角度位移傳感器原理

角度傳感器用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當連結到RCX上時，軸每轉過1/16圈quan
，角jiao度du傳chuan感gan器qi就jiu會hui計ji數shu一yi次ci。往wang一yi個ge方fang向xiang轉zhuan動dong時shi，計ji數shu增zeng加jia，轉zhuan動dong方fang向xiang改gai變bian時shi，計ji數shu減jian少shao。計ji數shu與yu角jiao度du傳chuan感gan器qi的de初chu始shi位wei置zhi有you關guan。當dang初chu始shi化hua角jiao度du傳chuan感gan器qi時shi，它ta的de計ji數shu值zhi被bei設she置zhi為wei0
，如果需要，你可以用編程把它重新複位。

角度位移傳感器實例

如(ru)果(guo)把(ba)角(jiao)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)連(lian)接(jie)到(dao)馬(ma)達(da)和(he)輪(lun)子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)任(ren)何(he)一(yi)根(gen)傳(chuan)動(dong)軸(zhou)上(shang)
，必(bi)須(xu)將(jiang)正(zheng)確(que)的(de)傳(chuan)動(dong)比(bi)算(suan)入(ru)所(suo)讀(du)的(de)數(shu)據(ju)。舉(ju)一(yi)個(ge)有(you)關(guan)計(ji)算(suan)的(de)例(li)子(zi)。在(zai)你(ni)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)身(shen)上(shang)，馬(ma)達(da)以(yi)3:1的傳動比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就是說，角度傳感器轉三周
，主動輪轉一周。角度傳感器每旋轉一周計16個單位
，所以16*3=48個增量相當於主動輪旋轉一周。現在
，我們需要知道齒輪的圓周來計算行進距離。幸運地是，每一個LEGO齒輪的輪胎上麵都會標有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子
，直徑是81.6CM(樂高使用的是公製單位)
，因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。現在已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然後再乘以256。我們總結一下。稱R為角度傳感器的分辨率(每旋轉一周計數值)
，G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉一周角度傳感器的增量。即：I=G×R

在例子中，G為3，對於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=48

每旋轉一次，齒輪所經過的距離正是它的周長C
，應用這個方程式

，利用其直徑，你可以得出這個結論:C=D×π

在我們的例子中：C=81.6×3.14=256.22

最後一步是將傳感器所記錄的數據-S轉換成輪子運動的距離-T，使用下麵等式：T=S×C/I

如果光電傳感器讀取的數值為296

，你可以計算出相應的距離：T=296×256.22/48=1580 距離(T)的單位與輪子直徑單位是相同的.

角度位移傳感器實際上應用

使用角度傳感器來控製你的輪子可以間接的發現障礙物。原理非常簡單：如果馬達 角度傳感器構造運轉，而齒輪不轉
，說明你的機器已經被障礙物給擋住了。此技術使用起來非常簡單，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(或者說打滑次數太多)
，否(fou)則(ze)你(ni)將(jiang)無(wu)法(fa)檢(jian)測(ce)到(dao)障(zhang)礙(ai)物(wu)。如(ru)果(guo)是(shi)一(yi)個(ge)空(kong)轉(zhuan)的(de)齒(chi)輪(lun)連(lian)接(jie)到(dao)馬(ma)達(da)上(shang)就(jiu)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)，這(zhe)個(ge)輪(lun)子(zi)不(bu)是(shi)由(you)馬(ma)達(da)驅(qu)動(dong)而(er)是(shi)通(tong)過(guo)裝(zhuang)置(zhi)的(de)運(yun)動(dong)帶(dai)動(dong)它(ta):在驅動輪旋轉的過程中

，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：控製手臂，頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是
，當運行速度太慢或太快時，RCX在精確的檢測和計數方麵會受到影響。事實上
，問題並不是出在RCX身上，而是它的操作係統
，如果速度超出了其指定範圍
，RCX就會丟失一些數據。Steve Baker用實驗證明過，轉速在每分鍾50到300轉之間是一個比較合適的範圍，在此之內不會有數據丟失的問題。然而

，在低於12rpm或超過1400rm的範圍內，就會有部分數據出現丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的範圍內時，RCX也偶會出現數據丟失的問題。