LEGO Mindstorms roboti - izklaidējoša robotika

LEGO Mindstorms konstruktors ir elektronisko vienību un savienojamo detaļu komplekts, kas paredzēts programmējama robota izveidošanai. Pirmo Mindstorms komplektu LEGO ieviesa jau 1998. gadā, un 8 gadus vēlāk, 2006. gadā, tika izlaista pirmā LEGO Mindstorms NXT 1.0 komplekta versija, pēc vēl 3 gadiem, 2009. gadā tika izlaista otrā komplekta versija - LEGO Mindstorms NXT 2.0. un visbeidzot, 2013. gadā pārdošanā nonāca LEGO Mindstorms EV3 komplekts.

LEGO Mindstorms komplektā ietilpst gan standarta LEGO detaļas, piemēram, asis, zobrati, sijas, riteņi un servodzinēji, kā arī motori, sensori un programmējama vienība. Šīs kopas ir sadalītas resursos un pamata.

LEGO MINDSTORMS NXT bāzes komplektam ir trīs versijas:

• 8527 LEGO MINDSTORMS satur 577 detaļas, kas ražotas 2006. gadā. Šī ir pirmā komerciālā komplekta versija;

• 9797 LEGO MINDSTORMS Education NXT bāzes komplekts satur 431 daļu, 2006. gada izlaidums. Šis ir apmācības pamatkomplekts, izglītības komplekts;

• 8547 LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 satur 619 detaļas, kas ražotas 2009. gadā. Šī ir otrā komerciālā komplekta versija.

Katrā no trim komplektiem ir NXT viedais bloks ar tādu pašu versiju. Programmaparatūra ir atšķirīga, taču tā ir viegli atjaunināma, tāpēc komplektus principā var uzskatīt par līdzvērtīgiem.

LEGO MINDSTORMS izglītības resursu komplektam ir divas versijas:

• 9648 LEGO MINDSTORMS izglītības resursu komplekts;

• 9695 LEGO MINDSTORMS izglītības resursu komplekts.

Resursu komplekta 2010 laidienā ir 817 daļas, tās ir daudzveidīgākas.

2013. gada LEGO MINDSTORMS EV3 3.0 bāzes komplekts ir pieejams vienā versijā 31313 un satur 601 daļu. "EV" apzīmē evolūciju.

LEGO Mindstorms komplekti ir aprīkoti ar vadības blokiem vairāku RCX, NXT un EV3 versiju mikrokontrolleros. Pašlaik no tiem ir trīs, turklāt ir arī modifikācijas 1.0; 2.0 un 3.0.

Lielais sensoru skaits, kas nāk ar LEGO Mindstorms, paver lieliskas iespējas radošumam. Sensori ir pieejami arī no trešo pušu ražotājiem, piemēram, Mindsensors un HiTechnic. Šeit ir tikai daži LEGO Mindstorms NXT sensoru piemēri: NXT servo tahometrs, NXT ultraskaņas attāluma sensors, NXT skāriena sensors, NXT skaņas sensors, NXT gaismas sensors. Kopumā saraksts ir diezgan plašs.

Apskatīsim, kas ir LEGO MINDSTORMS EV3 komplekts.

Kas attiecas uz EV3 pildījumu, viedais agregāts ir aprīkots ar 300 MHz MHz Sitara AM1808 (ARM9) procesoru no Texas Instruments, tam ir 64 MB RAM, 16 MB Flash atmiņas, kā arī ir arī microSDHC slots atmiņas kartēm līdz 32 GB. USB resursdatora un Bluetooth klātbūtnē ir iespējams Wi-Fi, izmantojot USB sargspraudni, tiek atbalstītas Apple ierīces. Iekārta ir aprīkota arī ar vienkrāsainu LCD displeju, izšķirtspēja 178x128. Visi motori un NXT sensori ir pilnībā savietojami ar EV3 ierīci. Starp citu, NXT ierakstu var ieprogrammēt EV3, taču dažas funkcijas nebūs pieejamas.

