Teknik 1 · område 2 · pass 6 · utmaning

Stanna före väggen

Roboten får ögon. Ultraljudssensorn framtill skickar ett klick, lyssnar efter ekot och mäter tiden. Uppgiften: kör mot en vägg och stanna 10 cm före. Du använder motorfunktionerna från förmiddagen som de är.

1. Hur ultraljud mäter

Sensorn med de två runda "ögonen" mäter inte avstånd. Den mäter tid:

Pico:n skickar en kort puls på pinnen trig (GP14). Sensorn skickar ut ett klick, för högt för att höras.
Pinnen echo (GP15) går hög, och stannar hög tills ekot kommer tillbaka.
Hur länge echo var hög är tiden ljudet tog – fram och tillbaka.

Avståndet räknar du ut själv:

avstånd = tid × 0,034 / 2

0,034  ljudets hastighet: 340 m/s = 34 000 cm/s = 0,034 cm per mikrosekund
/ 2    ljudet gick fram och tillbaka – halva tiden per väg
1200 µs × 0,034 / 2 = 20,4 cm

2. avstand() – en funktion som svarar

Ny fil vagg.py. Skriv av:

from machine import Pin
from time import sleep, sleep_us, ticks_us, ticks_diff

trig = Pin(14, Pin.OUT)
echo = Pin(15, Pin.IN)


def avstand():
    trig.value(0)
    sleep_us(2)
    trig.value(1)
    sleep_us(10)
    trig.value(0)
    t0 = ticks_us()
    while echo.value() == 0:
        if ticks_diff(ticks_us(), t0) > 30000:
            return 999
    start = ticks_us()
    while echo.value() == 1:
        if ticks_diff(ticks_us(), start) > 30000:
            return 999
    slut = ticks_us()
    tid = ticks_diff(slut, start)
    return tid * 0.034 / 2


while True:
    print(avstand())
    sleep(0.2)

Kör. Håll handen framför sensorn – talet följer. Lägg måttbandet: stämmer det på 20 cm?

Det nya	Vad det gör
`return`	`fram()` gör något. `avstand()` svarar – med ett tal. Det som står efter `return` skickas tillbaka till den som anropade, och funktionen är klar. `x = avstand()` lägger svaret i en variabel. Det heter returvärde
`ticks_us()`, `ticks_diff()`	Klockan i mikrosekunder, och skillnaden mellan två avläsningar. Ljudet är snabbt – millisekunder räcker inte
De två `while`-looparna	Första: vänta tills ekot börjar. Andra: vänta tills det slutar. Tiden emellan är tiden
`if ticks_diff(...) > 30000: return 999`	Timeout. Om ekot aldrig kommer – en tröja, ingenting framför – skulle loopen vänta för evigt och programmet hänga. Efter 30 ms ger vi upp och svarar 999. Det finns i båda looparna

3. Uppgiften

Kopiera pinnarna och funktionerna från kor.py in i vagg.py (ovanför avstand, eller under – bara före loopen). Byt sedan ut print-loopen mot:

while avstand() > 10:
    fram(40)
stopp()

Så länge det är mer än 10 cm kvar: kör. Sedan: stanna. Det är första gången while har ett villkor som inte är True. Lägg märke till att stopp() står efter loopen, utan indrag.

Roboten på golvet, en kartong 60 cm framför. Kör. Mät var den stannade.

Den stannar för sent?

Två orsaker. Roboten rullar en bit efter stopp() – samma sak som i förmiddags. Och vid fart 40 hinner loopen inte läsa särskilt ofta. Vad gör du med det? Lägre fart nära väggen. Eller: stanna vid 13 om den rullar 3.

4. Nivåerna

Ska — nivå E

avstand() ger rimliga tal – kontrollerat mot måttbandet
Roboten stannar före väggen, inom 15 cm
Avståndet där den stannade står i loggboken

Bör — nivå C

Stannar inom 3 cm från 10 – med lägre fart nära väggen, eller med rulltiden inräknad
Ni kan förklara varför den först stannade för sent

Utmaning — nivå A

Backar om något kommer närmare än 5 cm, står stilla mellan 5 och 15, kör fram om det är längre. Ledtråd: if/elif/else inne i en while True
Följa hand: håll 15 cm till en kartong som flyttas fram och tillbaka. Samma tre grenar – men vad händer om farten beror på hur långt fel avståndet är?

Kryssen sparas i din webbläsare.

5. Felsökning

Sök bland felen

7 rader

Symptom	Trolig orsak	Åtgärd
Alltid 999	Ekot kommer aldrig: fel pinnar, eller sensorn sitter löst	14 är `trig`, 15 är `echo`. Tryck fast sensorn i headern
Alltid 0 eller mycket små tal	`start` läses innan ekot börjat	Ordningen: första loopen väntar tills `echo` är 1, sedan `start = ticks_us()`
Talet fladdrar	Sned vägg, mjukt material, sensorn pekar snett	Kartong rakt framför. Stretch: medelvärde av tre mätningar
Programmet hänger, Stop krävs	Timeouten saknas i en av looparna	Båda `while`-looparna ska ha sin `if ticks_diff(...) > 30000`
Roboten kör in i väggen	För hög fart, eller `<` i stället för `>`	Fart 30. Villkoret är `avstand() > 10`
Roboten stannar direkt	`<` i villkoret, eller `stopp()` indragen inne i loopen	`stopp()` efter loopen, utan indrag
`NameError: fram isn't defined`	Motorfunktionerna är inte kopierade in i filen	Klistra in pinnar och funktioner från `kor.py` ovanför loopen