Már többször használtam azt a fekete-fehér érzékelőt, amelynek két szenzora egymástól függetlenül érzékeli a fekete (B) és fehér (W) színeket. Az áramkör kimeneti értéke - 0-tól 3-ig - ezek kombinációjától függ. Nos, most ismét elővettem és azon spekuláltam, hogyan lehetne ennek felhasználásával dominók pöttyeit megszámolni. A dominó készlet még megboldogult gyerekkoromból származik, fából készült, fekete alapon fehér pöttyökkel, melyek darabszáma oldalanként 0-tól 8-ig terjed.

Egy dominó egyik felén a pöttyök 3 oszlopot és 3 sort alkotnak. Ha a két szenzor, azaz az áramkör hosszanti szimmetria tengelye egybe esik két szomszédos oszlop felezővonalával, akkor a szenzorok külön-külön, de egy időben érzékelik, hogy van-e pötty a bal és a jobb oldalon. Ezt a lépést soronként, tehát háromszor meg kell ismételni.

És most jön a csavar: a metódust elegendő csak a középső és a jobb szélső oszlopra vonatkozóan alkalmazni. Ebben az esetben ugyanis az áramkör soronkénti, azaz három db kimeneti értékének összege éppen megegyezik a dominó összes pöttyeinek a számával. Ezt a nyilvánvalóan véletlen egybeesést akaratlanul fedeztem fel.

Példaként a 8 pöttyös dominó esetében, felülről lefelé haladva:

1. sor: WW = 3; 2. sor: BW = 2; 3. sor: WW = 3, összesen tehát: 8.

Nos, ezen az elven működik a videóban látható készülék. Az érzékelő egy mechanizmushoz van erősítve, melyet szervómotor mozgat. A kockákat kézzel kell az ütközőkkel ellátott tárgyasztalra helyezni. Egy-egy kiolvasási ciklus végén a kijelzőn a teljes pöttyszám villogva jelenik meg. A jobb láthatóság érdekében olyan dominó kockákat választottam, melyek mindkét oldalán ugyanannyi pötty van.

A cél: egy tengely körül elforduló, változtatható hosszúságú karra épített, arra alkalmas fejjel egy korongot egy egyenes mentén eltolni A pontból B pontba. Mivel az AB szakasz lényegében egy R sugarú körcikk húrja, ezért szükséges az elforduló kar hosszát változtatni. Ha ez a feltétel nem teljesülne, a tolófej egy körív mentén mozogna.

Nem kívánom a nyájas olvasót geometriai összefüggések taglalásával terhelni, csupán csak annyit emelnék ki, hogy a kar hosszváltozásának mértékét, mely a szögelfordulásától függ, szögfüggvényekkel lehet meghatározni.

A megvalósított kivitelben a kar maximális hossza - ez lényegében a körcikk R sugara - 22 cm, a körcikk központi szöge, azaz a kar maximális elfordulása 60 fok, melyet 12 lépésben, 5 fokonként tesz meg.

Ahhoz, hogy a korong a húr mentén mozogjon, szükséges még a tolófejet is 5 fokonként elforgatni a kar hossztengelyéhez viszonyítva.

Mivel a vezérlő program nem tud szögfüggvényeket kezelni, ezért a 12 karpozícióhoz tartozó hosszváltozások mértékét egy Excel táblázatban számoltam ki, az eredményeket pedig egy olyan listába töltöttem fel, melyet a program már tud kezelni.

A videóban nem csak a készülék felépítése és két kameraállásban rögzített működése látható, hanem a geometriai vázlatok, és a már említett Excel táblázat is.

Mint ismeretes, egy bitnek két értéke lehet: 0 vagy 1. Éppen ezért alkalmasak erre a célra a korábban már megismert fehér és fekete korongok: a fehér jelen esetben a 0-át jelenti, a fekete pedig az 1-est.

Az előrajzolt mezőkre tetszőleges sorrendben elhelyezett korongok közül a jobb szélső a legkisebb helyi értékű bitet (2⁰=1), a bal szélső pedig a legnagyobbat (2⁸=256) reprezentálja. Ezen adatokat a mezők alatt is feltüntettem. Megjegyzem, hogy mindkét színből 9-9 db korongom van, ez jelenti a mennyiségi korlátot.

