Робот движение по черной линии ev3 инструкция - RukovodstvoRus.ru - инструкции пользования и руководства

Инструкция для сборки робота ev3 для движения по черной линии

Достаточно простая и эффективная схема робота lego ev3 для движения по черной линии с двумя датчиками. В данной схеме лего представлен переднеприводный робот с большими колесами, это обеспечивает хорошую манёвренность, которая необходима при движении робота ev3 вдоль черной линии. Программа для движения робота ev3 по черной линии
Инструкция сборки робота Lego для движения по черной линии

Анологично собирается правая сторона робота ev3 для движения по черной линии

Датчики цвета можно разместить и по другому прикрепив их внутри

Крепим большие колеса через втулку

Детали для крпеления заднего колеса

14.

Датчик цвета можно опустить на одно деление для лучшей контрастности

Если есть в наборе шаровое колесо , то можно использовать его в качестве заднего колеса

Крепим провода датчики к портам 1 и 3 мотора к портам A и B

Другие схемы роботов lego ev3

Полезно почитать по теме движение по черной линии
Движение по черной линии Ev3
Циклические алгоритмы ev3

Комментарии ()

#
6 апреля 2019 в 19:38

0

Спасибо и респект автору за подробную инструкцию!

Shadow Lynx [SX]
#
1 июня 2019 в 08:17

0

Спасибо. это удобно

Людмила
#
17 января 2020 в 13:25

0

Огромное спасибо)) Очень, очень полезный ресурс))

Источник

Движение по линии

Введение:
Изучаем датчик цвета
Датчик цвета. Режим «Цвет»
Оранжевая палитра, программный блок «Переключатель»
Оранжевая палитра, программный блок «Прерывание цикла»
Датчик цвета – режим «Яркость отраженного света»
Датчик цвета – режим «Яркость внешнего освещения»
. Желтая палитра — «Датчики»
Движение по линии

Алгоритм движения по черной линии на одном датчике цвета
Алгоритм движения по черной линии с двумя датчиками

Алгоритм движения по черной линии на одном датчике цвета

Рассмотрим простейший алгоритм движения по черной линии на одном датчике цвета на EV3.

Данный алгоритм является самым медленным, но самым стабильным.

Робот будет двигаться не строго по черной линии, а по ее границе, подворачивая то влево, то вправо и постепенно перемещаясь вперед.

Алгоритм очень простой: если датчик видит черный цвет, то робот поворачивает в одну сторону, если белый — в другую.

Реализация в среде Lego Mindstorms EV3

В обоих блоках движения выбираем режим «включить». Переключатель настраиваем на датчик цвета — измерение — цвет. В нижней части не забудьте изменить «нет цвета» на белый.

Также, необходимо правильно указать все порты.

Не забудьте добавить цикл, без него робот никуда не поедет.

Проверьте. Для достижения лучшего результата попробуйте изменить значения рулевого управления и мощности.

Один датчик, с П регулятором

Алгоритм:

Действие алгоритма основано на том, что в зависимости от степени перекрытия, пучка подсветки датчика чёрной линией, возвращаемые датчиком показания градиентно варьируются. Робот сохраняет положение датчика света на границе чёрной линии. Преобразовывая входные данные от датчика света, система управления формирует значение скорости поворота робота.

Так как на реальной траектории датчик формирует значения во всём своём рабочем диапазоне (0-100), то значением к которому стремиться робот, выбрано 50. В этом случае значения передаваемые функции поворота формируются в диапазоне -50 — 50, но этих значений недостаточно для крутого поворота траектории. По этому следует расширить диапазон в полтора раза до -75 — 75

Более устойчиво алгоритм работает, если использовать моторы с управлением скоростью –100…100.

В этом случае есть возможность отрегулировать плавность поворота в соответствии с кривизной линии

Один датчик, с ПK регулятором

Вы наверно заметили, что в прошлом примере робот излишне раскачивался, что не давало ему достаточно разогнаться. Сейчас мы постараемся немного улучшить эту ситуацию.

К нашему пропорциональному регулятору мы добавляем ещё и простой кубический регулятор, который добавит изгиб в функции регулятора. Это позволит уменьшить раскачивание робота рядом нужной границей траектории, а так же совершать более сильные рывки при сильном удалении от неё

Алгоритм движения по черной линии с двумя датчиками

Движение с двумя датчиками:

Вы уже знаете алгоритм движения робота по черной линии с использованием одного датчика. Сегодня рассмотрим движение по линии с использованием двух датчиков цвета.

Датчики нужно установить таким образом, чтобы черная линия проходила между ними.

Алгоритм будет следующий:

• Если оба датчика видят белый цвет – двигаемся вперед;

• Если один из датчиков видит белый, а другой черный – поворачиваем в сторону черного;

• Если оба датчика видят черный цвет – мы на перекрестке (например, остановимся).

Для реализации алгоритма нам потребуется отслеживать показания обоих датчиков, и только после этого задавать движение роботу. Для этого будем использовать переключатели, вложенные в другой переключатель. Таким образом, мы опросим сначала первый датчик, а потом, независимо от показаний первого, опросим второй датчик, после чего зададим действие.

Подключим левый датчик к порту №1, правый – к порту №4.

Программа с комментариями:

Источник

Робот на Lego EV3 для соревнований Шорт-трект

Скачать инструкцию в формате pdf

Подключение датчиков и электромоторов

Левый датчик света подключается в порт 2
Правый датчик света подключается в порт 3
Датчик ультразвука подключается в порт 4
Левый электромотор подключается в порт B
Правый электромотор подключается в порт С

Программа для робота

В программе используется ПД регулятор для движения робота по черной линии.
Основная настройка программы идет в качестве подбора коэффициентов которые в программе обозначены именами k — основная переменная для реагирования робота на изменение черной линии, переменная d это дифференциальная составляющая отвечает за проверку выравнивание робота на черной линии.
Если робот слишком глубоко заехал на черную линию коэффициент d увеличит усиливающие значение для моторов и робот быстрее вернется на белую область.

Движение по черной линии с автоматической остановкой перед впереди едущим роботом

Скачать программу для робота среда EV3 Сlassroom

Движение по черной линии

Скачать программу для робота среда Lego EV3 MINDSTORMS

Движение по черной линии с автоматической остановкой перед впереди едущим роботом

Скачать программу для робота среда Lego EV3 MINDSTORMS + реакция на датчик ультразвука

На главную Главная

Источник

Инфоурок

›

Другое

›Презентации›Lego EV3. Движение по черной линии

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

“Алгоритм движения по черной линии с одним датчиком цвета”

Кружок по «Робототехнике»
Педагог до Езидов Ахмед Элиевич
При МБУ ДО «Шелковской ЦТТ»
2 слайд

Для изучения алгоритма движения по черной линии, будет использоваться робот Lego Mindstorms EV3 с одним датчиком цвета
3 слайд

Датчик цвета
Датчик цвета различает 7 цветов и может определить отсутствие цвета. Как и в NXT, он может работать как датчик освещенности.
Поле для соревнований роботов «Линия S»
Предлагаемый полигон с трассой в форме буквы «S» позволит вам провести еще одно интересное тестирование созданных роботов на скорость и реакцию.
4 слайд

Рассмотрим простейший алгоритм движения по черной линии на одном датчике цвета на EV3.
Данный алгоритм является самым медленным, но самым стабильным.

Робот будет двигаться не строго по черной линии, а по ее границе, подворачивая то влево, то вправо и постепенно перемещаясь вперед
Алгоритм очень простой: если датчик видит черный цвет, то робот поворачивает в одну сторону, если белый — в другую.
5 слайд

Движение по линии в режиме яркости отраженного света
с двумя датчиками

Иногда датчик цвета недостаточно эффективно может различить черный и белый цвета.
Решение этой проблемы заключается в использовании датчика не в режиме определения цвета, а в режиме
определения яркости отраженного света.
В этом режиме мы, зная значения датчика на темной и светлой поверхности, самостоятельно можем говорить, что будет считаться белым, а что черным.
6 слайд

Теперь определим значения яркости на белой и черной поверхностях.
Для этого в меню блока EV3 находим вкладку «Приложения модуля»
Теперь вы находитесь в окне просмотра портов и можете увидеть показания всех датчиков на текущий момент.
7 слайд

наши датчики должны подсветиться красным, что означает, что они работают в режиме определения яркости отраженного света. Если же они светят синим – в окне просмотра портов на нужном порте нажимаем центральную кнопку и выбираем режим COL-REFLECT.
Теперь поставим робота так, чтобы оба датчика располагались над белой поверхностью. Смотрим на цифры в портах 1 и 4.
В нашем случае, значения 66 и 71 соответственно. Это и будут значения белого у датчиков.
8 слайд

Теперь поставим робота так, чтобы датчики располагались над черной поверхностью. Снова посмотрим значения портов 1 и 4.
У нас 5 и 6 соответственно. Это – значения черного.
9 слайд

Дальше, мы изменим предыдущую программу. А именно – изменим настройки переключателей. Пока у них установлено Датчик цвета -> Измерение -> Цвет.
10 слайд

Нам же требуется установить Датчик цвета -> Сравнение -> Яркость отраженного света
Теперь мы должны установить «тип сравнения» и «пороговое значение». Пороговое значение – это значение некоторого «серого», значения меньше которого мы будем считать черным, а больше – белым. Для первого приближения удобно использовать среднее значение между белым и черным каждого датчика.
11 слайд

Таким образом, пороговое значение первого датчика (порт №1) будет (66+5)/2=35.5. Округлим до 35.
Пороговое значение второго датчика (порт №4): (71+6)/2 = 38.5. Округлим до 38.
Теперь выставляем эти значения в каждом переключателе соответственно.

Вот и все, блоки с движениями остаются на своих местах без изменений, так как, если мы ставим в «типе сравнения» знак «<», то все, что сверху (под галочкой) будет считаться черным, а снизу (под крестиком) – белым, как и было в предыдущей программе.
Старайтесь ставить датчики так, чтобы разница между белым и черным была как можно больше. Если разница меньше 30 — ставьте датчики ниже.
12 слайд

Это было краткое руководство по программированию робота Lego ev3, для движения по черной линии, с одним и двумя датчиками цвета

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 259 323 материала в базе

Выберите категорию:
Выберите учебник и тему

Выберите класс:
Тип материала:
- Все материалы
- Статьи
- Научные работы
- Видеоуроки
- Презентации
- Конспекты
- Тесты
- Рабочие программы
- Другие методич. материалы

Найти материалы

Другие материалы

27.02.2017
691
1

Рейтинг:
3 из 5

27.02.2017
1684
13

27.02.2017
661
3

27.02.2017
2066
13

27.02.2017
417
5

27.02.2017
581
0

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Подростковый возраст — важнейшая фаза становления личности»
Курс повышения квалификации «Методика написания учебной и научно-исследовательской работы в школе (доклад, реферат, эссе, статья) в процессе реализации метапредметных задач ФГОС ОО»
Курс повышения квалификации «Формирование компетенций межкультурной коммуникации в условиях реализации ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: организация реабилитационной работы в социальной сфере»
Курс повышения квалификации «Экономика и право: налоги и налогообложение»
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС педагогических направлений подготовки»
Курс повышения квалификации «Финансы: управление структурой капитала»
Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности специалиста оценщика-эксперта по оценке имущества»
Курс профессиональной переподготовки «Эксплуатация и обслуживание общего имущества многоквартирного дома»
Курс профессиональной переподготовки «Гостиничный менеджмент: организация управления текущей деятельностью»
Курс профессиональной переподготовки «Информационная поддержка бизнес-процессов в организации»
Курс профессиональной переподготовки «Гражданско-правовые дисциплины: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Информационная этика и право»

