سبق 7 از 10: لائن ٹریکنگ، کلف ڈیٹیکشن گری اسکیل سینسر کیلیبریٹ کریں راسپبیری پائی پیکو کار

سبق 7 از 10: لائن ٹریکنگ، کلف ڈیٹیکشن گری اسکیل سینسر کیلیبریٹ کریں راسپبیری پائی پیکو کار

اس ساتویں سبق میں Raspberry Pi Pico Smart Car کورس کے، ہم گرے اسکیل سینسر ماجیول کا استعمال کرتے ہوئے لائن ٹریکنگ اور کلف ڈیٹیکشن کے اہم افعال کو دریافت کرتے ہیں۔ یہ ماجیول آپ کی گاڑی کی "آنکھوں" کا کام کرتا ہے، جس سے یہ خود مختار طور پر ایک مقررہ راستے پر چل سکتی ہے اور خطرناک گرنے سے بچ سکتی ہے۔ یہ پروجیکٹ ظاہر کرتا ہے کہ درست ریڈنگز کے لیے سینسر کو کیسے کیلیبریٹ کیا جائے اور ایسی منطق کو نافذ کیا جائے جو گاڑی کو ٹریک پر رکھے، جس میں ایک دلچسپ "ڈونٹ پش می" فیچر شامل ہے جو کلف ڈیٹیکشن کو نقل کرتا ہے۔ یہ گائیڈ ان لوگوں کے لیے بہترین ہے جو بنیادی ریموٹ کنٹرول سے آگے بڑھ کر سینسر گائیڈڈ روبوٹکس کی دنیا میں جانا چاہتے ہیں۔

یہ ٹیکنالوجی صرف ایک تفریحی DIY پروجیکٹ سے زیادہ عملی استعمال رکھتی ہے۔ جو اصول آپ یہاں سیکھیں گے وہ حقیقی دنیا کے خود مختار نظام بنانے کے لیے بنیادی ہیں۔ یہاں کچھ آئیڈیاز ہیں جو آپ کو متاثر کر سکتے ہیں:

• خودکار ڈیلیوری روبوٹ: ایک چھوٹا روبوٹ بنائیں جو اشیاء پہنچانے کے لیے نشان زدہ لائنوں پر چل کر گودام یا دفتر کی منزل پر نیویگیٹ کر سکے۔
• ٹیبل ٹاپ میز سولور: ایک روبوٹ بنائیں جو کالی برقی ٹیپ سے بنی پیچیدہ بھول بھلیوں کو نیویگیٹ کر سکے۔
• سیکیورٹی اور حفاظتی روبوٹ: ایک گشت کرنے والا روبوٹ نافذ کریں جو مقررہ راستے پر چلے اور سیڑھیوں یا بلند سطحوں سے گرنے سے بچنے کے لیے کلف ڈیٹیکشن استعمال کرے۔
• تعلیمی پلیٹ فارم: گاڑی کو PID کنٹرول، سینسر فیوژن، اور خود مختار نیویگیشن کے بنیادی اصول سکھانے کے لیے استعمال کریں۔

ہارڈویئر اور اجزاء

یہ پروجیکٹ SunFounder Raspberry Pi Pico 4WD کار کٹ پر مبنی ہے۔ اس سبق کا اہم جزو گرے اسکیل سینسر ماجیول ہے، جو لائن ٹریکنگ اور کلف ڈیٹیکشن دونوں کے لیے ضروری ہے۔ ماجیول میں تین آزاد سینسر ہیں جو نیچے کی سطح سے منعکس ہونے والی روشنی کی مقدار کو ماپتے ہیں۔ یہ ڈیٹا کالی لائن، سفید سطح، اور "کلف" یا کھلی جگہ کے درمیان فرق کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ مکمل کٹ میں Pico کار چیسس، موٹرز، اور سسٹم کو پاور دینے کے لیے بیٹری پیک بھی شامل ہے۔

وائرنگ گائیڈ

مناسب وائرنگ آپ کے سینسر کو کام کرنے کا پہلا قدم ہے۔ گرے اسکیل ماجیول چار تاروں کا استعمال کرتے ہوئے Raspberry Pi Pico سے جڑتا ہے۔ وائرنگ سیدھی ہے اور ویڈیو میں واضح طور پر دکھائی گئی ہے۔

ویڈیو میں دکھائی گئی وائرنگ کنفیگریشن یہ ہے (ویڈیو میں 03:01 پر):

• کالی تار: Pico پر GND پن سے جوڑیں۔
• سرخ تار: Pico پر 3.3V پن سے جوڑیں۔
• پیلی تار (دائیں سینسر): GPIO پن 28 سے جوڑیں۔
• بھوری تار (مرکزی سینسر): GPIO پن 27 سے جوڑیں۔
• سفید/سرمئی تار (بائیں سینسر): GPIO پن 26 سے جوڑیں۔

گرے اسکیل سینسر کیلیبریٹ کرنا

اس سے پہلے کہ گاڑی قابل اعتماد طریقے سے لائن کی پیروی کر سکے، آپ کو سینسر کو سفید، کالی، اور خالی جگہ کے مختلف ریڈنگز کو سمجھنے کے لیے کیلیبریٹ کرنا ہوگا۔ یہ ایک اہم قدم ہے تاکہ آپ کی گاڑی صحیح فیصلے کرے۔ سینسر کی حساسیت کو ماجیول پر موجود چھوٹے پوٹینشیومیٹر سے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔

ویڈیو کیلیبریشن کا عمل دکھاتی ہے (ویڈیو میں 04:39 پر)۔ سینسر کو زمین سے تقریباً 11 ملی میٹر یا ایک سینٹی میٹر کی بہترین اونچائی پر رکھا جانا چاہیے تاکہ واضح ریڈنگز حاصل ہوں۔ پوٹینشیومیٹر کو ایڈجسٹ کرکے اور اقدار کا مشاہدہ کرکے، آپ بہترین نقطہ تلاش کر سکتے ہیں۔ مقصد یہ ہے کہ سفید سطح (جو بہت زیادہ روشنی منعکس کرتی ہے) اور کالی لائن (جو بہت کم روشنی منعکس کرتی ہے) کے ریڈنگز کے درمیان نمایاں فرق ہو۔

یہاں ریڈنگز کے معنی کا خلاصہ ہے:

• سفید سطح: زیادہ انعکاس، جس کے نتیجے میں سینسر کی اقدار زیادہ ہوتی ہیں (مثلاً، تقریباً 20,000)۔
• کالی لائن: کم انعکاس، جس کے نتیجے میں سینسر کی اقدار کم ہوتی ہیں (مثلاً، تقریباً 3,000)۔
• کلف (کھوکھلی جگہ): کوئی انعکاس نہیں، جس کے نتیجے میں سینسر کی سب سے کم اقدار ہوتی ہیں (مثلاً، تقریباً 1,200)۔

کوڈ کی وضاحت

چونکہ اس سبق کے لیے کوئی کوڈ فراہم نہیں کیا گیا، ہم تصوراتی منطق اور Robojax لائبریری کے اہم افعال پر توجہ مرکوز کریں گے جو گاڑی کو کام کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ویڈیو دو اہم افعال کی وضاحت کرتی ہے جو آپ فراہم کردہ لائبریری سے استعمال کریں گے۔

سینسر کی جانچ

پہلا قدم ایک سادہ اسکرپٹ کے ساتھ اپنے سینسر کی جانچ کرنا ہے۔ یہ اسکرپٹ تین سینسرز سے خام اقدار پڑھنے کے لیے get_grayscale_value() نامی فنکشن استعمال کرتا ہے۔ یہ ان اقدار کو سیریل مانیٹر پر پرنٹ کرتا ہے تاکہ آپ دیکھ سکیں کہ جب سینسر مختلف سطحوں پر ہوتا ہے تو وہ کیسے تبدیل ہوتی ہیں۔ یہ آپ کی وائرنگ کی تصدیق اور کیلیبریشن کا مرحلہ انجام دینے کے لیے مفید ہے۔

# یہ ٹیسٹ فنکشن کی تصوراتی مثال ہے
from machine import Pin, ADC
import time

# گرے اسکیل سینسرز کے لیے ADC پنز کی وضاحت کریں
grayscale_pins = [26, 27, 28]
sensors = [ADC(Pin(pin)) for pin in grayscale_pins]

while True:
    # سینسرز سے خام 16-bit اقدار پڑھیں
    values = [sensor.read_u16() for sensor in sensors]
    print("Left: {} Center: {} Right: {}".format(values[0], values[1], values[2]))
    time.sleep_ms(100)