Kasti ar dizaineru var izvietot trasē ar daudzkrāsainām zonām, un krāsu sensori ar tām lieliski mijiedarbosies. Kastes detaļas sākotnēji tiek izliktas vairākos atsevišķos maisos. Papildus tam ir uzlīmju un instrukciju komplekts.

EV3 automatizētā kaste ir dizainera sirds. Enerģiju nodrošina 6 pirkstu baterijas. Vadībai ir 6 pogas, un fona apgaismojumam ir trīs krāsu displeja režīmi. Sensoru savienošanai ir 4 ieejas porti, ir arī 4 komandu izvades porti. Lai pievienotu ierīci datoram - miniUSB ligzda, USB resursdatora ports savienojumu organizēšanai, integrēts skaļrunis un, kā jau minēts iepriekš, atmiņas kartes slots. Programmas interfeiss ļauj jums izveidot un konfigurēt programmas tieši no bloka.

Papildus viedajam blokam komplektā ietilpst:

2 lieli servodzinēji, kas aprīkoti ar precīziem rotācijas sensoriem un spējīgi attīstīt 170 apgr./min. Ar maksimālo griezes momentu 40 Ncm.

Ir arī viens vidējs servodzinējs, griezes moments ir mazāks - līdz 12 Ncm, tomēr ātrums var sasniegt 250 minūtē.

Krāsu un gaismas sensors ar iespēju atšķirt 8 krāsas ar paraugu ņemšanas ātrumu līdz 1 kHz.

Skārienjūtīgais sensors, kas spēj noteikt klikšķi, pieskarties, atbrīvot un saskaitīt to skaitu.

IR attāluma sensors, piemērojams tālvadībai, kas spēj uztvert signālu pat no 2 metriem, ar attāluma mērīšanas diapazonu līdz 70 cm rādiusā. Individuālai signālu uztveršanai ir pieejami 4 kanāli, vadības komandas.

Infrasarkanais bāks IR sensoram, var darboties kā tālvadības pults. Korpusā ir zaļa indikatora gaismas diode un kanāla atlasītājs. Var nodot 4 atsevišķos kanālos 2 metru rādiusā. Automātiski izslēdzas pēc stundas bezdarbības. To darbina divas pinky baterijas.

Vadi.

Papildus sensoriem, kas iekļauti komplektā, var izmantot arī citus sensorus:

Žiroskopisks sensors robota rotācijas kustību mērīšanai ar precizitāti 3 grādi, jutīgs pret momentiem līdz 440 grādiem sekundē. Vēlēšanas frekvence līdz 1 kHz.

Ultraskaņas sensors attāluma mērīšanai, pārraidot un saņemot atstarotus viļņus. Tas var darboties kā sonārs un kā skaņas viļņu uztvērējs kā vadības signāli. Spēj izmērīt attālumus līdz 2,5 metriem ar precizitāti 1 cm.

Tiek atbalstīti ne tikai LEGO sensori un piederumi, bet arī trešo pušu modeļi, piemēram, Mindsensors un HiTechnic. Tas var būt kursorsviras, kompasi, akselerometri utt. Dažādu risinājumu klāsts ir ļoti, ļoti plašs.

Lai ieprogrammētu robotu, varat izmantot LEGO Mindstorms EV3 Home Edition programmatūru operētājsistēmai Windows vai OS X, kuru var viegli lejupielādēt oficiālajā LEGO vietnē. Ir arī daudz programmaparatūras, apmācības materiāli par programmēšanu, video, interaktīvas instrukcijas, misiju apraksti.

Protams, EV3 var vadīt no viedtālruņa Android vai iOS, tam ir atsevišķas lietojumprogrammas. Programmēšana ir iespējama Java un daudzās citās valodās: ASM / C / C ++ / Perl / Python / Ruby / VB / Haskell / Lisp / Matlab / LabVIEW.

