В этом уроке:
- Как устанавливать и настраивать знаки
- Как управлять знаками и светофорами
- Как близко знаки могут находиться друг от друга
- Сколько знаков может светить в одну зону одновременно
Зона действия сигнала знака или светофора
Как мы уже говорили в предыдущем уроке, идентификация знаков и светофоров производятся с помощью ИК-сигнала. Этот сигнал имеет чётко выраженное направление, а также мощность, которая значительно теряется с увеличением расстояния и/или с увеличением угла.
На рисунке Вы видите знак (вид сверху) и схематично изображенный передаваемый им ИК-сигнал.
В точке A сигнал будет иметь хорошую мощность, машинка с лёгкостью его определит. Также она поймает сигнал в точке С — просто его мощность будет меньше, чем в А.
Точка В хотя и расположена ближе к знаку, чем точка С, всё же мощности в них примерно одинаковы, поскольку точка В находится не на прямой линии распространения луча.
А в точке D сигнала уже не будет, хотя она и находится на прямой линии, но всё же слишком далеко от знака. Туда сигнал просто не дойдет, и машинка его не поймает. Ровно как и в точке Е, которая находится за пределами угла рассеяния сигнала.
Эту логику легко понять, если вспомнить, что ИК-передатчик — это просто светодиод, излучающий невидимый нам свет. Он имеет угол рассеяния, а также дальность, на которой световое пятно от него ещё будет различимо.
Знаки оснащены регулятором мощности ИК-освещения, т.е. фактически — дальности передачи ИК-сигнала. Увеличив дальность, мы можем добиться уверенного приёма и в точке D, но об этом мы расскажем чуть ниже.
Установка знака на трассу
В описании каждого знака есть раздел, поясняющий, как правильно установить конкретный знак. Здесь мы покажем общий принцип установки знаков и светофоров, на основании которого строятся все схемы расстановки.
Центр знака должен находиться в 15см от линии трассы, либо в 15см от линий, образующих перекрёсток. При этом знак должен располагаться под углом 45° относительно линии движения автомобиля. Это позволит направить ИК-луч точно в приёмник, установленный на машинке.
Настройка расстояния передачи ИК-сигнала
Расстояние передачи информации настраивается подстроечным резистором и варьируется в диапазоне от 20-30см до нескольких метров.
При настройке добиваются уверенного приёма сигнала ИК-приёмником на необходимом расстоянии.
Подробнее о настройке Вы сможете почитать в разделе настройки расстояния у каждого знака. Настраивать мощность передачи имеет смысл, после того как знак будет собран и запрограммирован.
Работа знака в автоматическом режиме
Мы сказали о том, что знаки необходимо программировать. Но для чего?
Дело в том, что знаки (говоря о знаках, мы подразумеваем и светофоры) могут работать как в автоматическом, так и в "ручном" режиме (с внешним управлением).
Знаки содержат собственный микроконтроллер, который можно запрограммировать на постоянную передачу информации по ИК-каналу. Это делается через колодку I2C, о чем мы расскажем в соответствующем уроке.
Таким образом, знак будет работать автономно — его можно установить на трассу, подвести питание (или использовать специальный модуль питания), и он будет работать самостоятельно, независимо от других знаков и без лишних проводов.
Кстати, Вы видите, что на знаке установлено два светодиода. Один, прозрачный, — это ИК-светодиод, который выполняет роль передатчика информации. Но инфракрасный свет не виден глазу человека, поэтому на знаке установлен еще один светодиод — синий. Он подключен параллельно к ИК-светодиоду и помогает понять, что знак работает и передаёт информацию.
Работа знака в режиме с внешним управлением
Работа с внешним управлением подразумевает подключение одного или нескольких знаков, светофоров, шлагбаумов к отдельному контроллеру, например Piranha UNO, Arduino UNO или любому другому, который будет управлять передачей сигнала по шине I2C.
Так можно управлять дорожным движением синхронно, с одного общего пульта управления, а можно даже добавить кнопки и управлять движением, словно регулировщик. Кроме того, так не нужно беспокоиться о подведении питания к каждому знаку, ведь оно будет поступать по шине I2C.
Подробнее о реализации ручного управления знаками Вы можете почитать в технической информации о знаках на нашем сайте. Однако, в рамках курса мы будем использовать только автоматический режим передачи информации (предыдущий пункт).
Групповое расположение знаков
Если необходимо, знаки могут располагаться друг за другом. Однако, в таком случае возникнет наложение их сигналов друг на друга.
При количестве знаков около четырёх, все они будут успешно распознаны машинкой.
Знаков может быть и больше, однако, в данном случае необходимо иметь в виду, что успешность распознавания знаков зависит от скорости движения машинки. Если она проедет их быстро, то может не успеть зафиксировать некоторые знаки. Это аналогично тому, как человек при езде на высокой скорости не успеет воспринять несколько следующих друг за другом знаков.
Другой вариант — использовать внешнее управление знаками. Если ими управляет один контроллер, то пакеты сигналов будут отправляться чётко друг за другом: сначала один знак, потом другой и т.д.. В этом отличие от автоматического управления, где пакеты передаются вразноброс, и успешно распознаются только те, которые не наложились на другие пакеты.
При этом не стоит забывать, что если знаки стоят в разных участках трассы и смотрят в одну сторону, машинка может случайно принять сигналы от обоих. Поэтому мы настоятельно рекомендуем настраивать мощность передачи (об этом говорили выше) и по возможности устанавливать знаки таким образом, чтобы их лучи не пересекались, если это не предусмотрено алгоритмом трассы.
Обсуждение