ДАТЧИКИ РОБОТОВ

Что такое датчики?
Датчики – это органы чувств робота.
Они помогают роботу воспринимать различные воздействия окружающей среды:
касания
препятствия на расстоянии
свет
звук
температуру
давление
электричество

Тема лекции
Мы обсудим самые простые и распространённые датчики: света и касания.
По своему принципу действия такие датчики делятся на:
Механические
Оптические
Инфракрасные
Ультразвуковые

Механические датчики касания
Препятствие есть
Препятствия нет
Цепь разомкнута, ток не идёт
Цепь замкнута, ток идёт
Могут быть сделаны из геркона, выключателя, проволочек,
(любых элементов, в которых возможно замыкание и размыкание цепи)

Механические датчики
Преимущества:
Лёгкость в использовании
Дешевизна
Недостатки:
Обнаруживают только близкие препятствия
Проблема дребезга контактов
Пример в робототехнике: датчики касания

Фоторезистор
(основа оптического датчика)
+
-
+
-
На свету
сопротивление фоторезистора
уменьшается.
Значит, ток через него проходит
сильный.
В темноте
сопротивление фоторезистора
увеличивается.
Значит, ток через него проходит
слабый.

Оптические датчики
Преимущества:
Лёгкость в использовании
Дешевизна
Недостатки:
Зависимость от окружающего освещения
Примеры в быту: турникеты в метро, сумеречные переключатели (чтобы экономить электроэнергию)
+
-

Датчик линии
Белая поверхность.
Чёрная линия.
Свет отражается
Свет не отражается
Большое сопротивление
Маленький ток
Маленькое сопротивление
Большой ток
Излучатель
Фоторезистор

Как робот едет по линии?
Оба датчика линии
находятся над белой
поверхностью.
На оба двигателя
идёт большой ток.
Робот движется прямо.
Датчики линии

Левый датчик линии
находится над белой
поверхностью.
На левый двигатель
идёт большой ток.
Робот поворачивается
вправо.
Как робот проходит повороты?

Результат
Робот повернулся вправо,
и оба его датчика вновь
находятся над белой
поверхностью.
Значит, он опять включает
оба двигателя и едет
прямо

Фотодатчики
Видимый диапазон
(оптические датчики)
Инфракрасный диапазон
(ИК-датчики)
Ультрафиолетовый диапазон
Лучи света различаются по длине волны.
Инфракрасные волны длиннее, чем волны видимого света,
а ультрафиолетовые короче.
Короче
Длиннее

Инфракрасные датчики
Препятствие есть
Инфракрасный луч отражается
Препятствия нет
Инфракрасный луч не отражается
Приёмник
Приёмник
Излучатель
Излучатель

Инфракрасные датчики
Преимущества:
Дальность
Недостатки:
Отражается от стен
Примеры из жизни: пульт от телевизора, ИК-порт

Ультразвуковые датчики
Звуковые волны не отражаются
Препятствие есть
Звуковые волны отражаются
Препятствия нет
Приёмник
Приёмник
Передатчик
Передатчик

Преимущества:
Не зависят от освещения
Дальность
Недостатки:
Сложны в изготовлении
Дороговизна
Примеры вокруг нас: эхолокаторы, летучие мыши, парковочные радары, отпугивание насекомых и грызунов, ультразвуковые свистки для собак
Ультразвуковые датчики