Οι Βασικοί Αισθητήρες

Οι Αισθητήρες όπως έχουμε αναφέρει σε προηγούμενο μάθημα, είναι κάποια εξαρτήματα που συνδέονται με καλώδια στις υποδοχές της Κεντρικής Μονάδας του Robot και στέλνουν σε αυτό διάφορες πληροφορίες από το περιβάλλον. Για παράδειγμα ο Αισθητήρας φωτός και χρωμάτων στέλνει πληροφορίες για την ένταση του φωτός και το χρώμα διαφόρων αντικειμένων, ο Αισθητήρας της πίεσης δίνει στην Κεντρική Μονάδα πληροφορίες για την επαφή με διάφορα αντικείμενα, ο Αισθητήρας των υπέρυθρων δίνει πληροφορίες στην Κεντρική Μονάδα για την απόσταση των αντικειμένων γύρω από αυτήν κλπ.

Οι βασικοί αισθητήρες είναι:

	Αισθητήρας Χρωμάτων και φωτός. Αναγνωρίζει το ποσοστό αντανάκλασης, τη φωτεινότητα του περιβάλλοντος (μόνο σε python) και τα εξής 8 διαφορετικά χρώματα: Φούξια, μπλε, γαλάζιο, πράσινο, κίτρινο, κόκκινο, άσπρο και μαύρο. Το κάθε χρώμα έχει έναν αριθμό για κωδικό. Το τελευταίο σύμβολο με τον κωδικό (-1) αντιστοιχεί στην κατάσταση που δεν έχει αναγνωριστεί κάποιο γνωστό χρώμα. Όταν κάποιο από τα χρώματα αυτά ανιχνευθεί από τον αισθητήρα τότε αυτός στέλνει στην Κεντρική Μονάδα τον αντίστοιχο κωδικό που φαίνεται πιο πάνω, π.χ. εάν αναγνωρίσει το πράσινο χρώμα στέλνει στην Κεντρική Μονάδα τον κωδικό 6. Η κατάλληλη απόσταση αναγνώρισης είναι 16 χιλιοστά (mm).
	Αισθητήρας Πίεσης Ανιχνεύει την επαφή (εάν δηλαδή πιεστεί) και την δύναμη πίεσης. Εάν πιεστεί στέλνει στην Κεντρική Μονάδα του Robot την τιμή από 2 έως 10 Newton ή 0 έως 100%, αναλόγως πόσο πιέζεται. Έτσι εάν πιέσουμε μέχρι τέρμα τον αισθητήρα τότε θα στείλει στην Κ.Μ. την τιμή 10 Newton ή 100%. Υπάρχει ένα περιθώριο 2 mm πριν την ενεργοποίησή του. Εδώ πρέπει να αναφέρουμε ότι η δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο στη Φυσική μετριέται σε Newton. Μια εφαρμογή του αισθητήρα πίεσης είναι να καταλαβαίνει το Robot πότε ακουμπά κάπου ή να μετρά το βάρος του φορτίου που δέχεται.
	Αισθητήρας Υπέρυθρων Μετρά την απόσταση από ένα αντικείμενο χρησιμοποιώντας υπέρυθρη ακτινοβολία. Η Υπέρυθρη Ακτινοβολία (ultra sonic) είναι κύματα που εκπέμπονται σε υψηλότερες συχνότητες από αυτές που μπορεί να ακούσει ο άνθρωπος. Έτσι λοιπόν η απόσταση υπολογίζεται μετρώντας τον χρόνο που κάνει το κύμα που εκπέμπεται από τον αισθητήρα μέχρι να επιστρέψει πάλι σε αυτόν. Μοιάζει με τον αντίλαλο που δημιουργείται όταν φωνάζουμε μπροστά από έναν τοίχο. Όσο πιο μακριά βρισκόμαστε τόσο πιο πολύ αργεί ο ήχος να επιστρέψει στα αυτιά μας. Μπορεί να ανιχνεύσει αντικείμενο σε απόσταση από 50 έως 2000 χιλιοστά (mm).
	Γυροσκόπιο Το Γυροσκόπιο είναι ενσωματωμένο στην Κεντρική Μονάδα και μετρά την περιστροφή του Robot σε μοίρες, σε κάθε έναν από τους τρεις άξονες (pitch, roll, yaw) που δείχνει η διπλανή εικόνα. Έτσι λοιπόν είναι πολύ χρήσιμος για να προγραμματίζουμε το Robot να στρίβει με ακρίβεια όσες μοίρες θέλουμε ή να ανιχνεύουμε εάν το δάπεδο που κινείται είναι επίπεδο ή κατηφορικό. Ο αισθητήρας αυτός μετρά και την επιτάχυνση σε κάθε έναν από τους άξονες.

 Εκτός από τους βασικούς υπάρχουν και άλλοι αισθητήρες όπως ο αισθητήρας θερμοκρασίας, υγρασίας κλπ. 
                       

 Στην κεντρική μονάδα υπάρχουν ένας πίνακας LED ο οποίος προγραμματίζεται ώστε να δείχνει διάφορα σχήματα, και το ηχείο στο οποίο αναπαράγονται ηχητικά μηνύματα, όπως έχουμε 'δει σε προηγούμενο μάθημα. Έτσι ανάλογα με τον προγραμματισμό του ρομπότ η Κεντρική Μονάδα δείχνει ή αναπαράγει σχήματα ή ήχους.

Ο προγραμματισμός του ρομπότ γίνεται σε υπολογιστή σε ειδικό πρόγραμμα τύπου Scratch και μέσω καλωδίου ή σύνδεσης Bluetooth το πρόγραμμα περνά στην μνήμη της Κεντρικής Μονάδας.

 Δραστηριότητα.

Δείτε προσεκτικά  τις παρακάτω εντολές του Robot Lego spike σε περιβάλλον Scratch και βρείτε ποιες θα χρησιμοποιήσετε ώστε να:

• Μέρος Α: 
  Δημιουργήστε στο περιβάλλον scratch του Lego Spike πρόγραμμα που να εμφανίζει στον πίνακα LED της Κεντρικής μονάδας τον κωδικό του χρώματος που εντοπίζει ο αισθητήρας χρωμάτων. Θα χρειαστείτε τις πιο κάτω εντολές. Βρείτε την σειρά που θα τις βάλετε.
    
  
• Μέρος Β:
  Κατεβάστε το project "anagnorisi_xromaton" στον φάκελο του τμήματός σας και δημιουργήστε ένα πρόγραμμα που θα κάνει το Robot να μιλάει και να λέει το κάθε χρώμα που αναγνωρίζει. Στο project που θα κατεβάσετε έχουν ηχογραφηθεί τα χρώματα στα ελληνικά.
  Δείτε τις οδηγίες στις παρακάτω εικόνες: 
  
  Εικόνα 1: Πως θα ανοίξετε το αρχείο lego project που κατεβάσατε.
    
  
  Εικόνα 2: Ενεργοποίηση του αισθητήρα για το κάθε χρώμα ξεχωριστά.
  
  Εικόνα 3: Ενεργοποίηση ήχου του αντίστοιχου χρώματος.
  
  Εικόνα 4: Τελικό πρόγραμμα.
  

Ερωτήσεις:

• Τι θα αλλάξετε στο Μέρος Α για να μας δείχνει το Robot στον πίνακα LED πόση δύναμη ασκούμε στον αισθητήρα πίεσης;
• Τι θα αλλάξετε στο Μέρος Α ώστε το Robot να μας δείχνει στον πίνακα LED την απόσταση από κάποιο αντικείμενο;