Anotasyon: Ang isang mababaw na pagsusuri ng robotic complex ay isinasagawa, kasama ang Lego Mindstorms NXT 2.0 constructor at ang NXT-G programming environment. Layunin: makilala ang mga pangunahing bahagi ng Lego Mindstorms NXT 2.0 constructor, ang interface ng NXT-G na kapaligiran at matutunan kung paano lumikha ng isang simpleng programang “Hello, world!”.

Panimula

Ang pag-aaral ng robotics ngayon ay nagsisimula sa paaralan. Gayunpaman, hindi lahat ng mga paaralan ay napakaswerte, at mayroong isang bilang ng mga layunin na dahilan para dito. Una, ang halaga ng isang robotic complex (simula dito ay ang ibig sabihin natin ay Lego Mindstorms NXT 2.0) ay lumampas sa halaga ng isang karaniwang sistema ng computer. Pangalawa, ang mga klase sa robotics ay dapat pangunahan ng isang mataas na kwalipikadong guro na pantay na bihasa sa teknikal na disenyo, microelectronics, at programming. Nagsisimula pa lang ngayon ang pagsasanay ng mga naturang espesyalistang guro. At pangatlo, ang mga aklat-aralin sa wikang Ruso na inilathala ngayon ay tila mabibilang sa mga daliri ng isang kamay.

Ang manwal na ito ay inihanda batay sa mga resulta ng trabaho sa mga mag-aaral na tumatanggap ng espesyalidad ng guro sa computer science. Itinakda ng mga may-akda ang kanilang sarili ang gawain ng pagbibigay ng mga paunang konsepto ng pagprograma ng mga robot na Lego Mindstorms NXT 2.0 sa wikang NXT-G. Bilang karagdagan, ang ilang mga kabanata ng manwal ay ginamit sa mga advanced na kurso sa pagsasanay at muling pagsasanay para sa mga guro ng computer science sa Department of Computer Science at Methods of Teaching Computer Science sa Orenburg State Pedagogical University.

Hindi nagtagal, lumitaw ang isang mas bagong bersyon ng LegoMindstorms EV3 robotic complex. Gayunpaman, ang fleet ng Mindstorms NXT 2.0 na mga robot na magagamit sa mga paaralan sa Russia at mga teknikal na sentro ng pagkamalikhain ay napakalaki na magiging mali na i-diskwento ito.

Programming Ngayon hindi na ito kaakit-akit para sa mga mag-aaral tulad noong 15-20 taon na ang nakakaraan. Napansin ito ng maraming guro sa computer science sa paaralan at unibersidad. Ang mga bagong paraan ay kailangan upang mag-udyok sa mga mag-aaral sa lugar na ito. Sa aming opinyon, ang robotics ngayon ay isang tool lamang. Samakatuwid, ang manwal ay nakatuon sa algorithmic na bahagi ng robotics.

Nakukuha namin ang atensyon ng mga mag-aaral dito - at ito ay napakahalaga! - na kapag nagtatrabaho gamit ang manwal, hindi mo lamang dapat kumpletuhin ang mga gawain, ngunit siguraduhing i-type at suriin ang mga problema mula sa mga halimbawa. Makakatulong ito sa iyong mas maunawaan ang wika at mga feature ng robot programming.

Isinasaalang-alang namin programming mga robot sa English na bersyon ng NXT-G environment, dahil malayang ipinamamahagi ito.

Ang mga ideya para sa maraming gawain ay nakuha mula sa [, ,], ang mga may-akda kung saan ipinapahayag namin ang aming lubos na pasasalamat.

Komposisyon ng Lego Mindstorms NXT 2.0. teknolohiya ng NXT

Ang seksyong ito ay nagbibigay maikling impormasyon tungkol sa komposisyon ng set ng konstruksiyon ng Lego Mindstorms NXT 2.0 at teknolohiya ng NXT, batay sa manwal ng gumagamit na kasama sa kit ng 8547. Kung mayroon kang tinukoy na manwal at nabasa mo na ito, maaari kang agad na lumaktaw sa seksyon 1.2.

Ang NXT ay isang matalino, kinokontrol ng computer na robot batay sa mga elemento ng LEGO at ang MINDSTORMS system.

Nakuha ng MINDSTORMS system ang pangalan nito mula sa aklat ni Seymour Papert na "Mind Revolution: Children, Computers, and Big Ideas," kung saan sinusuri ng may-akda ang mga paraan ng paghubog ng mga bata sa kanilang pag-iisip at ang papel ng mga computer sa prosesong ito.

Ang batayan ng Lego Mindstorms NXT 2.0 constructor ay isang programmable NXT block (tinatawag din na "brick"), interactive servos at ilang mga sensor. Kasama sa Kit 8547 ang:

• dalawang sensor ng presyon - mga pindutan;
• color sensor - isang RGB sensor na nagpapahintulot sa robot na makilala ang mga kulay at sukatin ang liwanag ng nakapaligid na liwanag;
• ultrasonic sensor - ang "mga mata" ng robot, na nagbibigay-daan dito upang masukat ang distansya sa isang bagay.

Ang pang-edukasyon na bersyon ng taga-disenyo ay mayroon ding sound sensor na sumusukat sa antas ng dami ng tunog, at sa halip na isang RGB sensor ay mayroong light sensor. Mayroong iba pang mga sensor na ginawa nang hiwalay mula sa kit, halimbawa, para sa pagsukat ng temperatura, pH ng kapaligiran, isang gyroscopic sensor, isang compass, atbp.

Ang lahat ng sensor at motor ay konektado sa NXT unit sa pamamagitan ng input at output port gamit ang itim na six-wire cable. Ang mga sensor ay konektado sa mga input port na may numerong 1 - 4, at ang mga motor ay konektado sa mga output port, na pinangalanang A, B, C sa NXT block.

