Мечты сбываются — робот Lego MindStorms NXT

Программирование микрокомпьютера LEGO NXT Mindstorms 2.0. Введение +7

  • 04.01.16 14:41


alfatapok

#268708

Гиктаймс


Tutorial

6300

Робототехника, Программирование
Рекомендация: подборка платных и бесплатных курсов Python — https://katalog-kursov.ru/

Здравствуйте. В своих статьях я хочу Вас познакомить с основами программирования микрокомпьютера LEGO NXT Mindstorms 2.0. Для разработки приложений я буду использовать платформы Microsoft Robotics Developer Studio 4 (MRDS 4) и National Instruments LabVIEW (NI LabVIEW). Будут рассматриваться и реализовываться задачи автоматического и автоматизированного управления мобильными роботами. Двигаться мы будем от простого к сложному.

Предвосхищая некоторые вопросы и комментарии читателей.

Почему именно NXT Mindstorms 2.0?Почему платформы MRDS 4 и NI LabVIEW?Да кому вообще нужны эти ваши уроки, в сети и так куча проектов по робототехнике!Графические языки программирования это зло, а те кто на них программируют еретики!сжигать на костреВсе это выглядит по-детски и вообще не серьезно!Технологии, которые используются, являются продуктом загнивающих капиталистических стран, а автор враг народа и пособник западных заговорщиков!сообщать спецслужбам

Краткий обзор платформ MRDS 4 и NI LabVIEW.

Microsoft Robotics Developer Studioстатье ВикипедииLabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench)статье Википедии

  • блочной диаграммы, описывающей логику работы виртуального прибора;
  • лицевой панели, описывающей интерфейс пользователя виртуального прибора.

Краткий обзор набора LEGO NXT Mindstorms 2.0.

  • 32-битный микроконтроллер AVR7 с 256 КБайт FLASH памяти и 64 КБайт RAM памяти;
  • 8-битный микроконтроллер AVR c 4 Кбайт FLASH памяти и 512 Байт RAM памяти;
  • радиомодуль Bluetooth V 2.0;
  • USB-порт;
  • 3 разъема для подключения сервоприводов;
  • 4 разъема для подключения датчиков;
  • LCD дисплей разрешением 99×63 пикселей;
  • динамик;
  • разъем для 6 батареек типа AA.
  • ультразвуковой датчик;
  • два тактильных датчика (датчики касания);
  • датчик опредения цвета.

Пишем первое приложение.

инсталляция должна проводится в папку путь к которой не состоит из кириллицы (русских букв), учетная запись пользователя так-же должна состоять только из латинских букв

1. Платформа MRDS 4.
  1. Basic Activities – содержит базовые блоки, которые реализуют такие операторы как константа, переменная, условие и т.д.;
  2. Services – содержит блоки, предоставляющие доступ к функционалу платформы MRDS, например блоки для взаимодействия с какой-либо аппаратной составляющей робота, или блоки для вызова диалогового окна;
  3. Project – объединяет диаграммы входящие в проект, а так же различные конфигурационные файлы;
  4. Properties – содержит свойства выделенного блока;
  5. Diagrams window – содержит, непосредственно, диаграмму (исходный код) приложения.
  1. добавим блоки Data (из окна Basic Activities) и блок сервиса Simple Dialog (из окна Services),
  2. в блок Data введем “Hello, World!” (без кавычек) и выберем тип данных String,
  3. соединим блок Data с блоком Simple Dialog, появиться диалоговое окно,
  4. далее, все выполняем как на рисунках
  5. Рисунок 4 — Окно Connections

  6. Рисунок 5 — Окно Data Connections

  7. Рисунок 6 — Законченный вид диаграммы

  8. Запустим программу на выполнение.

