Transcript מבוא
הנושא :חיישנים מגיש :גירייס נימר ב"ס :דון-בוסקו – נצרת תחרות מהירות בין רובוטים לאורך מסלול של 1632 CM השתתפו 5רובוטים . מקום ראשון – 20.03 sec מקום שני – 25.21 sec מהירות 81.47 cm/s מהירות 64.73 cm/s - לפרטים נוספים : http://www.chibots.org/contests/april2003/basicline.html מבוא ככל שהרובוט הולך ומשתפר (מתקרב בתפקידו לאדם) ,אמצעי החישה נהיו מתוחכמים ומדוייקים יותר . כדאי ללמוד נושא של חיישנים בבית ספר במסגרת מדעי הטכנולוגיה או רובוטיקה. הרובוט מצוייד בשתי תוספות לשיפור תנועתו : .1חיישנים המפוזרים במערכת ותפקידם להודיע מה קורה לרובוט וסביבתו . .2תוכנה המסוגלת לנתח את אותות החיישנים ולקבל החלטות להמשך הפעולה . מה זה חיישן ? החיישנים הם רכיבים הממירים ( מחליפים ) מצב פיזיקלי לאות חשמלי . לדוגמא :מידת החום הנמדדת במד חום ,כדי להעביר את המידע לבקר יש צורך ברכיב המסוגל לשנות מצב פיזיקלי לאות חשמלי ,רכיב זה נקרא חיישן חום . סוגי חיישנים שונים : -1חיישן מגע – switch בודק באמצעות מגע פיזי ( לחץ מכני ) קיום גוף נבדק והופך לחץ מכני למגע חשמלי . שני מצבים אפשריים :מצב onומצב . off -2חיישנים אופטיים : החיישן ממיר אור נפלט ע"י גופים למתח חשמלי . שימושים רבים בתעשייה כמו : א) כיבוי אורות רחוב . ב) בדיקת קרינה לא נראת כמו אלטרא סגול ואנפרא אדום . -3חיישני לחץ : Strain gauges בנויים על עיקרון שינויי התנגדות יחסית להתארכות בהשפעת כוח או לחץ עליהם . השינוי קטן ביותר אך הוא מוגבר דרך מעגלי הגברה אלקטרוניים להפעלת מתח ברמות שונות יחסי לכוח . -4חיישני ראייה Visual sensor חיישנים אלה פועלים בסביבת מחשב המתרגם אותות אור וחושך של גלי tvלפיקסלים המסך של מחשב ובצורה זאת משווה עם תמונות בזיכרון . -5חיישנים מגנטיים החיישנים פועלים בשני מישורים : .1ניצול הכוח המגנטי להפעלת מגע חשמלי . .2ניצול השדה החשמלי ליצירת שינוי מתח בנגדים . השימושים : במקומות שיש צורך במפסקים חשמליים. לערכת הליגו Legoיש 3סוגי חיישנים : Rotation sensor חיישן סיבוב Light sensor חיישן אור Touch sensor חיישן מגע בנוסף ניתן לרכוש חיישן נוסף :חיישן טמפרטורה. לבקר RCXשל הרובוט ,קיימות 3כניסות חיישנים לכל כניסה ניתן לחבר בו-זמנית חיישן אחד. לבקר RCXשל הרובוט ,קיימות 3יציאות . C,B,A חיישן מגע : electrical flow voltage measurement force עיקרון פעולה :בודק באמצעות מגע פיזי ( לחץ מכני ) קיום גוף נבדק והופך לחץ מכני למגע חשמלי . שני מצבים אפשריים :מצב offומצב . on שימושים בחיישן מגע : מבחין במגע עם גופים חיצוניים הסובבים את הרובוט . כמו :קיר . מבחין במגע עם חלקים פנימיים של הרובוט . כמו :זרוע . רובוט שולחן למשל כל הזמן במגע עם השולחן וכתוצאה מזה הוא לא יפול לאדמה . : ) חיישן אור ( אופטי light energy voltage measurement מודד מידת האור כמספר ( חושך מלא ) עד0% בין low light . ) ( אור חזק100% light energy voltage measurement bright light electrical flow בתוך חיישן האור נמצא רכיב אלקטרוני זעיר להגברת מתח photo-transistor: נקרא שימושים בחיישן אור : .1ניווט – למשל העגלה הולכת לאורך שחור כאשר השטח הוא קוו לבן . .2למצוא את העצם המואר ביותר בחדר . .3יכולת להבדיל בין צבעים שונים . כדאי לדעת : Light intensity =146-RAW/7 12 הקשר בין עוצמת האור למרחק 10 y = 165.13x-2.0348 6 4 2 0 11 10 9 8 7 המרחק ( ) cm 6 5 4 3 עוצמת האור ( ) % 8 צבע לבן )צבע לבן( Pow er הקשר המתמטי בין עוצמת האור למרחק ניתן לתאר את הקשר המתמטי בין עוצמת האור לבין המרחק בעזרת המשוואה הבאה : k =Light intensity 2 E r כאשר : k 4 האנרגיה הנפלטת מהאור = E לסיכום -למדנו: כדאי ללמוד נושא של חיישנים בבית ספר . עיקרון הפעולה של חיישן . סוגי חיישנים שונים . חיישני הליגו ,והשימוש שלהם . הקשר המתמטי בין עוצמת האור והמרחק .