• Port 1: Touch Sensor
• Port 2: Touch Sensor
• Port 3: Color Sensor
• Port 4: Ultrasonic sensor
• Port A: Motor para sa mga karagdagang function
• Port B: Motor para sa paggalaw
• Port C: Motor para sa paggalaw

Sa aming kurso sa pagsasanay, sinusunod namin ang mga rekomendasyong ito. Sa katunayan, maaari mong ikonekta ang mga sensor sa mga arbitrary na port. Kinakailangang sundin ang mga karaniwang port kapag nagtatrabaho sa Try Me menu (tingnan sa ibaba).

Ang NXT unit ay tumatakbo sa anim na AA na baterya. Ang pang-edukasyon na bersyon ng kit ay may kasamang rechargeable na baterya.

Ang NXT menu ay pinapatakbo gamit ang apat na buttons (Fig. 1.1):

• Mga gray na tatsulok - ang "pasulong" (kanan) at "pabalik" (kaliwa) na mga pindutan - nagbibigay-daan sa iyong mag-navigate sa loob ng menu patungo sa nais na item;
• Ang orange na parisukat ay tumutugma sa enter key; ginagamit din ito upang i-on ang robot;
• Dark grey na parihaba - "kanselahin" o bumalik sa nakaraang item. Ang parehong pindutan ay ginagamit upang i-off ang robot. Para i-off ang NXT, pindutin ang button hanggang lumabas ang Turn off? sa screen. , pagkatapos ay pindutin ang orange na button upang kumpirmahin ang pagsara. Maaari mo ring pindutin nang matagal ang dark grey na button hanggang sa ganap na mag-off ang NXT.

Gawain 1.1. Alamin kung paano i-on at i-off ang iyong NXT. Subukang i-off ang NXT gamit ang dalawang pamamaraan na inilarawan sa itaas.

Ang lahat ng impormasyon sa display ng NXT ay ipinapakita sa wikang Ingles. Kapag naka-on, ang screen ng NXT ay kamukha ng Fig. 1.3:

Kung gumagana nang normal ang NXT, iikot ang icon ng operating status. Kung ang icon ay huminto sa pag-ikot, ang NXT ay nagyelo at nangangailangan ng pag-reboot.

Bilang default, ang robot ay pinangalanang NXT. Maaaring palitan ang pangalan. Paano ito gagawin, tingnan ang talata 1.2.

Gawain 1.2. I-on ang NXT. Suriin ang impormasyong ipinapakita sa screen ng NXT. Mag-navigate sa pangunahing menu ng NXT gamit ang mga arrow key. I-off ang NXT.

Tingnan natin ang istraktura ng menu ng NXT.

• Aking Mga File. Dito nakaimbak ang lahat ng NXT file.
  • Mga file ng software. Dito nakaimbak ang mga pinagsama-samang file ng mga program na na-download ng user. Mula dito ay inilunsad ang mga programa para sa pagpapatupad.
  • NXT file. NXT service file.
  • Mga sound file. Naglalaman ito ng iba't ibang mga audio file, parehong built-in at naitala ng user. Maaari mong isulat sariling mga tunog upang pagkatapos ay gamitin ang mga ito sa mga programa.
  • Mga file ng datalog. Naglalaman ng data na nakolekta ng NXT gamit ang menu ng NXT Datalog. Maaaring basahin ang data habang tumatakbo o ipinapadala ang program sa pamamagitan ng Bluetooth sa ibang mga device.
• Programa ng NXT. Binibigyang-daan ka ng seksyong ito na i-program ang NXT nang direkta sa unit, nang walang tulong ng isang computer. Maaari kang lumikha ng mga maiikling programa na hindi hihigit sa limang utos. Angkop para sa paunang kakilala sa mga kakayahan ng NXT. Gayunpaman, ang anumang kumplikadong mga problema ay hindi nalutas dito.
• Datalog ng NXT. Tumatanggap, nagpapakita at nagsusulat ng data mula sa mga panlabas na device (sensors) patungo sa mga file, na pagkatapos ay iniimbak sa menu ng Datalog files.
• Tingnan. Binibigyang-daan kang ipakita ang data na natanggap mula sa mga panlabas na device sa screen. Ngunit, hindi tulad ng NXT Datalog, hindi nito isinusulat ang data na ito sa mga file. Maaaring gamitin para sa pagsubok at pag-calibrate ng mga sensor.
• Bluetooth. Binibigyang-daan kang lumikha ng channel ng wireless na komunikasyon sa pagitan ng NXT at iba pang mga device na pinagana ng Bluetooth. Ginagamit para mag-download ng mga program na walang USB cable, makipagpalitan ng mga program sa iba pang NXT, malayuang kontrolin ang hanggang tatlong iba pang NXT, o kontrolin ang mga NXT gamit ang iba pang device, gaya ng telepono.
• Mga setting. I-configure ang iba't ibang mga parameter ng NXT block.
  • Dami. Itinatakda ang volume ng speaker.
  • Matulog. Kino-configure ang mga setting ng awtomatikong pag-shutdown kapag idle.
  • Bersyon ng NXT. Binibigyang-daan kang malaman ang kasalukuyang mga bersyon ng software at hardware.
  • Tanggalin ang mga file. Ginagamit upang magtanggal ng mga file. Mag-ingat: tinatanggal nito ang lahat ng mga file mula sa napiling direktoryo!
• Subukan mo Ako (Subukan). Sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga sensor at motor sa naaangkop na mga port, maaari kang magpatakbo ng ilang mga handa na programa at pamilyar sa mga kakayahan ng taga-disenyo.

Halimbawa 1.1. I-configure natin ang NXT upang awtomatiko itong mag-off pagkatapos ng dalawang minutong hindi aktibo. Upang gawin ito, piliin ang Mga Setting\Sleep mula sa pangunahing menu. Pagkatapos ay gamitin ang mga arrow upang piliin ang nais na halaga (ang kasalukuyang halaga ay ipinapakita sa screen) at pindutin ang enter (orange na pindutan). Kung hindi ka na gagana sa NXT sa loob ng dalawang minuto, mag-o-off ito nang mag-isa. Tandaan ang opsyong Never: sa mode na ito, hindi i-o-off ang NXT maliban kung gagawin mo ito. Ngunit ito ay maaaring maging sanhi ng mas mabilis na pagkaubos ng mga baterya.

