पृष्ठभूमि
इस इकाई में, छात्र इस बात की समझ विकसित करेंगे कि डेटा क्या है, तथा सेंसर किस प्रकार डेटा उत्पन्न करते हैं जिसका उपयोग वास्तविक दुनिया की समस्याओं को हल करने के लिए किया जा सकता है। वे पुल निरीक्षक के रूप में कार्य करेंगे, तथा आई सेंसर से प्राप्त डेटा का उपयोग करके "पुलों" को स्कैन करने के लिए जीओ कोड बेस पर आई सेंसर का उपयोग करेंगे, तथा दरारों का पता लगाएंगे। वे पुल सुरक्षा के बारे में निष्कर्ष निकालने के लिए डेटा का विश्लेषण करना सीखेंगे, तथा वैज्ञानिक विधि के साथ डेटा का उपयोग करके यह परिकल्पना बनाना और उसका परीक्षण करना सीखेंगे कि किस पुल को विशेष रूप से मरम्मत की आवश्यकता है। वे अपने डेटा आधारित परिणामों को ब्रिज निरीक्षण रिपोर्ट में प्रस्तुत करेंगे।
डेटा क्या है?
डेटा वह सूचना है जिसे संदर्भ या विश्लेषण के लिए एकत्रित और उपयोग किया जाता है। ऐसे कई अलग-अलग प्रकार के डेटा हैं जिनके साथ विद्यार्थी प्रतिदिन संपर्क करते हैं। मौसम का पूर्वानुमान जानने से लेकर क्या पहनना है यह तय करने तक, यात्रा के लिए जीपीएस का उपयोग करने तक, डेटा निरंतर मौजूद रहता है। व्यावसायिक परिस्थितियों में, डेटा व्यावसायिक रणनीतियों से लेकर चिकित्सा निदान तक हर चीज को सूचित करता है। इस इकाई में, छात्र VEX GO से संबंधित डेटा पर ध्यान केंद्रित करेंगे।
एक सेंसर अपने आस-पास की दुनिया के बारे में डेटा रिपोर्ट करता है। सेंसर डेटा का उपयोग रोबोट द्वारा निर्णय लेने के लिए किया जा सकता है, या किसी दावे का समर्थन या खंडन करने के लिए साक्ष्य के रूप में एकत्र और प्रस्तुत किया जा सकता है। इस इकाई में, छात्र नेत्र संवेदक डेटा एकत्र करना सीखते हैं, तथा फिर उन्हें दिए गए दावे का परीक्षण करने के लिए डेटा का उपयोग करना सीखते हैं। पूरे यूनिट में, वे डेटा संग्रह शीट का उपयोग करके डेटा रिकॉर्ड और प्रस्तुत करते हैं और ब्रिज निरीक्षण रिपोर्ट में अपने डेटा को प्रदर्शित करते हैं। यूनिट के अंत तक, वे अपने स्वयं के दावे करेंगे, दावे का परीक्षण करने के लिए सेंसर डेटा एकत्र करेंगे, और एकत्रित डेटा को साक्ष्य के रूप में उपयोग करके यह निर्धारित करेंगे कि उनका दावा सत्य है या नहीं। यद्यपि यह इकाई सेंसर डेटा पर केंद्रित है, डेटा को एकत्रित करना, व्यवस्थित करना और व्याख्या करना तथा फिर किसी दावे के समर्थन में उसका उपयोग करना एक मूल्यवान कौशल है, जिसका उपयोग छात्र विभिन्न शैक्षणिक विषयों में करेंगे।
सेंसर क्या है?
