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光電傳感器 樂高：ev3樂高光電傳感器

物聯網之RFID電子標簽

新聞來源：新物聯Newiot整理    2020-2-20    共有: 4321 瀏覽
 電子標簽又稱射頻標簽、應答器、數據載體；閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、讀頭、通信器、讀寫器（取決于電子標簽是否可以無線改寫數據）。電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間（無接觸）耦合；在耦合通道內，根據時序關系，實現能量的傳遞和數據交換。

智慧交通中的ETC電子不停車收費系統是什么？

新聞來源：新物聯Newiot整理    2020-2-23    共有: 2782 瀏覽
 ETC( Electronic Toll Collection ) ，中文是：電子不停車收費系統，是高速公路或橋梁自動收費。ECT也是屬于物聯網智慧交通一個重要的應用之一。主要通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載電子標簽與在收費站 ETC 車道上的微波天線之間進行的專用短程通訊，利用計算機聯網技術與銀行進行后臺結算處理，從而達到車輛通過高速公路或橋梁收費站無需停車而能交納高速公路或橋梁費用的目的。

物聯網應用之智能安防

新聞來源：新物聯Newiot整理    2020-2-23    共有: 3368 瀏覽
 智能安防技術，是智慧城市的重要組成部分，也是物聯網的重要應用之一。主要是指利用互聯網和物聯網技術，信息化、圖象的傳輸和存儲技術，其隨著科學技術的發展與進步和二十一世紀信息技術的騰飛已邁入了一個全新的領域，智能化安防技術與計算機之間的界限正在逐步消失。

國際工業物聯網技術應用大會

新物聯號：巴斯特會展                             2020-2-25    共有: 974 瀏覽
 2020國際工業物聯網技術應用大會 主辦方，今年5月在廣州會展中心舉辦，邀請貴司參加的，關于智能制造、智慧工廠的 RFID射頻物聯技術應用 還有成功案例的分享
2020國際工業物聯技術與應用展覽會 主辦方

2020江西南昌-第三屆中國國際通信電子產業博覽會

新物聯號：九辰會展                              2020-2-28    共有: 829 瀏覽
 第三屆中國國際通信電子產業博覽會將于2020年10月16日-19日，在江西南昌綠地博覽中心隆重舉行，展出面積為3萬平方米，全面升級“國際化，市場化，品牌化，產業化”，充分展示通信電子領域最新發展成果與趨勢，著力打造為最具專業性，國際通信電子產業交流互動平臺。

目博科技順利通過2019年國家高新技術企業認定

新物聯號：目博科技                              2020-3-2    共有: 1099 瀏覽
 戰疫情，實業報國，作為行業新晉領軍企業，目博科技憑借過硬的研發團隊以及技術優勢，基于物聯網科技，成功獲得國家高新科技企業認定，正式躋身國家高新技術企業行列。

疫情之下，鄭州開啟智慧城市抗疫

新聞來源：國資委網站    2020-3-3    共有: 1293 瀏覽
 隨著復工復產有序開展，不少地方迎來了返程旅客。通過中國航天科技集團有限公司五院航天神舟智慧系統技術有限公司（簡稱航天智慧）搭建的“CIG”平臺，在浙江省長興縣太湖街道基層治理綜合指揮中心，8000余把智能門鎖有效收集了條流動人口數據，目前已累計排查湖北來長興人員96人。圍繞新冠肺炎疫情防控，一張“智慧城市”信息網以政府為中心運轉起來。

2020廣州國際工業裝配及自動化展覽會

新物聯號：昶文展覽                              2020-3-3    共有: 1201 瀏覽
 2020年是全面落實“十三五”規劃的重要一年，也是推進結構調整、轉型升級的關鍵一年。為進一步推進工業強國戰略，國家十八屆五中全會為“十三五”期間我國工業發展制定了明確的路線，要加快建設制造強國，實施《中國制造2025》。推動信息化、工業化融合發展，深化互聯網在制造領域的領域，推動“智能制造”發展。

2020廣州國際嵌入式系統博覽會

新物聯號：昶文展覽                              2020-3-3    共有: 1898 瀏覽
 隨著物聯網產業的快速發展，深度學習與AI人工智能技術在各行業開始應用，嵌入式技術的發展將備受矚目。 在各級主管部門的領導下，由中國機械工業集團有限公司主辦，廣東省人民政府、廣州市政府重點支持，廣州市工業和信息化局組織，中國機械國際合作股份有限公司、國機智能科技有限公司、中國電器科學技術研究院股份有限公司聯合承辦的“2020廣州國際嵌入式系統博覽會”定于2020年8月6日-8日在廣州中國進出口商品交

2020國際工業視覺技術及應用展覽會

新物聯號：巴斯特會展                             2020-3-5    共有: 3378 瀏覽
 光學文字、識別系統、自動化/機器人技術、紅外圖像系統’字符處理和識別系統、自動化/機器人技術、紅外圖像系統、煙草、印鈔、電子組裝、質量檢測、
自動識別（OCR/OCV）、測量、智能視覺、表面檢測、印刷、包裝、復雜工業對象視覺在線、汽車制造、車牌、
智能交通、生物特征識別、監控、醫療檢測、光學檢查等系統

2020工業物聯網技術與應用展覽

新物聯號：巴斯特會展                             2020-3-9    共有: 803 瀏覽
 邀請貴司參與2020年5月26-28日在廣州琶洲舉行的IIoT Show及同期的發展大會
誠邀參與，期待您的咨詢。黎生 183 1266 4855

2020國際工業物聯技術與應用展覽會

新物聯號：巴斯特會展                             2020-3-12    共有: 751 瀏覽
 關于智能制造、智慧工廠的 RFID射頻物聯技術應用

2020廣州國際工業物聯網展覽會

新物聯號：勵智展覽                              2020-3-13    共有: 933 瀏覽
 2020第九屆廣州國際物聯網展覽會

鯤鷺物聯，為傳統制造廠商智能化轉型賦能

新物聯號：鯤鷺物聯                              2020-3-17    共有: 1510 瀏覽
 福建省家居建材商會在疫情期間心系商會會員企業的發展，3月14日商會陳秘書長邀請廈門雷迅科運營副總經理王俊、營銷總監聶建火一同前往龍巖走訪會員單位，就物聯網時代，定制家具行業如何把握機會創新，開展新業務，累積差異化的競爭力做業務交流。針對傳統制造廠商如何簡單、快速、低成本的實現產業智能化升級，廈門雷迅科營銷總監聶建火先生向龍巖龍頭定制家具企業介紹了鯤鷺IOT一體化解決方案，并在交流現場展示了鯤鷺物聯

2020第九屆廣州國際物聯網展覽會

新物聯號：勵智展覽                              2020-3-17    共有: 803 瀏覽
 2020第九屆廣州國際物聯網展覽會

2020第十屆廣州國際智能家居展覽會

新物聯號：童葉濤                               2020-3-20    共有: 1017 瀏覽
 2020第十屆廣州國際智能家居展覽會
The 10th Guangzhou International Smart Home Exhibition 2020
時間：2020年12月9-11日
地點：廣州琶洲-保利世貿博覽館

2020第九屆廣州國際物聯網展覽會

新物聯號：童葉濤                               2020-3-20    共有: 1260 瀏覽

2020第九屆廣州國際物聯網展覽會
The 9th Guangzhou international Internet of things Exhibition2020
時間：2020年12月9-11日
地點：廣州琶洲-保利世貿博覽館

2020第九屆廣州國際人工智能展覽會

新物聯號：童葉濤                               2020-3-20    共有: 1243 瀏覽

2020第九屆廣州國際人工智能展覽會
The 9th Guangzhou International Artificial Intelligence Exhibition 2020
時間：2020年12月9-11日
地點：廣州琶洲-保利世貿博覽館

2020廣州新能源汽車智能網聯汽車及充電樁科技展覽會

新物聯號：李想                                2020-3-26    共有: 773 瀏覽

2020廣州氫能與燃料電池汽車及加氫站設備展覽會

新物聯號：李想                                2020-3-26    共有: 630 瀏覽

光電傳感器 樂高：[轉載]樂高機器人---認識傳感器

4.1簡介

馬達通過齒輪和滑輪傳動，可以讓你搭建的機器人動起來，他們就如同是移動機器人腿和手臂的肌肉。同時，你還可以使用傳感器來裝備你的機器人，它們就如同是機器人的眼睛、耳朵和手指。機器人套裝中包含兩種傳感器：觸動傳感器（兩種）和光電傳感器。在此主要是描述它們的特性，對于其它的傳感器可以單獨購買，如：角度傳感器和溫度傳感器。每一個設備都有其特定的作用，你將會因為它們的功能強大和所能涉及的范圍之廣而感到驚訝。當然也包括這種情況,可以用一種傳感器仿效另一種傳感器，以用來代替不能使用的傳感器。利用RCX上的紅外光電，使用一些小技巧，你可以把把你的光電傳感器變成一個雷達。
4.2觸動傳感器

觸動傳感器（圖4.1）的工作方式非常像是你家門鈴上的按鈕：當它被按下時，電路接通，電流就會通過，RCX就能夠檢測到這個數據流，你的程序就會讀取觸動傳感器的當前狀態：開或者關。

圖4.1 觸動傳感器
如果閱讀了Constructopedia，并搭建了一些模型，你可能對傳感器的一般用途比較熟悉，如緩沖器。緩沖器是與周圍環境相互作用的一種簡單方式，當你的機器人遇到障礙物時，可以用它們來進行檢測，并由此而改變運動狀態。

典型的緩沖器是一個重量較輕的可移動裝置，事實上，當它碰到障礙物時會把沖擊力傳遞給觸動傳感器并使之關閉。你也可以發明出很多種緩沖器，但它們的外形應該能夠反映機器人的外形，而且還能反映出環境中障礙物的外形。如圖4.2中所示一個非常簡單的緩沖器，可以很容易發現墻壁，假如房間里有像椅子一樣等復雜障礙物，它的效果就不好了。在這種情況下，我們建議你通過實驗來進行。為機器人設計一個緩沖器，在房間的周圍離地板適當高度的地方移動它，檢查它是否能夠發現所有可能的碰撞點。如果你的緩沖結構較大，當它用最佳部位撞擊到障礙物并按下觸動傳感器時，不要以為這就是正確的。圖例4.2是一個不太好的緩沖器，因為當碰撞發生時，它幾乎不能用橫軸的邊緣來關閉觸動傳感器，說它是一個不好的緩沖器是因為它把整個碰撞產生的力直線傳輸給了傳感器，也就是說，在機器人身上安裝一個非常穩固的支架對傳感器的安裝是非常有必要的。

圖4.2簡單的緩沖器

根據經驗，應該嘗試不同的碰撞來看看緩沖器在各個位置是否能很好的工作。你可以編寫一個無限循環的小程序，當傳感器被按下時，發出一聲蜂鳴聲用來測試你的緩沖器。

談起緩沖器，人們往往會想到當遇到障礙物時開關會被按下。這樣說似乎有點絕對，在發生碰撞的時候同樣可以松開開關。看一下圖4.3，橡膠皮筋可以使積木輕壓著傳感器，當緩沖器的前面部分接觸到物體時，開關就會被釋放。
圖4.3
平常壓下的緩沖器
實際上，推薦這種緩沖器有這樣幾個重要的原因：
l  沖擊力不可能直接傳遞給傳感器，傳感器與標準的樂高積木相比更容易受損壞，因此應避免不必要的撞擊。
l    橡皮圈可以吸收撞擊力，這對你的傳感器和機器人來說都會起到保護作用，當你的機器人速度非常快，或者重量大，或者反應比較慢，或者具備其中的一個因素時，這種保護作用顯得尤其重要。
緩沖器是一個非常重要的裝置，而且觸動傳感器的應用也非常廣泛。當你想告之RCX一個事件發生時，你可以使用按鈕一樣人為的把它按下去。你能想象出類似的情況嗎？事實上，有很多。比方說，你可以按下銨鈕告訴RCX”現在讀取光電傳感器的值”，從而進行讀取校準（我們將在以后的部分進行討論）。
另一個常用的作用就是把觸動傳感器作為一個位置控制器來用。如圖4.4，機器人向前看時（圖
4.4b）就關閉了頭部（圖4.4a）的觸動傳感器。通過編程可以在水平面上實時的控制頭部的旋轉（向左或向右），當傳感器被按下時，機器人的頭部就能轉回到正確的位置，值的注意的是，我們在這個例子中用到的凸齒輪在與觸動傳感器相配合時是非常的有用，你可以讓軸通過三個十字孔個中的一個來選擇合適的距離去關閉觸動傳感器。
圖4.4
用觸動傳感器定位
在本書的第三部分我們還會介紹位置控制的其它一些應用。事實上，在搭建你的機器人之前需要你去研究一些不同的方法。
我們再舉幾個事例來說明傳感器的應用
都能停下。首先你會想到在每一層安放一個觸動傳感器，當按下其中一個時，電梯室會在那一層停下。這是一個好方法，但這里有一個小問題；你僅有兩個觸動傳感器，對你來說，一個電梯僅有二層不是非常實際，你可以再買一個觸動傳感器，但這只能再加高一層,并沒有解決實質性的問題。此時，RCX的三個輸入端口已經全部被占用。突然，你會想到一個辦法：為什么不把傳感器放在電梯廂上而不是外面呢？在電梯廂上固定一個傳感器，這樣只需一個傳感器就可以加高更多的樓層了。從最初的方案到現在更好的方案，兩個系統是完全相同的嗎？答案是否定的。首先，你需要決定廂的絕對位置，當它在第二層時，你僅是可以知道它的相對位置。那么，你需要一個初始點，從起始點開始計算就可以推斷出廂的位置.或者程序運行時，需要廂體在一個特定的位置，或者用第二個傳感器來探測一個特定的樓層。例如，在最底層放置一個傳感器，因此程序一開始就降下電梯到最底層。那樣就可以計算出廂體的絕對位置了。

現在，電梯就能夠準確的升降了。但你還有最后一個問題需要解決：如何告訴你的電梯它應該去哪一層呢？在每一樓層放置一個傳感器去提示電梯是不切合實際的。在RCX上只剩下一個輸入端口了。你要用這一個觸動傳感器來做什么呢？你還可以采用以前的方法嗎？可以，你可以計算一個觸動傳感器被按下的次數。比如說，被按下三次表示是三樓，依次類推。現在你就可以去搭建你的電梯了。
。假如你想搭建一個電梯。你希望電梯可以在任何一層
計算按下次數
下面這個例子是用偽代碼來編寫的，一個代碼并不與實際編寫語言相對應，而是界于程序語言和機器語言之間。使用偽代碼編程在專業程序員中是一種非常普遍的做法。
計算觸動傳感器被按下多少次需要一些小竊門。假如你寫了一些簡單的代碼，如下：
Counter=0
repeat

if   Sensor1 is on then

Counter  =   Counter +1
end if
end     repeat
當你保持觸動傳感器被按下很短的間隔內，你的程序代碼就會在你的RCX上飛快的執行。然而，在記錄下一個新的按下之前，需要松開觸動傳感器：
Counter  =0
repeat

if   Sensor1   is
on then

Counter=Counter+1

wait until   Sensor1   is off
end if
end repeat
現在，你編寫的代碼正確地記錄了從斷開到閉合的變化。在你的代碼中，有一個重要的特點需要介紹一下：當它在一段時間內接收不到觸動信息時，你希望你的計數程序停止。為了實現這一點，你需要使用一個計時器用來測量上一次按下時間與最后一次時間的間隔：
Counter=0
interval=
reset Timer
repeat

if   Sensor1   is on then

Counter=Counter + 1
wait until Sensor1   is off

or until Timer if greater then Interval

reset Timer
end if
until Timer is greater then
Interval
假如你的時間間隔是兩秒。當計數程序開始時，計時器和計數器首先復位為0，然后開始檢測傳感器的狀態。如果兩秒內沒有按下觸動傳感器，它仍將保持復位狀態，如果有觸動傳感器被按下，此動作將被記下并等待使用者釋放按鈕，計時器復位為零，在程序停止運行之前，使用者可以在兩秒內第二次按下觸動傳感器。
4.3光電傳感器
用”看”來形容光電傳感器的功能有點夸大其辭。實際上它只是用來檢測光并測量其強度。盡管受到限制，但其應用范圍仍比較廣。
圖4.5 光電傳感器
光電傳感器和觸動傳感器的最大區別是，后者返回的是一些數值而不是單純的開/關狀態。你所讀到的數值由光電傳感器在那個時候所檢測到的光強所決定。這些數值以0至100的百分數的形式返回，光值越大，百分數就越大。你可以用光電傳感器來做什么呢？你可以用它搭建一個由光電傳感器所驅動的機器人，我們稱之為光的追隨者，它可以檢測周圍的環境，找到一個強光源（或者是最亮的）并朝著它前進。在一間足夠暗的房間里進行，以免產生干擾，你也可以用手電筒來控制你的機器人。
檢測外部光源的功能是非常有趣的，但是或許你不能用它來做最令人驚奇的事情。我們介紹一下光電傳感器的另一個用途：它不但可以用來檢測光強，而且還可以自身發光。提供穩定光源的是一個紅色的發光二極管，因此你可以用來測量反射光并傳給傳感器。
當你用來測量反射光時，你必須去避免一些來自其它光源的干擾。需要注意的是光電傳感器對IR所發出的光也非常紅外光，如攝像機；或者是樂高紅外發射器。
敏感，像典型的遠距離控制器發出的
設計與計劃
讀取周圍的光值
樂高光電傳感器并不適合于測量外部光源來說，因為其靈敏度比較弱。紅色發光二極管所所發出的光太靠近檢光器以致于過多的影響了光值的讀取。如果你想測外部光源，你應該考慮盡可能的去減少紅色發光二極管的影響。一個簡單的辦法就是在光電傳感器的前部放一個1×2的單孔積木塊，.更多的行之有效的辦法需要你對光電傳感器有些細微的改動。在Ralph
Hempel的網站中，他提到了如何對光電傳感器作修改，既不是永久的改變也不會損害你的光電傳感器。（見附錄A）
光在表面的反射率取決于許多因素，主要是表面的顏色，質地和它距光源的遠近。黑色物體的反射能力要弱于白色物體；黑色光滑表面的反射能力要強于黑色不光滑表面。另外，距離光電傳感器越遠，光電傳感器所檢測到的反射光就會越少。
這些因素都是相互依賴的，通過光感讀取的值，并不能說明是由哪個因素引起的。但你可以保持其它因素不便，而讓一個變化，這樣就可以通過讀取的數值來推斷出環境的一些變化。例如，如果你的光電傳感器經常對著同一個物體，或者相同質地和顏色的物體，你能夠用它去測出它的相對距離。另一方面，你可以把不同的物體放置在光電傳感器的前面，在恒定的距離內分辨出它們的顏色。
4.3.1測量反射光值
為了舉例說明測量反射光的原理，我們來做一個實驗。拿一個RCX并打開其電源，在任意一個輸入端口連接一個光電傳感器，在你的程序中正確的設置其端口（紅色發光二極管應該發光）。準備一間光線較暗的房間，RCX有個控制模式，可以實時查看光感讀取的值。按RCX上的VIEW鍵，當小箭頭正確顯示在傳感器所接的輸入端口位置。在顯示屏上會顯示出讀取的光線值。接下去你把光感放到桌上，在桌上以一定間隔（0.5cm,1cm,1.5cm）并排放置不同顏色的積木塊,保證積木之間的間距相等。查看數據，得到的是不同顏色的積木反射的光值是不同的。
再進行第二個實驗：將白色的積木快慢慢的移向光感，然后再慢慢的移開，觀察顯示屏上的數據，可以發現當光感與積木間的距離加大時數值將減小。我們的目的就是為了證明光感是不能同時判斷出距離和顏色的。我們重點強調在你使用光感時盡量避免外界光線的干擾。
方法與技巧
理解原始值的概念
了解原始值是很關鍵的，對于熟練的使用機器人套裝并不是必須的。但從另一個方面講，它可以幫助你理解傳感器是如何工作的。
RCX把來自傳感器（不管是什么類型）的電信號全部轉變成范圍在0至1023之間的數字信號，我們稱之為原始數值。在程序中，你在一個端口上設置了一個特定的傳感器，RCX會自動設定該傳感器的原始數值范圍，例如，從觸動傳感器讀取的數值范圍是1或者0，代表開或者關，當從溫度傳感器讀取時就會轉變成攝氏溫度或華氏溫度。同樣地，光電傳感器讀取時就會通過下面的方程式轉換成一個百分數：
百分數=146-原始數值/7
為什么我們需要知道這種轉換呢？對于大多數應用程序來說，通過RCX返回的光感值的百分數形式更加有效，但也有這種情況，你需要所有光感變化值而百分數形式卻不能體現出光感值的一些變化。我們用一個例子來做一下說明。假設會有兩種不同的情形，光電傳感器讀取707和713兩個不同的數值。把這兩個數值轉換成百分數，因為RCX只使用整數,需要將除的結果進行圓整。
146-(707/7)=146-101=45
146-(713/7)=146-101=45
在第二個方程式中數值101實際上是101.857…，去掉小數部分為101.就看部不出兩個值是不同的。我們知道在大多情況下數值的小數部分是不重要的。但也會有其它情況需要用到這樣一個微小的變化的數據
如果你用LEGO圖形化的編程環境為RCX編寫程序，你必須接受它的刻度值，否則無法處理原始數值。如果你選擇其它的編程語言，則可以直接處理沒有處理過的原始數值，在必須的時候，利用其優勢，可能會有更好的解決方案。識別不同的顏色是光電傳感器一個非常普通的應用。我們曾說過，光電傳感器實際上并不是用來識別顏色的，而是用來讀取反射光值。因此，它很難把黑色和藍色的積木塊區別開。但目前來說，我們仍說它能識別顏色，在讀完之后您會明白真正的意思是什么。
4.3.2沿線走
目前，光電傳感器最普遍的使用方法就是用它搭建一個沿線走的機器人。
這個項目的設置是很簡單的，這也是之所以流行的一個原因。盡管其外觀簡單，這項工作仍需要引起足夠的重視，并需要你仔細設計和認真編程。我們將在第二部分詳細的討論這個主題的細節內容。當光電傳感器在輕質地面上讀取一條黑線時，你要注意有什么事情發生。

