Датчик касания EV3: особенности, применение и программирование

Что представляет собой датчик касания EV3. Как он работает и для чего используется. Каковы основные характеристики и возможности датчика касания EV3. Где применяется этот датчик в робототехнике и промышленности.

Что такое датчик касания EV3 и как он устроен

Датчик касания EV3 — это один из базовых сенсоров, используемых в робототехнических наборах LEGO Mindstorms EV3. По сути, он представляет собой простую подпружиненную кнопку, аналогичную тем, что используются в дверных звонках или компьютерных мышах.

Конструкция датчика довольно проста:

• Красная кнопка на лицевой стороне
• Подпружиненный механизм внутри
• Крестообразное крепление для установки дополнительных осей
• Плоский соединительный кабель для подключения к контроллеру EV3

При нажатии на кнопку замыкается электрическая цепь, и датчик посылает сигнал контроллеру. После отпускания кнопка под действием пружины возвращается в исходное положение.

Принцип работы и возможности датчика касания EV3

Датчик касания EV3 относится к аналоговым сенсорам. Он способен распознавать три основных состояния:

1. Кнопка нажата и удерживается
2. Кнопка не нажата
3. Кнопка была нажата и отпущена (щелчок)

Важно отметить, что этот датчик не способен измерять силу нажатия — он лишь фиксирует сам факт касания. Однако с его помощью можно вести подсчет количества нажатий, что расширяет возможности применения.

Для чего используется крестообразное крепление?

Крестообразное отверстие на лицевой стороне датчика позволяет устанавливать дополнительные оси LEGO различной длины — от 2 до 12 модулей (1 модуль = 8 мм). Это дает возможность регулировать расстояние, на котором будет срабатывать датчик при столкновении робота с препятствием.

Подключение и программирование датчика касания EV3

Датчик касания подключается к контроллеру EV3 (также называемому «кирпичом») через один из четырех входных портов, обозначенных цифрами 1, 2, 3 и 4. Хотя по умолчанию рекомендуется использовать порт 1, на практике датчик можно подключить к любому из доступных входов — программное обеспечение автоматически определит, к какому порту подключен сенсор.

При программировании робота с использованием датчика касания EV3 можно задействовать следующие команды:

• Ожидание нажатия кнопки
• Ожидание отпускания кнопки
• Подсчет количества нажатий
• Выполнение действия при нажатии/отпускании кнопки

Эти базовые команды позволяют создавать различные алгоритмы поведения робота в зависимости от взаимодействия с окружающей средой.

Области применения датчика касания в робототехнике

Датчик касания EV3, несмотря на свою простоту, находит широкое применение в различных робототехнических проектах. Вот некоторые распространенные сценарии использования:

• Определение столкновений с препятствиями
• Создание кнопок управления для робота
• Запуск или остановка определенных действий робота
• Подсчет объектов, проходящих через определенную точку
• Имитация работы концевых выключателей

В более сложных проектах несколько датчиков касания могут использоваться одновременно, что позволяет роботу получать более детальную информацию о своем окружении и взаимодействии с ним.

Сравнение датчика касания EV3 с другими сенсорами

Хотя датчик касания EV3 является одним из самых простых сенсоров в линейке LEGO Mindstorms, он имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с другими типами датчиков:

Преимущества:

• Простота использования и программирования
• Высокая надежность и долговечность
• Мгновенная реакция на касание
• Не требует калибровки

Недостатки:

• Ограниченный радиус действия (требует физического контакта)
• Не может измерять расстояние или силу нажатия
• Менее универсален, чем некоторые другие сенсоры (например, ультразвуковой или инфракрасный)

Несмотря на эти ограничения, датчик касания остается важным инструментом в арсенале робототехника, особенно для начинающих.

Применение датчиков касания в промышленности

Принцип работы датчика касания EV3 нашел широкое применение и в промышленности, где подобные устройства известны как концевые выключатели или микровыключатели. Они играют важную роль в обеспечении безопасности и автоматизации производственных процессов.

Где используются промышленные датчики касания?

• Системы безопасности на производственных линиях
• Ограничители движения в станках и механизмах
• Контроль положения деталей и заготовок
• Аварийные выключатели в различном оборудовании

Например, в шлифовальных станках датчики касания часто используются в защитных ограждениях. Если оператор поднимает защитный козырек во время работы станка, датчик срабатывает, размыкая электрическую цепь и останавливая работу оборудования. Это помогает предотвратить травмы и повысить общий уровень безопасности на производстве.

