Roboty LEGO Mindstorms - zabawna robotyka

Konstruktor LEGO Mindstorms to zestaw jednostek elektronicznych i współpracujących części zaprojektowanych do stworzenia programowalnego robota. LEGO wprowadziło pierwszy zestaw Mindstorms w 1998 roku, a 8 lat później, w 2006 roku, pierwsza wersja zestawu LEGO Mindstorms NXT 1.0 została wydana, po kolejnych 3 latach, w 2009 roku, druga wersja zestawu - LEGO Mindstorms NXT 2.0. wreszcie w 2013 roku zestaw LEGO Mindstorms EV3 trafił do sprzedaży.

Zestaw LEGO Mindstorms zawiera zarówno standardowe części LEGO, takie jak osie, koła zębate, belki, koła i serwomotory, a także silniki, czujniki i programowalne urządzenie. Te zestawy są podzielone na zasoby i podstawowe.

Podstawowy zestaw LEGO MINDSTORMS NXT ma trzy wersje:

• LEGO MINDSTORMS 8527 zawiera 577 części wyprodukowanych w 2006 roku. To jest pierwsza wersja pakietu komercyjnego;

• 9797 Zestaw podstawowy LEGO MINDSTORMS Education NXT zawiera 431 części, wydanie z 2006 roku. Jest to podstawowy zestaw do szkolenia, zestaw edukacyjny;

• 8547 LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 zawiera 619 części wyprodukowanych w 2009 roku. To jest druga wersja pakietu komercyjnego.

Każdy z trzech zestawów zawiera jednostkę inteligentną NXT w tej samej wersji. Oprogramowanie układowe jest inne, ale można je łatwo zaktualizować, więc zestawy można zasadniczo uznać za równoważne.

Zestaw edukacyjny LEGO MINDSTORMS ma dwie wersje:

• 9648 Zestaw zasobów edukacyjnych LEGO MINDSTORMS;

• 9695 Zestaw zasobów edukacyjnych LEGO MINDSTORMS.

Wersja Resource Kit 2010 zawiera 817 części, są one bardziej zróżnicowane.

Zestaw podstawowy LEGO MINDSTORMS EV3 3.0 2013 jest dostępny w jednej wersji 31313 i zawiera 601 części. „EV” oznacza Evolution.

Zestawy LEGO Mindstorms są wyposażone w jednostki sterujące na mikrokontrolerach kilku wersji RCX, NXT i EV3. W tej chwili są trzy z nich, dodatkowo są modyfikacje 1.0; 2.0 i 3.0.

Ogromna liczba czujników dostarczanych z zestawami LEGO Mindstorms otwiera ogromne możliwości dla kreatywności. Czujniki są również dostępne od innych producentów, takich jak Mindsensors i HiTechnic. Oto tylko kilka przykładów standardowych czujników LEGO Mindstorms NXT: obrotomierz serwo silnika NXT, ultradźwiękowy czujnik odległości NXT, czujnik dotykowy NXT, czujnik dźwięku NXT, czujnik światła NXT. Ogólnie lista jest dość obszerna.

Rzućmy okiem na to, czym jest zestaw LEGO MINDSTORMS EV3.

Jeśli chodzi o wypychanie EV3, inteligentna jednostka jest wyposażona w procesor Sitara AM1808 (ARM9) 300 MHz MHz firmy Texas Instruments, ma 64 MB pamięci RAM, 16 MB pamięci Flash, a także gniazdo microSDHC na karty pamięci do 32 GB. W obecności hosta USB i Bluetooth możliwe jest Wi-Fi za pomocą klucza USB, obsługiwane są urządzenia Apple. Urządzenie jest również wyposażone w monochromatyczny wyświetlacz LCD o rozdzielczości 178x128. Wszystkie silniki i czujniki NXT są w pełni kompatybilne z jednostką EV3. Nawiasem mówiąc, blok NXT można zaprogramować dla EV3, ale niektóre funkcje nie będą dostępne.

Pudełko z projektantem może być rozmieszczone na torze za pomocą stref wielokolorowych, a czujniki kolorów doskonale z nimi współdziałają. Części w pudełku są początkowo ułożone w kilku osobnych torbach. Ponadto istnieje zestaw naklejek i instrukcji.

Inteligentne pudełko EV3 jest sercem projektanta. Zasilanie zapewnia 6 palców. Istnieje 6 przycisków do sterowania, a podświetlenie ma trzy tryby wyświetlania kolorów. Istnieją 4 porty wejściowe do podłączenia czujników, są też 4 porty wyjściowe poleceń. Aby podłączyć urządzenie do komputera - gniazdo miniUSB, port hosta USB do organizowania połączeń, zintegrowany głośnik i, jak wspomniano wcześniej, gniazdo karty pamięci. Interfejs programu pozwala tworzyć i konfigurować programy bezpośrednio z bloku.

Oprócz inteligentnego urządzenia, zestaw zawiera:

2 duże serwosilniki wyposażone w precyzyjne czujniki obrotu i rozwijające 170 obr / min przy maksymalnym momencie obrotowym 40 Ncm.

Jest też jeden średni silnik serwo, moment obrotowy jest mniejszy - do 12 Ncm, jednak prędkość może osiągnąć 250 na minutę.

Czujnik koloru i światła z możliwością rozróżnienia 8 kolorów z częstotliwością próbkowania do 1 kHz.

Czujnik dotykowy wykrywający kliknięcie, dotyk, zwolnienie i zliczanie ich liczby.

Czujnik odległości na podczerwień, odpowiedni do zdalnego sterowania, zdolny do odbierania sygnału nawet z 2 metrów, z zakresem pomiaru odległości w promieniu do 70 cm. Dostępne są 4 kanały do ​​indywidualnego odbioru sygnałów, polecenia sterujące.

Sygnalizator podczerwieni dla czujnika podczerwieni, może działać jako pilot zdalnego sterowania. Obudowa ma zieloną diodę LED i selektor kanałów. Może zdradzić w 4 osobnych kanałach w promieniu 2 metrów. Automatycznie wyłącza się po godzinie bezczynności. Jest zasilany przez dwie różowe baterie.

Przewody

Oprócz czujników zawartych w zestawie można zastosować inne czujniki:

Żyroskopowy czujnik do pomiaru ruchów obrotowych robota z dokładnością do 3 stopni, wrażliwy na momenty do 440 stopni na sekundę. Częstotliwość odpytywania do 1 kHz.

Czujnik ultradźwiękowy do pomiaru odległości poprzez przesyłanie i odbieranie fal odbitych. Może działać jako sonar i odbiornik fal dźwiękowych jako sygnałów sterujących. Może mierzyć odległości do 2,5 metra z dokładnością do 1 cm.

Obsługiwane są nie tylko czujniki i akcesoria LEGO, ale także modele innych firm, takie jak Mindsensors i HiTechnic. Mogą to być joysticki, kompasy, akcelerometry itp. Zakres różnych rozwiązań jest bardzo, bardzo szeroki.

Aby zaprogramować robota, możesz użyć oprogramowania LEGO Mindstorms EV3 Home Edition dla systemu Windows lub OS X, które można łatwo pobrać z oficjalnej strony internetowej LEGO. Istnieje również mnóstwo oprogramowania układowego, materiałów szkoleniowych na temat programowania, filmów, interaktywnych instrukcji, opisów misji.

Oczywiście EV3 można kontrolować za pomocą smartfona na Androidzie lub iOS, do tego istnieją osobne aplikacje. Programowanie jest możliwe w Javie i wielu innych językach: ASM / C / C ++ / Perl / Python / Ruby / VB / Haskell / Lisp / Matlab / LabVIEW.

Na oficjalnej stronie LEGO można znaleźć 17 modeli z instrukcjami montażu różnych robotów z zestawu EV3. Te modele to:

TRACK3R to robot gąsienicowy o dużym rozstawie kół i czterema wymiennymi narzędziami.

SPIK3R jest robotem skorpiona, może ostro się obrócić, chwycić przedmioty kruszarką pazurową, a błyskawiczny ogon odeprze wszystko, co stanie mu na drodze.

R3PTAR - kobra o wysokości 35 cm, może ślizgać się po podłodze, atakować obiekty z kłami z dużą prędkością.

GRIPP3R - ten robot jest w stanie podnosić ciężary, może chwytać, podnosić i rzucać puszkę.

EV3STORM to śledzony robot z wieloma misjami.

BOBB3E - robot ładujący Bobcat® z możliwością zdalnego sterowania za pomocą przycisków nawigacyjnych na podczerwień, może przenosić lub podnosić różne przedmioty.

BANNER PRINT3R - drukarka robotów. Może rysować zwykłym markerem, rysując linie. Możesz ustawić własny rysunek.

RAC3 TRUCK - ciężarówka wyścigowa ze zdalnym sterowaniem. Możesz dodać zwiastun.

DINOR3X - robot Triceratops chodzi i włącza cztery nogi.

KRAZ3 - Robot reaguje na sygnał podczerwieni swojego przyjaciela robaka. Możesz również kontrolować robota za pomocą niestandardowego programu lub programu, dzięki czemu porusza się wyłącznie za błędem;

EV3D4 - stworzony na podstawie „Gwiezdnych wojen”, może podążać za właścicielem, poruszać się po latarni podczerwieni, komunikować się. Obsługuje szeroki zestaw skryptów, które można programować i rozszerzać za pomocą nowego oprogramowania EV3.

Gitara EL3CTRIC - uderzając w jeden strun, dotykając gryfem gryfów, używając systemu tremolo, możesz grać na niesamowitych solówkach na tej gitarze!

EV3MEG to asystent robota, który dzięki czujnikowi światła może precyzyjnie poruszać się po liniach określonego koloru. Wykrywa przeszkody na drodze i reaguje na nie. Jest w stanie poruszać się zarówno niezależnie, jak i sterowany za pomocą promienia podczerwieni.

Game EV3 - robot może ukryć piłkę pod kubkiem, a następnie zmienić kubki w miejscach i musisz zgadnąć, gdzie jest piłka. Za pomocą latarni na podczerwień możesz ustawić poziom.

MR.B3AM - mierzy długość wiązek LEGO® Technic, określa kolor i rozmiar wiązek.

ROBODOZ3R - spychacz robota. Może poruszać się niezależnie lub być sterowany zdalnie.Oczyszcza mu drogę, spadając i popychając przeszkadzające przedmioty.

Ponieważ zestawy te sprawiają, że myślisz, modelujesz, wymyślasz, ogólnie pobudzasz kreatywność i rozwój, nic dziwnego, że w wielu krajach edukacja szkolna i szkolna z wykorzystaniem zestawów LEGO Mindstorms jest szeroko wdrażana.

Konkursy robotów stały się dość popularne, w których każda instytucja edukacyjna może umieścić swoje zespoły robotyki na konkursach. Takie konkursy odbywają się w Rosji, najbardziej znanym z takich wydarzeń - RoboFest. Najlepsi z najlepszych udają się na World Robot Olympiad - WRO (World Robot Olympiad).

Gdzie kupić LEGO Mindstorms EV3?

Cena LEGO Mindstorms EV3 zależy od pakietu. Różne konfiguracje LEGO Mindstorms, jego wersje edukacyjne, są dostępne u wyspecjalizowanych sprzedawców LEGO Education.

Zobacz także na naszej stronie internetowej:Urządzenie i mikrokontrolery programujące dla początkujących