Halimbawa 1.2. Subukan nating i-play ang mga sound file sa NXT unit. Pangunahing menu\My Files\Sound files\Good Job. Ipinapakita ng window ang pangalan ng napiling file at mga opsyon para sa pagtatrabaho dito, na maaari mong i-scroll gamit ang mga arrow:

• Patakbuhin - patakbuhin ang napiling file para sa pagpapatupad (icon ng katayuan sa pagtatrabaho). Kung pipiliin mo ang opsyong ito, ipe-play ang audio file. Habang tumatakbo ang file, ang mensaheng Running ay ipapakita sa screen, at kapag nakumpleto - Tapos na.
• Tanggalin - tanggalin ang napiling file (icon ng basura). Kung pipiliin mo ang opsyong ito, isang mensahe ng babala Sigurado ka ba? (Sigurado ka ba?). Ang default na opsyon ay isang cross-shaped na icon (Wala). Kung kailangan pa ring tanggalin ang napiling file, pagkatapos ay gamitin ang arrow upang piliin ang icon na may check mark (Oo).
• Ipadala - pasulong (icon ng titik). Upang makapagpadala ng file sa ibang mga device, kailangan mo munang mag-set up ng Bluetooth na channel ng komunikasyon.

Gawain 1.3. Itakda ang volume ng speaker sa maximum. Suriin ang volume sa pamamagitan ng pag-play ng random na NXT audio file. Magtakda ng volume na kumportable para sa iyo.

Gawain 1.4. Galugarin iba't ibang mga pagpipilian Auto shutdown ng NXT. Itakda ang auto-off timer sa 10 minuto.

Gawain 1.5. Subukan ang touch, ultrasound, at motor sensors gamit ang Try Me menu (huwag kalimutan ang tungkol sa mga karaniwang sensor connection port).

Isasaalang-alang namin ang pagtatrabaho sa iba pang mga item sa menu kung kinakailangan.

Ang mga konstruktor ng Lego ng kumpanyang Danish na may parehong pangalan ay kilala sa lahat ng mga bansa. Ang kanilang katanyagan at katanyagan sa buong mundo ay walang pag-aalinlangan, gayunpaman, mayroong, siyempre, mga pambansang pagkakaiba sa kasikatan na ito.

Pagsusuri ng Lego Mindstorms NXT 2.0 robot: Terminator mula sa taga-disenyo

Hindi lihim na mayroong isang tunay na kulto ng Lego sa North America. Ang mga disenyo na ginawa mula sa mga pimply cubes ay patuloy na nagiging balita sa mga site na nakatuon sa agham at teknolohiya, at sa mga may-akda ng mga disenyong ito ay bihira mong makita ang mga pangalan ng mga bata o tinedyer - ngunit iyon lang maraming tao matatanda, masigasig na inhinyero, programmer, arkitekto... Ang mga bahagi ng Lego ay ginagamit upang gumawa ng mga modelo ng mga sasakyang pangkalawakan na kilala mula sa mga sikat na pelikula, mga bahay at sasakyan na kasing laki ng buhay, iba't ibang uri ng mga elektronikong aparato na may kumplikadong programming at paggamit ng mga sensor...

Lego - hindi lamang mga brick na may mga fastenings

Sa Russia, hindi tulad ng Amerika, ang Lego ay itinuturing pa rin bilang laro ng bata - ayon sa kahit na, ng nakararami. Ang aming karaniwang larawan ng isang Danish na laruan ay alinman sa isang katamtamang hitsura na kahon na may ilang dosenang bahagi, o malalaking pampakay na atraksyon na tila isang uri ng kababalaghan sa arkitektura, at hindi isang larangan para sa pagkamalikhain sa disenyo.

Sa angkop na pagsusumikap, maaari kang bumuo ng isang tunay na computer mula sa Lego

Samantala, ang Lego ay isang construction set na may tunay na mahusay na mga posibilidad na malikhain. Ito ay batay sa dalawang pangunahing prinsipyo. Una, lahat ng bahagi sa lahat ng set (maliban sa serye ng Lego Duplo ng mga bata) ay magkatugma sa isa't isa. Pangalawa, ang isang malaking bilang ng iba't ibang mga hanay ay inilabas sa ilalim ng tatak ng Lego.

Para sa lahat ng panlasa

Sa paglipas ng higit sa 60 taon ng operasyon, ang Lego ay naglabas ng higit sa isang daang iba't ibang mga hanay. Ang lahat ng mga ito ay maaaring nahahati sa ilang mga grupo.

Una, ang mga ito ay "composite" thematic construction sets, ang pagpapalabas nito ay nagaganap sa loob ng maraming taon. Kabilang dito ang mga set tulad ng Town, Space o Castle.

Pangalawa, ito ay mga pampakay na konstruktor na may partikular na ideya. Kasama sa mga naturang set ang Sports, Friends, Fabuland...

Maaari kang magsimulang mangarap tungkol sa isang jeep sa pamamagitan ng pagbili ng Lego

Pangatlo, ito ay mga construction kit na ang mga tema ay lisensyado mula sa mga sikat na gawaing pangkultura sa oras ng paglabas: mga libro, komiks, pelikula, animated na pelikula. Kasama sa pangkat na ito ang mga hanay ng Star Wars, Batman, Harry Potter...

Pang-apat at panghuli, mayroong isang grupo ng mga "creative" na designer. Ang mga ito ay nakatuon sa iba't ibang mga paksa, ang karaniwang tampok na kung saan ay ang sapat na pagiging totoo at pagiging kumplikado ng kababalaghan. Kasama sa mga set na ito ang Creator at Architecture, pati na rin ang Technic, isang construction set na nagbibigay-daan sa iyong gumawa ng iba't ibang makina at mekanismo na gumagamit ng mga motor.

Kabilang sa mga "creative" na Lego constructors ay ang pormal na "thematic" set Mindstorms - ang pinakakumplikado, kawili-wili at magkakaibang paglikha ng Lego.

Personal na robot - ang pamantayan sa ika-21 siglo

Ang kasaysayan ng set ng Mindstorms ay nagsimula noong 1998, nang ang unang bersyon nito ay lumitaw sa Lego assortment. Ito ay naging natural na resulta ng pakikipagtulungan sa pagitan ng Lego at MIT Media Lab upang lumikha ng isang unibersal na programmable processor block, na naging batayan para sa taga-disenyo. Ang potensyal ng set ay napakalaki na sa loob ng sampung taon ay nanatili itong isang may-katuturang malikhaing platform para sa iba't ibang mga eksperimento sa disenyo. Noong 2008, ang pangalawang bersyon ng set ng Mindstorms, ang NXT, ay inilabas. At noong 2009 - ang pangatlo: Mindstorms NXT 2.0.

Walang kumplikado

Ang Lego Mindstorms NXT 2.0 ay isang set para sa paglikha ng mga robot. Ang ibig sabihin ng robot ay isang istraktura na nagsasagawa ng isang serye ng mga aksyon alinsunod sa isang pre-written na programa. Ang programa ay maaaring maging simple, na binubuo ng isang bilang ng mga pagkakasunud-sunod, o kumplikado - pagkakaroon ng ilang mga pagpipilian na inilunsad depende sa pagkakaroon ng mga panlabas na kadahilanan.

Ang lahat ng iba't ibang ito ay ibinibigay ng isang hanay ng mga standardized na bahagi ng Lego, na sa Mindstorms NXT 2.0 ay maaaring nahahati sa apat na grupo.

Box na may Mindstorms NXT 2.0 set

Una, ito ang mga bahagi para sa pag-assemble ng istraktura: drive belt, track, gears, gulong, beam, bracket...

Pangalawa, ang mga ito ay mga servomotor na kinokontrol ng elektroniko. Tatlo sila sa set. Ang kanilang mga umiikot na ulo ay may pinakamataas na bilis na 170 rebolusyon bawat minuto at ang katumpakan ay katumbas ng isang degree.

Pangatlo, iba't ibang sensor na nagbibigay-daan sa mga nilikhang robot na interactive na tumugon sa mga pagbabago sa mga kondisyon sa kapaligiran.

Panghuli, pang-apat, ito ang Mindstorms NXT block processor, na gumagana bilang sentro ng koordinasyon para sa lahat ng iba pang bahagi ng disenyo.

Tingnan natin ngayon ang mga elemento ng bawat isa sa mga pangkat ng tagabuo nang mas detalyado.

Sa paligid ng computer

SA pangunahing hanay Kasama sa Mindstorms NXT 2.0 ang higit sa 600 bahagi upang i-assemble ang disenyo ng robot. Tulad ng nabanggit na, ito ay mga gears at bushings, plastic beams ng iba't ibang laki, fasteners, brackets, wheels, clamps, plates, at iba pa. Ang lahat ng mga ito ay pangunahing tugma sa mga bahagi mula sa iba pang mga konstruktor ng Lego at maaaring magamit nang magkasama. Bilang karagdagan, ang mga karagdagang hanay ng mga bahagi ay magagamit para sa pagbebenta - dinisenyo para sa pag-assemble ng partikular na kumplikadong mga robot.

Listahan ng mga visual na bahagi

Binibigyang-daan ka ng Mindstorms NXT block processor na ikonekta ang tatlong de-koryenteng motor sa sarili nito - iyon mismo ang ilan sa mga ito ang kasama sa paghahatid ng taga-disenyo. Ang Mindstorms NXT 2.0 engine ay isang prefabricated na device na binubuo ng isang gearboxed engine na may angular displacement sensor. Ang disenyo ng makina ay may mga wheel hub na may butas para sa ehe. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang motor angle sensor ay may katumpakan na 1 degree, at ang maximum na bilis ng pag-ikot ng motor ay 170 rpm.

Mga branded na sensor at motor

Ang matalinong pag-uugali ng mga robot na binuo gamit ang Mindstorms NXT 2.0 constructor ay sinisiguro ng mga sensor na kasama sa kit at, tulad ng mga motor, na konektado sa isang block processor. Ang pangunahing hanay ng Mindstorms NXT 2.0 na taga-disenyo ay may kasamang apat na sensor - eksaktong kasing dami ng maaaring ikonekta sa processor block sa pamamagitan ng mga input port nito. Kasama sa mga sensor na ito ang dalawang pressure sensor, isang ultrasonic sensor para sa pagsukat ng mga distansya at malayuang pag-detect ng mga hadlang, at isang light sensor (maaaring magamit bilang elemento ng backlight). Bilang karagdagan sa mga pangunahing sensor para sa Mindstorms NXT 2.0 set, gumagawa din ng mga sound sensor (isang mikropono na may interface na katugma sa Mindstorms NXT block processor. Sa wakas, sa ilalim ng lisensya ng Lego, ang mga karagdagang sensor ay ginawa ng Mindsensors at HiTechnic. Kabilang sa kanilang mga produktong mahahanap mo ang mga video camera, timer, compass, presyon ng sensor, infrared sensor, acceleration sensor (mula 2 hanggang 5 eroplano), tilt sensor at gyroscope.

Isang maliit na bahagi ng mga sensor na ginawa ng Mindsensors

Ang Mindstorms NXT block processor, na ibinigay kasama ng Mindstorms NXT 2.0 designer sa isang kopya, ay isang espesyal na microcomputer batay sa dalawang microcontroller na may flash memory. Ang mga sukat nito ay 14.5 sa pamamagitan ng 9.6 at 6.1 na sentimetro, at ang timbang nito (walang mga baterya) ay 235 gramo. Nagtatampok ang processor unit case ng apat na control button at isang monochrome liquid crystal display na may resolution na 100 by 60 pixels. Ang likod ng unit ay isang takip ng kompartamento ng baterya para sa pag-install ng 6 na bateryang AA. Ang itaas at ibabang mga gilid ng case ay inookupahan ng mga input at output port para sa pagkonekta ng mga sensor at electric motors. Mayroon ding USB 2.0 port sa case para sa pagkonekta sa device sa isang computer. Ang isang mas unibersal na uri ng koneksyon ay ibinibigay ng isang built-in na Bluetooth adapter, kung saan ang Mindstorms NXT ay maaaring makipag-ugnayan sa mga bloke ng iba pang Mindstorms NXT 2.0 set, laptop, tablet at smartphone. Sa wakas, sa Mindstorms NXT case ay mayroon ding puwang para sa isang speaker na nagbibigay-daan sa iyong magparami ng mga tunog na may kalidad na 8 bits at 16 kilohertz.

I-block ang processor Mindstorms NXT

Tulad ng nabanggit na, ang computing na batayan ng Mindstorms NXT ay dalawang microcontroller. Parehong gawa ni Atmel. Ang una sa kanila - AT91SAM7S256 - ay gumagamit ng 32-bit ARM7TDMI processor na may core frequency na 48 megahertz. Ang microcontroller ay may 64 kilobytes ng ROM at gumagamit ng 256 kilobytes ng Flash memory bilang RAM.

Ang pangalawang ATmega48 microcontroller sa isang 8-bit AVR processor na may dalas na 8 megahertz. Ang volume ng ROM nito ay 512 bytes, at ang RAM nito ay 4 kilobytes. Tulad ng AT91SAM7S256, pinag-uusapan natin ang tungkol sa Flash memory.

Purong pagkamalikhain

Sa kabila ng lahat ng kahanga-hangang teknikal na base nito, ang Mindstorms NXT 2.0 constructor ay maaaring hindi nakakuha ng napakalaking katanyagan kung hindi para sa dalawang pangyayari.

Ang una ay ang aktwal na pagkakaroon ng Mindstorms NXT block processor sa Open Source status. Matagal nang binuksan ng Lego ang buong circuitry ng device, hindi nakakalimutang gawing available sa publiko ang proprietary firmware code. Ang Software Developer Kit, Hardware Developer Kit (HDK) at Bluetooth Developer Kit ay available na sa sinuman. Ang huli ay nagdodokumento at naglalarawan ng mga protocol ng pagpapalitan ng impormasyon sa pamamagitan ng built-in na Bluetooth adapter.

Maiintindihan ng lahat ang kapaligiran ng graphical programming ng NXT-G

Ang pangalawang pangyayari ay ang mayamang pagpili ng mga programming language at programming tools para sa Mindstorms NXT.

Ang pangunahing programming language para sa Mindstorms NXT ay RCX code. Bilang karagdagan, opisyal na sinusuportahan ng Lego ang NXT-G at Robolab graphics development packages. Ang lahat ng iba pang mga opsyon ay itinuturing na "third party".

Kabilang sa mga ito ay mayroong mga wika tulad ng Java, C, Visual Basic, Ada, Forth... Ang mga tool para sa pagtatrabaho dito ay malawak na magagamit sa Internet at tugma sa lahat ng modernong operating system: Windows, MacOS at Unix.

Ngunit hindi ka maaaring gumuhit ng masyadong kumplikadong mga programa dito.

Sa katunayan, sa tamang antas ng kaalaman at imahinasyon, ang mga kapaligiran ng software na katugma sa Mindstorms NXT, kasama ang hanay ng Mindstorms NXT 2.0, ay maaaring maging sapat na batayan para sa pagpapatupad ng isang proyekto ng anumang kumplikado. Ito ay hindi para sa wala na ang Lego constructor na ito ay naging batayan para sa pagtuturo ng programming at disenyo sa marami institusyong pang-edukasyon kapayapaan. Siya rin ang taga-disenyo na Mindstorms NXT 2.0, na opisyal na inaprubahan para gamitin sa World Robot Olympiad robot competition. Upang hindi maging walang batayan, sa huling bahagi ng materyal ay titingnan natin ang ilang mga halimbawa ng mga kamangha-manghang solusyon sa disenyo na nilikha gamit ang Mindstorms NXT 2.0.

Magsisimula na ang holiday!

Kahit na ang tradisyonal na simula ng pagkilala sa Mindstorms NXT 2.0 constructor ay ang pagpupulong ng ilang uri ng intelligently controlled tractor o humanoid robot (ang una - dahil sa pagkakaroon ng mga gulong sa mga bahagi, ang pangalawa - dahil sa kaugnayan sa salita "robot"), pinamamahalaan ng ilan na maging medyo orihinal. Sa kasong ito, marami (karamihan, siyempre, mga may-ari ng pang-adulto ng set) ang nagtitipon ng isang robot conveyor para sa pagbubukas ng mga bote. Ang mga ito ay maaaring mga plastic na isa at kalahating litro na flasks o mga bote ng beer na istilong Amerikano (na may takip ng tornilyo) - ang pangunahing bagay ay ang module ng conveyor opener ay maaaring mahuli sa cork sa paligid ng circumference at makagawa ng isang rotational na paggalaw.

Pinagsasama-sama ito

Tulad ng nabanggit na sa artikulo, ang block processor ay napakadaling kumonekta sa marami mga kagamitang elektroniko sa pamamagitan ng USB port. Mayroong maraming mga pagpipilian para sa paggamit ng tampok na ito: pag-synchronize ng mga aksyon sa iba pang mga Mindstorms NXT 2.0 robot, pagkontrol sa robot mula sa isang smartphone na parang ito ay isang remote control, paglikha ng mga kumplikadong complex kung saan ang pangunahing problema sa computing ay nalutas hindi ng isang block processor, ngunit sa pamamagitan ng isang aparato na may higit na kapangyarihan. Ang huli ay tila may kaugnayan sa isang pangkat ng mga taga-disenyo na pinagsama ang Mindstorms NXT 2.0 assembly robot at ang Nokia N95 smartphone upang malutas ang problema ng pag-assemble ng isang propesyonal (4 by 4 by 4) na bersyon ng Rubik's cube.

Ang pamamahagi ng mga gawain ay ang mga sumusunod: Ang Nokia N95, gamit ang camera nito, ay kinukunan ng litrato ang lahat ng mga mukha ng kubo (na mabait na ibinabalik ng assembler robot), sinusuri ang resultang pag-scan at bumubuo ng isang algorithm ng pagpupulong. Gamit ang algorithm na ito, ang isang algorithm ay nilikha para sa Mindstorms NXT block processor, na, naman, ay kumokontrol sa mekanismo ng assembly robot. Ang average na oras upang mag-ipon ng isang kubo ay nagtatapos sa halos kalahating oras.

Pagsusulit sa Katalinuhan

Gayunpaman, magiging tapat kami at sasabihin na ang tunay na kapangyarihan sa pag-compute ng yunit ng processor ng Mindstorms NXT ay sapat na kahit na walang tulong ng third-party ng mga smartphone para sa anumang mga gawaing intelektwal. Naipakita ito ng koponan ng taga-disenyo na si Hans Andersson sa pamamagitan ng paggamit ng kanilang robot upang malutas ang tradisyonal na Japanese puzzle na Sudoku.

Mahalagang tandaan na ginawa mismo ng robot ang lahat: sinuri ang mga talahanayan ng Sudoku, nalutas ang mga ito, lumikha ng algorithm ng paggalaw at ipinasok ang mga nawawalang numero sa mga walang laman na cell.

Ang device ay ibinibigay ng re:Store.

Enero 8, 2011 nang 3:13 ng hapon

Lego Mindstorms NXT 2.0 Unboxing

• Mga gadget

ika-1 ng Enero. Umaga. Nakahanap ang 9 na taong gulang kong anak na lalaki ng regalo mula kay Santa Claus sa ilalim ng puno. Ito ay naging isang malaking kahon ng Lego Mindstorms NXT 2.0.

Pag-unbox

Ang laki ng kahon, pati na rin ang kalidad ng pagkakagawa, ay mahusay. Sa una gusto mo lang tumingin sa kahon. Ipinapakita ng hinged lid ang mga nilalaman ng kit at mga elemento ng software.

Kaya kung ano ang mayroon kami sa kahon:

• NXT programmable block (simula dito ay isang brick) - ang core ng buong system
• 4x na mga sensor:
  • Ultrasonic sensor - nagbibigay-daan sa robot na sukatin ang distansya sa isang bagay at tumugon sa paggalaw
  • Dalawang pressure sensor - payagan ang robot na tumugon sa mga pagpindot
  • Ang color sensor ay ang pinakakawili-wiling sensor, may kasama itong tatlong function nang sabay-sabay: Maaaring makakita ng 6 na kulay - Puti, Itim, Dilaw, Pula, Berde at Asul, light intensity at maging backlight
• 3x Interactive Servomotors - bilang karagdagan sa pagbibigay ng paggalaw, maaari silang magamit bilang mga sensor, na nagbibigay ng pagpapasiya ng anggulo ng pag-ikot ng gulong.
• USB cable para sa pagkonekta ng brick sa computer
• 7x na mga kable ng koneksyon
• Mga tagubilin
• Software disc para sa Windows at Mac OS
• Test field para sa pag-calibrate ng mga sensor at pagsubok sa iyong brainchild
• 613 iba't ibang piraso ng Lego

Ito na ang pangalawang bersyon ng set ng Mindstorms. At lumaki ito ng kaunti kumpara sa unang bersyon nito. Naidagdag na ang mga detalye, may lumabas na bagong sensor - Color Sensor.

Maaaring i-play ng Brick ang mga pre-record na tunog at ipakita ang mga inihandang larawan at text sa screen nito.

Kawili-wiling tampok Ang brick ay may built-in na bluetooth, na maaaring magamit kapwa upang makipag-usap sa isa pang brick at upang makontrol ang robot gamit ang isang telepono. Nakakita ako ng software para sa mga simpleng telepono, Windows Mobile at Android nang walang anumang problema sa Internet.

Sa pagbukas ng kahon, napagtanto mo na ang set ay naglalaman ng maraming maliliit na bahagi. At ang pag-iimbak ng mga ito sa isang kahon ay hindi masyadong maginhawa. Ang aking nakaraang karanasan sa Legos ay naging kapaki-pakinabang. Isang bagong plastic box at plastic zipper bag ang ginamit. Kahit na ang kahon ay maganda, ito ay hindi magagamit.

Ito ay kung ano ang isang mahusay at kakila-kilabot na ladrilyo.

Ang mga kasamang tagubilin ay nasa Ingles, ngunit sa istilong Lego, lahat ay madaling maunawaan at simple. Ang mga tagubilin sa papel ay nagbibigay ng mga paliwanag para sa pag-install at pagsasaayos, at sa parehong oras ay nagpapahintulot sa iyo na mag-ipon ng isang pangunahing (pagsubok) na module. Ang natitirang mga diagram ay makukuha sa pamamagitan ng Lego Mindstorm NXT program.

Ang mga tagubilin sa Russian ay madaling mahanap sa Internet, halimbawa.

Ang ladrilyo ay nangangailangan ng 6 na baterya ng AA upang gumana. Inirerekomenda kong mag-stock up sa mga baterya at charger. Pagkatapos maghanap sa website ng Lego, nakakita ako ng karaniwang baterya para sa $54.95 + power supply para sa $24.99.

Medyo mahal para sa akin.

Walang mga tanong tungkol sa karaniwang software ng NXT-G, gumagana lang ang lahat.

Ang NXT-G ay isang graphical programming environment na binuo ng National Instruments para sa LEGO. Ang pagsulat ng mga programang NXT-G ay halos kapareho sa paggawa ng mga flowchart. "Sumulat" ka ng isang programa sa pamamagitan ng pag-drag at pag-drop ng mga bloke na naglalarawan iba't ibang pag-uugali, halimbawa, pag-ikot ng makina. Gamit ang iba't ibang mga bloke, maaari mong kontrolin ang mga motor, matukoy ang distansya sa isang bagay o pagbabago ng kulay, maglaro ng tunog at magsagawa ng code depende sa estado ng mga sensor, atbp.

Sumulat ka ng isang programa, ikonekta ang robot (brick) sa computer, i-upload ang programa, ilipat ang robot sa site ng pagsubok at panoorin kung paano nagsisimula ang iyong brainchild na galugarin ang mundo.

Idinisenyo ang NXT-G para sa mga bata at matatanda na walang karanasan sa programming at sa kadahilanang ito, napakadaling gamitin. Malinaw na ang mga kakayahan ng programang ito ay limitado, ngunit nalulutas nito nang perpekto ang mga paunang gawain nito. Maraming mga third-party na kapaligiran ang natuklasan sa Internet na nagbibigay-daan sa iyong direktang magsulat ng code. Susubukan kong gumawa ng pagsusuri sa lalong madaling panahon.

Pagkatapos ang lahat ay napunta ayon sa mga tagubilin, pag-assemble ng mga modelo, pagpapatakbo ng software. Salamat kay hakbang-hakbang na mga tagubilin Lego, ginagawa ng anak ko ang lahat, paminsan-minsan lang akong sumilip at nagmumungkahi ng tamang direksyon.

Anong susunod?

Ang aking anak ay nag-iipon ng isang modelo. Pagkatapos ay sinubukan namin ang iba't ibang mga opsyon sa programa sa site ng pagsubok, halimbawa, para sa bilis ng isang robot na dumadaan sa isang linya. Kaya maraming dapat gawin sa mga susunod na buwan. Ang pangunahing bagay ay upang ipakita ang mga problema.

Para sa aking sarili, na-download ko ang aklat na "Extreme NXT", na nagbibigay ng maraming ideya sa paggamit ng mga brick at mga tagubilin sa paglikha at pagkonekta ng mga bagong sensor. Kaya ang pinaka-kawili-wili ay darating pa.

At panghuli, Monster Chess - napakalaking chess gamit ang LEGO MINDSTORMS para sa bawat piraso ng chess.

Ang Mindstorms NXT ay ang opisyal na solusyon sa software mula sa pinakamalaking tagagawa ng taga-disenyo ng Denmark - LEGO. Ang program na ito ay nagbibigay ng kakayahang mag-program ng mga indibidwal na module para sa mga robot ng parehong serye. Una sa lahat, nilikha ang software upang turuan ang mga bata ng mga pangunahing kaalaman sa programming at robotics. Ang proseso ng pagsusulat ng mga tagubilin dito ay kasingdali hangga't maaari, at walang espesyal na kaalaman ang kinakailangan para magsimulang magtrabaho sa Mindstorms NXT.

Pangkalahatang konsepto

Tinatawag ng mga developer ang program na ito na isang pictographic development environment. nagsasalita sa simpleng salita, ang pagsasama-sama ng mga tagubilin para sa mga robot dito ay nangyayari sa tulong ng mga visual na bahagi, na kailangang itakda sa mga kinakailangang parameter at pinagsama sa isang network (i-drag lamang at i-drop sa nais na mga lugar sa gumaganang screen). Ang bawat isa sa mga module ng pictogram na ito ay may pananagutan para sa pagpapatakbo ng isang partikular na module na ginamit mo sa paggawa ng robot. Sabihin nating nagdagdag ka ng motor na responsable sa paglipat ng robot. Sa pamamagitan ng pagsasama ng kaukulang icon sa circuit, maaari mong piliin ang bilang ng mga rebolusyon para sa makina, ang lakas na ginamit, pati na rin ang mga bahagi kung saan ito makikipag-ugnayan.

Upang maunawaan ang lahat ng salimuot ng pagtatrabaho sa Mindstorms NXT, maaari kang kumuha ng ilang mga aralin sa pagsasanay. Ang programa ay mayroon ding detalyadong dokumentasyon, na magagamit, kabilang ang sa Russian (tulad ng software mismo).

karagdagang impormasyon

Tulad ng naiintindihan mo na mula sa pagsusuring ito, ang programa ay magiging kapaki-pakinabang lamang sa mga nagmamay-ari ng robot mula sa kaukulang serye ng LEGO. Pakitandaan na mayroong "sariling" programa para sa mga EV3 designer - . Sa esensya, mayroon itong parehong functionality gaya ng Mindstorms NXT. Bukod dito, ang parehong mga solusyon ay may halos magkaparehong graphical na shell.

Pangunahing tampok

• nagbibigay-daan sa iyo na magsulat ng mga tagubilin para sa mga LEGO robot
• nagtuturo ng mga pangunahing kaalaman sa programming at robotics;
• nag-aalok ng isang napaka-maginhawang kapaligiran sa pagtatrabaho, na ganap na isinalin sa Russian;
• ginagawang posible na subaybayan ang pagpapatupad ng mga tagubilin sa real time;
• nag-aalok na dumaan sa ilang mga aralin sa unang pagsisimula mo.

Ang pangunahing hanay ng Mindstorms NXT ay angkop para sa mga nagsisimulang explorer ng World of Robots na may edad 8 taong gulang at mas matanda. Batay sa base ng LEGO Technic.
Ang mga developmental technological construction kit para sa mga batang pisiko, mekaniko at inhinyero ay "itinayo" dito.
Sa Mindstorms NXT 2.0, magagawa ng isang bata na:

• ay tipunin ang mga unang programmable na robot
• ang paggamit ng mga de-kuryenteng motor ay gagawin silang mobile
• matutunan kung paano magkontrol gamit ang mga sensor
• magpo-program ng "utak" ng robot sa pamamagitan ng isang computer
• ay makapag-aral ng mga kumplikadong agham sa mapaglarong paraan

Ang LEGO Mindstorms NXT 2.0 constructor ay isang matalinong kaibigan para sa mga batang technician na nakabisado na ang Education WeDo!
Kasama sa pang-edukasyon na bersyon ng taga-disenyo ang:

• 413 mga elemento ng Lego Technic
• programmable block
• 3 motor
• 5 sensor (liwanag, distansya, 2 touch) at mikropono
• baterya ng accumulator
• kahon para sa mga elemento at bahagi

Mga katangian:

Tagagawa: Edukasyon ng LEGO
Vendor code: 9797
Isang bansa: Denmark
Timbang: 3 kg.
Uri: Tagabuo
Edad: 8+

• 
  
• 
  
• 
  
• 
  
• 
  
• 
  
• 
  

• LEGO Mindstorms Education NXT 2.0
• LEGO Mindstorms Education NXT 2.0
• LEGO Mindstorms Education NXT 2.0
• LEGO Mindstorms Education NXT 2.0
• LEGO Mindstorms Education NXT 2.0
• LEGO Mindstorms Education NXT 2.0
• LEGO Mindstorms Education NXT 2.0

Mga sensor at motor

Ang sensor na ito ay kahawig ng isang button sa anumang device - telepono, remote control o keyboard. Nagagawa ng sensor na tuklasin kapag pinindot o binitawan ang isang button, at mabibilang din nito ang isa at maramihang pagpindot.

Pinapayagan nito ang robot na makilala ang liwanag ng mga bagay at matukoy ang pag-iilaw ng silid.
May kakayahang mag-operate sa 2 mode - pagsukat ng sinasalamin na liwanag at ilaw sa paligid
Sa mode ng pag-detect ng liwanag, maaari mong makilala ang mga kulay - hal. kulay dilaw mas mababa ang liwanag kaysa sa asul

Ang sound sensor (mikropono) ay nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang antas ng ingay.
Maaaring sukatin ang ingay sa dB (decibels) at dBA

Gamit ang sensor na ito, maaaring "makita" ng robot ang mga bagay sa harap nito at matukoy ang distansya sa kanila.
Maaaring sukatin ang distansya sa hanay na 3 - 250 cm.
Resolusyon ng mga resulta ng pagsukat: +/- 1 cm.

Ang lahat ng tatlong motor sa set ay pareho. Kapansin-pansin na ang bawat motor ay may sensor ng bilis - isang encoder. Pinapayagan ka nitong kontrolin ang paggalaw ng motor na may mataas na katumpakan. Mga katangian ng motor:
Pinakamataas na bilis - 160-170 rpm.
Torque - 20 N/cm
Built-in na motor rotation angle sensor (encoder) na may katumpakan na 1 degree
Ang mga sensor, motor at cable ng NXT ay tugma sa EV3, kaya maaaring pagsamahin ang parehong NXT at EV3 kit.

Ang NXT programmable unit ay ang "utak" ng robot. Ang 3 motor at 4 na sensor ay maaaring konektado sa "utak", at nasa loob nito na nakaimbak ang mga programa ng robot. Kapag inilunsad ang programa, binabasa ng bloke ng NXT ang programa at, alinsunod dito, ay nagbibigay ng mga utos sa mga motor at sensor. Ang robot ay maaaring konektado sa isang computer sa pamamagitan ng USB o Bluetooth. Ang mga robot ay maaaring "makipag-usap" sa isa't isa sa pamamagitan ng Bluetooth

Mga katangian ng NXT programmable block:

• Processor – Atmel 32-Bit ARM 48 MHz, 256 KB Flash RAM, 64 KB RAM
• Co-processor – Atmel 8-Bit AVR 8 MHz, 4 KB Flash RAM, 512 Byte RAM
• 4 na input port para sa mga sensor. Sinusuportahan ang mga analog at digital na sensor. Rate ng paglilipat ng data: 9600 bps (I2C)
• 3 motor output port
• Monochrome LCD screen, 100 * 64 pixels
• Pagkakakonekta - USB 2.0, Bluetooth

Ang NXT ay may kasamang LabView-based na graphical development environment, ang NXT-G. Sinusuportahan OS- Windows at Mac. Ang kapaligiran ng pagbuo ng NXT ay napaka-simple at idinisenyo para sa mga taong walang espesyal na kaalaman sa computer science at hindi pamilyar sa programming.

Sa kapaligiran ng NXT-G, ang bawat command sa robot ay kinakatawan bilang isang graphic block. Ang isang halimbawa ng isang utos para sa isang motor ay upang i-on ang motor para sa 3 segundo o i-on ang motor para sa 4 na revolutions. Ang utos ng sensor ay depende sa uri ng sensor. Halimbawa, para sa isang light sensor, maaaring ganito ang tunog ng command: sabihin kung ano ang pag-iilaw ng silid, at para sa isang sensor ng distansya, sabihin kung ano ang distansya sa balakid. Sa pamamagitan ng paglikha ng isang pagkakasunud-sunod ng naturang mga bloke, maaari kang lumikha ng isang programa - i-program ang robot.

Mga pangunahing robot
Kasama sa educational kit ang mga tagubilin para sa pag-assemble ng pangunahing robot.
Isang resource kit ang inilabas para sa NXT set, na nagbibigay-daan sa iyong bumuo ng iba pang mga modelo gamit ang mga bagong bahagi.
Ang NXT at EV3 robotics kit ay isang mahusay na lunas para sa pag-aaral ng computer science, physics, mathematics, programming.