光電傳感器 樂高：ev3樂高光電傳感器
物聯(lián)網(wǎng)之RFID電子標(biāo)簽
新聞來源：新物聯(lián)Newiot整理 2020-2-20 共有: 4321 瀏覽
電子標(biāo)簽又稱射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體；閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、讀頭、通信器、讀寫器（取決于電子標(biāo)簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù)）。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間（無接觸）耦合；在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，實現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)交換。
智慧交通中的ETC電子不停車收費系統(tǒng)是什么？
新聞來源：新物聯(lián)Newiot整理 2020-2-23 共有: 2782 瀏覽
ETC( Electronic Toll Collection ) ，中文是：電子不停車收費系統(tǒng)，是高速公路或橋梁自動收費。ECT也是屬于物聯(lián)網(wǎng)智慧交通一個重要的應(yīng)用之一。主要通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽與在收費站 ETC 車道上的微波天線之間進(jìn)行的專用短程通訊，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺結(jié)算處理，從而達(dá)到車輛通過高速公路或橋梁收費站無需停車而能交納高速公路或橋梁費用的目的。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之智能安防
新聞來源：新物聯(lián)Newiot整理 2020-2-23 共有: 3368 瀏覽
智能安防技術(shù)，是智慧城市的重要組成部分，也是物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用之一。主要是指利用互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，信息化、圖象的傳輸和存儲技術(shù)，其隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步和二十一世紀(jì)信息技術(shù)的騰飛已邁入了一個全新的領(lǐng)域，智能化安防技術(shù)與計算機之間的界限正在逐步消失。
國際工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用大會
新物聯(lián)號：巴斯特會展 2020-2-25 共有: 974 瀏覽
2020國際工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用大會 主辦方，今年5月在廣州會展中心舉辦，邀請貴司參加的，關(guān)于智能制造、智慧工廠的 RFID射頻物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用 還有成功案例的分享
2020國際工業(yè)物聯(lián)技術(shù)與應(yīng)用展覽會 主辦方
2020江西南昌-第三屆中國國際通信電子產(chǎn)業(yè)博覽會
新物聯(lián)號：九辰會展 2020-2-28 共有: 829 瀏覽
第三屆中國國際通信電子產(chǎn)業(yè)博覽會將于2020年10月16日-19日，在江西南昌綠地博覽中心隆重舉行，展出面積為3萬平方米，全面升級“國際化，市場化，品牌化，產(chǎn)業(yè)化”，充分展示通信電子領(lǐng)域最新發(fā)展成果與趨勢，著力打造為最具專業(yè)性，國際通信電子產(chǎn)業(yè)交流互動平臺。
目博科技順利通過2019年國家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定
新物聯(lián)號：目博科技 2020-3-2 共有: 1099 瀏覽
戰(zhàn)疫情，實業(yè)報國，作為行業(yè)新晉領(lǐng)軍企業(yè)，目博科技憑借過硬的研發(fā)團(tuán)隊以及技術(shù)優(yōu)勢，基于物聯(lián)網(wǎng)科技，成功獲得國家高新科技企業(yè)認(rèn)定，正式躋身國家高新技術(shù)企業(yè)行列。
疫情之下，鄭州開啟智慧城市抗疫
新聞來源：國資委網(wǎng)站 2020-3-3 共有: 1293 瀏覽
隨著復(fù)工復(fù)產(chǎn)有序開展，不少地方迎來了返程旅客。通過中國航天科技集團(tuán)有限公司五院航天神舟智慧系統(tǒng)技術(shù)有限公司（簡稱航天智慧）搭建的“CIG”平臺，在浙江省長興縣太湖街道基層治理綜合指揮中心，8000余把智能門鎖有效收集了條流動人口數(shù)據(jù)，目前已累計排查湖北來長興人員96人。圍繞新冠肺炎疫情防控，一張“智慧城市”信息網(wǎng)以政府為中心運轉(zhuǎn)起來。
2020廣州國際工業(yè)裝配及自動化展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2020-3-3 共有: 1201 瀏覽
2020年是全面落實“十三五”規(guī)劃的重要一年，也是推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵一年。為進(jìn)一步推進(jìn)工業(yè)強國戰(zhàn)略，國家十八屆五中全會為“十三五”期間我國工業(yè)發(fā)展制定了明確的路線，要加快建設(shè)制造強國，實施《中國制造2025》。推動信息化、工業(yè)化融合發(fā)展，深化互聯(lián)網(wǎng)在制造領(lǐng)域的領(lǐng)域，推動“智能制造”發(fā)展。
2020廣州國際嵌入式系統(tǒng)博覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2020-3-3 共有: 1898 瀏覽
隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，深度學(xué)習(xí)與AI人工智能技術(shù)在各行業(yè)開始應(yīng)用，嵌入式技術(shù)的發(fā)展將備受矚目。 在各級主管部門的領(lǐng)導(dǎo)下，由中國機械工業(yè)集團(tuán)有限公司主辦，廣東省人民政府、廣州市政府重點支持，廣州市工業(yè)和信息化局組織，中國機械國際合作股份有限公司、國機智能科技有限公司、中國電器科學(xué)技術(shù)研究院股份有限公司聯(lián)合承辦的“2020廣州國際嵌入式系統(tǒng)博覽會”定于2020年8月6日-8日在廣州中國進(jìn)出口商品交
2020國際工業(yè)視覺技術(shù)及應(yīng)用展覽會
新物聯(lián)號：巴斯特會展 2020-3-5 共有: 3378 瀏覽
光學(xué)文字、識別系統(tǒng)、自動化/機器人技術(shù)、紅外圖像系統(tǒng)’字符處理和識別系統(tǒng)、自動化/機器人技術(shù)、紅外圖像系統(tǒng)、煙草、印鈔、電子組裝、質(zhì)量檢測、
自動識別（OCR/OCV）、測量、智能視覺、表面檢測、印刷、包裝、復(fù)雜工業(yè)對象視覺在線、汽車制造、車牌、
智能交通、生物特征識別、監(jiān)控、醫(yī)療檢測、光學(xué)檢查等系統(tǒng)
2020工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用展覽
新物聯(lián)號：巴斯特會展 2020-3-9 共有: 803 瀏覽