Скачать материал
- 27.02.2017
  
  33231
- PPTX
  4.9 мбайт
- 350
  скачиваний
- Рейтинг:
  1 из 5
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Езидов Ахмед Элиевич. Инфоурок является
информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте
методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них
сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с
сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Удалить материал
- На сайте: 6 лет и 6 месяцев
- Подписчики: 0
- Всего просмотров: 33434
- Всего материалов:
  
  2

Источник

Находясь на сайте, вы даете согласие на обработку файлов cookie. Это необходимо для более стабильной работы сайта

Основы программирования LEGO Education EV3 Mindstorms

Подготовка к соревнованиям

Для участия в соревнованиях «Следование по линии» узнайте, как должен быть устроен ваш робот, и как работает датчик цвета.

Регулятор — устройство, которое управляет величиной контролируемого параметра в системах автоматического регулирования. Его задача — следить за отклонением контролируемого параметра от заданного значения и формировать управляющий сигнал для минимизации этого отклонения.

Датчик (то же, что и сенсор) — устройство, воспринимающее внешнее воздействие (давление, температуру, деформацию, частоту, электрическое напряжение, положение в пространстве и т. д.) и непрерывно преобразующее его в сигнал, удобный для передачи, обработки или регистрации.

Терморегулятор — устройство для поддержания постоянной температуры.

Фоторезистор — датчик, электрическое сопротивление которого меняется в зависимости от интенсивности падающего на него света. Чем выше уровень освещенности, тем ниже электрическое сопротивление, и наоборот.

Реле — электромеханическое устройство, которое позволяет замыкать или размыкать электрическую цепь при поступлении на него управляющего сигнала.

Примеры использования регуляторов

Задача: поддерживать заданную температуру подошвы утюга.

Регулятор: терморегулятор — система, состоящая из биметаллической пластины, контактов и механизма установки заданной температуры.

Принцип работы: электрический ток проходит через нагревательный элемент, который выделяет тепловую энергию и передает ее на подошву утюга. В электрической цепи также установлен регулятор с биметаллической пластиной (подробнее о биметаллической пластине).

Если температура меньше заданной, то биметаллическая пластина замыкает контакты, и утюг нагревается. Если температура выше заданной, то пластина изгибается (это происходит потому, что разные металлы при нагреве расширяются по-разному), размыкает контакты, и утюг остывает

1 — ручка для установки температуры нагрева; 2 —контактная пластина регулятора; 3 — штифт из термостойкого изоляционного регулятора; 4 — биметаллическая пластина (А — медная, В — стальная); 5 — нагревательный элемент (ТЭН)

Принцип работы терморегулятора

Объект: уличное освещение

Задача: автоматическое включение искусственного источника света, когда уровень естественной освещенности на улице становится ниже порогового значения (например, при наступлении сумерек).

Регулятор: фотореле — система, включающая в себя фоторезистор, реле и управляющие элементы.

Принцип работы: с наступлением темного времени суток количество солнечного света, попадающего на светочувствительную поверхность фоторезистора, уменьшается.

При этом электрическое сопротивление датчика, наоборот, возрастает. Когда электрическое сопротивление достигает уровня выше порогового значения, управляющие элементы схемы дают сигнал на замыкание контактов реле. Искусственное освещение включается.

С рассветом естественная освещенность на улице начинает увеличиваться, и электрическое сопротивление фоторезистора снижается. Когда уровень освещенности достигает отметки выше порогового значения, а электрическое сопротивление — ниже порогового значения, управляющие элементы схемы дают сигнал на размыкание контактов реле, выключая искусственный источник света.

Релейный двухпозиционный регулятор

Релейными двухпозиционными регуляторами называются регуляторы, у которых регулирующий элемент под действием сигнала от датчика может принимать одно из двух крайних положений: «открыт» или «закрыт».

