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乐高机器人教程6乐高机器人教程6 默认分类 2008-06-24 22:04:32 阅读787 评论0   字号:大中小 订阅                                                                       认识传感器           4.6.3在同一个端口上连接多个传感器 在许多特殊情况下,在同一个端口连接多个传感器是可行的,对你的设备也是安全的。例如,触动传感器用并联结构可以很简单的把它们联接在一起,也就是说,它们中的一个被按下,就产生ON状态,实现方法也...

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乐高机器人教程6 默认分类 2008-06-24 22:04:32 阅读787 评论0   字号:大中小 订阅                                                                       认识传感器           4.6.3在同一个端口上连接多个传感器 在许多特殊情况下,在同一个端口连接多个传感器是可行的,对你的设备也是安全的。例如,触动传感器用并联结构可以很简单的把它们联接在一起,也就是说,它们中的一个被按下,就产生ON状态,实现方法也比较容易.只需把所有传感器连接到同一端口。你不用明白哪一个被按下,但你可以根据已有的因素推断出这些信息。例如,有一个机器人的前后部都有一个缓冲器,你可以把两个开关连接到同一个端口上。当有一个缓冲器被按下时,你的程序就会知道应该是向前还是向后,然此它能正确的解释这些信息和动作。还有一个例子,或许你的移动机器人有一个手臂,在特定位置它需要一个限位开关去停止动作。如果在触发手臂时机器人静止的,你可以让限位开关和机器人的缓冲器的开关线安全的使用同一个端口。 用串联结构的方式来合并两个传感器稍微有点复杂。Tom Schumm 拿出了如图4.15所示的解决方法。只有当你同时把两上触动传感器都按下去时,才可以得到ON状态。虽然这是一个难以想象的方法,你或许会需要一个这样的合并。 图4.15 用串联结构连接两传感器 其它的传感器(如光电,角度和温度)如果同时接在同一个端口上,不能很好的工作。如果它们中的相同的或者不同的传感器连在一起使用,你所得到的结果会是无法预测的。但有一个例外:你可以把光电传感器和触动传感器连接在同一个端口上(只适用于配置光电传感器)。这个窍门是由Brian Stormont提供的,实际上,光电传感器所读取的值不会超过90%,当角度传感器被按下时,读取的数值就会跳过100%,这样就允许程序去检测这个事件。唯一的缺点是当触动传感器被按下时,你无法读取其光值。但触动传感器接受短脉冲的情况下,通过使用这个小窍门,你可以隐藏其中一个输入端口。 4.7其它传感器 在乐高家族中还有多种传感器,但我们在此不作过多讨论,因为要么它们不太容易学,用途大也不大。Cybermaster套装包括3个触动传感器,与MINDSTORMS提供的触动传感器相似。不过,本套装中提供的3个传感器的按钮颜色不同,所以易于识别(图4.16)。且这些传感器的外壳是透明的,可以看到其内部的机械结构,可以看到其内部电阻上标的数值。由于其原始数值不同,其反馈回的读数也不同,也就是说,我们可以将这些传感器连接到同一端口,根据读数不同,来确定哪个传感器被触发。 图4.16所示为Cybermaster套装里的3种触动传感器 LEGO DACTA系列产品中另有其他类型的传感器,如用于测量天气状况(如湿度)或其他特殊变量。这些传感器不是通用传感器,价格也较高。 很多人开发了自己的传感器,如果你想为系统添加其他非乐高部件,这些传感器会非常有用,我们将在第9章中讨论这个问题。 如果希望进一步了解LEGO(和非乐高)传感器的工作原理,请参阅附录A,强烈推荐Michael Gasperi的网站。Michael Gasperi是这方面的权威,有很多独到的发现,他将自己的发现及从其他爱好者那里收集到的有用的信息都公布在他的网站上。 小结 本章主要介绍了乐高传感器家族--4种基本传感器:触动、光电、角度与温度传感器。这些传感器的基本用途显而易见,但是,如果想完全了解,就要仔细研究。例如,触动传感器看似简单,但在你的小发明中,触动传感器可以完成许多重要的工作, 如作为计数器或缓冲器。 前面已经介绍的光电传感器,是极为通用的硬件。在制作中可以代替触动传感器或角度传感器,配合IR LED 或RCX,可以用于检测环境,使你的机器人不需要碰到障碍物就可以避开。 本书的很多复杂项目中都使用了角度传感器,现在你已经了解了它的工作原理,也知道了如果手头没有角度传感器,可以用什么方式实现它的功能。 