    Рисунок 7 — Результат выполнения программы

2. Платформа NI LabVIEW.
  1. в окне Block Diagram вызовем контекстное меню, нажатием правой кнопкой мыши,
  2. в появившемся окне перейдем по вкладкам, как на рисунке и выберем String Constant,

    Рисунок 9 — Контекстное меню

  3. разместим данный блок и введем «Hello, World!»,
  4. аналогичным образом выберем блок One Button Dialog,

    Рисунок 10 — Блок One Button Dialog

  5. соединим блоки как показано на рисунке,

    Рисунок 11 — Готовая диаграмма

  6. запустим программу, нажав кнопку в виде горизонтальной стрелки на панели задач,

    Рисунок 12 — Результат выполнения программы

Резюме

  • Мы сделали обзор программных платформ для разработки приложений микрокомпьютера NXT.
  • Мы рассмотрели основные принципы разработки приложений в платформах MRDS 4 и NI LabVIEW.
  • Познакомились с интерфейсом сред.
  • Программируем микрокомпьютер NXT в LabVIEW — Лидия Белиовская, Александр Белиовский,
  • Microsoft Robotics Developer Studio. Программирование алгоритмов управления роботами — Василий Гай.

Мечты сбываются — робот Lego MindStorms NXT

Роботы в нашей жизни – это уже не фантастика, а реальность! Они используются во всех сферах деятельности человека: транспорте, хирургии, военной промышленности, освоении космоса… Служат людям, выполняя определенные задачи. А чтобы управлять электронными машинами, необходимо пользователям обладать специальными знаниями. Именно поэтому, удовлетворяя такую потребность, в образовательных учреждениях разрабатываются и предлагаются учащимся курсы роботостроения, где они учатся самостоятельно создавать и программировать электронные механизмы. Робототехника развивает творческие способности детей, учит их самостоятельно мыслить, приобщает к науке.Для создания робота своими руками необходим конструктор Lego MindStorms NXT. В нем заложены новейшие технологии робототехники. Такие наборы сейчас поступают в российские школы по линии ФГОС. На их основе дети собирают различные конструкции роботов с нуля, используя свою фантазию и творческие идеи.Создаем вездеходНачинаем с отбора необходимых для создания автоматизированного гусеничного вездехода с дистанционным управлением детали. Кстати, они почти такие же, как в лего-конструкторах, которые родители покупают детям дома.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

1 этап Сборка гусениц.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Берем 3 средних прямоугольных детали и еще 3 чуть поменьше, соединяем их. С помощью «шпилек» присоединяем 2 диска и натягиваем резиновую гусеницу.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

В том же порядке собираем вторую гусеницу.2 этап. Сборка привода.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Из трех шестеренок разного размера собираем шестереночную передачу.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Затем присоединяем ее к интерактивному сервомотору, гарантирующему точность движений робота.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Теперь необходимо присоединить «квадратные» шестеренки.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Передача готова.3 этап. Соединение передачи с гусеницами.Чтобы соединить сервомотор с гусеницами, делаем из угловых деталей надстройку и соединяем корпус мотора с основанием гусеницы.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

То же проделываем и со второй.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Диск гусеницы соединяем с помощью шпильки с сервомотором.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Теперь как только мотор включится, гусеница начнет двигаться. Точно так же собираем вторую конструкцию.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

4 этап. Основание для придания жесткости всей конструкции.Из такого набора деталей (ФОТО 9) с помощью уголков соединяем собранные конструкции с гусеницами.

Популярные статьи  Светодиодный светильник с регулировкой яркости

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

5 этап. Установка блока питания с процессором NXT NXT – это «мозг» робота, интеллектуальный, управляемый компьютером элемент Lego, позволяющий роботу MindStorms оживать и совершать различные действия.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Для нормальной работы NXT необходимо вставить 6 щелочных батарей типа ФФ/LR6. С помощью небольших шпилек крепим NXT на основание вездехода.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Для укрепления модели сверху соединяем оба мотора «перекладиной».

