датчик. Гироскопический датчик. Гироскопический датчик Создание проекта
Единственный в мире Музей Смайликов
Самая яркая достопримечательность Крыма
Скачать 111.15 Kb.
2. Знакомство с темой и целями урока.
3. Проработка прошедшего урока.
— Что вы можете сказать о современном роботе?
— Как развитие роботов влияет на нашу жизнь?
2. Записывает тему урока в тетрадь.
3. Ознакомиться с целями урока.
4. Обсуждать между собой вопросы, делиться мыслями, писать общие мысли, отстаивать свое мнение.
Гироскоп — это устройство, способное приспосабливаться к изменению угловой ориентации тела, в котором оно установлено.
Гироскопический датчик предназначен для измерения угла поворота или скорости вращения робота.В верхней части корпуса датчика имеются две направляющие.
Поэтому важно правильно установить датчик на робота. Для повышения точности измерения гироскопического датчика его необходимо правильно закрепить на корпусе робота.Перед началом движения робота текущий показатель гироскопического датчика должен быть установлен на 0. В противном случае при движении робота датчик гироскопа будет неправильно измерять угол поворота и скорость поворота. Если робот во время движения поворачивается против часовой стрелки, то значения измерений датчика будут отрицательными. А если его повернуть по часовой стрелке, то результат измерения будет положительным.
Максимальное значение при расчете скорости вращения гироскопического датчика составляет 440 град/сек.
- порт подключения датчика;
- выбрать режим работы;
- ввод данных измерений;
- производить.
Входные и выходные значения для гироскопа. Учебник стр. 80, рис. 48.
Гироскопические датчики широко используются в промышленности и армии. Например, гироскопы управляют движением радиоуправляемых моделей самолетов и вертолетов. Он используется для навигации, управления транспортным средством и активации подушек безопасности в легковых автомобилях. Невозможно представить работу боевых роботов и управление подводными лодками без гироскопического датчика.
Персональная работа. Задание 1.
Презентация, задание «Использовать на практике».
Описание:
— Создает программные блоки, которые поворачивают робота на 900 из его положения стоя.
ПБ: наклейка /5 баллов/
Групповая работа. Задача 2.
-Проанализировать функции блоков в программе «Робот до 900». Обратите особое внимание на числовые параметры в блоках. Какие изменения можно внести, изменив эти числовые параметры?
Описание:
-объясняет, какие изменения можно произвести, изменив числовые параметры.
ПБ: наклейка /3 балла/
Групповая работа. Задача 3.
Гироскопический датчик
Завершающий урок цикла "Первые шаги" посвятим изучению гироскопического датчика. Данный датчик, как и ультразвуковой, 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.
Гироскопический датчик (Рис. 1) предназначен для измерения угла вращения робота или скорости вращения. Сверху на корпусе датчика нанесены две стрелки, обозначающие плоскость, в которой работает датчик. Поэтому важно правильно установить датчик на робота. Также для более точного измерения крепление гироскопического датчика должно исключать его подвижность относительно корпуса робота. Даже во время прямолинейного движения робота гироскопический датчик может накапливать погрешность измерения угла и скорости вращения, поэтому непосредственно перед измерением следует осуществить сброс в 0 текущего показания датчика. Вращение робота против часовой стрелки формирует отрицательные значения измерений, а вращение по часовой стрелке — положительные.
Гироскопический датчик Lego EV3
Гироскопический датчик EV3 поставляется в составе образовательного конструктора Lego Mindstorms EV3. В домашней версии Lego EV3 датчика гироскопа нет. Если есть необходимость, его можно купить отдельно.
Датчик гироскоп — это цифровой датчик
гироскопический датчик Lego EV3
Принцип работы гироскопического датчика
Принцип работы датчика заключается в том, что он способен отслеживать вращение. Датчик гироскопа EV3 способен обнаружить вращение всего по одной оси. На верхней стороне датчика мы можем увидеть две стрелки. Эти стрелки показывают нам плоскость работы гироскопического датчика.
- При вращении датчика в плоскости стрелок на верхней части датчика он может определять угловую скорость вращения. Она измеряется в градусах в секунду. 440 градусов в секунду является максимальной угловой скоростью, которую модет измерить датчик.
- Кроме скорости вращения датчик может определять угол вращения. Измерение угла вращения происходит в градусах. Точность измерения гироскопического датчика +/- 3 градуса если поворот на 90 градусов.
