miércoles, 4 de abril de 2012

NXT Speed Radar

El NXT Speed Radar, es como la traducción indica un rádar de velocidad. Se trata de un proyecto propio bastante simple, en el cual lo más destacable a mi parecer son dos aplicaciones Físicas que utiliza para calcular la velocidad que lleve un objeto que recorra una distancia establecida.


Para darle mayor realismo al rádar hemos utilizado un pequeño circuito de slot Ninco, con coches a escala. El programa es muy sencillo. Básicamente nos ofrece la velocidad del coche tanto en metros por segundo como en kilómetros por hora. El programa tiene bastante margen de mejora, principalmente en la parte visual de la pantalla, por ejemplo, permitiendo que aparezcan distintos valores en la pantalla y conservando a su vez los anteriores o añadiendo un bloque que nos recoja estos datos para posibles medias de velocidad del circuito o por vuelta.


Vamos allá con la construcción y el funcionamiento del rádar:

- Construcción
La estructura se basa en dos sensores: Sensor de ultrasonidos y Sensor de Color. Ambos distan 50 cm entre ellos, y para mantener esta separación, que nos será fundamental para los futuros cálculos, los hemos fijado con varias piezas. En el centro colocamos el ladrillo para integrarlo a la estructura. Y por último un par de cables conectándo los sensores al ladrillo.

Los sensores los hemos colocado lo más cerca posible de la pista, evitando que al pasar con el coche sean golpeados. Es necesario tener en cuenta que para que el sensor de ultrasonidos detecte sin problemas el coche, o cualquier objeto, debe pasar por delante de los dos "orificios" a la vez.

- Programa
El programa está disponible en la sección Descargas, con explicaciones detalladas para entender el funcionamiento y motivo de cada bloque. Por supuesto, habrá muchas más formas de hacerlo y mucho más eficientes. Veamos el programa paso por paso:

1 - En primer lugar abrimos un búcle de repeteción y lo ponemos con la opción "Count" indicando el número de veces que queramos que detecte la velocidad. En nuestro caso hemos puesto 10. Tras estas diez, el programa finalizará.
2 - Bloque de espera [ Sensor de ultrasonido - Puerto 4 -  Distancia < 15 cm]- Éste marcará el inicio del crono que no se detendrá hasta que el objeto pase por delante del sensor de color.
3- Bloque Timer  [ 1 - Reset ] - Con la opción reset el crono comenzará a contar desde cero cada vez que se active.
4 - Búcle de Repetición [ Sensor de Color - Puerto 3 - Rango de color del amarillo al rojo ]
5 - Interior del búcle: Bloque Timer [ 1 - Read ] - Con estos dos bloques el crono estará contando hasta que el sensor de color detecte un color comprendido entre el amarillo y el rojo, o cualquiera que sea el color de vuestro objeto, en nuestro caso hemos utilizado un coche rojo.
6 - Fuera del búcle:
 Bloque Matemático [ División -  B : 1000] - Apartado A, está vacío porque ahí va el tiempo del crono.
 Bloque Matemático [ Division -  A: 0,5 ] - Apartado B, vacío. 0.5 son los 50 cm pasado a metros, para obtener m/s
 Bloque de Número a Texto 

7 - Display (pantalla) [ Texto - Clear SIN MARCAR - Velocidad - Línea 2 ]
8 - Display x3 [Dibujo - Línea ] - Con éstos tres bloques colocados en distintas líneas conseguimos que aparezca en la pantala una línea gruesa debajo de "Velocidad"
9 - Display [Texto - Línea 4] - Aquí debemos unir el bloque de Número a texto a éste a través de los submenús "T"
10 - Display [ Texto - Clear Sin marcar - m/s - Línea 4] - Para que aparezca la mágnitud a continuación del número.

Aquí finalizaría el programa sin embargo si queremos que también nos dé el valor en kilómetros por hora añadimos éstos bloques:

11 - Copiamos los dos Bloques Matemáticos con la misma configuración.
12 - Bloque Matemático [ Multiplicación - B: 3.6]
13 - Bloque de Número a Texto
14 - Display [Texto - Línea 4] - Aquí debemos unir el bloque de Número a texto a éste a través de los submenús "T"
15 - Display [ Texto - Clear Sin marcar - km/h - Línea 4] - Para que aparezca la mágnitud a continuación del número.

Las conexiones entre bloques es un poco dificil de explicar así por lo que os dejo la imagen del programa y también el enlace para descargarlo.



- Funcionamiento:
Lo principal del programa se encuentra en los Bloques matemáticos. El primero se encarga de dividir entre mil el tiempo que hemos obtenido ya que el NXT cuenta en milisegundos, de esta manera obtenemos el tiempo en segundos. El siguiente bloque divide directamente 0.5m entre el tiempo que cronometrado.
Esto se debe a una sencilla ley Física:
Velocidad = espacio / tiempo
El espacio son los 0,50 m o 50 cm que tenemos establecidos en la separación entre los sensores y el tiempo el que calculamos.
En el caso de los kilómetros por hora, añadimos un tercer bloque matemático con una multipliación por 3.6, para pasar de m/s a km/h.

Esto es todo, para acabar os dejo un video donde se ve el resultado final:




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