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

6 этап. Установка ультразвукового сенсора.Ультразвуковой сенсор позволяет роботу видеть, измерять расстояние до объекта и реагировать на движение. Он присоединяется к готовой модели вездехода с помощью 6-проводного кабеля. Один его конец подключаем к сенсору, а второй – к одному из портов входа NXT.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Сервомоторы также необходимо подключить с помощью таких же кабелей к NXT.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Теперь необходимо написать оригинальную программу на компьютере и с помощью кабеля USB, подключив к нему NXT, загрузить программное обеспечение в нашу модель. Теперь она сможет двигаться, объезжать видимые преграды, а также преодолевать их: подниматься на ступеньку высотой около 5 см.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Для программирования робота можно обойтись и без компьютера: это можно сделать с помощью подменю «Программа NXT», т.е. непосредственно на самом приборе.В наборе есть еще ряд сенсоров, использование которых помогает роботу чувствовать внешние раздражители и реагировать на них, обнаруживать свет и различать цвета.Управляется модель с помощью Biuetooth c компьютера или телефона без использования проводов или кабелей. Это помогает осуществлять дистанционный контроль.Что именно создать: автомобиль, робота-человека или еще что-то другое – выбирает, фантазируя, автор модели.Конечно, занятия робототехникой не приведут к тому, что все дети захотят стать программистами, роботостроителями, инженерами, исследователями. Но они дадут им общенаучную подготовку, будут способствовать развитию их мышления, логики, математических и алгоритмических способностей, исследовательских навыков.Кстати, взрослым тоже такие занятия могут оказаться интересными и полезными.

Описание набора LEGO MINDSTORMS EV3 51515

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Откройте для себя удивительный реальный и цифровой мир программируемых роботов с дистанционным управлением и интеллектуальных игрушек. Из набора «Робот-изобретатель» LEGO MINDSTORMS (51515) маленькие любители роботов смогут собрать пять уникальных моторизованных роботов и транспортных средств с помощью инструкций в бесплатном приложении LEGO MINDSTORMS Robot Inventor. Затем они по очереди оживят их с помощью простой среды программирования, основанной на языке Scratch, и будут выполнять увлекательные задания и захватывающие миссии (см. список совместимых устройств на странице LEGO.com/devicecheck). Детям понравится конструировать собственные технологичные модели почти из 1000 кубиков и деталей этого набора и демонстрировать их другим любителям роботов в приложении LEGO Life.

Новый уровень игрПрограммируемые роботы LEGO MINDSTORMS последнего поколения, оснащённые интеллектуальным хабами с ЖК-экраном 5 х 5, шестиосевым гироскопом, динамиками, мощными моторами и точными датчиками, идеально подходят для того, чтобы помочь детям проявить и развить свои творческие способности, а также приобрести важнейшие навыки XXI века в области естественных и точных наук.

Благодаря набору «Робот-изобретатель» LEGO MINDSTORMS (51515) дети приобретут важнейшие навыки по предметам естественнонаучного и технического цикла (STEM), конструируя и программируя роботов с дистанционным управлением и интеллектуальные модели, которые могут стрелять ракетами, играть шариком, перемещаться по комнате и выполнять другие интересные задачи.
Дети соберут Чарли, Трики, Бласта, М. В. П. и Гило и будут выполнять задания и миссии в приложении LEGO MINDSTORMS Robot Inventor, предоставляющем среду программирования, основанную на языке Scratch (см. список совместимых устройств на странице LEGO.com/devicecheck).
Используя почти 1000 деталей этого набора, в том числе интеллектуальный хаб, четыре средних мотора, датчики цвета и расстояния с уникальным интерфейсом, дети смогут сконструировать собственных забавных роботов и продемонстрировать их в приложении LEGO Life.
Набор «Робот-изобретатель» станет великолепным новым проектом для всех поклонников LEGO BOOST и других конструкторов LEGO и любителей роботов. Он станет классным подарком на день рождения, Новый год или другой праздник для детей в возрасте от 10 лет.
Высота робота Бласта — 36 см, а длина робота Гило — 24 см

