Integration von Sensoren in einen Wettbewerbsroboter
Die „Augen und Ohren“ des Roboters
Die VEX IQ-Herausforderungen wachsen, da immer mehr Schüler mit den Wundern der Robotertechnologie vertraut gemacht werden. Jedes Jahr wird den Wettbewerbsteilnehmern eine spannende technische Herausforderung in Form eines Spiels präsentiert. Ziel des Spiels ist es, in einem festgelegten Zeitraum so viele Punkte wie möglich zu erzielen. Einer der herausfordernden Aspekte für Teams ist es, einen Roboter-Build zu erstellen, um Aufgaben so effizient wie möglich zu erledigen und die meisten Punkte zu sammeln. Teams müssen verschiedene Sensoren verwenden und sich darauf verlassen, um dieses Ziel zu erreichen. Robotersensoren werden verwendet, um den Zustand und die Umgebung eines Roboters abzuschätzen. Genau wie menschliche Sinne senden Roboter-Sensoren elektronische Nachrichten an das Gehirn, die es ihnen ermöglichen, ein angemessenes Verhalten zu zeigen, das der Roboter benötigt, um die Aufgabe zu lösen.
Wettbewerbsroboter verwenden viele Sensoren in einem Wettbewerb:
- Der Stoßstangenschalter erkennt, ob er gerade gedrückt oder losgelassen wird, und liefert diese Informationen an das Robotergehirn. Zum Beispiel kann der Stoßstangenschalter erkennen, wenn er mit einer Oberfläche, wie etwa einer Umfangswand, oder einem Objekt, wie etwa einer Spielfigur, in Kontakt kommt.
- Der Farbsensor kann die Farbe eines Objekts in der Nähe des Sensors erkennen. Dies ist nützlich, wenn der Roboter unterschiedlich gefärbte Objekte sortieren, an ein spezifisch gefärbtes Objekt heranfahren oder die Farbe von Objekten beim Vorbeifahren am Sensor erkennen soll.
- Der Abstandssensor verwendet die gleichen Prinzipien wie Sonargeräte, um Schall zu messen. Zum Beispiel kann der Roboter den Abstandssensor verwenden, um auf ein Objekt oder eine Oberfläche zu fahren, bis es sich innerhalb einer bestimmten Entfernung befindet, ohne es zu berühren. Dies kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Roboter keine Spielsteine umstößt.
- Der Gyro-Sensor an einem Roboter ermöglicht es dem Roboter zu erkennen, wie weit er sich gedreht hat. Dies ist nützlich, damit der Roboter präzise Kurven auf rutschigen oder unebenen Oberflächen ausführen kann.
- Die Touch-LED ermöglicht es Ihrem Roboter, zu erkennen, wenn er mit einem Finger berührt wird, sowie viele verschiedene Farben anzuzeigen. Zum Beispiel können Teammitglieder sehen, wenn verschiedene Abschnitte eines autonomen Programms ausgeführt werden, indem sie die Touch-LED so programmieren, dass für jeden Abschnitt eine eindeutige Farbe angezeigt wird.
Diskussion motivieren
F: Der Gyro-Sensor kann es einem Roboter ermöglichen, genauere Kurven zu machen, aber wie sonst kann er an einem Roboter verwendet werden? Kann es seitlich gedreht montiert werden?
A: Der Gyrosensor kann seitlich gedreht montiert werden, um den Winkel zu messen, den der Roboter nach oben oder unten neigt. Zum Beispiel kann der Gyrosensor den Winkel einer Steigung messen, die der Roboter hochfährt. Der Gyrosensor kann auch verwendet werden, um einen Arm an einem Roboter um eine bestimmte Anzahl von Grad genau anzuheben oder abzusenken.
F: Wie kann der Abstandssensor an einem Roboter in einer Wettkampfumgebung verwendet werden?
A: Die Antworten können variieren, aber eine Möglichkeit besteht darin, zu bestimmen, wie weit der Roboter von Wänden oder anderen Robotern entfernt ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Roboter nicht mit anderen Robotern oder einer Oberfläche kollidiert, die ihn möglicherweise beschädigen könnte.
Erweitern Sie Ihr Lernen
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Das diesjährige Spiel
Bitten Sie die Schüler, diesen Link als Erweiterungsaktivität anzusehen , um weitere Informationen über das diesjährige Spiel VEX IQ Challenge zu erhalten.
Bitten Sie die Schüler, ein Brainstorming durchzuführen und ihre Ideen in ihre technischen Notizbücher zu schreiben, wie sie Sensoren verwenden könnten, um ihren Roboter so zu programmieren, dass er Punkte erzielt. Ermutigen Sie die Schüler, Skizzen eines potenziellen Roboterbaus vorzulegen. Erleichtern Sie eine Diskussion mit den Schülern, indem Sie fragen:
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Welchen Sensor würden Sie verwenden und warum?
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Wo ist Ihrer Meinung nach der beste Ort für diesen Sensor? Spielt der Standort überhaupt eine Rolle?
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Können Sie mehr als einen Sensor verwenden? Wie könnte dies ein Vorteil sein?