सेंसर एक ऐसा उपकरण है जो किसी रोबोट या डिवाइस को उसके आसपास की दुनिया को समझने में मदद करता है। यह अपने परिवेश से इनपुट एकत्रित करके, तथा उसे ऐसे रूप में परिवर्तित करके ऐसा करता है जिसे पढ़ा और समझा जा सके। हम प्रतिदिन सेंसरों के साथ संपर्क में रहते हैं। इसका एक सामान्य उदाहरण सुपरमार्केट में लगा स्वचालित दरवाज़ा है। दरवाजे के ऊपर लगा एक मोशन सेंसर माइक्रोवेव सिग्नल या अल्ट्रासोनिक तरंगें उत्सर्जित करता है, जो सेंसर पर वापस लौटती हैं। जब कोई व्यक्ति दरवाजे के पास पहुंचता है, तो तरंगें बाधित हो जाती हैं, जिससे वापस लौटने वाले संकेतों का पैटर्न बदल जाता है। सेंसर इस परिवर्तन का पता लगाता है और दरवाजे के नियंत्रण तंत्र को एक विद्युत संकेत भेजता है, जिससे दरवाजा खुल जाता है।
छात्रों को रोबोट को सफलतापूर्वक कोड करना सीखने के लिए, उन्हें यह समझना होगा कि वे जिन सेंसरों का उपयोग कर रहे हैं, वे किस प्रकार कार्य करते हैं, क्योंकि सेंसर का डेटा उतना ही अच्छा होता है, जितना अच्छा इनपुट उसे प्राप्त होता है। हमारे स्वचालित दरवाजे के उदाहरण में, यदि दरवाजे पर लगा सेंसर भारी बारिश के कारण उस पर वापस लौटने वाली अल्ट्रासोनिक तरंगों में परिवर्तन का पता लगाता है, तो दरवाजा खुल जाएगा, भले ही दुकान में अंदर जाने के लिए कोई भी न हो।
दरवाजे का सेंसर किस प्रकार काम करता है, इसकी समझ से समस्या का निवारण करने में सहायता मिलती है। संभवतः स्टोर के दरवाजों पर एक बड़ा शामियाना लगाने से सेंसर को बारिश से प्रभावित होने से बचाया जा सकेगा। रोबोट को कोड करना सीखने वाले छात्रों के लिए भी यही बात सत्य है। कोडिंग करते समय, अप्रत्याशित सेंसर डेटा के कारण रोबोट ऐसे तरीके से व्यवहार कर सकता है जिसकी छात्रों को उम्मीद नहीं होती, जिससे कभी-कभी उन्हें लगता है कि रोबोट या सेंसर खराब हो गया है। छात्रों को यह समझना चाहिए कि सेंसर किस प्रकार सूचना प्राप्त करते हैं और रिपोर्ट करते हैं, ताकि इससे बचा जा सके और कोडिंग परियोजना के समस्या निवारण के लिए एक आधार तैयार किया जा सके।
इस इकाई में, छात्र डेटा एकत्र करने के लिए नेत्र सेंसर का उपयोग करेंगे। छात्रों को यह जानना आवश्यक होगा नेत्र संवेदक किस डेटा एकत्रित करता है ताकि वे प्रश्नों के उत्तर देने के लिए डेटा का सफलतापूर्वक उपयोग कर सकें। यह समझ छात्रों को भविष्य में आई सेंसर का उपयोग करके अधिक जटिल परियोजनाओं का निर्माण और डिबग करने में भी सक्षम बनाएगी।
VEX GO आई सेंसर
VEX GO आई सेंसर कैसे काम करता है
VEX GO आई सेंसर रंगपता नहीं लगाता है। बल्कि, यह पता लगाता है कि कोई वस्तु निकट है या नहीं, और यदि है तो उस वस्तु का डिजिटल ह्यू मान प्रदर्शित करता है। सेंसर सफेद रोशनी उत्सर्जित करके काम करता है। इसके बाद प्रकाश वस्तु द्वारा परावर्तित होता है, और नेत्र संवेदक परावर्तित प्रकाश में रंगों की तीव्रता को मापता है। सेंसर तीव्रता के उन स्तरों के आधार पर गणना करके रंग मान निर्धारित करता है, जिसे VEXcode GO मॉनिटर में रिपोर्ट किया जाता है। किसी रंग को निर्धारित करने के लिए ह्यू चार्ट का उपयोग करके ह्यू मान की व्याख्या की जा सकती है।
आपने नेत्र संवेदक का उपयोग किसी ऐसे प्रोजेक्ट में किया होगा जिसमें रोबोट को पहचाने गए रंग के आधार पर व्यवहार करना होता था (जैसे नीला रंग पहचाने जाने पर दाईं ओर मुड़ना)। ऐसा करने के लिए, सेंसर द्वारा निर्धारित रंग मान की तुलना लाल, नीले और हरे रंग के लिए पूर्व निर्धारित श्रेणियों से की जाती है। यदि मान उस सीमा के भीतर है, तो यह 'सत्य' के रूप में रिपोर्ट करेगा; यदि यह नहीं है, तो यह 'असत्य' के रूप में रिपोर्ट करेगा। सेंसर अभी भीरंगलाल, नीला या हरा का पता नहीं लगा रहा है - यह संख्यात्मक डेटा की तुलना मूल्यों की ज्ञात श्रेणियों से कर रहा है और अनिवार्य रूप से हमारे लिए डेटा को रंगों में 'परिवर्तित' कर रहा है।
