Rezumat: Se efectuează un studiu superficial al unui complex robotic care include proiectantul Lego Mindstorms NXT 2.0 și mediul de programare NXT-G. Scop: familiarizarea cu componentele de bază ale designerului Lego Mindstorms NXT 2.0, interfața de mediu NXT-G și învățați cum să creați cel mai simplu program "Hello, world!".
Manualul acestui curs este distribuit sub licența Creative Commons Attribution-Noncommercial: lego-nxt-g.pdf
Studiul roboticii astăzi începe deja cu banca școlii. Cu toate acestea, nu toate școlile sunt atât de norocoase și există o serie de motive obiective pentru acest lucru. În primul rând, costul unui singur complex robotizat (denumit în continuare Lego Mindstorms NXT 2.0) depășește costul unui sistem informatic mediu. În al doilea rând, un profesor de înaltă calificare ar trebui să conducă clasele de robotică, la fel de bine cunoscute în designul tehnic, în microelectronică și în programare. Formarea unor astfel de specialiști abia începe astăzi. În al treilea rând, manualele de limbă rusă, publicate de la tipărit până în prezent, pot fi numărate, aparent, pe degetele unei mâini.
Nu cu mult timp în urmă a apărut o versiune mai nouă a complexului robotic LegoMindstorms EV3. Cu toate acestea, parcul de roboți Mindstorms NXT 2.0, disponibil în școlile și centrele de creație tehnică din Rusia, este atât de mare încât ar fi greșit să îl aruncați.
Programarea astăzi nu este atât de atractivă pentru elevii de acum 15-20 de ani. Acest lucru este remarcat de mulți profesori școlare și universitari de informatică. Avem nevoie de noi instrumente pentru a motiva studenții în acest domeniu. În opinia noastră, robotica astăzi este doar un astfel de instrument. Prin urmare, manualul se concentrează asupra componentei algoritmice a roboticii.
Atragem atenția studenților la ceva - și acest lucru este foarte important! - că atunci când lucrați cu manualul, nu trebuie să efectuați numai sarcini, ci trebuie să tastați și să verificați sarcinile din exemple. Acest lucru va ajuta la înțelegerea mai bună a limbii și a caracteristicilor programării roboților.
Considerăm programarea roboților în versiunea engleză a mediului NXT-G, deoarece este distribuită în mod liber.
Compoziția designerului Lego Mindstorms NXT 2.0. Tehnologia NXT
Această secțiune furnizează informații succinte privind componența designerului Lego Mindstorms NXT 2.0 și NXT-tehnologie, bazat pe manualul utilizatorului care a venit cu 8547. Dacă aveți ghidul de mai sus și sunteți deja familiarizați cu ea, puteți trece la secțiunea 1.2.
NXT este un robot inteligent, controlat de calculator, bazat pe elementele LEGO și sistemul MINDSTORMS.
Baza designerului Lego Mindstorms NXT 2.0 este unitatea programabilă NXT (denumită și "cărămidă"), servomotoare interactive și mai mulți senzori. Kitul 8547 include:
- doi senzori de presiune - butoane;
- senzorul de culoare este un senzor RGB care permite robotului să distingă culorile și să măsoare luminozitatea luminii ambientale;
- senzor de ultrasunete - "ochii" robotului, permițându-i să măsoare distanța față de obiect.
În versiunea educațională a designerului există și un senzor de sunet care măsoară volumul de sunet, iar în locul unui senzor RGB există un senzor de lumină ambientală. Există și alți senzori disponibili separat de kit, de exemplu, pentru măsurarea temperaturii, pH-ului, senzorului giroscopic, busolei etc.
Toate senzorii și motoarele sunt conectate la unitatea NXT prin porturile de intrare și ieșire prin intermediul cablurilor negre cu șase fire. Senzorii sunt conectați la porturile de intrare numerotate de la 1 la 4, iar motoarele la porturile de ieșire care au numele A, B, C pe blocul NXT.
Producătorul recomandă utilizarea porturilor standard pentru conectarea senzorilor și a motoarelor:
- Port 1: senzor tactil
- Port 2: senzor tactil
- Port 3: senzor de culoare
- Portul 4: senzor ultrasonic
- Port A: Motor pentru funcții suplimentare
- Port B: Motor pentru mișcare
- Port C: Motor pentru mișcare
În cursul nostru de instruire, noi aderăm la aceste recomandări. De fapt, puteți conecta senzorii la porturi arbitrare. Observați porturile standard atunci când lucrați cu meniul Try Me (vezi mai jos).
NXT este alimentat de șase baterii AA. Versiunea educațională a kitului include o baterie reîncărcabilă.
Lucrul cu meniul NXT se face folosind cele patru butoane (Figura 1.1):
Sarcina 1.1. Aflați cum să activați și să dezactivați NXT-ul. Încercați să dezactivați NXT în cele două moduri descrise mai sus.
Toate informațiile de pe afișajul NXT sunt afișate în limba engleză. Când porniți ecranul NXT arata ca în Fig. 1.3:
Dacă funcția NXT funcționează corect, pictograma stare de funcționare se rotește. Dacă rotația pictogramei sa oprit, atunci NXT se blochează și necesită o repornire.
Implicit, robotul este numit NXT. Numele poate fi schimbat. Cum se face acest lucru, vezi în 1.2.
Activitatea 1.2. Porniți NXT. Examinați informațiile afișate pe ecranul NXT. Navigați prin meniul principal al NXT utilizând săgețile. Opriți NXT.
Luați în considerare structura meniului NXT.
- Fișierele mele. Toate fișierele NXT sunt stocate aici.
- Fișiere software. Aici sunt stocate fișierele de programe compilate stocate de utilizator. Aici se desfășoară programele.
- Fișiere NXT. Fișiere de serviciu NXT.
- Fișiere de sunet. Există diferite fișiere audio, atât încorporate, cât și înregistrate de utilizator. Puteți înregistra propriile sunete, apoi le puteți folosi în programe.
- Fișiere de date. Conține date colectate de NXT utilizând meniul NXT Datalog. Datele pot fi citite în timpul funcționării programului sau pot fi transferate prin Bluetooth pe alte dispozitive.
- Încearcă-mă. Prin conectarea senzorilor și a motoarelor la porturile corespunzătoare, aveți posibilitatea să derulați mai multe programe gata făcute și să vă familiarizați cu capabilitățile designerului.
Exemplul 1.1. Configurați NXT astfel încât să se oprească automat după două minute de inactivitate. Pentru aceasta, alegeți din meniul principal Settings \ Sleep. Apoi utilizați săgețile pentru a selecta valoarea dorită (valoarea curentă este afișată pe ecran) și faceți clic pe intrare (butonul portocaliu). Dacă nu lucrați cu NXT acum două minute, acesta se va dezactiva. Rețineți opțiunea Niciodată: în acest mod NXT nu va fi oprită până când nu o faceți singur. Dar acest lucru poate duce la o descărcare mai rapidă a bateriilor.
Exemplul 1.2. Să încercăm să redăm fișiere audio pe blocul NXT. Meniul principal \ Fișierele mele \ Fișiere de sunet \ Lucrare bună. Fereastra afișează numele fișierului selectat și opțiunile de lucru cu acesta, care pot fi derulate utilizând săgețile:
- Run - executați fișierul selectat pentru execuție (pictograma stării de lucru). Dacă selectați această opțiune, fișierul audio va fi redat. În timp ce fișierul rulează, pe ecran apare mesajul Rularea. și la sfârșit.
- Șterge - șterge fișierul selectat (pictograma Coșul de reciclare). Dacă selectați această opțiune, va apărea un mesaj de avertizare. Sunteți sigur? (Esti sigur?). Opțiunea implicită este pictograma sub forma unei cruci (nu). În cazul în care fișierul selectat trebuie să fie șters, utilizați săgeata pentru a selecta pictograma de marcaj (Da).
- Trimiteți - trimiteți (pictograma mesajului). Pentru a trimite un fișier către alte dispozitive, trebuie să configurați mai întâi un canal de comunicații Bluetooth.
Alocarea 1.3. Setați volumul maxim al difuzoarelor. Verificați volumul redând un fișier de sunet NXT arbitrar. Setați un volum confortabil pentru dvs.
Alocarea 1.4. Aflați diferite opțiuni pentru oprirea automată NXT. Setați temporizatorul de somn la 10 minute.
Cesiune 1.5. Testați senzorii de atingere, ultrasunete, motor utilizând meniul Try Me (nu uitați de porturile standard de conectare a senzorilor).
Lucrul cu alte elemente de meniu va fi considerat necesar.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: