Roboty LEGO Mindstorms - zábavná robotika

Konstruktor LEGO Mindstorms je sada elektronických jednotek a párovacích částí určených k vytvoření programovatelného robota. LEGO představila první sadu Mindstorms zpět v roce 1998 ao 8 let později, v roce 2006, byla vydána první verze sady LEGO Mindstorms NXT 1.0, po dalších 3 letech v roce 2009 byla vydána druhá verze sady - LEGO Mindstorms NXT 2.0. a konečně v roce 2013 byla sada LEGO Mindstorms EV3 uvedena do prodeje.

Sada LEGO Mindstorms zahrnuje jak standardní díly LEGO, jako jsou nápravy, převody, nosníky, kola a servomotory, stejně jako motory, senzory a programovatelná jednotka. Tyto sady jsou rozděleny na zdroje a základní.

Základní sada LEGO MINDSTORMS NXT má tři verze:

• 8527 LEGO MINDSTORMS obsahuje 577 dílů, vyrobených v roce 2006. Toto je první verze komerční sady;

• 9797 LEGO MINDSTORMS Education NXT Base Set obsahuje 431 dílů, vydání 2006. Toto je základní sada pro školení, vzdělávací sada;

• 8547 LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 obsahuje 619 dílů vyrobených v roce 2009. Toto je druhá verze komerční sady.

Každá ze tří sad obsahuje inteligentní jednotku NXT stejné verze. Firmware je jiný, ale je snadno aktualizovatelný, takže sady lze v zásadě považovat za rovnocenné.

Sada vzdělávacích zdrojů LEGO MINDSTORMS má dvě verze:

• 9648 LEGO MINDSTORMS Sada vzdělávacích zdrojů;

• 9695 LEGO MINDSTORMS Sada vzdělávacích zdrojů.

Resource kit 2010 verze obsahuje 817 dílů, jsou rozmanitější.

Základní sada 2013 LEGO MINDSTORMS EV3 3.0 je dodávána v jedné verzi 31313 a obsahuje 601 dílů. "EV" znamená Evolution.

Sady LEGO Mindstorms jsou vybaveny řídicími jednotkami na mikrokontrolérech několika verzí RCX, NXT a EV3. V současné době jsou tři, navíc existují modifikace 1.0; 2,0 a 3,0.

Obrovský počet senzorů, které přicházejí s LEGO Mindstorms, otevírá velké příležitosti pro kreativitu. Senzory jsou k dispozici také od výrobců třetích stran, jako jsou Mindsensors a HiTechnic. Zde je jen několik příkladů standardních senzorů pro LEGO Mindstorms NXT: NXT servomotorový motor otáčkoměr, NXT ultrazvukový senzor vzdálenosti, dotykový senzor NXT, zvukový senzor NXT, světelný senzor NXT. Seznam je obecně poměrně rozsáhlý.

Pojďme se podívat, co je sada LEGO MINDSTORMS EV3.

Pokud jde o vycpávku EV3, je inteligentní jednotka vybavena procesorem Sitara AM1808 (ARM9) 300 MHz MHz od Texas Instruments, má 64 MB RAM, 16 MB flash paměti a je zde také slot microSDHC pro paměťové karty do 32 GB. V přítomnosti hostitele USB a Bluetooth je možné připojení Wi-Fi přes USB dongle, zařízení Apple jsou podporována. Jednotka je také vybavena černobílým LCD displejem s rozlišením 178x128. Všechny motory a senzory NXT jsou plně kompatibilní s jednotkou EV3. Mimochodem, NXT blok může být naprogramován pro EV3, ale některé funkce nebudou dostupné.

Krabici s designérem lze nasadit do koleje s mnohobarevnými zónami a barevné senzory s nimi dokonale interagují. Díly v krabici jsou původně rozloženy v několika samostatných sáčcích. Kromě toho existuje sada nálepek a pokynů.

Srdcem designéra je inteligentní box EV3. Napájení zajišťuje 6 prstových baterií. K dispozici je 6 tlačítek pro ovládání a podsvícení má tři režimy barevného displeje. K dispozici jsou 4 vstupní porty pro připojení senzorů, jsou zde také 4 porty pro výstup příkazů. Pro připojení jednotky k počítači - zásuvka miniUSB, hostitelský port USB pro organizování připojení, vestavěný reproduktor a, jak bylo uvedeno výše, slot pro paměťovou kartu. Programové rozhraní umožňuje vytvářet a konfigurovat programy přímo z bloku.

Sada kromě inteligentní jednotky obsahuje:

2 velké servomotory vybavené precizními snímači otáčení a schopné vyvinout 170 ot / min s maximálním točivým momentem 40 Ncm.

K dispozici je také jeden střední servomotor, točivý moment je menší - až do 12 Ncm, ale rychlost může dosáhnout 250 za minutu.

Barevný a světelný senzor se schopností rozlišovat 8 barev se vzorkovací frekvencí až 1 kHz.

Dotykový senzor schopný detekovat kliknutí, dotknout se, uvolnit a spočítat jejich počet.

IR senzor vzdálenosti, použitelný pro dálkové ovládání, schopný přijímat signál i od 2 metrů, s rozsahem měření vzdálenosti v poloměru až 70 cm. K dispozici jsou 4 kanály pro individuální příjem signálů, řídicí příkazy.

