang.

PERALATAN:

1. Bor dan bor.
2. Obeng.
3. Gunting.

Langkah 1: Motor untuk Sensor

Tempatkan motor besar di dalam salah satu wadah take-out dan tandai tempat untuk mengebor 2 lubang di bagian bawah. Wadah saya memiliki lekukan melingkar, dan saya memutuskan untuk membuat lubang di dalamnya, sehingga kepala baut tidak menonjol dan membuat unit goyah.

Pasang motor menggunakan 2 baut naik melalui lubang, dengan elemen LEGO hitam 3 lubang untuk menopang motor.

Dengan menggunakan gunting, potong bagian belakang wadah untuk memberi ruang bagi kabel.

Pasang sensor ultrasonik ke motor menggunakan 3 elemen LEGO abu-abu seperti yang ditunjukkan pada salah satu foto.

Langkah 2: Motor untuk Kepala

Pertama, gunakan gunting untuk memotong bibir vertikal dari wadah take-out lainnya, sehingga akan pas terbalik ke tepi wadah pertama. 2 pelek horizontal akan dipasang kemudian dengan sekrup, untuk menjaga agar 2 wadah tetap terpasang dengan kuat.

Tempatkan motor besar lainnya di atas wadah take-out terbalik, dengan sambungan kabel sekitar inci di tepinya. Ini diperlukan agar kepala pas di wadah dengan benar. Tandai dan bor 2 lubang untuk 2 lubang terjauh motor.

Pasang motor menggunakan 2 baut naik melalui lubang, dengan elemen hitam 3 lubang untuk menopang motor.

Dengan menggunakan gunting, potong sepotong dari sisi wadah, untuk membuat celah selebar sekitar 11 cm. Ini diperlukan agar sensor ultrasonik menonjol dan bergerak dari sisi ke sisi. Poros motor harus sejajar dengan bagian tengah celah.

Langkah 3: Ubah Kepala

Ambil kepala Mr. Wallplate dari “Mr. Robot Wallplate's Eye Illusion , dan lepaskan dudukan belakang. Itu bisa ditarik begitu saja.

Mengacu pada salah satu foto, ambil 2 elemen hitam berbentuk X dan 2 elemen biru yang memiliki penampang seperti “X” di satu ujung dan “O” di ujung lainnya. Pasang mereka ke elemen bawah di kepala seperti yang ditunjukkan. Kepala akan meluncur di sekitar wadah di atasnya.

Langkah 4: Pasang Kepala ke Motor

Ambil elemen yang ditunjukkan pada foto pertama (kecuali yang panjang) dan tempelkan bersama-sama seperti yang ditunjukkan pada foto kedua. Kemudian pasang itu di dekat bagian bawah kepala seperti yang ditunjukkan. Ini akan menopang kepala dan mencegahnya mengangguk ke atas dan ke bawah.

Pasang motor ke lubang di bawah motor bibir, menggunakan elemen penampang X abu-abu panjang. Geser elemen lebih jauh, ke dukungan dari paragraf sebelumnya, seperti yang ditunjukkan.

Langkah 5: Hubungkan EV3 Brick ke Mr. Wallplate

Kabel datar di EV3 set terhubung ke Brick sebagai berikut:

Port A: kabel 14 inci (35 cm) ke motor bibir kecil.

Port B: Kabel 10 inci (26 cm) ke motor besar untuk kepala.

Port C: Kabel 14 inci (35 cm) ke motor besar untuk sensor ultrasonik.

Port 4: Kabel terpanjang ke sensor ultrasonik, dengan loop di dekat Brick. Loop akan memungkinkan sensor bergerak lebih baik.

Periksa apakah sensor menghadap lurus keluar dari wadahnya. Anda dapat memutar motor sensor dengan tangan. Tempatkan unit kepala di atas wadah sensor, sehingga sensor mencuat di tengah celah. Bor 2 lubang pilot melalui kedua pelek wadah sekitar 1 inci melewati tepi celah. Dorong 2 sekrup melalui lubang ini untuk menjaga 2 wadah terpasang dengan kuat.

Langkah 6: Deskripsi Program

Logika program diringkas di bawah ini. Saya pikir langkah # 3 dan # 6 mungkin akan dilakukan secara berbeda dalam program untuk sistem yang berbeda seperti Arduino. LEGO Mindstorms EV3 sangat berguna dan mudah digunakan, tetapi ada beberapa batasan dalam apa yang dapat dilakukan. Satu-satunya cara memindai yang dapat saya ketahui, adalah memutar sensor 10 derajat setiap kali dan memeriksa apakah ada objek yang terdeteksi.