لائن ٹریکنگ منطق

لائن ٹریکنگ کے لیے، کوڈ خام اینالاگ اقدار استعمال نہیں کرتا۔ اس کے بجائے، یہ انہیں ایک سادہ ڈیجیٹل حیثیت میں تبدیل کرتا ہے: 1 اگر سینسر کالی لائن پر ہے، اور 0 اگر یہ سفید سطح پر ہے۔ یہ ایک فنکشن کے ذریعے سنبھالا جاتا ہے جو تین اقدار کی فہرست لوٹاتا ہے (مثلاً، [0, 1, 0])۔ مرکزی کنٹرول لوپ پھر گاڑی کے اعمال کا تعین کرنے کے لیے اس فہرست کا استعمال کرتا ہے۔

منطق اس پر مبنی ہے کہ سینسر کی حالت کو پہلے سے طے شدہ شرائط سے موازنہ کیا جائے۔ مثال کے طور پر، اگر حالت [0, 1, 0] ہے، تو کار بالکل لائن پر ہے اور اسے آگے بڑھنا چاہیے۔ اگر حالت [1, 0, 0] ہے، تو کار بائیں طرف بھٹک گئی ہے اور اسے اپنا راستہ دائیں طرف درست کرنے کی ضرورت ہے۔ ویڈیو ان شرائط کو تفصیل سے بیان کرتی ہے (ویڈیو میں 13:05 پر)، جس میں دکھایا گیا ہے کہ سینسر کی مختلف ریڈنگز کے امتزاج مختلف موٹر کمانڈز سے کیسے مطابقت رکھتے ہیں، جیسے بائیں مڑنا، دائیں مڑنا، یا تیز تصحیح کرنا۔

# یہ لائن فالو کرنے کی منطق کی ایک تصوراتی مثال ہے
# فرض کریں کہ 'status' ایک فہرست ہے جیسے [0, 1, 0] جو گرے اسکیل سینسر سے آئی ہے

if status == [0, 1, 0]:  # مرکزی سینسر لائن پر ہے
    # آگے بڑھیں
    pass
elif status == [1, 0, 0]:  # بایاں سینسر لائن پر ہے
    # دائیں مڑیں
    pass
elif status == [0, 0, 1]:  # دایاں سینسر لائن پر ہے
    # بائیں مڑیں
    pass
# ... تیز موڑ کے لیے دیگر شرائط

لائیو پروجیکٹ کا مظاہرہ

ویڈیو کے مظاہرے میں، کار کو ایک پرنٹ شدہ ٹریک پر رکھا گیا ہے جس پر موٹی سیاہ لکیر ہے۔ کار کامیابی سے لائن کی پیروی کرتی ہے، راستے پر چلتے ہوئے موڑ اور تصحیحات کرتی ہے۔ ویڈیو ایک عام مسئلے کو نمایاں کرتی ہے جہاں تیز موڑ کے دوران پہیے ڈھیلے ہو سکتے ہیں، اور پہیے کے شافٹ پر ٹیپ کا ایک چھوٹا ٹکڑا لگانے کا ایک آسان حل دکھاتی ہے تاکہ فٹ مضبوط ہو۔ ایک بار یہ ٹھیک ہو جانے کے بعد، کار پورے ٹریک کو آسانی سے طے کرتی ہے، جو کیلیبریشن اور لائن فالو کرنے کی منطق کی تاثیر کو ظاہر کرتی ہے۔

ویڈیو کے ابواب

• [00:00] لائن ٹریکنگ اور کلف ڈیٹیکشن کا تعارف
• [03:01] گرے اسکیل سینسر ماجیول کی وائرنگ
• [04:39] گرے اسکیل سینسر کی کیلیبریشن
• [13:05] لائن فالو کرنے کی منطق کو سمجھنا
• [19:43] لائن ٹریکنگ کوڈ کی جانچ
• [24:50] ٹیسٹ ٹریک پر لائیو مظاہرہ