Компоненты Powered Up, входящие в этот набор, также совместимы с набором для конструирования и программирования LEGO BOOST (17101), набором «Командир отряда дроидов» (75253) и другими конструкторами.
В этот крутой набор также входит простой в установке перезаряжаемый аккумулятор, поэтому вам не придётся искать батарейки, чтобы начать весёлые игры.
Бесплатное приложение для детей LEGO MINDSTORMS Robot Inventor включает в себя среду программирования, основанную на языке Scratch, цифровые инструкции по сборке, более 50 заданий, а также предусматривает поддержку языка Python для продвинутых пользователей.
Конструкторы серии LEGO MINDSTORMS вдохновляют изобретателей LEGO всех возрастов на конструирование интерактивных роботов и других моделей из кубиков, моторов, датчиков и интеллектуальных хабов, которых они смогут запрограммировать и продемонстрировать в сообществе MINDSTORMS.
Все конструкторы LEGO, выпущенные с 1958 года, соответствуют самым строгим отраслевым стандартам, поэтому они совершенно безопасны и совместимы друг с другом, а все кубики и детали легко соединяются и разъединяются.
Специалисты LEGO Group подвергают все кубики и детали LEGO всевозможным испытаниям, чтобы убедиться в их безукоризненном соответствии стандартам безопасности и качества, поэтому вы можете быть уверены, что эти электронные игрушки не сломаются во время выполнения важной миссии.
К данному набору прилагаются цифровые инструкции по сборке. Теперь отслеживать этапы сборки с мобильного устройства или загружать печатные инструкции в формате PDF стало так просто

Нажмите на кнопку «Инструкции по сборке» в нижней части этой страницы, чтобы выбрать и загрузить инструкцию.

Как программировать конструктор?

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Приложение LEGO Boost напоминает игру, где каждый уровень помогает освоить новые навыки взаимодействия с конструктором. В самом начале можно увидеть всех роботов и выбрать того, кого хочется собрать.

Для программирования готового робота не нужно уметь даже читать и писать: все команды выглядят как разноцветные блоки, которые нужно просто перетащить на временную шкалу в желаемом порядке.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Все блоки команд разделены по типам и цвету. В некоторых случаях можно самому задать время выполнения той или иной команды, а некоторые блоки выполняют случайные действия, что делает робота более «живым» и самостоятельным.

Конструктор LEGO Boost способен воспринимать и интерактивные команды: можно помахать перед роботом рукой, произнести кодовое слово или прикоснуться, чтобы начал выполняться заранее заданный алгоритм. При составлении алгоритмов действий доступны целые циклы, что уже приближает управление игрушкой к настоящему программированию.

Функционал

ПО Mindstorms EV3 для Windows представляет собой графическую среду, при помощи которой пользователь может запрограммировать алгоритм поведения робота на основе визуальных функций, отвечающих за различные узловые составляющие его конструкции:

  • моторчик;
  • датчики;
  • приводная система;
  • индикаторы;
  • звук;
  • сенсорный экранчик;
  • другие компоненты.
Популярные статьи  Пятиклинка: необычная бискорню из 15 квадратов

Программа выпускается в двух версиях Home Edition (для домашнего использования) и Education (для образовательной деятельности). Допускается установка на компьютер обеих версий. Программное обеспечение может применяться с любыми наборами конструктора серии роботов Mindstorms EV3.

Интерфейс графической среды простой, поделен на окна:

  • рабочая область, визуально похожая на блок-схему;
  • панель программных модулей/инструментов;
  • меню настройки.

Нужный модульный блок в рабочую область помещается путем перетаскивания из нижней панели инструментов. В настройках выставляются характеристики использованных в конструкции робота комплектующих. Например, для моторчика задаются значения параметров мощности, числа оборотов и другие характеристики.

Отдельные конструкции будущего робота программируются через специальный USB — адаптер, который входит в каждый программируемый конструкторский набор робототехники LEGO. В настройках программы нужно указать USB- порт ПК, к которому программируемый модуль робота подключен. В ПО пользователю доступны все строительные и программные инструкции для каждой модели робота из набора Home Edition. Это 5 базовых моделей и 12 бонусных модификаций.

Как программировать и управлять роботом с помощью Mindstorms EV3?

Эти простые шаги помогут вам программа и контроль робот LEGO с приложением Lego Mindstorms EV3. Вам потребуется скачать программное обеспечение с программирование. В зависимости от вашего случая выберите шаг, который лучше всего соответствует вашим потребностям:

  • Использование компьютеров (ПК): в этом случае вы должны загрузить программное обеспечение Lego Mindstorms EV3 с Веб-сайт Лего .
  • Благодаря планшету; В этом случае, чтобы загрузить приложение Lego Mindstorms EV3, необходимо перейти на Магазин приложений или Play Store , вы также можете сделать это через обновленная версия Google Play . Кроме того, вы можете установить APK по адресу если у вас его нет в магазине .