Алгоритм релейного двухпозиционного регулятора

Датчик цвета LEGO EV3 Mindstorms

Датчик цвета LEGO EV3 Mindstorms — это цифровой датчик, который определяет цвет или яркость света, поступающего в фотоприемник на лицевой стороне датчика. Он измеряет интенсивность света, падающего на фотоприемник, и может работать в трех разных режимах: «Цвет», «Яркость отраженного света» и «Яркость внешнего освещения».

В режиме «Цвет» датчик может распознать 7 различных цветов:

Отсутствие цвета свидетельствует о том, что датчик находится на таком расстоянии от исследуемой поверхности, при котором он не способен различать цвета (более 5 см).

Для наибольшей точности, выбирая режим «Цвет» или «Яркость отраженного света», датчик следует держать под прямым углом к исследуемой поверхности (смотри рисунок) на расстоянии 0,5 см.

В этом разделе вы узнаете, какие детали для сборки робота вам пригодятся, и какие тонкости нужно учесть, чтобы собрать идеального робота для соревнований

Такого робота нам предстоит собрать

Шаг 4 из 26. Соедините правый двигатель с основным блоком так же, как в шаге 7

Шаг 7 из 26. Соедините второй двигатель и 2 синих штифта с основным блоком

Шаг 8 из 26. Соедините синий штифт с основным блоком

Шаг 9 из 26. При работе с батарейками, а не с аккумулятором можно изменить схему так, чтобы данная площадка соприкасалась с батарейным отсеком за счет крепления двигателей выше на 1 модуль

Шаг 13 из 26. Соедините вторую изогнутую балку буквой Г с корпусом

Шаг 14 из 26. Соедините волокушу и закрепите площадку с двигателем красным штифтом

Подготовьте все детали, которые вам понадобятся для сборки робота

Проверяйте каждую деталь на соответствие ее свойствам: колеса должны крутиться, а штифты — крепко удерживать балки между собой

Собирайте робота шаг за шагом, в соответствии с инструкцией

Если шаг сборки вам непонятен, то вернитесь на шаг назад и проверьте правильность сборки на предыдущем шаге

По окончании сборки обязательно сверьте вашу модель с итоговым образцом и проверьте надежность соединения всех узлов конструкции

Оптимальные параметры робота

Установите датчик на высоте 0,5 см от полигона (один модуль LEGO). Если установить датчик выше или ниже, то он будет хуже считывать цвет поверхности.

Расположите датчик и колеса таким образом, чтобы они находились в углах равностороннего треугольника. Если установить датчик на другом расстоянии, то робот будет двигаться менее стабильно и сходить с траектории.

Соберите робота так, чтобы его центр тяжести находился над осью колес. Если центр тяжести будет расположен не над колесами, то это приведет к пробуксовке на поворотах и к снижению скорости робота.

Дополнительные инструменты

Запрограммируйте вашего робота в режиме определения цвета и протестируйте его на полигоне

После установки запустите программу и создайте новый проект

Запрограммируйте вашего робота, как это показано на видео, и протестируйте его на полигоне

Да, вот так! Теперь пройдись по схеме.

Режим блока рулевого управления «Включить»

Установлено значение параметра «Угол поворота» 35 — направо

Режим блока рулевого управления «Включить»

Блок «Условие». Выбран режим «Датчик цвета» –> «Измерение» –> «Цвет»

Установлено максимальное значение параметра «Мощность двигателей» 100

Установлено значение параметра «Угол поворота» 35 — налево

Установлено максимальное значение параметра «Мощность двигателей» 100

Выберите цвет поверхности:

0 = нет цвета
1 = черный
2 = синий
3 = зеленый
4 = желтый
5 = красный
6 = белый
7 = коричневый

Ветка условия, которая выполняется, когда датчик видит черный цвет

Ветка условия, которая выполняется, когда датчик видит белый цвет

Блок «Рулевое управление»

Поменяйте режим датчика цвета с определения цвета на сравнение яркости отраженного света и узнайте, как это повлияет на движение робота по линии

В режиме «Яркость отраженного света» датчик определяет в процентах от 0 до 100, сколько света отразилось от поверхности и вернулось в фотоприемник по отношению к количеству света, выпущенного светодиодом, расположенным на лицевой стороне датчика.