Особенности датчика гироскопа EV3
Для правильной работы датчика его нужно включать в контроллер EV3 в полностью неподвижном состоянии. Когда мы устанавливаем гироскопический датчик на робота обязательным условием является полная неподвижность робота в его начальном состоянии. Робот должен стоять без движения, иначе датчик будет работать некорректно. При помощи этого датчика можно легко программировать повороты робота вокруг оси. Датчик имеет частоту дискретизации 1 килогерц.
Сенсор подключается к блоку программирования EV3 плоским черным соединительным кабелем, который входит в набор. Гироскопический датчик можно подключить к любому входному порту, который обозначен цифрами от 1 до 4. Но по умолчанию датчик подключается во второй порт. Программное обеспечение контроллера Lego EV3 автоматически определяет порт подключения датчика.
порт контроллера
Одной из особенностей датчика гироскопа EV3 является проблема дрейфа. Она состоит в том, что, когда датчик в покое т.е. неподвижен, его показания изменяются и постоянно увеличиваются. Эта проблема может быть решена несколькими способами, но это лучше рассматривать в отдельной статье.
Области применения гироскопического датчика
Гироскопические датчики широко распространены и применяются как в быту, так и в промышленных и военных областях. В быту, например, гироскопы стабилизируют поведение радиоуправляемых моделей самолетов и вертолетов. Навигация и управление транспортными средствами также использует датчики гироскопы. В легковых автомобилях датчики активируют подушки безопасности при опрокидывании.
модели на радиоуправлении
Системы навигации и системы реагирования на чрезвычайные ситуации используют гироскопические датчики для повышения надежности работы оборудования. Роботы, роботизированные платформы в военной области используют датчики гироскопы в системах управления и наведения. Подводные лодки, самолеты, автономные подводные аппараты и многое другое не могут эффективно работать без применения гироскопических датчиков.
Практически на всех смартфонах также установлен датчик гироскопа. Он часто используется в мобильных играх, функциях автоповорота изображения и многих других. Можно привести еще множество примеров использования датчика гироскопа. Но в нашем случае мы изучаем очень простой датчик, который позволяет понять основные принципы работы гироскопов.
Как правильно установить датчик гироскоп на робота
Введение:
Завершающий урок цикла «Первые шаги» посвятим изучению гироскопического датчика. Данный датчик, как и ультразвуковой, 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.
10.1. Изучаем гироскопический датчик
Гироскопический датчик (Рис. 1) предназначен для измерения угла вращения робота или скорости вращения. Сверху на корпусе датчика нанесены две стрелки, обозначающие плоскость, в которой работает датчик. Поэтому важно правильно установить датчик на робота. Также для более точного измерения крепление гироскопического датчика должно исключать его подвижность относительно корпуса робота. Даже во время прямолинейного движения робота гироскопический датчик может накапливать погрешность измерения угла и скорости вращения, поэтому непосредственно перед измерением следует осуществить сброс в 0 текущего показания датчика. Вращение робота против часовой стрелки формирует отрицательные значения измерений, а вращение по часовой стрелке — положительные.
Рис. 1
Рассмотрим программный блок «Гироскопический датчик» (Рис. 2) Желтой палитры. Этот программный блок имеет три режима работы: «Измерение», «Сравнение» и «Сброс». В режиме «Измерение» можно измерить «Угол», «Скорость» или одновременно «Угол и скорость».
Рис. 2
Давайте закрепим гироскопический датчик на нашем роботе (Рис. 3), подсоединим его кабелем к порту 4 модуля EV3 и рассмотрим примеры использования.
Рис. 3
Задача №22: написать программу движения робота по квадрату с длиной стороны квадрата, равной длине окружности колеса робота.
Решение:
- Перед началом движения сбросим датчик в 0, используя программный блок «Гироскопический датчик» Желтой палитры;
- Мы уже знаем: чтобы проехать прямолинейно требуемое расстояние — необходимо, воспользовавшись программным блоком «Независимое управление моторами», включить оба мотора на 1 оборот.
- Для поворота робота на 90 градусов в этот раз воспользуемся гироскопическим датчиком:
- используя программный блок «Независимое управление моторами», заставим робота вращаться вправо вокруг своей оси;
- используя программный блок «Ожидание» в режиме «Гироскопический датчик», будем ждать, пока значение угла поворота не достигнет 90 градусов;
- Выключим моторы;
Попробуйте решить Задачу №22 самостоятельно, не подглядывая в решение.
Рис. 4
«Первые шаги» — послесловие
Десятый урок завершает курс «Первые шаги». На протяжении всех уроков вы познакомились с конструктором Lego mindstorms EV3, со средой программирования, научились использовать моторы и датчики. Если вы успешно одолели курс «Первые шаги», то впереди вас ждет знакомство с решением популярных задач робототехники в рамках курса «Практика». Удачи!