Запрограммируйте робота

Чтобы запрограммировать робота, вы должны использовать Инструмент программирования EV3 , который позволит вам создать программу для вашего робота и загрузить ее из приложения (программного обеспечения для программирования) в кирпич или блок EV3 вашего робота (практически в его мозг), что практически оживит его. Для предыдущего шага вам нужно использовать приложение. Вы можете скачать его в App Store или в Google Play.

Управляйте роботом

Скачать приложение Робот-командир Чтобы управлять роботом, это официальное приложение для управления Lego Mindstorms. Он подключается через Bluetooth к кирпичу или интеллектуальному устройству EV3 вашего робота, и именно он позволит вам взаимодействовать с вашим роботом EV3 без необходимости подключения их к ПК. Другими словами, вы можете повеселиться со своим роботом прямо сейчас.

Среди основные движения которые вы можете запрограммировать для управления своим роботом: Двигайтесь (с моторами EV3), реагируйте на прикосновения (с сенсорным датчиком EV3) и катите его в нужном вам направлении.

Лего Ведо и это замечательное приложение стало драгоценный материал с академической точки зрения, поскольку он позволяет студентам начать изучение с помощью роботов. Кроме того, он позволяет вам с самого начала создавать свои собственные программы для программирования и управления роботом LEGO с помощью приложения Lego Mindstorms EV3.

Робот Верни. Отличный собеседник и друг

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Робот Верни может ездить и крутиться вокруг своей оси, разговаривать, различать цвета и объезжать препятствия. К роботу можно собрать пушку и стрелять по мишени.

Верни умеет выражать эмоции с помощью подвижных бровей: удивление, злость и радость. Это просто нужно видеть, чтобы оценить как удивительно точно игрушке удаётся радоваться или грустить при помощи всего лишь нескольких двигающихся деталек.

Вот короткое видео, в котором робот Верни ведет себя неприлично:

Робот не умеет сам двигать руками, однако он может сжать в «пальцах» мелкие предметы и отвезти их из одной точки в другую.

Нет, пиццу не принесет. Может быть, это в следующем поколении LEGO Boost пофиксят 🙂

Модульная робоплатформа Lego EV3 — инструкция-пятиминутка базовой тележки (приводной платформы)

На занятиях по робототехнике Lego EV3 дети выполняют множество задач с использованием двухмоторной тележки — езда по линии, захват и транспортировка предметов, преодоление препятствий, точное перемещение. К тележке предъявляются жесткие требования

Очень важное — скорость сборки. Стандартная инструкция приводной платформы EV3, которая находится в программном обеспечении, имеет слишком много деталей и собирается учениками долго

Чтобы успеть сделать все задачи, дети должны собирать базовую тележку за несколько минут. В сети можно найти разные варианты таких роботов «пятиминуток». Кроме скорости сборки к ней предъявляются жесткие ограничения — детали только из одной коробки, прочная конструкция, возможность установки датчиков для езды по линии и захватов для банок или кубиков.

Предлагаем свой вариант тележки пятиминутки на базе образовательного конструктора Lego MINDSTORMS Education EV3 для проведения занятий со школьниками. Надеемся, он будет полезным.

Роботы пятиминутки Lego EV3 других авторов

1. BasicRobot от Кельдышева Дениса

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Инструкция BasicRobot включает варианты крепления датчиков всех типов и два захвата. Робот собирается из базового образовательного набора Lego EV3. Имеет простую конструкцию и прочное крепление блока EV3. Подходит для проведения занятий по робототехнике в школе. Скачивайте инструкцию по этой ссылке . Там же найдете еще 7 вариантов тележек EV3. Сайт автора — sites.google.com/view/fizrob .

2. RileyRover от Damien Kee

Особенности — очень простая конструкция тележки, червячный двухпальцевый захват, множество вариантов крепления датчиков. К минусам можно отнести ненадежное крепление микрокомпьютера EV3 — дети часто его отрывают, когда поднимают робота за блок.

Пошаговая инструкция по сборке

Собрать мощного робота-сумоиста Lego не сложно, если знать все операции по этапам.

Боевой бот Mindstorms ev3 конструируется следующим образом:

  1. Собирается передний привод с тремя большими шестернями и обжимной парой длинных балок.
  2. Крепятся колеса, горизонтальная и вертикальная прямоугольная рамка.
  3. Цепляется поддевающий ковш.
  4. Комплектуется вся правая сторона боевого робота для сумо.
  5. Подсоединяются датчики к моторам посредством проводов и специальных портальных гнезд.

Бота собирают в нескольких базовых исполнениях. Таблица ориентирует пользователей на выбор модели, подходящей для заданных целей, по сравнению с категорией Education.

Характеристика NXT EV3
Основной процессор ARM AT91-SAM 7S256, Atmel. 48 МГц, «Флеш-память» – 256 кБ, RAM – 64 кБ ARM9, 300 МГц, Память – 16/64 кБ
Вспомогательное ПО «Восьмибитный» «Амтел», 8 МГц, «Флеш»/«РАМ» – 4,0/0,52 кБ Не предусмотрено
Операционная система Propietary Linux
Ввод Четыре гнезда с цифровыми и аналоговыми портами. Скорость – 9600 бит/с Аналоговые и цифровые разъемы со скоростью 460,8 Кбит/с
Вывод 3 4
Передача сведений Full speed 12 Мбит/с High speed 480 Мбит/с
Способ подключения Отсутствует Wi-Fi, Flash (до трех носителей и передатчиков)
Чтение карт SD Нет miniSD до 32 Гб
Совместимость с мобильными девайсами «Андроид» «Андроид», iOS
Монитор Монохромный LCD (100×64 Px) LCD (178×128 Px)
Взаимодействие Bluetooth, USB Bluetooth 2.1, USB 2.0/1.1, Wi-Fi
Популярные статьи  Морковка

Характеристики

  • укладывается в габарит 25х25х25 см с установленным захватом и датчиками;
  • используются детали одного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3;
  • проходит препятствие «горка» до 25 градусов за счет низкого центра масс, смещенного к передним колесам;
  • имеет быстросъемные насадки для крепления датчиков и захватов;
  • имеет свободное место в задней части для установки манипулятора;
  • удобное крепление датчиков в передней части робота;
  • регулируемое расстояние между датчиками цвета;
  • опускающийся захват на понижающей передаче;
  • быстрособираемый двухпальцевый захват;
  • всего деталей тележки — до 40;
  • простая сборка-разборка с небольшим количеством разнотипных деталей.

Необходимые детали для робота-сумо ev3

Модели для сумо состоят из следующих блоков и элементов:

  • 3 большие шестеренки, скрепленные парой балок для полного привода;
  • колеса;
  • прямоугольная рамка для размещения боковой платформы;
  • поддевающий и распорный ковши;
  • моторы;
  • датчики и портальные разъемы;
  • конструкционные элементы (поперечины, крепеж, направляющие, продольные, диагональные рейки).

Датчики и моторы

Для робота предусмотрено два больших двигателя, подсоединяемые к портам «В» и «С». Движущая конструкция расположена во фронтальной части, моторы вращаются по часовой стрелке.

Полноценное функционирование ev3 невозможно без датчиков. У рассматриваемого конструктора применяется пять основных видов индикаторов:

Инфракрасный маяк служит для передачи сигналов роботу

Он агрегирует с другими лего-ботами.
Температурный датчик работает по принципу органов чувств человека и других живых организмов.
Ультразвуковой индикатор реагирует на соперника, что важно на соревнованиях любого уровня.
Индикатор цвета расширяет возможности робота, ориентируя его на ринге.
Датчик касания — самый простой и важный элемент.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Программный блок

Стандартное ПО рассчитано на два больших мотора, два датчика (инфракрасный и цветовой). Работает программа по следующей схеме:

  1. «Ожидание» – 5 секунд.
  2. «Звуковой сигнал» – начало работы.
  3. Два цикла «Начало» и «Неограниченный» – старт движения.
  4. «Определение цвета» – по умолчанию робот видит черный колер; при этом механизм отъезжает на два вращения назад.
  5. «Управление рулевое» – корректируется количество оборотов.
  6. Режим «Нет цвета» – ведется расчет имеющихся препятствий, расстояния до них и последующих манипуляций.
  7. «Инфракрасный индикатор» – действует по принципу распознавания и приближения объектов.
  8. «Истина» – ветка, которая активируется, если до препятствия менее 60 единиц.
  9. «Лож» – противоположность восьмой позиции в списке.
  10. «Независимое управление» – на противоположных мощностях двигателей бот будет вертеться на месте, пока дистанция до соперника не станет менее 60 единиц.