0 — поверхность черного цвета или поверхность отсутствует, 100 — поверхность белого цвета

Режим сравнения яркости отраженного света позволяет более точно определить цвет и границы поверхности и, соответственно, помогает более точно управлять движением робота. В данном режиме также удобно работать и при изменяемых условиях внешней освещенности.

Определение границы черной линии и белого полигона

Для того чтобы определить границу черной линии и белого полигона, выполните следующие действия:

Наведите датчик освещенности на черную линию и запишите значение яркости отраженного света в этом месте

Наведите датчик освещенности на белый полигон и запишите значение яркости отраженного света в этом месте

Занесите показания в формулу расчета границы черного и белого и вычислите значение серого

Используйте полученное значение в вашей программе

Формула расчета границы черного и белого

Серый равен среднему арифметическому между черным и белым.

Выберите режим сравнения яркости отраженного света

Установлено пороговое значение серого 35

Да, вот так! Теперь пройдись по схеме.

Сравнение со знаком «Меньше»

Теперь вы готовы принять участие в соревнованиях!

Посмотрите советы победителей

Зарядите аккумуляторы и обязательно возьмите запасные батарейки. Они разряжаются всегда не вовремя

Перед запуском проверяйте надежность скрепленных деталей и колес. Развалившийся робот часто становится досадной причиной проигрыша

Сотрите из памяти робота все ненужные программы. Оставьте только те, которые необходимы для выполнения задачи. Исключите вероятность случайного запуска не той программы

Перед заездом протрите шины вашего робота и убедитесь, что на полигоне нет мусора. Чем чище — тем лучше сцепление колес с полигоном

Изучите опыт победителей прошлых лет

Сверьтесь с планом подготовки к соревнованиям

Продумать алгоритм робота

Tест

Насколько вы готовы к соревнованиям?

Это последний этап подготовки к соревнованиям

На какой высоте от поверхности наиболее оптимально устанавливать датчик освещенности робота, следующего по черной линии?

В вопросе несколько верных вариантов ответа

Вплотную

Нет, так совсем нельзя. Должен остаться зазор

0.5 см

Да, 1 модуль примерно равен 0.5 см

Толщина двух пальцев

Зависит от пальцев, конечно, но достаточно толщины одного.

Если датчик освещенности в режиме определения освещенности возвращает значение 0, то он направлен на:

Абсолютно темную поверхность

Да, верно!

Поверхность белого цвета

Нет, все наоборот

Поверхность красного цвета

Было бы совсем другое значение

Поверхность серого цвета

Было бы совсем другое значение

Какой знак следует поставить в данном алгоритме, для того чтобы робот ехал вдоль черной линии, а граница черного и белого определена как 34, и робот располагается левее линии?

В вопросе несколько верных вариантов ответа

Меньше

Нет, тут нужен другой знак

Больше либо равно

Да, тоже подходит!

Меньше либо равно

Нет, этот вариант не подойдет

Как изменится движение робота, если датчик освещенности сдвинуть ближе к оси колес?

Движение робота станет более плавным

Нет, что-то другое произойдет

Движение робота станет более «Дерганным»

Верно! Можно идти дальше

Движение робота не изменится

Оно все же изменится

Какие действия приведут к увеличению скорости при движении вдоль черной линии и уменьшению времени прохождения полигона с помощью релейного регулятора?

Выберите все действия.

Подбор более точного значения серого цвета

Да!

Установка меньшего значения мощности двигателя

Нет, этот вариант лишний

Установка более оптимального значения угла поворота

Точно!

Установка большего значения мощности двигателей

То что нужно!

Кажется, вы еще не готовы к соревнованиям

Посмотрите материалы урока еще раз и возвращайтесь

Вы готовы! Вперед, на соревнования!

Таким результатом стоит поделиться

Источник