A hangvezérlésre induló ciklusban először a csúszkára erősített fekete-fehér érzékelő beolvassa a kijelzőn is megjelenő „biteket”, majd a kapott bináris számot átalakítja decimálissá, mely szintén megjelenik a kijelzőn. A visszakódolás az ismert, sorozatos 2-vel történő osztáson alapuló algoritmussal történik, ahol a 0 vagy 1 maradékok jelentik a biteket. Ezt követően a korongok mögötti LED csíkon kék fénnyel kigyulladnak az 1 értékű bitek. Ha minden stimmel, akkor ezek egybeesnek a fekete korongokkal.

A videó 3 példán keresztül mutatja be a működést. 1-1 ciklus után az mBlock programban használt segédtáblázatok képei is láthatóak. A BITEK és a HATVÁNYOK szorzatösszegei adják a decimális számot, a MARADÉKOK a visszaosztás eredményei, melyek a LED csíkot is vezérlik. (A program automatikusan 1-től kezdve számozza a sorokat, ezért nem 0-tól 8-ig, hanem 1-től 9-ig sorszámozottak az adatok.)

Örömmel tapasztaljuk, hogy a Blogunkat egyre többen olvassák külföldön, főként az USA-ban. Az ő tiszteletükre készítettem el a SpeaQR angol nyelvű verzióját. A hardver nem változott, csupán a kódolt/dekódolt és a felolvasott szöveg.

We are happy to see that our blog is read more and more abroad, especially in the US. In their respect, I prepared the SpeaQR English version. The hardware has not changed, only the encoded / decoded and the read text.

A recept:

Végy elő egy tartalék mobil telefont, tanulmányozd a QR kód fortélyait, építs egy vázat Makeblock elemekből, szerelj rá egy léptető motort, amely négy QR kódot tud a telefon kamerája elé forgatni, végül adj hozzá néhány áramkört.

A telefont ízesítsd megfelelő QR kód olvasó programmal és egy, a PC-ről (laptopról) vezérelni képes szoftverrel (TeamViewer).

Ennyi. A hangszórót kéretik bekapcsolni, mert a többit a videóban elmondja maga a készülék, amely a keresztségben a SpeaQR nevet kapta.

A készülék lelke a már más robotokban (pl. a Válogató-ban) is használt ún. Line follower (vonalkövető) érzékelő, amely képes megkülönböztetni a fekete (Black) és fehér (White) színeket. Az áramkör két szenzort tartalmaz, melyek külön-külön is felismerik a színeket, így négy lehetséges kimeneti értéket ad vissza: BB=0, BW=1, WB=2 és WW=3.

Erre alapozva készítettem egy tárcsát, mely 90 fokonként tartalmazza a 4 kódvariációt. A kódtárcsa fölé építettem be az érzékelőt. A tárcsát egy léptetőmotor forgatja véletlenszerűen 1/4, 1/2 vagy 3/4 fordulatot megtéve. (Hogy két egymást követő kód ne legyen azonos, ezért a teljes fordulat kizárva.)

A kiolvasott kód megjelenik a kijelzőn, a LED soron pedig annyi egymás melletti LED villog, amennyi a kód értéke. (0 esetén egy sem gyullad ki.)

Egy-egy ciklus hangjelzésre indul, elvégez 4 dekódolást, majd a kijelzőn megjelenő 9999 szám után leáll. A videó két ciklust mutat be, eltérő szemszögekből.

Alapvető célom volt viszont egyrészt egy új érzékelő (3-Axis Accelerometer and Gyro Sensor) kipróbálása, másrészt bizonyos motorok vezérlését úgy programozni, hogy azok sebessége egy adott függvény szerint változzon.

Így készült el az Önjáró robotkar, amely egy erre a célra készített tárgyat megközelít, előtte lelassít, majd minimális sebességgel olyan közel megy hozzá, hogy a megfogója (gripper) elérje, és ott megáll.

A gripper ezután megfogja a tárgyat, felemeli és egy rövid hátramenet után leteszi és elengedi.

A távolságot a már "megszokott" ultrahangos távmérő, a grippert mozgató mechanizmus szöghelyzeteit pedig a fentebb említett érzékelő méri.

A videóban mindezek működés közben is láthatóak.