邀請貴司參與2020年5月26-28日在廣州琶洲舉行的IIoT Show及同期的發(fā)展大會
誠邀參與，期待您的咨詢。黎生 183 1266 4855
2020國際工業(yè)物聯(lián)技術(shù)與應(yīng)用展覽會
新物聯(lián)號：巴斯特會展 2020-3-12 共有: 751 瀏覽
關(guān)于智能制造、智慧工廠的 RFID射頻物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用
2020廣州國際工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)展覽會
新物聯(lián)號：勵智展覽 2020-3-13 共有: 933 瀏覽
2020第九屆廣州國際物聯(lián)網(wǎng)展覽會
鯤鷺物聯(lián)，為傳統(tǒng)制造廠商智能化轉(zhuǎn)型賦能
新物聯(lián)號：鯤鷺物聯(lián) 2020-3-17 共有: 1510 瀏覽
福建省家居建材商會在疫情期間心系商會會員企業(yè)的發(fā)展，3月14日商會陳秘書長邀請廈門雷迅科運營副總經(jīng)理王俊、營銷總監(jiān)聶建火一同前往龍巖走訪會員單位，就物聯(lián)網(wǎng)時代，定制家具行業(yè)如何把握機會創(chuàng)新，開展新業(yè)務(wù)，累積差異化的競爭力做業(yè)務(wù)交流。針對傳統(tǒng)制造廠商如何簡單、快速、低成本的實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)智能化升級，廈門雷迅科營銷總監(jiān)聶建火先生向龍巖龍頭定制家具企業(yè)介紹了鯤鷺I(yè)OT一體化解決方案，并在交流現(xiàn)場展示了鯤鷺物聯(lián)
2020第九屆廣州國際物聯(lián)網(wǎng)展覽會
新物聯(lián)號：勵智展覽 2020-3-17 共有: 803 瀏覽
2020第九屆廣州國際物聯(lián)網(wǎng)展覽會
2020第十屆廣州國際智能家居展覽會
新物聯(lián)號：童葉濤 2020-3-20 共有: 1017 瀏覽
2020第十屆廣州國際智能家居展覽會
The 10th Guangzhou International Smart Home Exhibition 2020
時間：2020年12月9-11日
地點：廣州琶洲-保利世貿(mào)博覽館
2020第九屆廣州國際物聯(lián)網(wǎng)展覽會
新物聯(lián)號：童葉濤 2020-3-20 共有: 1260 瀏覽
2020第九屆廣州國際物聯(lián)網(wǎng)展覽會
The 9th Guangzhou international Internet of things Exhibition2020
時間：2020年12月9-11日
地點：廣州琶洲-保利世貿(mào)博覽館
2020第九屆廣州國際人工智能展覽會
新物聯(lián)號：童葉濤 2020-3-20 共有: 1243 瀏覽
2020第九屆廣州國際人工智能展覽會
The 9th Guangzhou International Artificial Intelligence Exhibition 2020
時間：2020年12月9-11日
地點：廣州琶洲-保利世貿(mào)博覽館
2020廣州新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車及充電樁科技展覽會
新物聯(lián)號：李想 2020-3-26 共有: 773 瀏覽
2020廣州氫能與燃料電池汽車及加氫站設(shè)備展覽會
新物聯(lián)號：李想 2020-3-26 共有: 630 瀏覽
光電傳感器 樂高：[轉(zhuǎn)載]樂高機器人---認(rèn)識傳感器
4.1簡介
馬達(dá)通過齒輪和滑輪傳動，可以讓你搭建的機器人動起來，他們就如同是移動機器人腿和手臂的肌肉。同時，你還可以使用傳感器來裝備你的機器人，它們就如同是機器人的眼睛、耳朵和手指。機器人套裝中包含兩種傳感器：觸動傳感器（兩種）和光電傳感器。在此主要是描述它們的特性，對于其它的傳感器可以單獨購買，如：角度傳感器和溫度傳感器。每一個設(shè)備都有其特定的作用，你將會因為它們的功能強大和所能涉及的范圍之廣而感到驚訝。當(dāng)然也包括這種情況,可以用一種傳感器仿效另一種傳感器，以用來代替不能使用的傳感器。利用RCX上的紅外光電，使用一些小技巧，你可以把把你的光電傳感器變成一個雷達(dá)。
4.2觸動傳感器
觸動傳感器（圖4.1）的工作方式非常像是你家門鈴上的按鈕：當(dāng)它被按下時，電路接通，電流就會通過，RCX就能夠檢測到這個數(shù)據(jù)流，你的程序就會讀取觸動傳感器的當(dāng)前狀態(tài)：開或者關(guān)。
圖4.1 觸動傳感器
如果閱讀了Constructopedia，并搭建了一些模型，你可能對傳感器的一般用途比較熟悉，如緩沖器。緩沖器是與周圍環(huán)境相互作用的一種簡單方式，當(dāng)你的機器人遇到障礙物時，可以用它們來進(jìn)行檢測，并由此而改變運動狀態(tài)。
典型的緩沖器是一個重量較輕的可移動裝置，事實上，當(dāng)它碰到障礙物時會把沖擊力傳遞給觸動傳感器并使之關(guān)閉。你也可以發(fā)明出很多種緩沖器，但它們的外形應(yīng)該能夠反映機器人的外形，而且還能反映出環(huán)境中障礙物的外形。如圖4.2中所示一個非常簡單的緩沖器，可以很容易發(fā)現(xiàn)墻壁，假如房間里有像椅子一樣等復(fù)雜障礙物，它的效果就不好了。在這種情況下，我們建議你通過實驗來進(jìn)行。為機器人設(shè)計一個緩沖器，在房間的周圍離地板適當(dāng)高度的地方移動它，檢查它是否能夠發(fā)現(xiàn)所有可能的碰撞點。如果你的緩沖結(jié)構(gòu)較大，當(dāng)它用最佳部位撞擊到障礙物并按下觸動傳感器時，不要以為這就是正確的。圖例4.2是一個不太好的緩沖器，因為當(dāng)碰撞發(fā)生時，它幾乎不能用橫軸的邊緣來關(guān)閉觸動傳感器，說它是一個不好的緩沖器是因為它把整個碰撞產(chǎn)生的力直線傳輸給了傳感器，也就是說，在機器人身上安裝一個非常穩(wěn)固的支架對傳感器的安裝是非常有必要的。
圖4.2簡單的緩沖器
根據(jù)經(jīng)驗，應(yīng)該嘗試不同的碰撞來看看緩沖器在各個位置是否能很好的工作。你可以編寫一個無限循環(huán)的小程序，當(dāng)傳感器被按下時，發(fā)出一聲蜂鳴聲用來測試你的緩沖器。
談起緩沖器，人們往往會想到當(dāng)遇到障礙物時開關(guān)會被按下。這樣說似乎有點絕對，在發(fā)生碰撞的時候同樣可以松開開關(guān)。看一下圖4.3，橡膠皮筋可以使積木輕壓著傳感器，當(dāng)緩沖器的前面部分接觸到物體時，開關(guān)就會被釋放。
圖4.3
平常壓下的緩沖器
實際上，推薦這種緩沖器有這樣幾個重要的原因：
l 沖擊力不可能直接傳遞給傳感器，傳感器與標(biāo)準(zhǔn)的樂高積木相比更容易受損壞，因此應(yīng)避免不必要的撞擊。
l 橡皮圈可以吸收撞擊力，這對你的傳感器和機器人來說都會起到保護(hù)作用，當(dāng)你的機器人速度非常快，或者重量大，或者反應(yīng)比較慢，或者具備其中的一個因素時，這種保護(hù)作用顯得尤其重要。
緩沖器是一個非常重要的裝置，而且觸動傳感器的應(yīng)用也非常廣泛。當(dāng)你想告之RCX一個事件發(fā)生時，你可以使用按鈕一樣人為的把它按下去。你能想象出類似的情況嗎？事實上，有很多。比方說，你可以按下銨鈕告訴RCX”現(xiàn)在讀取光電傳感器的值”，從而進(jìn)行讀取校準(zhǔn)（我們將在以后的部分進(jìn)行討論）。
另一個常用的作用就是把觸動傳感器作為一個位置控制器來用。如圖4.4，機器人向前看時（圖
4.4b）就關(guān)閉了頭部（圖4.4a）的觸動傳感器。通過編程可以在水平面上實時的控制頭部的旋轉(zhuǎn)（向左或向右），當(dāng)傳感器被按下時，機器人的頭部就能轉(zhuǎn)回到正確的位置，值的注意的是，我們在這個例子中用到的凸齒輪在與觸動傳感器相配合時是非常的有用，你可以讓軸通過三個十字孔個中的一個來選擇合適的距離去關(guān)閉觸動傳感器。
圖4.4
用觸動傳感器定位
在本書的第三部分我們還會介紹位置控制的其它一些應(yīng)用。事實上，在搭建你的機器人之前需要你去研究一些不同的方法。
我們再舉幾個事例來說明傳感器的應(yīng)用
都能停下。首先你會想到在每一層安放一個觸動傳感器，當(dāng)按下其中一個時，電梯室會在那一層停下。這是一個好方法，但這里有一個小問題；你僅有兩個觸動傳感器，對你來說，一個電梯僅有二層不是非常實際，你可以再買一個觸動傳感器，但這只能再加高一層,并沒有解決實質(zhì)性的問題。此時，RCX的三個輸入端口已經(jīng)全部被占用。突然，你會想到一個辦法：為什么不把傳感器放在電梯廂上而不是外面呢？在電梯廂上固定一個傳感器，這樣只需一個傳感器就可以加高更多的樓層了。從最初的方案到現(xiàn)在更好的方案，兩個系統(tǒng)是完全相同的嗎？答案是否定的。首先，你需要決定廂的絕對位置，當(dāng)它在第二層時，你僅是可以知道它的相對位置。那么，你需要一個初始點，從起始點開始計算就可以推斷出廂的位置.或者程序運行時，需要廂體在一個特定的位置，或者用第二個傳感器來探測一個特定的樓層。例如，在最底層放置一個傳感器，因此程序一開始就降下電梯到最底層。那樣就可以計算出廂體的絕對位置了。
現(xiàn)在，電梯就能夠準(zhǔn)確的升降了。但你還有最后一個問題需要解決：如何告訴你的電梯它應(yīng)該去哪一層呢？在每一樓層放置一個傳感器去提示電梯是不切合實際的。在RCX上只剩下一個輸入端口了。你要用這一個觸動傳感器來做什么呢？你還可以采用以前的方法嗎？可以，你可以計算一個觸動傳感器被按下的次數(shù)。比如說，被按下三次表示是三樓，依次類推。現(xiàn)在你就可以去搭建你的電梯了。
。假如你想搭建一個電梯。你希望電梯可以在任何一層
計算按下次數(shù)
下面這個例子是用偽代碼來編寫的，一個代碼并不與實際編寫語言相對應(yīng)，而是界于程序語言和機器語言之間。使用偽代碼編程在專業(yè)程序員中是一種非常普遍的做法。
計算觸動傳感器被按下多少次需要一些小竊門。假如你寫了一些簡單的代碼，如下：
Counter=0
repeat
if Sensor1 is on then
Counter = Counter +1
end if
end repeat
當(dāng)你保持觸動傳感器被按下很短的間隔內(nèi)，你的程序代碼就會在你的RCX上飛快的執(zhí)行。然而，在記錄下一個新的按下之前，需要松開觸動傳感器：
Counter =0
repeat
if Sensor1 is
on then
Counter=Counter+1
wait until Sensor1 is off
end if
end repeat
現(xiàn)在，你編寫的代碼正確地記錄了從斷開到閉合的變化。在你的代碼中，有一個重要的特點需要介紹一下：當(dāng)它在一段時間內(nèi)接收不到觸動信息時，你希望你的計數(shù)程序停止。為了實現(xiàn)這一點，你需要使用一個計時器用來測量上一次按下時間與最后一次時間的間隔：
Counter=0
interval=
reset Timer
repeat
if Sensor1 is on then
Counter=Counter + 1
wait until Sensor1 is off
or until Timer if greater then Interval
reset Timer
end if
until Timer is greater then
Interval
假如你的時間間隔是兩秒。當(dāng)計數(shù)程序開始時，計時器和計數(shù)器首先復(fù)位為0，然后開始檢測傳感器的狀態(tài)。如果兩秒內(nèi)沒有按下觸動傳感器，它仍將保持復(fù)位狀態(tài)，如果有觸動傳感器被按下，此動作將被記下并等待使用者釋放按鈕，計時器復(fù)位為零，在程序停止運行之前，使用者可以在兩秒內(nèi)第二次按下觸動傳感器。
4.3光電傳感器
用”看”來形容光電傳感器的功能有點夸大其辭。實際上它只是用來檢測光并測量其強度。盡管受到限制，但其應(yīng)用范圍仍比較廣。
圖4.5 光電傳感器
光電傳感器和觸動傳感器的最大區(qū)別是，后者返回的是一些數(shù)值而不是單純的開/關(guān)狀態(tài)。你所讀到的數(shù)值由光電傳感器在那個時候所檢測到的光強所決定。這些數(shù)值以0至100的百分?jǐn)?shù)的形式返回，光值越大，百分?jǐn)?shù)就越大。你可以用光電傳感器來做什么呢？你可以用它搭建一個由光電傳感器所驅(qū)動的機器人，我們稱之為光的追隨者，它可以檢測周圍的環(huán)境，找到一個強光源（或者是最亮的）并朝著它前進(jìn)。在一間足夠暗的房間里進(jìn)行，以免產(chǎn)生干擾，你也可以用手電筒來控制你的機器人。
檢測外部光源的功能是非常有趣的，但是或許你不能用它來做最令人驚奇的事情。我們介紹一下光電傳感器的另一個用途：它不但可以用來檢測光強，而且還可以自身發(fā)光。提供穩(wěn)定光源的是一個紅色的發(fā)光二極管，因此你可以用來測量反射光并傳給傳感器。
當(dāng)你用來測量反射光時，你必須去避免一些來自其它光源的干擾。需要注意的是光電傳感器對IR所發(fā)出的光也非常紅外光，如攝像機；或者是樂高紅外發(fā)射器。
敏感，像典型的遠(yuǎn)距離控制器發(fā)出的
設(shè)計與計劃
讀取周圍的光值
樂高光電傳感器并不適合于測量外部光源來說，因為其靈敏度比較弱。紅色發(fā)光二極管所所發(fā)出的光太靠近檢光器以致于過多的影響了光值的讀取。如果你想測外部光源，你應(yīng)該考慮盡可能的去減少紅色發(fā)光二極管的影響。一個簡單的辦法就是在光電傳感器的前部放一個1×2的單孔積木塊，.更多的行之有效的辦法需要你對光電傳感器有些細(xì)微的改動。在Ralph
Hempel的網(wǎng)站中，他提到了如何對光電傳感器作修改，既不是永久的改變也不會損害你的光電傳感器。（見附錄A）
光在表面的反射率取決于許多因素，主要是表面的顏色，質(zhì)地和它距光源的遠(yuǎn)近。黑色物體的反射能力要弱于白色物體；黑色光滑表面的反射能力要強于黑色不光滑表面。另外，距離光電傳感器越遠(yuǎn)，光電傳感器所檢測到的反射光就會越少。
這些因素都是相互依賴的，通過光感讀取的值，并不能說明是由哪個因素引起的。但你可以保持其它因素不便，而讓一個變化，這樣就可以通過讀取的數(shù)值來推斷出環(huán)境的一些變化。例如，如果你的光電傳感器經(jīng)常對著同一個物體，或者相同質(zhì)地和顏色的物體，你能夠用它去測出它的相對距離。另一方面，你可以把不同的物體放置在光電傳感器的前面，在恒定的距離內(nèi)分辨出它們的顏色。
4.3.1測量反射光值
為了舉例說明測量反射光的原理，我們來做一個實驗。拿一個RCX并打開其電源，在任意一個輸入端口連接一個光電傳感器，在你的程序中正確的設(shè)置其端口（紅色發(fā)光二極管應(yīng)該發(fā)光）。準(zhǔn)備一間光線較暗的房間，RCX有個控制模式，可以實時查看光感讀取的值。按RCX上的VIEW鍵，當(dāng)小箭頭正確顯示在傳感器所接的輸入端口位置。在顯示屏上會顯示出讀取的光線值。接下去你把光感放到桌上，在桌上以一定間隔（0.5cm,1cm,1.5cm）并排放置不同顏色的積木塊,保證積木之間的間距相等。查看數(shù)據(jù)，得到的是不同顏色的積木反射的光值是不同的。
再進(jìn)行第二個實驗：將白色的積木快慢慢的移向光感，然后再慢慢的移開，觀察顯示屏上的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)光感與積木間的距離加大時數(shù)值將減小。我們的目的就是為了證明光感是不能同時判斷出距離和顏色的。我們重點強調(diào)在你使用光感時盡量避免外界光線的干擾。
方法與技巧
理解原始值的概念
了解原始值是很關(guān)鍵的，對于熟練的使用機器人套裝并不是必須的。但從另一個方面講，它可以幫助你理解傳感器是如何工作的。
RCX把來自傳感器（不管是什么類型）的電信號全部轉(zhuǎn)變成范圍在0至1023之間的數(shù)字信號，我們稱之為原始數(shù)值。在程序中，你在一個端口上設(shè)置了一個特定的傳感器，RCX會自動設(shè)定該傳感器的原始數(shù)值范圍，例如，從觸動傳感器讀取的數(shù)值范圍是1或者0，代表開或者關(guān)，當(dāng)從溫度傳感器讀取時就會轉(zhuǎn)變成攝氏溫度或華氏溫度。同樣地，光電傳感器讀取時就會通過下面的方程式轉(zhuǎn)換成一個百分?jǐn)?shù)：
百分?jǐn)?shù)=146-原始數(shù)值/7
為什么我們需要知道這種轉(zhuǎn)換呢？對于大多數(shù)應(yīng)用程序來說，通過RCX返回的光感值的百分?jǐn)?shù)形式更加有效，但也有這種情況，你需要所有光感變化值而百分?jǐn)?shù)形式卻不能體現(xiàn)出光感值的一些變化。我們用一個例子來做一下說明。假設(shè)會有兩種不同的情形，光電傳感器讀取707和713兩個不同的數(shù)值。把這兩個數(shù)值轉(zhuǎn)換成百分?jǐn)?shù)，因為RCX只使用整數(shù),需要將除的結(jié)果進(jìn)行圓整。
146-(707/7)=146-101=45
146-(713/7)=146-101=45
在第二個方程式中數(shù)值101實際上是101.857…，去掉小數(shù)部分為101.就看部不出兩個值是不同的。我們知道在大多情況下數(shù)值的小數(shù)部分是不重要的。但也會有其它情況需要用到這樣一個微小的變化的數(shù)據(jù)
如果你用LEGO圖形化的編程環(huán)境為RCX編寫程序，你必須接受它的刻度值，否則無法處理原始數(shù)值。如果你選擇其它的編程語言，則可以直接處理沒有處理過的原始數(shù)值，在必須的時候，利用其優(yōu)勢，可能會有更好的解決方案。識別不同的顏色是光電傳感器一個非常普通的應(yīng)用。我們曾說過，光電傳感器實際上并不是用來識別顏色的，而是用來讀取反射光值。因此，它很難把黑色和藍(lán)色的積木塊區(qū)別開。但目前來說，我們?nèi)哉f它能識別顏色，在讀完之后您會明白真正的意思是什么。
4.3.2沿線走
目前，光電傳感器最普遍的使用方法就是用它搭建一個沿線走的機器人。
這個項目的設(shè)置是很簡單的，這也是之所以流行的一個原因。盡管其外觀簡單，這項工作仍需要引起足夠的重視，并需要你仔細(xì)設(shè)計和認(rèn)真編程。我們將在第二部分詳細(xì)的討論這個主題的細(xì)節(jié)內(nèi)容。當(dāng)光電傳感器在輕質(zhì)地面上讀取一條黑線時，你要注意有什么事情發(fā)生。
當(dāng)把光電傳感器放在地板上時，假設(shè)說讀取的數(shù)值為百分之七十，黑線為百分之三十。如果你想讓機器人緩慢的從地板移動到黑線或者是有污點的地方.你會注意到，數(shù)值不是從一個值突然跳到另一個值，而是會出現(xiàn)一系列的中間值。原因是光電傳感器不是讀取一個點，而是光電傳感器前部的一個小區(qū)域。所以當(dāng)光電傳感器穿過線的邊緣時，它所讀取的是地板和黑線的邊界值并返回一個中間值。
這個功能有用嗎？當(dāng)然，有時有用，有時沒有用。尤其當(dāng)我們涉及到沿線走時，它是有用的。實際上，你可以（或者說應(yīng)該）編寫一段程序讓你的機器人沿著邊界走而不是實際的黑線。這樣當(dāng)機器人需要改變它的行進(jìn)路線時，它知道往哪個方向轉(zhuǎn)身：如果所讀取的值太”暗”，它應(yīng)該向亮的區(qū)域前進(jìn)，或有污點的區(qū)域。
技巧與提示
校準(zhǔn)讀取值
有時，你并不能預(yù)先知道光電傳感器實際上所讀取的數(shù)值是多少。假如你要參加一個沿線走的比賽：你并不能確定你的傳感器所返回的地板和黑線的數(shù)值。在這種情況下，一般的習(xí)慣是，在你的程序中不寫入預(yù)期的常數(shù)值是比較好的。但可以讓你的機器人通過一個簡單的測量程序來讀取這些數(shù)值。繼續(xù)我們沿線走的例子,你可以專設(shè)一個空的輸入端口用來接入一個觸動傳感器，當(dāng)你把機器人放在地板上時手動按下觸動傳感器，然后再放在黑線上，因此它就可以保存下讀取到的最大值和最小值。或者你可以編寫一個小的檢測程序，以取消那些限制。
當(dāng)你需要控制一個更復(fù)雜的區(qū)域時,舉例來說，區(qū)域包括三種不同的顏色，想象一個臺面被劃為白色，黑色和灰色三個不同顏色的區(qū)域。在白色和黑色之間的邊界上你如何能區(qū)別出灰色區(qū)域?
這時你不能只做一個簡單的讀取，你必須深入考慮其它的因素,
像預(yù)先讀取,或者你可以使你的機器人在一個地方收集更多的數(shù)據(jù)并推斷它所在的位置。要處理這樣的情況，對軟件的要求就會變得更加復(fù)雜。
光電傳感器如同一個萬能器，它有很多種使用方法。你可以在光電傳感器的前部放置一個彩色的可以移動的樂高梁來搭建一個對者拉梁的上部時，光電傳感器就會讀取不同的光值。
圖4.6
用光電傳感器作一個模擬控制
光電傳感器與燈相結(jié)合（不包括在頭腦風(fēng)暴套裝中）可做成一個光電管（圖4.7）；當(dāng)有物體擋在光電傳感器和燈之間時，機器人就會察覺。值得注意的是，我們在光電傳感器的前面放置了一個1×2的單孔梁，以減少來自周圍光線的干擾。
圖4.7 光電管
4.3.3接近探測
你可以用光電傳感器做成一個雷達(dá)探測器用于檢測即將碰到的障礙物。這被稱之為接近探測。這項技術(shù)所基于的特性我們已經(jīng)討論并探究過了，就是光電傳感器可以根據(jù)反射光線來測定相對距離。假如你的機器人要直線前進(jìn)，用一個光電傳感器為它在前面引路。假如你的機器人要在一個暗室里移動，除了光電傳感器上的紅色發(fā)光二極管之外沒有任何的光源。在向前移動的過程中，機器人連續(xù)不斷的讀取傳感器所檢測到的光值。如果讀取值趨向于迅速增大，就可以推斷出機器人正向著一個物體前進(jìn)。但不能推斷出障礙物的種類及與障礙物之間的距離，如果房間內(nèi)沒有物體在移動，你確信機器人正在接近障礙物。現(xiàn)在我們有了一套系統(tǒng)可以躲避障礙物而不是局限于碰撞以后再檢測它們。
注意：
RCX內(nèi)部的IR
LED發(fā)射的是不可見光，光電傳感器的紅色二極管發(fā)射的是可見光。
遺憾地是，當(dāng)房間內(nèi)有光源時，這項技術(shù)工作就有問題了，原因是你的程序不能區(qū)別自身反射回的紅色光還外界環(huán)境光線。你需要在機器人身上有一個更明顯的獨立光源提供更高的參考。
令人欣慰的是，正好有一個！RCX內(nèi)部有一個IR
LED可以發(fā)射信息給紅外發(fā)射儀或是另一個RCX。用RCX內(nèi)部的IR
LED以比特的編碼形式發(fā)送信息可以被紅外發(fā)射器所接收到。關(guān)于信息的內(nèi)容我們并不關(guān)心；我們需要的僅僅是光。盡管紅外光對于肉眼來說是不可見的，卻與可見光具有相同的性質(zhì)，LEGO光電傳感器對此卻非常敏感。
所以，現(xiàn)在你的程序有了使用接近探測的所有條件。發(fā)送一個IR信息并立即讀取光電傳感器的值.你最好把讀取的數(shù)值進(jìn)行一下平均處理，這樣可以把外部光源所導(dǎo)致的影響降至最低（我們將會第12節(jié)討論這個竅門）。如果你注意到在隨后的二組值中有顯著的增加，舉例來說，百分之十，說明你的機器人很有可能正朝著障礙物前進(jìn)。
4.4角度傳感器
我們將要研究的第三個樂高傳感器是角度傳感器（圖4.8）。遺可是機器人套裝中沒有包含該部件，它的多功能性僅次于光電傳感器。在3801
Ultimate
Accessory套裝里面包含一個角度傳感器，還有一個觸動傳感器，一個燈,遙控器和少量的其它附件。
圖4.8 角度傳感器
角度傳感器是如何工作的呢？
因為角度傳感器有四種不同的狀態(tài)，所以會返回四種不同的值。我們稱之為A，B，C和D。對于每一次完整的旋轉(zhuǎn)，它經(jīng)過了四種狀態(tài)各四次—這也就是我們?yōu)槭裁匆檬鶃碛嫈?shù)的原因。如果角度傳感器是順時針旋轉(zhuǎn)，它會讀序列ABCD…，如果是逆時針旋轉(zhuǎn)，讀取的結(jié)果會是ADCBA…，RCX會時刻檢測傳感器，當(dāng)RCX檢測到狀態(tài)發(fā)生變化時，它不但可以推斷出角度傳感器已經(jīng)轉(zhuǎn)動，而且還可以知道所旋轉(zhuǎn)的方向。舉例來說，從A轉(zhuǎn)變到B，或從D轉(zhuǎn)變到A，計數(shù)器將增加一個單位，然而，從D到C，或者是從A到D，計數(shù)器將減少一個單位。
角度傳感器，顧名思義，是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時，軸每轉(zhuǎn)過1/16圈，角度傳感器就會計數(shù)一次。往一個方向轉(zhuǎn)動時，計數(shù)增加，轉(zhuǎn)動方向改變時，計數(shù)減少。計數(shù)與角度傳感器的初始位置有關(guān)。當(dāng)初始化角度傳感器時，它的計數(shù)值被設(shè)置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復(fù)位。
通過計算旋轉(zhuǎn)的角度，你可以很容易的測出位置和速度。當(dāng)在機器人身上連接上輪子（或通過齒輪傳動來移動機器人）時，可以依據(jù)旋轉(zhuǎn)的角度和輪子圓周數(shù)來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉(zhuǎn)換成速度，你也可以用它除以所用時間。實際上，計算距離的基本方程式為：
距離=速度×?xí)r間
由此可以得到：
速度=距離/時間
如果把角度傳感器連接到馬達(dá)和輪子之間的任何一根傳動軸上，必須將正確的傳動比算入所讀的數(shù)據(jù)。舉一個有關(guān)計算的例子。在你的機器人身上，馬達(dá)以3:1的傳動比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達(dá)上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就是說，角度傳感器轉(zhuǎn)三周，主動輪轉(zhuǎn)一周。角度傳感器每旋轉(zhuǎn)一周計16個單位，所以16*3=48個增量相當(dāng)于主動輪旋轉(zhuǎn)一周。現(xiàn)在，我們需要知道齒輪的圓周來計算行進(jìn)距離。幸運地是，每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標(biāo)有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子，直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位)，因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。現(xiàn)在已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然后再乘以256。我們總結(jié)一下。稱R為角度傳感器的分辨率（每旋轉(zhuǎn)一周計數(shù)值），G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉(zhuǎn)一周角度傳感器的增量。即：
I=G×R
在例子中，G為3，對于樂高角度傳感器來說，R一直為16.因此，我們可以得到：
I=3×16=48
每旋轉(zhuǎn)一次，齒輪所經(jīng)過的距離正是它的周長C，應(yīng)用這個方程式，利用其直徑，你可以得出這個結(jié)論。
C=D×π
在我們的例子中：
C=81.6×3.14=256.22
最后一步是將傳感器所記錄的數(shù)據(jù)-S轉(zhuǎn)換成輪子運動的距離-T，使用下面等式：
T=S×C/I
如果光電傳感器讀取的數(shù)值為296，你可以計算出相應(yīng)的距離：
T=296×256.22/48=1580
距離（T）的單位與輪子直徑單位是相同的.
實際上，在程序不僅僅會用到乘法和除法的數(shù)學(xué)運算，還有更多的需要多留心（有關(guān)內(nèi)容我們將在第12章進(jìn)行進(jìn)一步的討論）。
使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物。原理非常簡單：如果馬達(dá)運轉(zhuǎn)，而齒輪不轉(zhuǎn)，說明你的機器已經(jīng)被障礙物給擋住了。此技術(shù)使用起來非常簡單，而且非常有效；唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數(shù)太多），否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達(dá)驅(qū)動而是通過裝置的運動帶動它:在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。
在許多情況下角度傳感器是非常有用的：控制手臂，頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是，當(dāng)運行速度太慢或太快時，RCX在精確的檢測和計數(shù)方面會受到影響。事實上，問題并不是出在RCX身上，而是它的操作系統(tǒng)，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會丟失一些數(shù)據(jù)。Steve
Baker用實驗證明過，轉(zhuǎn)速在每分鐘50到300轉(zhuǎn)之間是一個比較合適的范圍，在此之內(nèi)不會有數(shù)據(jù)丟失的問題。然而，在低于12rpm或超過1400rm的范圍內(nèi)，就會有部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內(nèi)時，RCX也偶會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題。
光電傳感器 樂高：樂高NXT光電傳感器和HiTechnic顏色傳感器一樣嗎
不用刻意的加入 正常編匯就可以了 單片機識別的是高低電平，不會識別是什么傳感器
樂高 NXT光電傳感器 和 HItechnic顏色傳感器 不一樣 。樂高光電傳感器只感受照射物體反射光的強弱，樂高有自己的顏色傳感器，實際內(nèi)部集成了光電傳感器功能 只是設(shè)置的時候要在nxt_g 中選擇光電選項就可以了。它們功能一樣，只是傳輸速度有差異。樂高的反應(yīng)要快點據(jù)說是模擬信號 ，HItechnic要慢用I2C總線，但要準(zhǔn)確很多。
所得到的多多多
光電傳感器 樂高：樂高機器人---認(rèn)識傳感器
4.1簡介
馬達(dá)通過齒輪和滑輪傳動，可以讓你搭建的機器人動起來，他們就如同是移動機器人腿和手臂的肌肉。同時，你還可以使用傳感器來裝備你的機器人，它們就如同是機器人的眼睛、耳朵和手指。機器人套裝中包含兩種傳感器：觸動傳感器（兩種）和光電傳感器。在此主要是描述它們的特性，對于其它的傳感器可以單獨購買，如：角度傳感器和溫度傳感器。每一個設(shè)備都有其特定的作用，你將會因為它們的功能強大和所能涉及的范圍之廣而感到驚訝。當(dāng)然也包括這種情況,可以用一種傳感器仿效另一種傳感器，以用來代替不能使用的傳感器。利用RCX上的紅外光電，使用一些小技巧，你可以把把你的光電傳感器變成一個雷達(dá)。
4.2觸動傳感器
觸動傳感器（圖4.1）的工作方式非常像是你家門鈴上的按鈕：當(dāng)它被按下時，電路接通，電流就會通過，RCX就能夠檢測到這個數(shù)據(jù)流，你的程序就會讀取觸動傳感器的當(dāng)前狀態(tài)：開或者關(guān)。
圖4.1 觸動傳感器
如果閱讀了Constructopedia，并搭建了一些模型，你可能對傳感器的一般用途比較熟悉，如緩沖器。緩沖器是與周圍環(huán)境相互作用的一種簡單方式，當(dāng)你的機器人遇到障礙物時，可以用它們來進(jìn)行檢測，并由此而改變運動狀態(tài)。
典型的緩沖器是一個重量較輕的可移動裝置，事實上，當(dāng)它碰到障礙物時會把沖擊力傳遞給觸動傳感器并使之關(guān)閉。你也可以發(fā)明出很多種緩沖器，但它們的外形應(yīng)該能夠反映機器人的外形，而且還能反映出環(huán)境中障礙物的外形。如圖4.2中所示一個非常簡單的緩沖器，可以很容易發(fā)現(xiàn)墻壁，假如房間里有像椅子一樣等復(fù)雜障礙物，它的效果就不好了。在這種情況下，我們建議你通過實驗來進(jìn)行。為機器人設(shè)計一個緩沖器，在房間的周圍離地板適當(dāng)高度的地方移動它，檢查它是否能夠發(fā)現(xiàn)所有可能的碰撞點。如果你的緩沖結(jié)構(gòu)較大，當(dāng)它用最佳部位撞擊到障礙物并按下觸動傳感器時，不要以為這就是正確的。圖例4.2是一個不太好的緩沖器，因為當(dāng)碰撞發(fā)生時，它幾乎不能用橫軸的邊緣來關(guān)閉觸動傳感器，說它是一個不好的緩沖器是因為它把整個碰撞產(chǎn)生的力直線傳輸給了傳感器，也就是說，在機器人身上安裝一個非常穩(wěn)固的支架對傳感器的安裝是非常有必要的。
圖4.2簡單的緩沖器
根據(jù)經(jīng)驗，應(yīng)該嘗試不同的碰撞來看看緩沖器在各個位置是否能很好的工作。你可以編寫一個無限循環(huán)的小程序，當(dāng)傳感器被按下時，發(fā)出一聲蜂鳴聲用來測試你的緩沖器。
談起緩沖器，人們往往會想到當(dāng)遇到障礙物時開關(guān)會被按下。這樣說似乎有點絕對，在發(fā)生碰撞的時候同樣可以松開開關(guān)。看一下圖4.3，橡膠皮筋可以使積木輕壓著傳感器，當(dāng)緩沖器的前面部分接觸到物體時，開關(guān)就會被釋放。
圖4.3
平常壓下的緩沖器
實際上，推薦這種緩沖器有這樣幾個重要的原因：
l 沖擊力不可能直接傳遞給傳感器，傳感器與標(biāo)準(zhǔn)的樂高積木相比更容易受損壞，因此應(yīng)避免不必要的撞擊。
l 橡皮圈可以吸收撞擊力，這對你的傳感器和機器人來說都會起到保護(hù)作用，當(dāng)你的機器人速度非常快，或者重量大，或者反應(yīng)比較慢，或者具備其中的一個因素時，這種保護(hù)作用顯得尤其重要。
緩沖器是一個非常重要的裝置，而且觸動傳感器的應(yīng)用也非常廣泛。當(dāng)你想告之RCX一個事件發(fā)生時，你可以使用按鈕一樣人為的把它按下去。你能想象出類似的情況嗎？事實上，有很多。比方說，你可以按下銨鈕告訴RCX”現(xiàn)在讀取光電傳感器的值”，從而進(jìn)行讀取校準(zhǔn)（我們將在以后的部分進(jìn)行討論）。
另一個常用的作用就是把觸動傳感器作為一個位置控制器來用。如圖4.4，機器人向前看時（圖
4.4b）就關(guān)閉了頭部（圖4.4a）的觸動傳感器。通過編程可以在水平面上實時的控制頭部的旋轉(zhuǎn)（向左或向右），當(dāng)傳感器被按下時，機器人的頭部就能轉(zhuǎn)回到正確的位置，值的注意的是，我們在這個例子中用到的凸齒輪在與觸動傳感器相配合時是非常的有用，你可以讓軸通過三個十字孔個中的一個來選擇合適的距離去關(guān)閉觸動傳感器。
圖4.4
用觸動傳感器定位
在本書的第三部分我們還會介紹位置控制的其它一些應(yīng)用。事實上，在搭建你的機器人之前需要你去研究一些不同的方法。
我們再舉幾個事例來說明傳感器的應(yīng)用
都能停下。首先你會想到在每一層安放一個觸動傳感器，當(dāng)按下其中一個時，電梯室會在那一層停下。這是一個好方法，但這里有一個小問題；你僅有兩個觸動傳感器，對你來說，一個電梯僅有二層不是非常實際，你可以再買一個觸動傳感器，但這只能再加高一層,并沒有解決實質(zhì)性的問題。此時，RCX的三個輸入端口已經(jīng)全部被占用。突然，你會想到一個辦法：為什么不把傳感器放在電梯廂上而不是外面呢？在電梯廂上固定一個傳感器，這樣只需一個傳感器就可以加高更多的樓層了。從最初的方案到現(xiàn)在更好的方案，兩個系統(tǒng)是完全相同的嗎？答案是否定的。首先，你需要決定廂的絕對位置，當(dāng)它在第二層時，你僅是可以知道它的相對位置。那么，你需要一個初始點，從起始點開始計算就可以推斷出廂的位置.或者程序運行時，需要廂體在一個特定的位置，或者用第二個傳感器來探測一個特定的樓層。例如，在最底層放置一個傳感器，因此程序一開始就降下電梯到最底層。那樣就可以計算出廂體的絕對位置了。
現(xiàn)在，電梯就能夠準(zhǔn)確的升降了。但你還有最后一個問題需要解決：如何告訴你的電梯它應(yīng)該去哪一層呢？在每一樓層放置一個傳感器去提示電梯是不切合實際的。在RCX上只剩下一個輸入端口了。你要用這一個觸動傳感器來做什么呢？你還可以采用以前的方法嗎？可以，你可以計算一個觸動傳感器被按下的次數(shù)。比如說，被按下三次表示是三樓，依次類推。現(xiàn)在你就可以去搭建你的電梯了。
。假如你想搭建一個電梯。你希望電梯可以在任何一層
計算按下次數(shù)
下面這個例子是用偽代碼來編寫的，一個代碼并不與實際編寫語言相對應(yīng)，而是界于程序語言和機器語言之間。使用偽代碼編程在專業(yè)程序員中是一種非常普遍的做法。
計算觸動傳感器被按下多少次需要一些小竊門。假如你寫了一些簡單的代碼，如下：
Counter=0
repeat
if Sensor1 is on then
Counter = Counter +1
end if
end repeat
當(dāng)你保持觸動傳感器被按下很短的間隔內(nèi)，你的程序代碼就會在你的RCX上飛快的執(zhí)行。然而，在記錄下一個新的按下之前，需要松開觸動傳感器：
Counter =0
repeat
if Sensor1 is
on then
Counter=Counter+1
wait until Sensor1 is off
end if
end repeat
現(xiàn)在，你編寫的代碼正確地記錄了從斷開到閉合的變化。在你的代碼中，有一個重要的特點需要介紹一下：當(dāng)它在一段時間內(nèi)接收不到觸動信息時，你希望你的計數(shù)程序停止。為了實現(xiàn)這一點，你需要使用一個計時器用來測量上一次按下時間與最后一次時間的間隔：
Counter=0
interval=
reset Timer
repeat
if Sensor1 is on then
Counter=Counter + 1
wait until Sensor1 is off
or until Timer if greater then Interval
reset Timer
end if
until Timer is greater then
Interval
假如你的時間間隔是兩秒。當(dāng)計數(shù)程序開始時，計時器和計數(shù)器首先復(fù)位為0，然后開始檢測傳感器的狀態(tài)。如果兩秒內(nèi)沒有按下觸動傳感器，它仍將保持復(fù)位狀態(tài)，如果有觸動傳感器被按下，此動作將被記下并等待使用者釋放按鈕，計時器復(fù)位為零，在程序停止運行之前，使用者可以在兩秒內(nèi)第二次按下觸動傳感器。
4.3光電傳感器
用”看”來形容光電傳感器的功能有點夸大其辭。實際上它只是用來檢測光并測量其強度。盡管受到限制，但其應(yīng)用范圍仍比較廣。
圖4.5 光電傳感器
光電傳感器和觸動傳感器的最大區(qū)別是，后者返回的是一些數(shù)值而不是單純的開/關(guān)狀態(tài)。你所讀到的數(shù)值由光電傳感器在那個時候所檢測到的光強所決定。這些數(shù)值以0至100的百分?jǐn)?shù)的形式返回，光值越大，百分?jǐn)?shù)就越大。你可以用光電傳感器來做什么呢？你可以用它搭建一個由光電傳感器所驅(qū)動的機器人，我們稱之為光的追隨者，它可以檢測周圍的環(huán)境，找到一個強光源（或者是最亮的）并朝著它前進(jìn)。在一間足夠暗的房間里進(jìn)行，以免產(chǎn)生干擾，你也可以用手電筒來控制你的機器人。
檢測外部光源的功能是非常有趣的，但是或許你不能用它來做最令人驚奇的事情。我們介紹一下光電傳感器的另一個用途：它不但可以用來檢測光強，而且還可以自身發(fā)光。提供穩(wěn)定光源的是一個紅色的發(fā)光二極管，因此你可以用來測量反射光并傳給傳感器。
當(dāng)你用來測量反射光時，你必須去避免一些來自其它光源的干擾。需要注意的是光電傳感器對IR所發(fā)出的光也非常紅外光，如攝像機；或者是樂高紅外發(fā)射器。
敏感，像典型的遠(yuǎn)距離控制器發(fā)出的
設(shè)計與計劃
讀取周圍的光值
樂高光電傳感器并不適合于測量外部光源來說，因為其靈敏度比較弱。紅色發(fā)光二極管所所發(fā)出的光太靠近檢光器以致于過多的影響了光值的讀取。如果你想測外部光源，你應(yīng)該考慮盡可能的去減少紅色發(fā)光二極管的影響。一個簡單的辦法就是在光電傳感器的前部放一個1×2的單孔積木塊，.更多的行之有效的辦法需要你對光電傳感器有些細(xì)微的改動。在Ralph
Hempel的網(wǎng)站中，他提到了如何對光電傳感器作修改，既不是永久的改變也不會損害你的光電傳感器。（見附錄A）
光在表面的反射率取決于許多因素，主要是表面的顏色，質(zhì)地和它距光源的遠(yuǎn)近。黑色物體的反射能力要弱于白色物體；黑色光滑表面的反射能力要強于黑色不光滑表面。另外，距離光電傳感器越遠(yuǎn)，光電傳感器所檢測到的反射光就會越少。
這些因素都是相互依賴的，通過光感讀取的值，并不能說明是由哪個因素引起的。但你可以保持其它因素不便，而讓一個變化，這樣就可以通過讀取的數(shù)值來推斷出環(huán)境的一些變化。例如，如果你的光電傳感器經(jīng)常對著同一個物體，或者相同質(zhì)地和顏色的物體，你能夠用它去測出它的相對距離。另一方面，你可以把不同的物體放置在光電傳感器的前面，在恒定的距離內(nèi)分辨出它們的顏色。
4.3.1測量反射光值
為了舉例說明測量反射光的原理，我們來做一個實驗。拿一個RCX并打開其電源，在任意一個輸入端口連接一個光電傳感器，在你的程序中正確的設(shè)置其端口（紅色發(fā)光二極管應(yīng)該發(fā)光）。準(zhǔn)備一間光線較暗的房間，RCX有個控制模式，可以實時查看光感讀取的值。按RCX上的VIEW鍵，當(dāng)小箭頭正確顯示在傳感器所接的輸入端口位置。在顯示屏上會顯示出讀取的光線值。接下去你把光感放到桌上，在桌上以一定間隔（0.5cm,1cm,1.5cm）并排放置不同顏色的積木塊,保證積木之間的間距相等。查看數(shù)據(jù)，得到的是不同顏色的積木反射的光值是不同的。
再進(jìn)行第二個實驗：將白色的積木快慢慢的移向光感，然后再慢慢的移開，觀察顯示屏上的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)光感與積木間的距離加大時數(shù)值將減小。我們的目的就是為了證明光感是不能同時判斷出距離和顏色的。我們重點強調(diào)在你使用光感時盡量避免外界光線的干擾。
方法與技巧
理解原始值的概念
了解原始值是很關(guān)鍵的，對于熟練的使用機器人套裝并不是必須的。但從另一個方面講，它可以幫助你理解傳感器是如何工作的。
RCX把來自傳感器（不管是什么類型）的電信號全部轉(zhuǎn)變成范圍在0至1023之間的數(shù)字信號，我們稱之為原始數(shù)值。在程序中，你在一個端口上設(shè)置了一個特定的傳感器，RCX會自動設(shè)定該傳感器的原始數(shù)值范圍，例如，從觸動傳感器讀取的數(shù)值范圍是1或者0，代表開或者關(guān)，當(dāng)從溫度傳感器讀取時就會轉(zhuǎn)變成攝氏溫度或華氏溫度。同樣地，光電傳感器讀取時就會通過下面的方程式轉(zhuǎn)換成一個百分?jǐn)?shù)：
百分?jǐn)?shù)=146-原始數(shù)值/7
為什么我們需要知道這種轉(zhuǎn)換呢？對于大多數(shù)應(yīng)用程序來說，通過RCX返回的光感值的百分?jǐn)?shù)形式更加有效，但也有這種情況，你需要所有光感變化值而百分?jǐn)?shù)形式卻不能體現(xiàn)出光感值的一些變化。我們用一個例子來做一下說明。假設(shè)會有兩種不同的情形，光電傳感器讀取707和713兩個不同的數(shù)值。把這兩個數(shù)值轉(zhuǎn)換成百分?jǐn)?shù)，因為RCX只使用整數(shù),需要將除的結(jié)果進(jìn)行圓整。
146-(707/7)=146-101=45
146-(713/7)=146-101=45
在第二個方程式中數(shù)值101實際上是101.857…，去掉小數(shù)部分為101.就看部不出兩個值是不同的。我們知道在大多情況下數(shù)值的小數(shù)部分是不重要的。但也會有其它情況需要用到這樣一個微小的變化的數(shù)據(jù)
如果你用LEGO圖形化的編程環(huán)境為RCX編寫程序，你必須接受它的刻度值，否則無法處理原始數(shù)值。如果你選擇其它的編程語言，則可以直接處理沒有處理過的原始數(shù)值，在必須的時候，利用其優(yōu)勢，可能會有更好的解決方案。識別不同的顏色是光電傳感器一個非常普通的應(yīng)用。我們曾說過，光電傳感器實際上并不是用來識別顏色的，而是用來讀取反射光值。因此，它很難把黑色和藍(lán)色的積木塊區(qū)別開。但目前來說，我們?nèi)哉f它能識別顏色，在讀完之后您會明白真正的意思是什么。
4.3.2沿線走
目前，光電傳感器最普遍的使用方法就是用它搭建一個沿線走的機器人。
這個項目的設(shè)置是很簡單的，這也是之所以流行的一個原因。盡管其外觀簡單，這項工作仍需要引起足夠的重視，并需要你仔細(xì)設(shè)計和認(rèn)真編程。我們將在第二部分詳細(xì)的討論這個主題的細(xì)節(jié)內(nèi)容。當(dāng)光電傳感器在輕質(zhì)地面上讀取一條黑線時，你要注意有什么事情發(fā)生。
當(dāng)把光電傳感器放在地板上時，假設(shè)說讀取的數(shù)值為百分之七十，黑線為百分之三十。如果你想讓機器人緩慢的從地板移動到黑線或者是有污點的地方.你會注意到，數(shù)值不是從一個值突然跳到另一個值，而是會出現(xiàn)一系列的中間值。原因是光電傳感器不是讀取一個點，而是光電傳感器前部的一個小區(qū)域。所以當(dāng)光電傳感器穿過線的邊緣時，它所讀取的是地板和黑線的邊界值并返回一個中間值。
這個功能有用嗎？當(dāng)然，有時有用，有時沒有用。尤其當(dāng)我們涉及到沿線走時，它是有用的。實際上，你可以（或者說應(yīng)該）編寫一段程序讓你的機器人沿著邊界走而不是實際的黑線。這樣當(dāng)機器人需要改變它的行進(jìn)路線時，它知道往哪個方向轉(zhuǎn)身：如果所讀取的值太”暗”，它應(yīng)該向亮的區(qū)域前進(jìn)，或有污點的區(qū)域。
技巧與提示
校準(zhǔn)讀取值
有時，你并不能預(yù)先知道光電傳感器實際上所讀取的數(shù)值是多少。假如你要參加一個沿線走的比賽：你并不能確定你的傳感器所返回的地板和黑線的數(shù)值。在這種情況下，一般的習(xí)慣是，在你的程序中不寫入預(yù)期的常數(shù)值是比較好的。但可以讓你的機器人通過一個簡單的測量程序來讀取這些數(shù)值。繼續(xù)我們沿線走的例子,你可以專設(shè)一個空的輸入端口用來接入一個觸動傳感器，當(dāng)你把機器人放在地板上時手動按下觸動傳感器，然后再放在黑線上，因此它就可以保存下讀取到的最大值和最小值。或者你可以編寫一個小的檢測程序，以取消那些限制。
當(dāng)你需要控制一個更復(fù)雜的區(qū)域時,舉例來說，區(qū)域包括三種不同的顏色，想象一個臺面被劃為白色，黑色和灰色三個不同顏色的區(qū)域。在白色和黑色之間的邊界上你如何能區(qū)別出灰色區(qū)域?
這時你不能只做一個簡單的讀取，你必須深入考慮其它的因素,
像預(yù)先讀取,或者你可以使你的機器人在一個地方收集更多的數(shù)據(jù)并推斷它所在的位置。要處理這樣的情況，對軟件的要求就會變得更加復(fù)雜。
光電傳感器如同一個萬能器，它有很多種使用方法。你可以在光電傳感器的前部放置一個彩色的可以移動的樂高梁來搭建一個對者拉梁的上部時，光電傳感器就會讀取不同的光值。
圖4.6
用光電傳感器作一個模擬控制
光電傳感器與燈相結(jié)合（不包括在頭腦風(fēng)暴套裝中）可做成一個光電管（圖4.7）；當(dāng)有物體擋在光電傳感器和燈之間時，機器人就會察覺。值得注意的是，我們在光電傳感器的前面放置了一個1×2的單孔梁，以減少來自周圍光線的干擾。
圖4.7 光電管
4.3.3接近探測
你可以用光電傳感器做成一個雷達(dá)探測器用于檢測即將碰到的障礙物。這被稱之為接近探測。這項技術(shù)所基于的特性我們已經(jīng)討論并探究過了，就是光電傳感器可以根據(jù)反射光線來測定相對距離。假如你的機器人要直線前進(jìn)，用一個光電傳感器為它在前面引路。假如你的機器人要在一個暗室里移動，除了光電傳感器上的紅色發(fā)光二極管之外沒有任何的光源。在向前移動的過程中，機器人連續(xù)不斷的讀取傳感器所檢測到的光值。如果讀取值趨向于迅速增大，就可以推斷出機器人正向著一個物體前進(jìn)。但不能推斷出障礙物的種類及與障礙物之間的距離，如果房間內(nèi)沒有物體在移動，你確信機器人正在接近障礙物。現(xiàn)在我們有了一套系統(tǒng)可以躲避障礙物而不是局限于碰撞以后再檢測它們。
注意：
RCX內(nèi)部的IR
LED發(fā)射的是不可見光，光電傳感器的紅色二極管發(fā)射的是可見光。
遺憾地是，當(dāng)房間內(nèi)有光源時，這項技術(shù)工作就有問題了，原因是你的程序不能區(qū)別自身反射回的紅色光還外界環(huán)境光線。你需要在機器人身上有一個更明顯的獨立光源提供更高的參考。
令人欣慰的是，正好有一個！RCX內(nèi)部有一個IR
LED可以發(fā)射信息給紅外發(fā)射儀或是另一個RCX。用RCX內(nèi)部的IR
LED以比特的編碼形式發(fā)送信息可以被紅外發(fā)射器所接收到。關(guān)于信息的內(nèi)容我們并不關(guān)心；我們需要的僅僅是光。盡管紅外光對于肉眼來說是不可見的，卻與可見光具有相同的性質(zhì)，LEGO光電傳感器對此卻非常敏感。
所以，現(xiàn)在你的程序有了使用接近探測的所有條件。發(fā)送一個IR信息并立即讀取光電傳感器的值.你最好把讀取的數(shù)值進(jìn)行一下平均處理，這樣可以把外部光源所導(dǎo)致的影響降至最低（我們將會第12節(jié)討論這個竅門）。如果你注意到在隨后的二組值中有顯著的增加，舉例來說，百分之十，說明你的機器人很有可能正朝著障礙物前進(jìn)。
4.4角度傳感器
我們將要研究的第三個樂高傳感器是角度傳感器（圖4.8）。遺可是機器人套裝中沒有包含該部件，它的多功能性僅次于光電傳感器。在3801
Ultimate
Accessory套裝里面包含一個角度傳感器，還有一個觸動傳感器，一個燈,遙控器和少量的其它附件。
圖4.8 角度傳感器
角度傳感器是如何工作的呢？
因為角度傳感器有四種不同的狀態(tài)，所以會返回四種不同的值。我們稱之為A，B，C和D。對于每一次完整的旋轉(zhuǎn)，它經(jīng)過了四種狀態(tài)各四次—這也就是我們?yōu)槭裁匆檬鶃碛嫈?shù)的原因。如果角度傳感器是順時針旋轉(zhuǎn)，它會讀序列ABCD…，如果是逆時針旋轉(zhuǎn)，讀取的結(jié)果會是ADCBA…，RCX會時刻檢測傳感器，當(dāng)RCX檢測到狀態(tài)發(fā)生變化時，它不但可以推斷出角度傳感器已經(jīng)轉(zhuǎn)動，而且還可以知道所旋轉(zhuǎn)的方向。舉例來說，從A轉(zhuǎn)變到B，或從D轉(zhuǎn)變到A，計數(shù)器將增加一個單位，然而，從D到C，或者是從A到D，計數(shù)器將減少一個單位。
角度傳感器，顧名思義，是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時，軸每轉(zhuǎn)過1/16圈，角度傳感器就會計數(shù)一次。往一個方向轉(zhuǎn)動時，計數(shù)增加，轉(zhuǎn)動方向改變時，計數(shù)減少。計數(shù)與角度傳感器的初始位置有關(guān)。當(dāng)初始化角度傳感器時，它的計數(shù)值被設(shè)置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復(fù)位。
通過計算旋轉(zhuǎn)的角度，你可以很容易的測出位置和速度。當(dāng)在機器人身上連接上輪子（或通過齒輪傳動來移動機器人）時，可以依據(jù)旋轉(zhuǎn)的角度和輪子圓周數(shù)來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉(zhuǎn)換成速度，你也可以用它除以所用時間。實際上，計算距離的基本方程式為：
距離=速度×?xí)r間
由此可以得到：
速度=距離/時間
如果把角度傳感器連接到馬達(dá)和輪子之間的任何一根傳動軸上，必須將正確的傳動比算入所讀的數(shù)據(jù)。舉一個有關(guān)計算的例子。在你的機器人身上，馬達(dá)以3:1的傳動比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達(dá)上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就是說，角度傳感器轉(zhuǎn)三周，主動輪轉(zhuǎn)一周。角度傳感器每旋轉(zhuǎn)一周計16個單位，所以16*3=48個增量相當(dāng)于主動輪旋轉(zhuǎn)一周。現(xiàn)在，我們需要知道齒輪的圓周來計算行進(jìn)距離。幸運地是，每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標(biāo)有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子，直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位)，因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。現(xiàn)在已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然后再乘以256。我們總結(jié)一下。稱R為角度傳感器的分辨率（每旋轉(zhuǎn)一周計數(shù)值），G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉(zhuǎn)一周角度傳感器的增量。即：
I=G×R
在例子中，G為3，對于樂高角度傳感器來說，R一直為16.因此，我們可以得到：
I=3×16=48
每旋轉(zhuǎn)一次，齒輪所經(jīng)過的距離正是它的周長C，應(yīng)用這個方程式，利用其直徑，你可以得出這個結(jié)論。
C=D×π
在我們的例子中：
C=81.6×3.14=256.22
最后一步是將傳感器所記錄的數(shù)據(jù)-S轉(zhuǎn)換成輪子運動的距離-T，使用下面等式：
T=S×C/I
如果光電傳感器讀取的數(shù)值為296，你可以計算出相應(yīng)的距離：
T=296×256.22/48=1580
距離（T）的單位與輪子直徑單位是相同的.
實際上，在程序不僅僅會用到乘法和除法的數(shù)學(xué)運算，還有更多的需要多留心（有關(guān)內(nèi)容我們將在第12章進(jìn)行進(jìn)一步的討論）。
使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物。原理非常簡單：如果馬達(dá)運轉(zhuǎn)，而齒輪不轉(zhuǎn)，說明你的機器已經(jīng)被障礙物給擋住了。此技術(shù)使用起來非常簡單，而且非常有效；唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數(shù)太多），否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達(dá)驅(qū)動而是通過裝置的運動帶動它:在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。
在許多情況下角度傳感器是非常有用的：控制手臂，頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是，當(dāng)運行速度太慢或太快時，RCX在精確的檢測和計數(shù)方面會受到影響。事實上，問題并不是出在RCX身上，而是它的操作系統(tǒng)，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會丟失一些數(shù)據(jù)。Steve
Baker用實驗證明過，轉(zhuǎn)速在每分鐘50到300轉(zhuǎn)之間是一個比較合適的范圍，在此之內(nèi)不會有數(shù)據(jù)丟失的問題。然而，在低于12rpm或超過1400rm的范圍內(nèi)，就會有部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內(nèi)時，RCX也偶會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題。