Oficiālajā LEGO vietnē jūs varat atrast 17 modeļus ar instrukcijām dažādu robotu salikšanai no EV3 komplekta. Šie modeļi ir:

TRACK3R ir robots ar augstu kāpurķēžu kāpurķēžu ar četriem maināmiem instrumentiem.

SPIK3R ir skorpiona robots, tas var strauji apgriezties, satvert objektus ar spīļu drupinātāju, un zibens aste atgrūž visu, kas nonāk savā ceļā.

R3PTAR - 35 cm gara kobra, var slīdēt uz grīdas, ar lielu ātrumu uzbrukt objektiem ar aizbāžņiem.

GRIPP3R - šis robots spēj pacelt svarus, var satvert, pacelt un iemest kārbu.

EV3STORM ir izsekots robots ar daudzām misijām.

BOBB3E - Bobcat® robotu iekrāvējs ar iespēju attālināti vadīt, izmantojot IR bākas pogas, var pārvietot vai pacelt dažādus objektus.

BANNER PRINT3R - robotu printeris. Viņš var zīmēt ar parastu marķieri, zīmēt līnijas. Jūs varat iestatīt pats savu zīmējumu.

RAC3 TRUCK - tālvadības sacīkšu kravas automašīna. Jūs varat pievienot piekabi.

DINOR3X - robots Triceratops staigā un pagriežas uz četrām kājām.

KRAZ3 - robots reaģē uz sava drauga drauga infrasarkano bāku. Jūs varat arī kontrolēt robotu, izmantojot pielāgotu programmu vai programmu, lai tas kustētos tikai aiz kļūdas;

EV3D4 - izveidots, pamatojoties uz “Zvaigžņu kariem”, var sekot īpašniekam, pārvietoties pa infrasarkano staru bāku, sazināties. Tas atbalsta plašu skriptu komplektu, ko var programmēt un paplašināt, izmantojot jauno programmatūru EV3.

EL3CTRIC GUITAR - Iemetot vienu stīgu, sataustot fretboard kaklu, izmantojot tremolo sistēmu, jūs varat spēlēt neticamus solo šajā ģitārā!

EV3MEG ir palīgs robots, kas, pateicoties gaismas sensoram, var precīzi pārvietoties pa noteiktas krāsas līnijām. Atrod ceļā esošos šķēršļus un reaģē uz tiem. Tas spēj gan patstāvīgi, gan kontrolēti, izmantojot infrasarkano bāku.

Spēle EV3 - robots var paslēpt bumbu zem kausa, pēc tam nomainīt krūzes vietām, un jums ir jāuzmin, kur ir bumba. Izmantojot IR bāku, jūs varat iestatīt līmeni.

MR.B3AM - mēra LEGO® Technic siju garumu, nosaka siju krāsu un izmēru.

ROBODOZ3R - robotu buldozers. Tas var pārvietoties neatkarīgi vai tikt vadīts no attāluma.Notīra savu ceļu, nokrītot un izspiežot ceļā esošos priekšmetus.

Sakarā ar to, ka šie komplekti liek domāt, modelēt, izgudrot, parasti veicina radošumu un attīstību, nebūt nav pārsteidzoši, ka daudzās valstīs tiek plaši ieviesta koledžu un skolu izglītība, izmantojot LEGO Mindstorms komplektus.

Robotu sacensības ir kļuvušas diezgan populāras, kurās katra izglītības iestāde var izvietot savas robotikas komandas sacensībām. Šādas sacensības tiek rīkotas Krievijā, slavenākais no šādiem pasākumiem - RoboFest. Labākie no labākajiem dodas uz pasaules robotu olimpiādi - WRO (World Robot Olympiad).

Kur iegādāties LEGO Mindstorms EV3?

LEGO Mindstorms EV3 cena ir atkarīga no iepakojuma paketes. No LEGO Education mazumtirgotājiem ir pieejamas dažādas LEGO Mindstorms konfigurācijas, tās izglītojošās versijas.

Skatīt arī mūsu mājas lapā:Ierīces un programmēšanas mikrokontrolleri iesācējiem