חיישנים למערכות מכטרוניות – לשם מה?

1. חיישנים למערכות מכטרוניות – לשם מה? מה הופך מערכת למערכת מכטרונית? (למערכת עצמאית?) ניתן כמובן ליצור מערכות עצמאיות שיעבדו ללא חיישנים – ראינו זאת בפעילות עם הרובוט שנע למרחקים המתוכננים (בערך) ופנה במקומות שתכננו (בערך).

2. מהי הזווית של הזרוע שלי? מידע מתוך המערכת אז לשם מה צריך חיישנים?

3. איפה אני נמצא ? התמצאות ביחס לסביבה

4. האם אפגע במשהו? זיהוי מכשולים

5. היכן קו הגבול של התבואה? קציר אוטומאטי משימות ייחודיות

6. היכן פתחי ההעמסה לזרועות המלגזה? שינוע סחורה אוטונומי

7. חיישני - NXT היכרות ראשונית לבקר ה NXT4 כניסות (Inputs)המיועדות לחיישנים, בנוסף – מנועי ה NXT מצוידים בחישן סיבוב – אנקודר (מקודד) כך שגם דרך 3 היציאות (Outputs) של הבקר מגיע אליו מידע מחיישנים. 3 יציאות מקודד 4 כניסות חיישן מגע חיישן קול חיישן אופטי חיישן מרחק

8. חיישן מגע מבחין בשלושה מצבים: לחיצה שחרור התנגשות (לחיצה ואחריה שחרור) כולל חריץ להכנסת ציר מוצלב משיב ערך לוגי 0/1 True/False שימושים נפוצים: זיהוי מגע בין המערכת לגופים חיצוניים (פגיעה בקיר, הגעה לקצה מדרגה) זיהוי מגע בין חלקים פנימיים של המערכת (ביות של זרוע רובוט) הזנת מידע למערכת (לחצן הפעלה/סיום, שלט רחוק). מבנה עקרוני פנימי – יצירת מגע בין חוטים מוליכים (יצירת קצר).

9. חיישן אופטי • אפשרות למדידת אור מוחזר (אקטיבי) • אפשרות למדידת אור סביבה (פסיבי) • מחזיר נתון מספרי באחוזים שימושים נפוצים: הבחנה בין גופים בעלי צבעים שונים זיהוי הגעה לקצה משטח . הזנת מידע ע"י הצגת כרטיסים בצבעים שונים איתור גופים זוהרים עקרון פעולה – נגד רגיש לאור המקטין את התנגדותו ככל שעוצמת האור הפוגעת בו גדלה וכך גדל הזרם במעגל.

10. חיישן מרחק אולטרא-סוני • מודד מרחק באמצעות גלי קול (תדר 40Khz) • טווח מדידה 0-255 ס"מ • דיוק של -/+ 3 ס"מ • מאפשר מדידה גם באינצ'ים

11. חיישן קול • מודד עוצמת קול (dB – דציבל) • טווח מדידה 0-90 דציבל • מדידה הרגישה לטווח שמיעה של אדם – dBA • מדידה ללא רגישות לטווח שמיעה של אדם - dB • הנתונים מוצגים באחוזים • 4-5% חדר שקט • 5-10% קולות שיחה מרוחקים • 10-30% שיחה רגילה • 30-100% צעקות או מוזיקה בעוצמה גבוהה

12. חיישנים נוספים חיישני מגע • בנוסף לחמשת סוגי החיישנים הסטנדרטיים שהוזכרו (סיבוב, מגע, אופטי, מרחק אולטרה-סוני וקול), ניתן להשיג גם חיישני לגו וחיישנים של חברות אחרות שאינם מופיעים בערכות הסטנדרטיות. • ביניהם ניתן למצוא חיישני לחץ אוויר, חיישני צבע (לזיהוי צבעים ספציפיים), חיישני כוח, חיישני תאוצה, מצפן, מצלמה, חיישני RFID ועוד. • חיישנים אלו ייתכן שיירכשו בעתיד בהתאם לצרכים ספציפיים שיתעוררו בפרויקטים שונים ובהתאם למגבלות תקציב. • בנוסף תוכלו להשתמש בחיישני "מורשת" Legacy Sensors - חיישנים מהערכות הקודמות של לגו, בעזרת חוטים מתאמים , ופקודות שהוכנו במיוחד עבור חיישנים אלו. חיישן אור חיישן סיבוב חיישן טמפ'

13. פקודות המתן לחיישן • הצורה הפשוטה ביותר להשתמש בקריאות החיישנים השונים היא בעזרת שימוש בפקודות Wait For "המתן ל" . • בפקודת "המתן ל" , אנו מורים לתוכנית להמתין עד שערך הקריאה של החיישן יחצה ערך סף מסוים אותו אנו מגדירים. • נוכל למשל להפעיל מנוע ולהורות לתוכנית להמתין לכך שהמקודד יזהה שהציר הסתובב 720 מעלות (2 סיבובים) ורק אז להמשיך לפקודות הבאות. • נוכל למשל להפעיל מנוע ולהורות לתוכנית להמתין לכך שחיישן האור יזהה עוצמת אור קטנה מ 30 ( עצם שחור) ורק אז להמשיך בתכנית ולעצור את המנוע. • נוכל למשל להמתין לעוצמת קול גבוהה (מחיאת כף למשל) ורק אז להפעיל את מנועי הרובוט. וכמובן נוכל להמתין למחיאת כף נוספת כדי לעצור את הנסיעה, וכך הלאה.

14. יישום פקודות המתן לחיישן Wait • כל פקודות ההמתן מצויות בתפריט של צלמית ה Wait שצורתה כצורת שעון חול. • גרירת הצלמית לפנל הדיאגראמה תביא אותה בתצורה של המתן זמן • הקלקה על החץ הסגול שבתחתית הצלמית תגלה לנו את כל האפשרויות להמתנה : • וכדומה

15. בחירה בהמתנה לסוג ספציפי תגרום לשינוי הצלמית לצלמית הקשורה בצורתה לחיישן/לערך הנמדד:

16. תרגול פקודות המתן לחיישן Wait • חברו את כל סוגי החיישנים שבידכם לבקר ה NXT וחברו לו גם שני מנועים במוצאים A ו B . • כתבו את התכניות הבאות והריצו אותן כדי לוודא שהן מבצעות את מה שציפיתם שיבצעו. • 1. המתן ללחיצה על חיישן מגע ב 1 הפעל מנועים A וB , המתן 2 שניות ועצור. • 2. המתן למחיאת כף (רעש גבוה) ב3 הפעל מנועים A וB , המתן למחיאת כף שנייה ועצור. • 3. הפעל מנועים A ו B , המתן לעוצמת אור קטנה מ 30 ועצור. • 4. הפעל מנועים A ו B , המתן לעוצמת אור קטנה מ 30 עצור מנוע A המתן לעוצמת אור גדולה מ 40 והפסק את שני המנועים.