Создание проектов с использованием датчика касания EV3

Датчик касания EV3 предоставляет широкие возможности для создания интересных и образовательных робототехнических проектов. Вот несколько идей для начинающих:

1. Робот-исследователь: создайте робота, который движется вперед, пока не столкнется с препятствием, затем отъезжает назад и поворачивает в случайном направлении.
2. Счетчик объектов: разработайте устройство, которое подсчитывает количество объектов, проходящих через определенную точку, используя датчик касания.
3. Игровой контроллер: сконструируйте простой игровой контроллер с несколькими кнопками (датчиками касания) для управления виртуальным персонажем или объектом.
4. Охранная система: создайте модель охранной системы, которая активирует сигнализацию при несанкционированном открытии двери или окна.

Эти проекты не только помогут освоить принципы работы с датчиком касания, но и разовьют навыки программирования и конструирования.

Рекомендации по использованию датчика касания EV3

Чтобы максимально эффективно использовать датчик касания EV3 в своих проектах, следуйте этим рекомендациям:

• Регулярно проверяйте чистоту контактной поверхности датчика для обеспечения надежного срабатывания.
• Используйте дополнительные оси для увеличения зоны срабатывания датчика при необходимости.
• Комбинируйте датчик касания с другими сенсорами для создания более сложных и интеллектуальных систем.
• Экспериментируйте с различными алгоритмами обработки сигналов от датчика для реализации разнообразных поведенческих моделей робота.
• При программировании учитывайте возможность случайных срабатываний датчика и реализуйте соответствующую логику обработки ошибок.

Следуя этим советам, вы сможете создавать более надежные и функциональные робототехнические проекты с использованием датчика касания EV3.

Датчик касания Lego EV3 его особенности и характеристики.

Главная » Датчики EV3

Содержание

1. Датчик касания Lego EV3
2. Контроллер Lego EV3
3. Где используются датчики касания
4. Датчик касания EV3

Датчик касания Lego EV3

Датчик касания Lego EV3 является одним из самых простых датчиков.В самом начале нужно разобраться что такое датчики и для чего они нужны. Большинство датчиков являются попыткой скопировать органы чувств человека и животных.

датчик касания

В случае с конструкторами Lego датчики получают какую-то информацию от окружающей среды. Затем полученный сигнал преобразуется в удобную для обработки форму.

То есть датчик — это какой-то преобразователь. Он преобразует контролируемую величину в сигнал, который мы можем использовать для своих целей. Датчики широко используются в роботах и позволяют управлять ими.

Датчик касания Lego EV3 является обычной подпружиненной кнопкой. Очень похожая кнопка у обычных дверных звонков. Когда нажимаешь на кнопку раздается звонок. Если нажатия нет, то контакт под действием пружины возвращается обратно.

кнопка дверного звонка

Такое хорошо всем знакомое устройство как компьютерная мышь также использует датчик касания. В клавишах мыши расположены кнопочные микровыключатели, которые при нажатии издают характерный щелчок.

мышь для компьютера

Датчик касания Lego EV3 является аналоговым датчиком. Для программирования мы можем использовать три случая:

1. Кнопка нажата и находится постоянно в этом положении
2. Кнопка не нажата
3. Кнопку нажали и отпустили т.е. щелчок

Датчик касания не определяет с какой силой происходит нажатие на кнопку. Но можно осуществлять подсчет нажатий. Часто датчик касания служит для остановки робота на определенном расстоянии от препятствия. Это расстояние может регулироваться закрепленными красной кнопке осями. Для крепления осей есть специальное крестообразное отверстие.

крестообразное крепление датчика касания EV3

Оси имеют различную длину от двухмодульной оси до двенадцатимодульной. В Lego EV3 используется обозначение расстояния в модулях где один модуль равен восьми миллиметрам.

Контроллер Lego EV3

Контроллер Lego EV3 часто называют кирпичом. Кирпич имеет входные порты для датчиков. Они называются порты ввода и обозначаются цифрами 1, 2, 3, 4. Всего четыре входных порта, куда можно подключить четыре датчика.

входные порты

Датчик касания подключается к кирпичу при помощи плоского соединительного кабеля. По умолчанию датчику касания для подключения определен порт под номером 1. Но подключать можно к любому входному порту. Программное обеспечение модуля само автоматически определит порт подключенного датчика.