當把光電傳感器放在地板上時，假設說讀取的數值為百分之七十，黑線為百分之三十。如果你想讓機器人緩慢的從地板移動到黑線或者是有污點的地方.你會注意到，數值不是從一個值突然跳到另一個值，而是會出現一系列的中間值。原因是光電傳感器不是讀取一個點，而是光電傳感器前部的一個小區域。所以當光電傳感器穿過線的邊緣時，它所讀取的是地板和黑線的邊界值并返回一個中間值。
這個功能有用嗎？當然，有時有用，有時沒有用。尤其當我們涉及到沿線走時，它是有用的。實際上，你可以（或者說應該）編寫一段程序讓你的機器人沿著邊界走而不是實際的黑線。這樣當機器人需要改變它的行進路線時，它知道往哪個方向轉身：如果所讀取的值太”暗”，它應該向亮的區域前進，或有污點的區域。
技巧與提示
校準讀取值
有時，你并不能預先知道光電傳感器實際上所讀取的數值是多少。假如你要參加一個沿線走的比賽：你并不能確定你的傳感器所返回的地板和黑線的數值。在這種情況下，一般的習慣是，在你的程序中不寫入預期的常數值是比較好的。但可以讓你的機器人通過一個簡單的測量程序來讀取這些數值。繼續我們沿線走的例子,你可以專設一個空的輸入端口用來接入一個觸動傳感器，當你把機器人放在地板上時手動按下觸動傳感器，然后再放在黑線上，因此它就可以保存下讀取到的最大值和最小值。或者你可以編寫一個小的檢測程序，以取消那些限制。
當你需要控制一個更復雜的區域時,舉例來說，區域包括三種不同的顏色，想象一個臺面被劃為白色，黑色和灰色三個不同顏色的區域。在白色和黑色之間的邊界上你如何能區別出灰色區域?
這時你不能只做一個簡單的讀取，你必須深入考慮其它的因素,
像預先讀取,或者你可以使你的機器人在一個地方收集更多的數據并推斷它所在的位置。要處理這樣的情況，對軟件的要求就會變得更加復雜。
光電傳感器如同一個萬能器，它有很多種使用方法。你可以在光電傳感器的前部放置一個彩色的可以移動的樂高梁來搭建一個對者拉梁的上部時，光電傳感器就會讀取不同的光值。
圖4.6
用光電傳感器作一個模擬控制
光電傳感器與燈相結合（不包括在頭腦風暴套裝中）可做成一個光電管（圖4.7）；當有物體擋在光電傳感器和燈之間時，機器人就會察覺。值得注意的是，我們在光電傳感器的前面放置了一個1×2的單孔梁，以減少來自周圍光線的干擾。
圖4.7 光電管
4.3.3接近探測
你可以用光電傳感器做成一個雷達探測器用于檢測即將碰到的障礙物。這被稱之為接近探測。這項技術所基于的特性我們已經討論并探究過了，就是光電傳感器可以根據反射光線來測定相對距離。假如你的機器人要直線前進，用一個光電傳感器為它在前面引路。假如你的機器人要在一個暗室里移動，除了光電傳感器上的紅色發光二極管之外沒有任何的光源。在向前移動的過程中，機器人連續不斷的讀取傳感器所檢測到的光值。如果讀取值趨向于迅速增大，就可以推斷出機器人正向著一個物體前進。但不能推斷出障礙物的種類及與障礙物之間的距離，如果房間內沒有物體在移動，你確信機器人正在接近障礙物。現在我們有了一套系統可以躲避障礙物而不是局限于碰撞以后再檢測它們。
注意：
RCX內部的IR
LED發射的是不可見光，光電傳感器的紅色二極管發射的是可見光。

遺憾地是，當房間內有光源時，這項技術工作就有問題了，原因是你的程序不能區別自身反射回的紅色光還外界環境光線。你需要在機器人身上有一個更明顯的獨立光源提供更高的參考。

令人欣慰的是，正好有一個！RCX內部有一個IR
LED可以發射信息給紅外發射儀或是另一個RCX。用RCX內部的IR
LED以比特的編碼形式發送信息可以被紅外發射器所接收到。關于信息的內容我們并不關心；我們需要的僅僅是光。盡管紅外光對于肉眼來說是不可見的，卻與可見光具有相同的性質，LEGO光電傳感器對此卻非常敏感。

所以，現在你的程序有了使用接近探測的所有條件。發送一個IR信息并立即讀取光電傳感器的值.你最好把讀取的數值進行一下平均處理，這樣可以把外部光源所導致的影響降至最低（我們將會第12節討論這個竅門）。如果你注意到在隨后的二組值中有顯著的增加，舉例來說，百分之十，說明你的機器人很有可能正朝著障礙物前進。
4.4角度傳感器
我們將要研究的第三個樂高傳感器是角度傳感器（圖4.8）。遺可是機器人套裝中沒有包含該部件，它的多功能性僅次于光電傳感器。在3801
Ultimate
Accessory套裝里面包含一個角度傳感器，還有一個觸動傳感器，一個燈,遙控器和少量的其它附件。
圖4.8 角度傳感器
角度傳感器是如何工作的呢？
因為角度傳感器有四種不同的狀態，所以會返回四種不同的值。我們稱之為A，B，C和D。對于每一次完整的旋轉，它經過了四種狀態各四次—這也就是我們為什么要用十六來計數的原因。如果角度傳感器是順時針旋轉，它會讀序列ABCD…，如果是逆時針旋轉，讀取的結果會是ADCBA…，RCX會時刻檢測傳感器，當RCX檢測到狀態發生變化時，它不但可以推斷出角度傳感器已經轉動，而且還可以知道所旋轉的方向。舉例來說，從A轉變到B，或從D轉變到A，計數器將增加一個單位，然而，從D到C，或者是從A到D，計數器將減少一個單位。
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。當連結到RCX上時，軸每轉過1/16圈，角度傳感器就會計數一次。往一個方向轉動時，計數增加，轉動方向改變時，計數減少。計數與角度傳感器的初始位置有關。當初始化角度傳感器時，它的計數值被設置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復位。
通過計算旋轉的角度，你可以很容易的測出位置和速度。當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，可以依據旋轉的角度和輪子圓周數來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉換成速度，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據。舉一個有關計算的例子。在你的機器人身上，馬達以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個增量相當于主動輪旋轉一周。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齒輪的輪胎上面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(樂高使用的是公制單位)，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后再乘以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=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
最后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，使用下面等式：
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.
實際上，在程序不僅僅會用到乘法和除法的數學運算，還有更多的需要多留心（有關內容我們將在第12章進行進一步的討論）。
使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發現障礙物。原理非常簡單：如果馬達運轉，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），否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它: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：控制手臂，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，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會丟失一些數據。Steve
Baker用實驗證明過，轉速在每分鐘50到300轉之間是一個比較合適的范圍，在此之內不會有數據丟失的問題。然而，在低于12rpm或超過1400rm的范圍內，就會有部分數據出現丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內時，RCX也偶會出現數據丟失的問題。

光電傳感器 樂高：樂高NXT光電傳感器和HiTechnic顏色傳感器一樣嗎

不用刻意的加入 正常編匯就可以了 單片機識別的是高低電平，不會識別是什么傳感器

樂高 NXT光電傳感器 和 HItechnic顏色傳感器 不一樣 。樂高光電傳感器只感受照射物體反射光的強弱，樂高有自己的顏色傳感器，實際內部集成了光電傳感器功能 只是設置的時候要在nxt_g 中選擇光電選項就可以了。它們功能一樣，只是傳輸速度有差異。樂高的反應要快點據說是模擬信號 ，HItechnic要慢用I2C總線，但要準確很多。

所得到的多多多

光電傳感器 樂高：樂高機器人---認識傳感器

4.1簡介

馬達通過齒輪和滑輪傳動，可以讓你搭建的機器人動起來，他們就如同是移動機器人腿和手臂的肌肉。同時，你還可以使用傳感器來裝備你的機器人，它們就如同是機器人的眼睛、耳朵和手指。機器人套裝中包含兩種傳感器：觸動傳感器（兩種）和光電傳感器。在此主要是描述它們的特性，對于其它的傳感器可以單獨購買，如：角度傳感器和溫度傳感器。每一個設備都有其特定的作用，你將會因為它們的功能強大和所能涉及的范圍之廣而感到驚訝。當然也包括這種情況,可以用一種傳感器仿效另一種傳感器，以用來代替不能使用的傳感器。利用RCX上的紅外光電，使用一些小技巧，你可以把把你的光電傳感器變成一個雷達。
4.2觸動傳感器

觸動傳感器（圖4.1）的工作方式非常像是你家門鈴上的按鈕：當它被按下時，電路接通，電流就會通過，RCX就能夠檢測到這個數據流，你的程序就會讀取觸動傳感器的當前狀態：開或者關。

圖4.1 觸動傳感器
如果閱讀了Constructopedia，并搭建了一些模型，你可能對傳感器的一般用途比較熟悉，如緩沖器。緩沖器是與周圍環境相互作用的一種簡單方式，當你的機器人遇到障礙物時，可以用它們來進行檢測，并由此而改變運動狀態。

典型的緩沖器是一個重量較輕的可移動裝置，事實上，當它碰到障礙物時會把沖擊力傳遞給觸動傳感器并使之關閉。你也可以發明出很多種緩沖器，但它們的外形應該能夠反映機器人的外形，而且還能反映出環境中障礙物的外形。如圖4.2中所示一個非常簡單的緩沖器，可以很容易發現墻壁，假如房間里有像椅子一樣等復雜障礙物，它的效果就不好了。在這種情況下，我們建議你通過實驗來進行。為機器人設計一個緩沖器，在房間的周圍離地板適當高度的地方移動它，檢查它是否能夠發現所有可能的碰撞點。如果你的緩沖結構較大，當它用最佳部位撞擊到障礙物并按下觸動傳感器時，不要以為這就是正確的。圖例4.2是一個不太好的緩沖器，因為當碰撞發生時，它幾乎不能用橫軸的邊緣來關閉觸動傳感器，說它是一個不好的緩沖器是因為它把整個碰撞產生的力直線傳輸給了傳感器，也就是說，在機器人身上安裝一個非常穩固的支架對傳感器的安裝是非常有必要的。

圖4.2簡單的緩沖器

根據經驗，應該嘗試不同的碰撞來看看緩沖器在各個位置是否能很好的工作。你可以編寫一個無限循環的小程序，當傳感器被按下時，發出一聲蜂鳴聲用來測試你的緩沖器。

談起緩沖器，人們往往會想到當遇到障礙物時開關會被按下。這樣說似乎有點絕對，在發生碰撞的時候同樣可以松開開關。看一下圖4.3，橡膠皮筋可以使積木輕壓著傳感器，當緩沖器的前面部分接觸到物體時，開關就會被釋放。
圖4.3
平常壓下的緩沖器
實際上，推薦這種緩沖器有這樣幾個重要的原因：
l  沖擊力不可能直接傳遞給傳感器，傳感器與標準的樂高積木相比更容易受損壞，因此應避免不必要的撞擊。
l    橡皮圈可以吸收撞擊力，這對你的傳感器和機器人來說都會起到保護作用，當你的機器人速度非常快，或者重量大，或者反應比較慢，或者具備其中的一個因素時，這種保護作用顯得尤其重要。
緩沖器是一個非常重要的裝置，而且觸動傳感器的應用也非常廣泛。當你想告之RCX一個事件發生時，你可以使用按鈕一樣人為的把它按下去。你能想象出類似的情況嗎？事實上，有很多。比方說，你可以按下銨鈕告訴RCX”現在讀取光電傳感器的值”，從而進行讀取校準（我們將在以后的部分進行討論）。
另一個常用的作用就是把觸動傳感器作為一個位置控制器來用。如圖4.4，機器人向前看時（圖
4.4b）就關閉了頭部（圖4.4a）的觸動傳感器。通過編程可以在水平面上實時的控制頭部的旋轉（向左或向右），當傳感器被按下時，機器人的頭部就能轉回到正確的位置，值的注意的是，我們在這個例子中用到的凸齒輪在與觸動傳感器相配合時是非常的有用，你可以讓軸通過三個十字孔個中的一個來選擇合適的距離去關閉觸動傳感器。
圖4.4
用觸動傳感器定位
在本書的第三部分我們還會介紹位置控制的其它一些應用。事實上，在搭建你的機器人之前需要你去研究一些不同的方法。
我們再舉幾個事例來說明傳感器的應用
都能停下。首先你會想到在每一層安放一個觸動傳感器，當按下其中一個時，電梯室會在那一層停下。這是一個好方法，但這里有一個小問題；你僅有兩個觸動傳感器，對你來說，一個電梯僅有二層不是非常實際，你可以再買一個觸動傳感器，但這只能再加高一層,并沒有解決實質性的問題。此時，RCX的三個輸入端口已經全部被占用。突然，你會想到一個辦法：為什么不把傳感器放在電梯廂上而不是外面呢？在電梯廂上固定一個傳感器，這樣只需一個傳感器就可以加高更多的樓層了。從最初的方案到現在更好的方案，兩個系統是完全相同的嗎？答案是否定的。首先，你需要決定廂的絕對位置，當它在第二層時，你僅是可以知道它的相對位置。那么，你需要一個初始點，從起始點開始計算就可以推斷出廂的位置.或者程序運行時，需要廂體在一個特定的位置，或者用第二個傳感器來探測一個特定的樓層。例如，在最底層放置一個傳感器，因此程序一開始就降下電梯到最底層。那樣就可以計算出廂體的絕對位置了。

現在，電梯就能夠準確的升降了。但你還有最后一個問題需要解決：如何告訴你的電梯它應該去哪一層呢？在每一樓層放置一個傳感器去提示電梯是不切合實際的。在RCX上只剩下一個輸入端口了。你要用這一個觸動傳感器來做什么呢？你還可以采用以前的方法嗎？可以，你可以計算一個觸動傳感器被按下的次數。比如說，被按下三次表示是三樓，依次類推。現在你就可以去搭建你的電梯了。
。假如你想搭建一個電梯。你希望電梯可以在任何一層
計算按下次數
下面這個例子是用偽代碼來編寫的，一個代碼并不與實際編寫語言相對應，而是界于程序語言和機器語言之間。使用偽代碼編程在專業程序員中是一種非常普遍的做法。
計算觸動傳感器被按下多少次需要一些小竊門。假如你寫了一些簡單的代碼，如下：
Counter=0
repeat

if   Sensor1 is on then

Counter  =   Counter +1
end if
end     repeat
當你保持觸動傳感器被按下很短的間隔內，你的程序代碼就會在你的RCX上飛快的執行。然而，在記錄下一個新的按下之前，需要松開觸動傳感器：
Counter  =0
repeat

if   Sensor1   is
on then

Counter=Counter+1

wait until   Sensor1   is off
end if
end repeat
現在，你編寫的代碼正確地記錄了從斷開到閉合的變化。在你的代碼中，有一個重要的特點需要介紹一下：當它在一段時間內接收不到觸動信息時，你希望你的計數程序停止。為了實現這一點，你需要使用一個計時器用來測量上一次按下時間與最后一次時間的間隔：
Counter=0
interval=
reset Timer
repeat

if   Sensor1   is on then

Counter=Counter + 1
wait until Sensor1   is off

or until Timer if greater then Interval

reset Timer
end if
until Timer is greater then
Interval
假如你的時間間隔是兩秒。當計數程序開始時，計時器和計數器首先復位為0，然后開始檢測傳感器的狀態。如果兩秒內沒有按下觸動傳感器，它仍將保持復位狀態，如果有觸動傳感器被按下，此動作將被記下并等待使用者釋放按鈕，計時器復位為零，在程序停止運行之前，使用者可以在兩秒內第二次按下觸動傳感器。
4.3光電傳感器
用”看”來形容光電傳感器的功能有點夸大其辭。實際上它只是用來檢測光并測量其強度。盡管受到限制，但其應用范圍仍比較廣。
圖4.5 光電傳感器
光電傳感器和觸動傳感器的最大區別是，后者返回的是一些數值而不是單純的開/關狀態。你所讀到的數值由光電傳感器在那個時候所檢測到的光強所決定。這些數值以0至100的百分數的形式返回，光值越大，百分數就越大。你可以用光電傳感器來做什么呢？你可以用它搭建一個由光電傳感器所驅動的機器人，我們稱之為光的追隨者，它可以檢測周圍的環境，找到一個強光源（或者是最亮的）并朝著它前進。在一間足夠暗的房間里進行，以免產生干擾，你也可以用手電筒來控制你的機器人。
檢測外部光源的功能是非常有趣的，但是或許你不能用它來做最令人驚奇的事情。我們介紹一下光電傳感器的另一個用途：它不但可以用來檢測光強，而且還可以自身發光。提供穩定光源的是一個紅色的發光二極管，因此你可以用來測量反射光并傳給傳感器。
當你用來測量反射光時，你必須去避免一些來自其它光源的干擾。需要注意的是光電傳感器對IR所發出的光也非常紅外光，如攝像機；或者是樂高紅外發射器。
敏感，像典型的遠距離控制器發出的
設計與計劃
讀取周圍的光值
樂高光電傳感器并不適合于測量外部光源來說，因為其靈敏度比較弱。紅色發光二極管所所發出的光太靠近檢光器以致于過多的影響了光值的讀取。如果你想測外部光源，你應該考慮盡可能的去減少紅色發光二極管的影響。一個簡單的辦法就是在光電傳感器的前部放一個1×2的單孔積木塊，.更多的行之有效的辦法需要你對光電傳感器有些細微的改動。在Ralph
Hempel的網站中，他提到了如何對光電傳感器作修改，既不是永久的改變也不會損害你的光電傳感器。（見附錄A）
光在表面的反射率取決于許多因素，主要是表面的顏色，質地和它距光源的遠近。黑色物體的反射能力要弱于白色物體；黑色光滑表面的反射能力要強于黑色不光滑表面。另外，距離光電傳感器越遠，光電傳感器所檢測到的反射光就會越少。
這些因素都是相互依賴的，通過光感讀取的值，并不能說明是由哪個因素引起的。但你可以保持其它因素不便，而讓一個變化，這樣就可以通過讀取的數值來推斷出環境的一些變化。例如，如果你的光電傳感器經常對著同一個物體，或者相同質地和顏色的物體，你能夠用它去測出它的相對距離。另一方面，你可以把不同的物體放置在光電傳感器的前面，在恒定的距離內分辨出它們的顏色。
4.3.1測量反射光值
為了舉例說明測量反射光的原理，我們來做一個實驗。拿一個RCX并打開其電源，在任意一個輸入端口連接一個光電傳感器，在你的程序中正確的設置其端口（紅色發光二極管應該發光）。準備一間光線較暗的房間，RCX有個控制模式，可以實時查看光感讀取的值。按RCX上的VIEW鍵，當小箭頭正確顯示在傳感器所接的輸入端口位置。在顯示屏上會顯示出讀取的光線值。接下去你把光感放到桌上，在桌上以一定間隔（0.5cm,1cm,1.5cm）并排放置不同顏色的積木塊,保證積木之間的間距相等。查看數據，得到的是不同顏色的積木反射的光值是不同的。
再進行第二個實驗：將白色的積木快慢慢的移向光感，然后再慢慢的移開，觀察顯示屏上的數據，可以發現當光感與積木間的距離加大時數值將減小。我們的目的就是為了證明光感是不能同時判斷出距離和顏色的。我們重點強調在你使用光感時盡量避免外界光線的干擾。
方法與技巧
理解原始值的概念
了解原始值是很關鍵的，對于熟練的使用機器人套裝并不是必須的。但從另一個方面講，它可以幫助你理解傳感器是如何工作的。
RCX把來自傳感器（不管是什么類型）的電信號全部轉變成范圍在0至1023之間的數字信號，我們稱之為原始數值。在程序中，你在一個端口上設置了一個特定的傳感器，RCX會自動設定該傳感器的原始數值范圍，例如，從觸動傳感器讀取的數值范圍是1或者0，代表開或者關，當從溫度傳感器讀取時就會轉變成攝氏溫度或華氏溫度。同樣地，光電傳感器讀取時就會通過下面的方程式轉換成一個百分數：
百分數=146-原始數值/7
為什么我們需要知道這種轉換呢？對于大多數應用程序來說，通過RCX返回的光感值的百分數形式更加有效，但也有這種情況，你需要所有光感變化值而百分數形式卻不能體現出光感值的一些變化。我們用一個例子來做一下說明。假設會有兩種不同的情形，光電傳感器讀取707和713兩個不同的數值。把這兩個數值轉換成百分數，因為RCX只使用整數,需要將除的結果進行圓整。
146-(707/7)=146-101=45
146-(713/7)=146-101=45
在第二個方程式中數值101實際上是101.857…，去掉小數部分為101.就看部不出兩個值是不同的。我們知道在大多情況下數值的小數部分是不重要的。但也會有其它情況需要用到這樣一個微小的變化的數據
如果你用LEGO圖形化的編程環境為RCX編寫程序，你必須接受它的刻度值，否則無法處理原始數值。如果你選擇其它的編程語言，則可以直接處理沒有處理過的原始數值，在必須的時候，利用其優勢，可能會有更好的解決方案。識別不同的顏色是光電傳感器一個非常普通的應用。我們曾說過，光電傳感器實際上并不是用來識別顏色的，而是用來讀取反射光值。因此，它很難把黑色和藍色的積木塊區別開。但目前來說，我們仍說它能識別顏色，在讀完之后您會明白真正的意思是什么。
4.3.2沿線走
目前，光電傳感器最普遍的使用方法就是用它搭建一個沿線走的機器人。
這個項目的設置是很簡單的，這也是之所以流行的一個原因。盡管其外觀簡單，這項工作仍需要引起足夠的重視，并需要你仔細設計和認真編程。我們將在第二部分詳細的討論這個主題的細節內容。當光電傳感器在輕質地面上讀取一條黑線時，你要注意有什么事情發生。

當把光電傳感器放在地板上時，假設說讀取的數值為百分之七十，黑線為百分之三十。如果你想讓機器人緩慢的從地板移動到黑線或者是有污點的地方.你會注意到，數值不是從一個值突然跳到另一個值，而是會出現一系列的中間值。原因是光電傳感器不是讀取一個點，而是光電傳感器前部的一個小區域。所以當光電傳感器穿過線的邊緣時，它所讀取的是地板和黑線的邊界值并返回一個中間值。
這個功能有用嗎？當然，有時有用，有時沒有用。尤其當我們涉及到沿線走時，它是有用的。實際上，你可以（或者說應該）編寫一段程序讓你的機器人沿著邊界走而不是實際的黑線。這樣當機器人需要改變它的行進路線時，它知道往哪個方向轉身：如果所讀取的值太”暗”，它應該向亮的區域前進，或有污點的區域。
技巧與提示
校準讀取值
有時，你并不能預先知道光電傳感器實際上所讀取的數值是多少。假如你要參加一個沿線走的比賽：你并不能確定你的傳感器所返回的地板和黑線的數值。在這種情況下，一般的習慣是，在你的程序中不寫入預期的常數值是比較好的。但可以讓你的機器人通過一個簡單的測量程序來讀取這些數值。繼續我們沿線走的例子,你可以專設一個空的輸入端口用來接入一個觸動傳感器，當你把機器人放在地板上時手動按下觸動傳感器，然后再放在黑線上，因此它就可以保存下讀取到的最大值和最小值。或者你可以編寫一個小的檢測程序，以取消那些限制。
當你需要控制一個更復雜的區域時,舉例來說，區域包括三種不同的顏色，想象一個臺面被劃為白色，黑色和灰色三個不同顏色的區域。在白色和黑色之間的邊界上你如何能區別出灰色區域?
這時你不能只做一個簡單的讀取，你必須深入考慮其它的因素,
像預先讀取,或者你可以使你的機器人在一個地方收集更多的數據并推斷它所在的位置。要處理這樣的情況，對軟件的要求就會變得更加復雜。
光電傳感器如同一個萬能器，它有很多種使用方法。你可以在光電傳感器的前部放置一個彩色的可以移動的樂高梁來搭建一個對者拉梁的上部時，光電傳感器就會讀取不同的光值。
圖4.6
用光電傳感器作一個模擬控制
光電傳感器與燈相結合（不包括在頭腦風暴套裝中）可做成一個光電管（圖4.7）；當有物體擋在光電傳感器和燈之間時，機器人就會察覺。值得注意的是，我們在光電傳感器的前面放置了一個1×2的單孔梁，以減少來自周圍光線的干擾。
圖4.7 光電管
4.3.3接近探測
你可以用光電傳感器做成一個雷達探測器用于檢測即將碰到的障礙物。這被稱之為接近探測。這項技術所基于的特性我們已經討論并探究過了，就是光電傳感器可以根據反射光線來測定相對距離。假如你的機器人要直線前進，用一個光電傳感器為它在前面引路。假如你的機器人要在一個暗室里移動，除了光電傳感器上的紅色發光二極管之外沒有任何的光源。在向前移動的過程中，機器人連續不斷的讀取傳感器所檢測到的光值。如果讀取值趨向于迅速增大，就可以推斷出機器人正向著一個物體前進。但不能推斷出障礙物的種類及與障礙物之間的距離，如果房間內沒有物體在移動，你確信機器人正在接近障礙物。現在我們有了一套系統可以躲避障礙物而不是局限于碰撞以后再檢測它們。
注意：
RCX內部的IR
LED發射的是不可見光，光電傳感器的紅色二極管發射的是可見光。

遺憾地是，當房間內有光源時，這項技術工作就有問題了，原因是你的程序不能區別自身反射回的紅色光還外界環境光線。你需要在機器人身上有一個更明顯的獨立光源提供更高的參考。

令人欣慰的是，正好有一個！RCX內部有一個IR
LED可以發射信息給紅外發射儀或是另一個RCX。用RCX內部的IR
LED以比特的編碼形式發送信息可以被紅外發射器所接收到。關于信息的內容我們并不關心；我們需要的僅僅是光。盡管紅外光對于肉眼來說是不可見的，卻與可見光具有相同的性質，LEGO光電傳感器對此卻非常敏感。

所以，現在你的程序有了使用接近探測的所有條件。發送一個IR信息并立即讀取光電傳感器的值.你最好把讀取的數值進行一下平均處理，這樣可以把外部光源所導致的影響降至最低（我們將會第12節討論這個竅門）。如果你注意到在隨后的二組值中有顯著的增加，舉例來說，百分之十，說明你的機器人很有可能正朝著障礙物前進。
4.4角度傳感器
我們將要研究的第三個樂高傳感器是角度傳感器（圖4.8）。遺可是機器人套裝中沒有包含該部件，它的多功能性僅次于光電傳感器。在3801
Ultimate
Accessory套裝里面包含一個角度傳感器，還有一個觸動傳感器，一個燈,遙控器和少量的其它附件。
圖4.8 角度傳感器
角度傳感器是如何工作的呢？
因為角度傳感器有四種不同的狀態，所以會返回四種不同的值。我們稱之為A，B，C和D。對于每一次完整的旋轉，它經過了四種狀態各四次—這也就是我們為什么要用十六來計數的原因。如果角度傳感器是順時針旋轉，它會讀序列ABCD…，如果是逆時針旋轉，讀取的結果會是ADCBA…，RCX會時刻檢測傳感器，當RCX檢測到狀態發生變化時，它不但可以推斷出角度傳感器已經轉動，而且還可以知道所旋轉的方向。舉例來說，從A轉變到B，或從D轉變到A，計數器將增加一個單位，然而，從D到C，或者是從A到D，計數器將減少一個單位。
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。當連結到RCX上時，軸每轉過1/16圈，角度傳感器就會計數一次。往一個方向轉動時，計數增加，轉動方向改變時，計數減少。計數與角度傳感器的初始位置有關。當初始化角度傳感器時，它的計數值被設置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復位。
通過計算旋轉的角度，你可以很容易的測出位置和速度。當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，可以依據旋轉的角度和輪子圓周數來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉換成速度，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據。舉一個有關計算的例子。在你的機器人身上，馬達以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個增量相當于主動輪旋轉一周。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齒輪的輪胎上面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(樂高使用的是公制單位)，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后再乘以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=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
最后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，使用下面等式：
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.
實際上，在程序不僅僅會用到乘法和除法的數學運算，還有更多的需要多留心（有關內容我們將在第12章進行進一步的討論）。
使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發現障礙物。原理非常簡單：如果馬達運轉，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），否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它: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：控制手臂，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，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會丟失一些數據。Steve
Baker用實驗證明過，轉速在每分鐘50到300轉之間是一個比較合適的范圍，在此之內不會有數據丟失的問題。然而，在低于12rpm或超過1400rm的范圍內，就會有部分數據出現丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內時，RCX也偶會出現數據丟失的問題。