Урок 59. Датчики. Функции. Принцип работы.

Датчики. Функции. Принцип работы.

Датчик касания, его функции и принцип работы

Датчики

Представь, что робот — это как человек, только железный. Чтобы ориентироваться в мире, человеку нужны глаза, уши, чувство равновесия и осязание. У робота вместо этого — датчики. Они помогают роботу «видеть», «слышать» и «ощущать» то, что вокруг.

Какие бывают датчики в Lego Mindstorms EV3

Датчик касания (как палец человека), чувствует касание.

Ультразвуковой датчик ( примерно как локатор у летучей мыши), определяет расстояние до препятствия.

Датчик цвета (примерно как глаз у человека), различает цвета, понимает. светло или темно вокруг.

Гироскопический датчик (как вестибулярный аппарат у человека), помогает сохранять равноввесие.

Инфракрасный датчик ( как инфракрасное зрение некоторых животных — например, змей) - измеряет расстояние до предметов

Датчик касания → « Кожа » и « кончики пальцев » робота

Датчик касания (как палец у человека):

Что делает: чувствует, когда его нажимают или отпускают.

Как работает: внутри есть кнопка. Если нажать на «купол» датчика — робот поймёт: «Ага, меня тронули!».

Пример использования: можно сделать дверь, которая открывается, когда кто‑то нажимает на датчик. Или робота‑охранника, который подаёт сигнал, если что‑то задело его «антенну».

Ультразвуковой датчик → «эхолокатор» робота (как у летучих мышей и дельфинов)

Ультразвуковой датчик (похож на радар):

Что делает: измеряет расстояние до предмета — как будто «щупает» пространство перед собой.

Как работает: посылает невидимую звуковую волну (как крик летучей мыши), ждёт, пока она отразится от предмета и вернётся. По времени задержки робот вычисляет, далеко ли до препятствия.

Пример использования: робот‑автомобиль, который останавливается перед стеной.

Или робот‑охранник, который замечает, если кто‑то подошёл слишком близко.

Датчик цвета → «глаза» робота

Датчик цвета (похож на глаз):

Что делает: различает цвета и уровень освещённости (насколько светло или темно).

Как работает: светит светодиодом и «ловит» отражённый свет. По оттенку и яркости робот понимает, какого цвета предмет перед ним.

Пример использования: робот-сортировщик конфет по цвету.

Или робот, который едет вдоль чёрной линии на белом поле (например, в соревнованиях «Лабиринт»).

Гироскопический датчик → «вестибулярный аппарат» робота

Гироскопический датчик (отвечает за равновесие робота как вестибулярный аппарат у человека или животного):

Что делает: понимает, как робот вращается, наклоняется или стоит на месте.

Как работает: внутри крошечный механизм, который чувствует любое изменение положения в пространстве.

Пример использования: робот‑гимнаст, который делает сальто и знает, когда он перевернулся. Или двухколёсный робот‑самокат, который не падает благодаря датчику равновесия.

Инфракрасный датчик - чувствует инфракрасное излучение как змеи

Инфракрасный датчик (в комплекте с маяком):

Что делает: видит инфракрасный сигнал от маяка и понимает, где он находится.

Ещё может измерять расстояние (как ультразвуковой, но менее точно).

Как работает: ловит невидимые лучи от специального маяка.

Пример использования: робот следует за маяком, как щенок за хозяином.

Или играет в «догонялки»: если маяк (управляемый пультом) движется — робот едет за ним.

Как датчики работают вместе с роботом

У робота есть «мозг» — главный блок EV3. К нему подключаются моторы (чтобы двигаться) и датчики (чтобы получать информацию).

Принцип работы датчиков:

Датчик «видит/чувствует» что‑то (например, датчик цвета замечает чёрный цвет).

Он отправляет сигнал в главный блок: «Эй, тут чёрная линия!».

В блоке EV3 загружена программа (набор команд, который ты написал в компьютере).

Она говорит: «Если датчик цвета видит чёрный — повернуть налево».

Блок передаёт команду моторам: «Левому мотору — работать сильнее, правому — слабее!».

Робот поворачивает налево.

Проще говоря:

Датчик — это орган чувств робота (как глаза, уши, нос у человека)

Главный блок EV3 — это мозг.

Программа — это инструкции, которые говорят мозгу, как реагировать на сигналы от датчиков.

Простой пример: робот, который останавливается перед стеной

• Подключаем ультразвуковой датчик к блоку EV3.
• Пишем программу: «Пока расстояние до стены больше 10 см — ехать вперёд. Как только станет меньше 10 см — остановиться».
• Запускаем робота. Он едет, датчик постоянно измеряет расстояние.
• Когда до стены остаётся 9 см, датчик сообщает об этом.
• Блок EV3 получает сигнал и останавливает моторы. Робот не врезался в стену!

Ответь на вопросы

• Что такое датчик?
• Какие виды датчиков есть в робототехническом конструкторе? Охарактеризуй их.
• Опиши принцип работы датчиков

Краткий итог

• Датчик касания — робот чувствует, когда его трогают или он упирается в стену.
• Ультразвуковой датчик — «видит» предметы на расстоянии и измеряет, как далеко они.
• Гироскопический датчик — помогает роботу держать равновесие и точно поворачиваться.
• Инфракрасный датчик — ловит невидимые лучи (как пульт) и чувствует близость предметов.
• Датчик цвета — различает цвета и яркость, помогает роботу «видеть» цвета.

Запомните!

Датчики делают робота «умным» — он не просто выполняет команды, а реагирует на мир вокруг, как мы с вами!