Где используются датчики касания

Датчики касания часто используются в промышленности. Там они называются концевые выключатели, микровыключатели. Они входят в системы, обеспечивающие безопасность человека при работе на автоматических линиях, различных станках. Как правило они стоят в схеме управления и служат для прерывания работы.

защитные ограждения промышленного оборудования

Например, ограждение шлифовального станка — козырек для защиты глаз от попадания в них искр, стружки, осколков. Если станок работает и козырек поднимается, то размыкается электрическая цепь и работа станка прекращается. При этом часто используется световая и звуковая сигнализация. Это только один из примеров, но их огромное множество и изучать варианты использования датчиков касания нужно в отдельной теме.

Урок

— Модуль цифрового сенсорного датчика « osoyoo.com

Время публикации: 2018-11-14 01:11:14 Рубрика: Базовый учебник по Arduino Комплект датчиков OSOYOO 16+1 Комплект для обучения аппаратному программированию OSOYOO

Примечание. ВСЕ продукты OSOYOO для Arduino являются платами сторонних производителей, которые полностью совместимы с Arduino

. Нам нужен переключатель для управления электроникой или электрическими приборами или чем-то еще. электрические переключатели с мокрой рукой, а затем касание для управления электрической или электронной нагрузкой намного интерактивнее, чем обычные переключатели, возможно, в некоторых проектах требуется сенсорный переключатель.

В этом уроке мы покажем, что такое модуль цифрового сенсорного датчика и как его использовать с платой Arduino.

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

• Базовая плата Osoyoo (полностью совместимая с Arduino UNO rev.3) x 1
• Макетная плата x 1
• Модуль цифрового сенсорного датчика x 1
• Перемычки
• USB-кабель, 1 шт.
• шт. x 1

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Arduino IDE (версия 1.6.4+)

Обзор:

• Модуль основан на сенсорном датчике IC (TTP223B) с емкостным сенсорным переключателем.
• В нормальном состоянии выход модуля низкий, низкое энергопотребление; Когда палец касается соответствующей позиции, модуль выдает высокий уровень, если его не трогать в течение 12 секунд, переключается в режим пониженного энергопотребления
.
• Тип толчкового движения: начальное состояние низкое, сильное касание, не касаться — низкое (аналогичная функция нажатия кнопки)
Модуль
• может быть установлен в такие поверхности, как пластик, стекло или неметаллические материалы. Помимо тонкой бумаги (неметаллической), покрывающей поверхность модуля, при условии правильного расположения сенсорных кнопок можно сделать 9 скрытых в стенах, рабочих столах и других частях кнопок.0016

Особенности:

• Низкое энергопотребление
• Источник питания для 2 ~ 5,5 В постоянного тока
• Рабочий ток (Vcc=3 В): 1,5–3,0 мкА
• Рабочий ток (VDD=3 В): 3,5–7,0 мкА
• Может заменить традиционное нажатие кнопки
• Четыре винта M2 для установки отверстий для легкой установки
• Время отклика: Режим низкого энергопотребления: 220 мс; Быстрый режим: 60 мс
• Размер: 8*6*0,5 см

Спецификация:

-интерфейс управления: всего три контакта (GND, VCC, SIG), GND на землю, VCC-это источник питания, выходной контакт цифрового сигнала SIG;
-Индикатор питания: зеленый светодиод, питание справа, блестящий;
— Сенсорная область: Подобно значку отпечатка пальца внутри области, вы можете коснуться триггерного пальца.
— Отверстия для позиционирования: 4 винта M2, диаметр отверстия для позиционирования составляет 2,2 мм, расположение модуля легко установить, чтобы добиться межмодульной комбинации;

TTP223-IC

TTP223 – это ИС детектора сенсорной панели с 1 клавишей, которая подходит для обнаружения изменений емкостных элементов. Он потребляет очень мало энергии, а рабочее напряжение составляет всего от 2,0 до 5,5 В. Максимальное время отклика около 60 мс в быстром режиме, 220 мс в режиме низкого энергопотребления при VDD = 3 В. Чувствительность можно отрегулировать по емкости (0 ~ 50 пФ) снаружи.

Области применения:

• Водонепроницаемые электрические изделия
• Замена кнопочного ключа
• Потребительские товары

Подключите датчик касания к плате Arduino

Подключите контакт Vcc платы датчика к контакту +5V Arduino, а GND к GND. Подключите сигнальный контакт (SIG) к цифровому контакту Arduino D2.