Infračervený maják pro IR senzor, může fungovat jako dálkové ovládání. Na pouzdru je zelená kontrolka LED a volič kanálů. Může zradit ve 4 samostatných kanálech v okruhu 2 metrů. Automaticky se vypne po hodině nečinnosti. Je napájen dvěma malými bateriemi.

Dráty.

Kromě senzorů obsažených v sadě lze použít i další senzory:

Gyroskopický senzor pro měření rotačních pohybů robota s přesností 3 stupně, citlivý na momenty až 440 stupňů za sekundu. Frekvence dotazování až 1 kHz.

Ultrazvukový senzor pro měření vzdáleností vysíláním a přijímáním odražených vln. Může fungovat jako sonar a jako přijímač zvukových vln jako kontrolní signály. Je schopen měřit vzdálenosti až 2,5 metru s přesností 1 cm.

Podporovány jsou nejen senzory a příslušenství LEGO, ale také modely třetích stran, jako jsou Mindsensors a HiTechnic. Mohou to být joysticky, kompasy, akcelerometry atd. Řada různých řešení je velmi, velmi široká.

Pro programování robota můžete použít software LEGO Mindstorms EV3 Home Edition pro Windows nebo OS X, který lze snadno stáhnout na oficiálních webových stránkách LEGO. Existuje také velké množství firmwaru, školicích materiálů o programování, videí, interaktivních pokynů, popisů úkolů.

Samozřejmě lze EV3 ovládat ze smartphonu v systému Android nebo iOS, existují pro to samostatné aplikace. Programování je možné v Javě a v mnoha dalších jazycích: ASM / C / C ++ / Perl / Python / Ruby / VB / Haskell / Lisp / Matlab / LabVIEW.

Na oficiálním webu LEGO najdete 17 modelů s pokyny pro montáž různých robotů ze sady EV3. Jedná se o tyto modely:

TRACK3R je pásový robot s křížovým sledováním se čtyřmi zaměnitelnými nástroji.

SPIK3R je robot na škorpióny, může se ostře otáčet, popadnout objekty pomocí drtiče drátu a blesk ocas bude odrazit vše, co mu bude bránit.

R3PTAR - 35 cm vysoká kobra, může klouzat po podlaze, útočí na objekty tesáky vysokou rychlostí.

GRIPP3R - tento robot je schopen zvedat závaží, může chytit, zvedat a házet plechovku.

EV3STORM je sledovaný robot s mnoha misemi.

BOBB3E - Zavaděč robotů Bobcat® se schopností dálkového ovládání pomocí tlačítek IR majáku, může přesouvat nebo zvedat různé objekty

BANNER PRINT3R - robotická tiskárna. Může kreslit běžnou značkou a kreslit čáry. Můžete si nastavit vlastní výkres.

RAC3 TRUCK - závodní vůz s dálkovým ovládáním. Můžete přidat upoutávku.

DINOR3X - robot Triceratops chodí a otáčí se na čtyřech nohách.

KRAZ3 - Robot reaguje na infračervený maják svého bugového přítele. Můžete také ovládat robota pomocí vlastního programu nebo programu tak, aby se pohyboval výhradně za chybou;

EV3D4 - vytvořený na základě „Hvězdných válek“, může sledovat majitele, pohybovat se po infračerveném majáku, komunikovat. Podporuje rozsáhlou sadu skriptů, které lze pomocí nového softwaru EV3 programovat a rozšiřovat.

EL3CTRIC GUITAR - Zasáhnete jednu strunu, prstem na hmatníku, pomocí systému tremolo, můžete na této kytaru hrát neuvěřitelná sóla!

EV3MEG je pomocný robot, který se díky světelnému senzoru může pohybovat přesně podle linií určité barvy. Detekuje překážky v cestě a reaguje na ně. Je schopen se pohybovat nezávisle i ovládat pomocí infračerveného majáku.

Hra EV3 - robot může skrýt míč pod šálkem, pak vyměnit šálky na místech a musíte hádat, kde se míč nachází. Pomocí IR majáku můžete nastavit úroveň.

MR.B3AM - měří délku paprsků LEGO® Technic, určuje barvu a velikost paprsků.

ROBODOZ3R je robotický buldozer. Může se pohybovat nezávisle nebo být ovládán na dálku.Vyčistí jeho cestu, spadne a tlačí předměty, které jsou v cestě.

Vzhledem k tomu, že tyto soupravy vás nutí myslet, modelovat, vynalézat, obecně povzbuzovat kreativitu a rozvoj, není vůbec překvapivé, že v mnoha zemích je vysokoškolské a školní vzdělávání pomocí souprav LEGO Mindstorms široce implementováno.

Soutěže robotů se staly velmi populární, v nichž každá vzdělávací instituce může své týmy robotiky umístit na soutěže. Tyto soutěže se konají v Rusku, nejznámějších z těchto akcí - RoboFest. To nejlepší z nejlepších je na Světové robotické olympiádě - WRO (World Robot Olympiad).

Kde koupit LEGO Mindstorms EV3?

Cena LEGO Mindstorms EV3 závisí na balíčku. Různé konfigurace LEGO Mindstorms, jejich vzdělávací verze, jsou k dispozici od specializovaných prodejců LEGO Education.

Viz také na našem webu:Zařízení a programovací mikrokontroléry pro začátečníky