1. Inisialisasi: setel variabel ke nol dan tunggu 7 detik.
2. Putar sensor berlawanan arah jarum jam (kiri), ke batas kiri (-60 derajat).
3. Putar sensor 10 derajat ke kanan.
4. Apakah sensor sudah bergerak ke batas yang benar (+60 derajat)?
5. Jika ya, periksa apakah seseorang telah terdeteksi. Jika tidak terdeteksi, sensor berbelok ke kiri 120 derajat dan program melanjutkan ke langkah berikutnya. Jika terdeteksi, maka orang tersebut telah pindah. Program mengatakan "Selamat tinggal," kepala dan sensor berbalik menghadap ke depan, dan program berhenti.
6. Ulangi kembali ke langkah #3 jika sensor tidak melihat apa pun dalam jarak 36 inci.
7. Langkah ini dijalankan jika sensor mendeteksi sesuatu dalam jarak 36 inci. Putar kepala untuk menghadap orang yang terdeteksi. Jika tidak ada yang terdeteksi sebelumnya, ucapkan "Halo".
8. Ulangi kembali ke langkah #2 untuk melanjutkan pemindaian. Tetapi jika perulangan diulang sebanyak 20 kali, program dilanjutkan ke langkah berikutnya.
9. Ucapkan "Permainan berakhir." Kepala dan sensor berputar menghadap ke depan dan program berhenti.

Langkah 7: Bangun Program

LEGO Mindstorms EV3 memiliki metode pemrograman berbasis ikon yang sangat nyaman. Blok Pemrograman ditampilkan di bagian bawah layar tampilan dan dapat diseret-dan-jatuhkan ke jendela Kanvas Pemrograman untuk membuat program. Saya membangun 4 "Blok Saya", yang merupakan program mini, seperti subrutin dalam program reguler. Ini membuat logika program utama di tangkapan layar lebih mudah dipahami.

Saya tidak tahu cara mengatur pengunduhan program untuk Anda, jadi saya menyertakan tangkapan layar program. Tangkapan layar memiliki komentar yang menjelaskan apa yang dilakukan Blok. Seharusnya tidak memakan banyak waktu bagi Anda untuk membangunnya dan/atau mengubahnya agar sesuai dengan kebutuhan Anda. Tangkapan layar ditampilkan dalam urutan berikut:

1. Program utama.
2. "Inisialisasi" Blok Saya.
3. “Belok sensor kiri ke batas kiri” Blok Saya.
4. "Putar kepala" Blok Saya.
5. "Selesaikan" Blok Saya.

Saat membangun program ini, saya akan menyarankan yang berikut:

1. Bangun "Blok Saya" terlebih dahulu.
2. Sangat penting untuk bekerja dari kiri ke kanan, dan untuk memperbesar Loop dan Switch Blocks sebelum menyeret blok lain ke dalam. Saya mengalami masalah berantakan saat mencoba memasukkan Blok tambahan di dalam Loops selama pengujian dan penyempurnaan program yang hampir selesai.
3. Blok Loop yang lebih besar harus diperbesar hampir ke tepi kanan Kanvas Pemrograman, sebelum Anda mulai memasukkan Blok. Ini diperlukan agar memiliki banyak ruang untuk menyeret Blok lain ke dalam. Itu bisa dibuat lebih kecil setelahnya.

Langkah 8: Unduh Program ke EV3 Brick

EV3 Brick dapat dihubungkan ke komputer dengan kabel USB, Wi-Fi, atau Bluetooth. Saat terhubung dan dihidupkan, ini ditunjukkan di jendela kecil di sudut kanan bawah jendela EV3 di komputer. Mengklik ikon yang tepat di sisi paling kanan di sudut kanan bawah akan mengunduh program ke EV3 Brick dan segera menjalankannya.

Setelah mengunduh, EV3 Brick mungkin terputus dari komputer dan program dapat dimulai pada EV3 Brick.

Langkah 9: CATATAN PENUTUP

Ini adalah proyek yang menyenangkan, dan mendidik tentang sensor ultrasonik. Saya harap Anda juga menganggapnya menarik.

Ada pendekatan lain untuk pemindaian: Beberapa sensor ultrasonik dapat ditempatkan di samping satu sama lain, menyebar sekitar 25 atau 30 derajat dari satu sama lain. Kepala bisa berputar ke arah sensor mana pun yang mendeteksi objek. Metode ini akan mendeteksi objek yang bergerak cepat jauh lebih baik daripada metode yang dijelaskan dalam proyek di atas. Namun, kepala hanya akan memiliki sejumlah kecil arah yang akan dihadapinya. Metode ini harus dimungkinkan dengan Mindstorms EV3. Brick memiliki 4 port sensor hingga 4 sensor ultrasonik (pemrograman memerlukan nomor port yang akan ditetapkan untuk sensor). Lebih banyak sensor dapat diakomodasi dengan merantai Bata kedua.

Ide untuk meningkatkan jumlah posisi kepala: Jika sensor menghadap mungkin terpisah 20 derajat, bidang pandang akan tumpang tindih, dan 2 sensor akan mendeteksi objek di area yang tumpang tindih. Kepala kemudian bisa menghadap ke arah yang tumpang tindih. Saya tidak tahu apakah ini mungkin; yaitu, jika 2 sensor dapat mendeteksi objek di area yang tumpang tindih tanpa sinyalnya saling mengganggu.