Выставив указанные параметры, проводят тестирование робота ev3 для сумо.

Моторы большой и средний

Основной двигатель серверного типа сделан под NXT с увеличенной корпусной частью. Характеристики:

  • оборотистость предельная (об./мин.) — 170;
  • заданный/рабочий момент кручения (Н/см) — 40/20;
  • индикатор поворотного угла – есть, погрешность – до одного градуса.

Средний сервомотор «ев3» базируется на Power Function, ориентирован на высокие скорости и низкие нагрузки. Параметры:

  • максимум оборотов (об./мин.) — 250;
  • крутящий момент (Н/см) — 12/8;
  • энкодер, отвечающий за угол поворота с точностью до одного градуса.

Новый блок для соревнований настроен универсально, подходит для всех модификаций рассматриваемых конструкций.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Удаленный инфракрасный маяк

Впереди расположенный датчик излучает волны, невидимые человеческому глазу. Подобным образом работают ДПУ. В режиме «Приближение» индикатор самостоятельно отправляет импульсы, отражая полученный сигнал и фиксируя обнаруженное препятствие.

ИК-маяк может определять дистанцию до соперника, посылая сведения о примерном своем расположении и удаленности. Для использования функции потребуются батарейки типа «ААА».

Датчик цвета и прикосновения

Цветовой индикатор «сумоиста» отличает семь оттенков с возможностью определения отсутствия колера. Дополнительная функция – работа в режиме подсветки.

Опции:

  • улавливание красного и его окружающего фона;
  • контроль разницы между контрастными оттенками;
  • рабочая частота – 1 кГц.

Датчик касания фиксирует активацию или отпускание кнопки, подсчитывает число нажатий.

Инфракрасный сенсор

Этот индикатор позволяет определять не только оттенок, но и степень освещенности, дистанцию до ближайших предметов. В качестве контроллера выступает специальный блок, к которому подсоединяются сопутствующие «движки» и датчики.

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Коротко о программировании сумо-робота

Регламент состязаний предполагает расположение «бойцов» во внутреннем секторе круга. Диаметр арены составляет 1540 мм, черная приграничная окантовка имеет ширину 50 мм. В середине круга предусмотрены две стартовые линии. На них соревнующиеся машины должны выждать 5 секунд до того, как броситься в схватку. В связи с этим секундомер пуска настраивается с соответствующей задержкой.

Настройка предполагает создание для мотора «А» предельной скорости перемещения вперед. Соответственно, мотор «В» на гусеницах альтернативно вращается назад. Независимое управление позволяет вращаться конструкции в пределах одной оси.

Пользователь корректирует робота, вращая его на одной точке. В этом помогает инфракрасный датчик, определяющий цель. Используют опцию «Приближение», настроив дистанцию 0,5 м. Рабочий диаметр для сражения ботов составляет по диагонали 1,5 м.

В соответствии с правилами предельное расстояние между соперниками не превышает 1000 мм. Колесо каждого участника не должно заступать за стартовую линию. Уловив цель, индикатор передает сведения на микропроцессор. Включается независимое управление, робот начинает перемещаться вперед и в стороны.

Для того чтобы лего-боец сумо смог уловить направление движения и стратегию ведения борьбы, включается датчик цвета. С его помощью бот доходит до черной черты с последующим включением задней передачи. Если на протяжении одной секунды ситуация остается без изменений, «сумоист» останавливается автоматически.

После настройки всех портов с моторами и датчиками, программа представит собой схему, в которой задействованы два двигателя, индикаторы света и инфракрасного излучения на движение.

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий