Odkryj czujniki SPIKE™ Prime

Czujniki dostarczają robotom informacje z otoczenia. Sensory w zestawiem podstawowym SPIKE™ Prime potrafią reagować na dotyk, zbliżanie się jakiś obiektów, pozwalają śledzić linię, określać położenie robota i wiele innych.

Czujnik siły (dotyku)

Czujnik siły pozwala Twojemu robotowi wykryć dotyk i określić jego siłę. Mierzy ją w niutonach lub procentach (100% odpowiada 10 niutonom).

Kluczowe cechy:

• Częstotliwość próbkowania czujnika: 100Hz
• Strefa aktywacji czujnika dotykowego: 0 do 2 mm
• Strefa aktywacji wykrywania siły: 2 do 8 mm
• Aktywacja siłą: 2,5 do 10 niutonów
• Rozdzielczość 0,1 niutona
• Dokładność +/1 0,65 niutona

Propozycje projektów:

• Utwórz grę „cookie clicker”, która wyświetla liczbę naciśnięć czujnika siły.
• Zbuduj pułapkę, która zamyka się, gdy coś jej dotknie.
• Za pomocą jednego lub dwóch czujników siły stwórz prosty pilot do samochodu robota. Ustaw prędkość silnika proporcjonalną do wielkości siły.
• Spraw, aby robot rozpoczął swoje zaprogramowane działanie po naciśnięciu czujnika siły. Jest to szczególnie przydatne, gdy na przykład trudno jest dotrzeć do przycisków na hubie.

Czujnik koloru (światła)

Czujnik koloru rozpoznaje: kolor, światło odbite i światło otoczenia. Może być również używany jako źródło światła.

• Kolor — w tym trybie czujnik koloru może rozróżniać osiem różnych kolorów LEGO. Każdy kolor jest również reprezentowany przez wartość (patrz „Tabela danych kolorów i światła” poniżej). Czujnik może również osobno wysyłać nieprzetworzone wartości koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego (RGB).
• Natężenie odbitego światła — w tym trybie czujnik koloru emituje światło i mierzy ilość odbitego światła od testowanej powierzchni. Intensywność światła jest mierzona w procentach od 0 do 100, gdzie 0 oznacza bardzo ciemne, a 100 bardzo jasne.
• Intensywność światła otoczenia (tylko w pythonie) — w tym trybie czujnik koloru mierzy ilość światła w swoim otoczeniu, nie wytwarzając własnego źródła światła. Intensywność światła otoczenia jest mierzona w procentach od 0 do 100, gdzie 0 oznacza bardzo ciemne, a 100 bardzo jasne.

Kluczowe cechy:

• Częstotliwość próbkowania czujnika: 100Hz
• Optymalna odległość odczytu: 16 mm (w zależności od wielkości obiektu, jego koloru i rodzaju powierzchni)
• Trzy indywidualnie sterowane diody LED (tylko w pythonie)

Tabela kolorów i światła:

Propozycje projektów:

• Podziel klocki LEGO według ich koloru.
• Jedź po różnokolorowych kawałkach papieru, odpowiadając na każdy kolor inną akcją.
• Stwórz instrument muzyczny, który odtwarza różne nuty w zależności od wykrytego koloru
• Utwórz czytnik kodów kreskowych.
• Zaprogramuj robota, który zatrzyma się, gdy dotrze do krawędzi stołu (tj. nie wykryje odbitego światła).
• Stwórz robota podążającego za linią.

Czujnik odległości

Czujnik odległości mierzy odległość od obiektu lub powierzchni za pomocą ultradźwięków. Wysyła fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości, które odbijają się od dowolnego obiektu w zasięgu, i mierzy, ile czasu zajmuje powrót dźwięku do czujnika. Czujnik odległości może być również używany jako źródło światła, z czterema segmentami LED wokół „oczu”, którymi można sterować indywidualnie.

Dodatkowo tylną część czujnika można zdjąć, a kabel odłączyć, dzięki czemu staje się on kablem typu breakout LEGO Power Functions 2.0 (LPF2). Daje to dodatkowe możliwości konstrukcyjne i programistyczne zaawansowanym użytkownikom.

Kluczowe cechy:

• Czujnik odległości od 50 do 2000 mm
• Szybkie wykrywanie odległości od 50 do 300 mm
• Białe światło emitowane wokół „oczu” czujnika podzielone na cztery segmenty – dwa górne i dwa niższe segmenty 

Propozycje projektów:

• Zaprogramuj robota, aby poruszał się po pokoju, unikając obiektów na swojej drodze.
• Podjedź do obiektu lub ściany, zwalniając w miarę zbliżania się.
• Stwórz rzeźbę kinetyczną (rzeźbę z ruchomymi częściami), która porusza się, gdy ktoś się do niej zbliży.

Żyroskop/akcelerometr (czujnik położenia i obrotu)

Oprócz opisanych powyżej czujników zewnętrznych, hub SPIKE Prime ma wbudowane czujniki - trójosiowy akcelerometr i trójosiowy żyroskop.

Ta kombinacja akcelerometru i żyroskopu pozwala określić orientację huba (tj. przód, tył, góra, dół, prawa strona, lewa strona) oraz zdarzenia z nim związane (tj. stuknięcie, swobodny upadek i potrząśnięcie).

Hub może określić swój obrót wokół dowolnej z trzech osi za pomocą czujnika żyroskopowego. Pomiary to poziom, obrów i odchylenie. Dla każdej osi czujnik żyroskopowy mierzy szybkość obrotu w stopniach na sekundę i śledzi całkowity kąt obrotu w stopniach.

Propozycje projektów:

• Zaprogramuj robota tak, aby obracał sięo określony kąt.
• Zaprogramuj robota, aby wykrywał, czy się przewrócił.
• Pokaż, jak bardzo obrócił się twój robot.
• Stwórz samobalansującego robota.

Silniki (czujnik obrotu)

Silniki SPIKE Prime są wyposażone w wewnętrzne czujniki obrotu i mogą mierzyć prędkość silnika i jego położenie. Każdy silnik może być używany jako sensor zgłaszając swoją pozycję podczas ręcznego obracania.

Silniki mogą mierzyć swoją pozycję w stopniach jako pozycję bezwzględną w odniesieniu do punktu zerowego zaznaczonego na silniku lub w odniesieniu do innego wybranego punktu zerowego.

Kluczowe cechy:

• 360 zliczeń na obrót
• Dokładność: ≤ +/- 3 stopnie
• Częstotliwość aktualizacji: 100 Hz

Propozycje projektów:

• Utwórz zamek szyfrowy.
• Przyłącz koło do silnika i użyj czujnika do zmierzenia przebytej odległości.
• Wymyśl instrument muzyczny, który wykorzystuje silniki do kontrolowania wysokości, czasu trwania i/lub głośności nut.

Jak Wy wykorzystujecie czujniki w Waszych projektach? Jak wykorzystujecie dane wyjściowe? Podzielcie się pomysłami i inspiracjami :)

Na podstawie materiałów LEGO Education