到目前为止,我们很少关注温度传感器,一则是因为它的应用范围所限,另外,我们将在第二部分后面详细介绍它。 这是机器人套装里面的最后一个传感器。这是一个可选传感器,它不在机器套装里面提供,但是你可以很容易的通过LEGO在线购物或是家庭购物得到。我们说,它只是一个传感器,你可以不用到它。尽管它可以为您带来一些乐趣,当你的饮料太热或是太凉时,机器人可以提示你。 温度传感器没有可以活动的部分,只是一个圆形的小铝筒(图4.9)。根据你在程序中所使用的图标,你可以获取到摄式温度和华氏温度。它可以测量-20℃至70℃之间的温度值(-4℉至158℉),但是从一个值变到另一个值,刷新率会有点慢。所以,如果你想用它来进行温差变化比较快的实验,它不是一个最好的设备。 图4.9 温度传感器 注意: 乐高传感器有两种:有源传感器和无源传感器。无源传感器,简而言之,也就是它并不需要外界电源就可以工作。触动传感器和温度传感器属于无源传感器。而角度传感器和光电传感器则属于有源传感器。 你是否想知道有源传感器是如何通过一条导线输出电源并将数据返回RCX的呢?答案是输出电源(大约3秒)和读取数值(大约1秒)是一个周期。 下面这个方程式常常用来把传感器读取到的原始值转换成摄式(℃)温度值: ℃=(785-原始数值)/8 根据下面这个公式可以将摄氏温度转换成华氏温度: ℉=℃×9/5+32 4.6传感器的使用技巧和窍门 不久你就会发现,在一个特殊的项目中,可能会没有合适的传感器可以使用。例如,你需要三个触动传感器,而你却只有二个,或者你需要一个角度传感器,而你却根本没有。怎么办呢?没有什么办法可以将任何一个传感器变成一个光电传感器或是温度传感器,但触动传感器和角度传感器有时是可以互换的。     另外一个问题是,我们每次用RCX进行搭建时,都会因为端口数量的限制而产生冲突。以后,在本书中我们会摸索一些非乐高的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 去解决这个问题,但现在我们将要讨论的是一些简单的事例,你可以在同一个输入端口上接一个或更多的传感器。 在以后的章节里,你将会发现一些通用或是经过测试的小窍门,会对你有一定的帮助。 4.6.1模拟一个触动传感器 把一个光电传感器变成一个触动传感器比较容易;实际上你已经知道其解决方法了。首先,搭建一个类似于图4.6中所示的结构。在默认状态时,传感器前面有一个LEGO积木。靠杠杆(或者是梁、轴、板等等)的压力在光电传感器的前面移动一个不同颜色的积木,此时程序就会检测到这种变化。用一条橡皮筋将你的元件保持在初始位置。尽可能从外围保护你的光电传感器。 通过做一个小的传动装置,将触动传感器转换成一个角度传感器也是可行的,当按下触感时,这个装置至少旋转1/16圈。 图4.10所显示的是许多可能用到的方法中的一种。 4.6.2模拟一个角度传感器 在很多情况下都可以选择角度传感器,且所才用的方法是基于计算一个旋转机构产生的单个脉冲的次数。但有个缺点是他们通常无法检测出旋转方向。但这无关紧要,当与马达连结起来以后,你就知道传感器的运动方向。 图4.10 用角度传感器来模仿触动传感器 图4.11的组图显示了轴带动凸轮按下触动传感器,其原理就是用一个凸轮或者是其它合适的部件,其旋转时周期性的按下触动传感器。每旋转一次,作一个记号,这种传感器的精确度较低。但可以旋转一次多次按下传感器来提高精度,或者稍微向上调整一下传感器以达到所需的精度。 图4.11用触动传感器来模仿一个角度传感器 用一个光电传感器模仿一个角度传感器来也并不困难:用不同颜色的小积木做一个旋转的盘,计算从一种颜色到另一种颜色的变化(如图4.12)。同样要尽可能的降低来自外界光源的影响。 图4.12 用光电传感器来模仿角度传感器 有两种LEGO电气元件,尽管它们并非实际的传感器,但它们可以很好的模仿角度传感器的应用。它们并不包括在MINDSTROMS kit中,但它们并不难找到。    第一个是我们在第三章所提到的极性开关。如图4.13一样连接,当一个触动传感器一样来使用它。每旋转一次,电路接通二次。 图4.13 用极性开关来模拟一个角度传感器 注意: 当用极性开关来模拟一个角度传感器时,由于磨擦系数太高,极性开关不能象真正的角度传感器那样自由的旋转。 第二种就是光纤(FOS)系统装置(如图4.14)。主要是作为一个装饰,当有电源提供时,会发射红色光线,通过旋转它,你可以定位8个小孔中其中一个小孔.尽管其应用原始,作为一个角度传感器,它的用途是令人惊讶的。尽可能直接把它连接到RCX的输入端口上并作为一个光电传感器一样来进行设置;缓慢的旋转它并在显示屏上查看其值。从70%变化到2%,然后又回到70%,可以计算出每转动一次值变化16.然而,方法与原始的角度传感器相类似。它有一个低磨擦商数,可以看成是一个理想的替代品。 图4.14 光纤系统装置
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