सेंसर डेटा देखना
प्रोजेक्ट चलने के दौरान आई सेंसर द्वारा रिपोर्ट किया गया डेटा मॉनिटर कंसोल में देखा जा सकता है। मॉनिटर में सेंसर डेटा देखने के लिए, टूलबॉक्स से सेंसिंग ब्लॉक को मॉनिटर आइकन पर खींचें। डिग्री में नेत्र रंग को रंग मान के रूप में दिखाया जाएगा, जिसकी तुलना छात्र रंग चार्ट से कर सकते हैं, ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि नेत्र संवेदक किस रंग का पता लगाता है।
सेंसर मानों की निगरानी कैसे करें, इस पर अनुस्मारक के लिए, किसी भी समय मॉनिटर कैसे करेंबटन का चयन करें।
रंग चार्ट
ह्यू चार्ट, नेत्र संवेदक द्वारा रिपोर्ट किए गए प्रत्येक रंग के संख्यात्मक मानों को दर्शाता है। रंग का मान 0 से 360 डिग्री तक होता है, जो लाल रंग से शुरू होकर वृत्ताकार चार्ट के चारों ओर इंद्रधनुषी क्रम में चलता है। कभी-कभी, पाया गया रंग मान उस रंग से मेल नहीं खाता जो आप वातावरण में देखते हैं। ऐसा सेंसर के आसपास मौजूद परिवेशीय प्रकाश की गुणवत्ता के कारण हो सकता है, और इसका मतलब यह नहीं है कि सेंसर में कोई खराबी है।
परिवेश प्रकाश और नेत्र संवेदक
क्योंकि रंग परावर्तित प्रकाश है, परिवेशीय प्रकाश (उस क्षेत्र में मौजूद प्रकाश जहां सेंसर का उपयोग किया जाता है) सेंसर द्वारा रिपोर्ट किए गए रंग मान को प्रभावित करेगा। उदाहरण के लिए, एक हरा VEX GO बीम संख्या '57' की रिपोर्ट कर सकता है, जो ह्यू चार्ट पर 'पीले' क्षेत्र में आता है। ऐसा सेंसर की खराबी के कारण नहीं, बल्कि सेंसर के आसपास मौजूद परिवेशीय प्रकाश के कारण होता है। एक ही कक्षा में अलग-अलग विद्यार्थियों के लिए रंग मान अलग-अलग हो सकते हैं, भले ही वे नेत्र संवेदक से एक ही वस्तु को स्कैन कर रहे हों। यह सब उस क्षेत्र में प्रकाश की मात्रा पर निर्भर करता है जहां छात्र रहते हैं। उदाहरण के लिए, खिड़की के पास बैठने से, या विशेष रूप से बादल वाले दिन बैठने से, सेंसर द्वारा रंग मान डेटा की रिपोर्ट करने का तरीका बदल सकता है।
लैब 1 में, छात्र VEXcode GO मॉनिटर में संख्यात्मक नेत्र सेंसर डेटा देखेंगे। वे आई सेंसर का उपयोग करके स्कैन किए जा रहे विभिन्न ब्रिज खंडों से डेटा रिकॉर्ड करेंगे और संख्यात्मक डेटा का ह्यू चार्ट से मिलान करेंगे। इसके बाद वे आई लाइट के साथ और उसके बिना सेंसर द्वारा बताए गए मानों की तुलना करेंगे। ये मान भिन्न होंगे, क्योंकि जब सेंसर द्वारा पहचानी गई वस्तु पर अधिक प्रकाश पड़ता है, तो परावर्तित प्रकाश की तीव्रता बदल जाएगी, जिससे रिपोर्ट किए गए रंग मान में परिवर्तन हो जाएगा। इससे विद्यार्थियों को यह समझने में मदद मिलेगी कि नेत्र संवेदक किस प्रकार सूचना का पता लगाता है।
काला, सफेद और ग्रे
विद्यार्थियों को यह पता चल सकता है कि काले, सफेद या भूरे (टाइल पर रंगों की तरह) के लिए बताए गए रंग मान अविश्वसनीय हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि काला रंग मूलतः रंगों का अभाव है और सफेद रंग मूलतः सभी रंगों का संयोजन है। जब आप इस विचार की तुलना ह्यू चार्ट से करते हैं, तो सभी रंगों या शून्य रंगों के लिए कोई विकल्प उपलब्ध नहीं होता है। इसलिए, रिपोर्ट किया गया रंग मान, उस रंग के साथ मेल नहीं खा सकता है जिसे हम समझते हैं।
VEX GO प्रोजेक्ट्स को डाउनलोड करना और खोलना
कुछ प्रयोगशालाओं में छात्रों को प्रिंट कंसोल पर डेटा प्रिंट करने के प्रोजेक्ट दिए जाएंगे। इन परियोजनाओं को पाठ शुरू करने से पहले डाउनलोड कर लेना चाहिए, ताकि आवश्यकता पड़ने पर इन्हें खोला और उपयोग किया जा सके। आप उन्हें छात्रों के लिए डाउनलोड करना चुन सकते हैं, या छात्रों को स्वयं डाउनलोड करने के लिए कह सकते हैं। परियोजनाओं के लिए फ़ाइलें सामग्री सूची में स्थित हैं। डाउनलोड की गई परियोजनाओं को लोड करने और खोलने के तरीके के बारे में अधिक जानने के लिए इन डिवाइस-विशिष्ट VEX लाइब्रेरी लेखों को देखें: