角度傳感器，顧名思義，是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時，軸每轉(zhuǎn)過1/16圈，角度傳感器就會計數(shù)一次。往一個方向轉(zhuǎn)動時，計數(shù)增加，轉(zhuǎn)動方向改變時，計數(shù)減少。計數(shù)與角度傳感器的初始位置有關(guān)。當(dāng)初始化角度傳感器時，它的計數(shù)值被設(shè)置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復(fù)位。角度傳感器開放分類： 機器人、傳感器、測速、角度測量、避障。通過計算旋轉(zhuǎn)的角度，你可以很容易的測出位置和速度。當(dāng)在機器人身上連接上輪子(或通過齒輪傳動來移動機器人)時，可以依據(jù)旋轉(zhuǎn)的角度和輪子圓周數(shù)來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉(zhuǎn)換成速度，你也可以用它除以所用時間。實際上，計算距離的基本方程式為：距離=速度×時間由此可以得到：速度=距離/時間如果把角度傳感器連接到馬達(dá)和輪子之間的任何一根傳動軸上，必須將正確的傳動比算入所讀的數(shù)據(jù)。舉一個有關(guān)計算的例子。在你的機器人身上，馬達(dá)以3：1的傳動比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達(dá)上。所以它與主動輪的傳動比也是3：1。也就是說，角度傳感器轉(zhuǎn)三周，主動輪轉(zhuǎn)一周。角度傳感器每旋轉(zhuǎn)一周計 16個單位，所以16*3=48個增量相當(dāng)于主動輪旋轉(zhuǎn)一周?，F(xiàn)在，我們需要知道齒輪的圓周來計算行進(jìn)距離。幸運地是，每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標(biāo)有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子，直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位)，因此它的周長是81.6×π=81.6× 3.14≈256.22CM。現(xiàn)在已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然后再乘以256。我們總結(jié)一下。稱R為角度傳感器的分辨率(每旋轉(zhuǎn)一周計數(shù)值)，G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉(zhuǎn)一周角度傳感器的增量。即：I=G×R在例子中，G為3，對于樂高角度傳感器來說，R一直為16.因此，我們可以得到：I=3×16=4*每旋轉(zhuǎn)一次，齒輪所經(jīng)過的距離正是它的周長C，應(yīng)用這個方程式，利用其直徑，你可以得出這個結(jié)論。C=D×π在我們的例子中：C=81.6×3.14=256.2*最后一步是將傳感器所記錄的數(shù)據(jù)-S轉(zhuǎn)換成輪子運動的距離-T，使用下面等式：T=S×C/I如果光電傳感器讀取的數(shù)值為296，你可以計算出相應(yīng)的距離：T=296×256.22/48=1580 距離(T)的單位與輪子直徑單位是相同的.實際上，在程序不僅僅會用到乘法和除法的數(shù)學(xué)運算，還有更多的需要多留心(有關(guān)內(nèi)容我們將在第12章進(jìn)行進(jìn)一步的討論)。使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物。原理非常簡單：如果馬達(dá)運轉(zhuǎn)，而齒輪不轉(zhuǎn)，說明你的機器已經(jīng)被障礙物給擋住了。此技術(shù)使用起來非常簡單，而且非常有效；唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑(或者說打滑次數(shù)太多)，否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達(dá)驅(qū)動而是通過裝置的運動帶動它：在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。在許多情況下角度傳感器是非常有用的：控制手臂，頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是，當(dāng)運行速度太慢或太快時，RCX在精確的檢測和計數(shù)方面會受到影響。事實上，問題并不是出在RCX身上，而是它的操作系統(tǒng)，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會丟失一些數(shù)據(jù)。Steve Baker用實驗證明過，轉(zhuǎn)速在每分鐘50到300轉(zhuǎn)之間是一個比較合適的范圍，在此之內(nèi)不會有數(shù)據(jù)丟失的問題。然而，在低于12rpm或超過 1400rm的范圍內(nèi)，就會有部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內(nèi)時，RCX也偶會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題。關(guān)于什么是角度傳感器工作原理就說到這里了，在找資料的同時我也學(xué)習(xí)到了不少，最簡單的意思是限位開關(guān)，到一定位置就開或者關(guān)。再就是靠電阻值變化的傳感器了，先進(jìn)一點的光電感應(yīng)的。