Урок 14. Релейный регулятор

1. Робот с одним датчиком
Одна их классических задач для мобильного робота - это движение по черной линии на белом поле с использование датчиков освещенности.
В первом опыте используем робота с одним датчиком освещенности. Датчик следует выдвинуть немного вперед:

Конструкцию можно построить множеством способом. Рассмотрим один их них. Крепление датчика освещенности к трехколесной тележке:

Короткая двухмодульная ось может быть красного или черного цвета:

Датчик подключен:

2. Релейный регулятор
Задача такова: двигаться по плоскому полю вдоль границы черного и белого.

Решается элементарно применением релейного двухпозиционного регулятора. В таком регуляторе рассматривается только два состояния датчика и, соответственно, два управляющих воздействия на моторы. Пока датчик на белом, робот двигается в сторону черного, пока датчик на черном, робот двигается в сторону белого. Благодаря тому, что поворот осуществляется по дуге с небольшим радиусом, в итоге происходит движение вперед.
Алгоритм записан и использование блоков "Жди темнее на..." и "Жди светлее на...":

Вот простейшее решение:

Без дополнительных уточнений предполагается, что датчик освещенности подключен к первому порту. Левый мотор подключен к порту В, правый - к порту С. Перед стартом ставим робота на линию так, чтобы датчик был над белым полем на расстоянии 2-3 см от черного. По алгоритму робот плавно поворачивается направо, пока освещенность не понизится на 5 пунктов (по умолчанию). Затем поворачивается налево, пока освещенность не повысится на 5 пунктов. Движение получается похожим на "змейку".
3. Возможные проблемы
1. Робот крутится на месте, не заезжая на линию. В этом случае следует стартовать с другой стороны линии, либо поменять подключение моторов к контроллеру местами.
2. Робот проскакивает линию, не успев среагировать. Следует понизить мощность моторов.
3. Робот реагирует на мелкие помехи на белом, не доезжая до черного. Надо увеличить порог чувствительности датчика (например, не на 5, а на 8 пунктов)

Есть возможность заранее определить уровень освещенности на данном поле и использовать его абсолютное значение. Воспользовавшись показаниями датчика на белом и черном, полученными через меню View, рассчитаем их среднее арифметическое (53+37)/2=45, которое условно назовем "значением серого". Пересекая датчиком значение 45, робот будет менять направление движения. Очевидно, что по левую луку от "серого" все показания датчика будут "белыми", а по правую "черными". Алгоритм будет выглядеть так:

Чтобы сделать поворот более плавным, не будем полностью останавливать моторы на повороте, а лишь притормозим. Числа 80 и 20 поставлены условно, их стоит подобрать самостоятельно: