Lego mindstorms nxt

Перед началом работы
Программное обеспечение для NXT 2.0 (набор 8547) не может быть установлено на персональных компьютерах Mac с ОС 10.10 Yosemite.
Загрузка программного обеспечения

Необходимо удалить все предыдущие версии ПО LEGO® MINDSTORMS®. Вам потребуются права администратора для компьютера, на котором вы хотите установить программу.

Используйте ссылки ниже, чтобы загрузить копию ПО NXT 2.0 из набора 8547. Веб-браузер Safari не распознаёт загрузку как файл .zip. Мы рекомендуем пользователям Mac использовать Mozilla Firefox или Google Chrome.

MINDSTORMS NXT 2.0 — Windows
NXT 2.0 — Mac

Инструкции для пользователей ОС Windows

  1. Извлеките загруженный файл .zip в папку на вашем компьютере.
  2. После того как вы извлекли .zip-файл, откройте папку и дважды щелкните файл с именем Autorun.exe.
  3. Следуйте инструкциям на экране по установке программного обеспечения.
  4. После установки программы может потребоваться перезагрузить компьютер.

Для запуска программы дважды щёлкните кнопкой мыши по иконке MINDSTORMS NXT на рабочем столе. При первом запуске программы может потребоваться несколько минут для подготовки системы.

Инструкции для пользователей Mac

  1. Не забудьте разрешить установку программ не только из Mac App Store и от идентифицированных разработчиков игр. Просмотреть или изменить эту настройку можно в разделе «Безопасность и конфиденциальность» настроек системы.
  2. Извлеките загруженный файл .zip в папку на вашем компьютере.
  3. После извлечения .zip-файла откройте папку и дважды щёлкните файл с именем Install. Выберите во всплывающем предупреждении системы безопасности «Не предупреждать меня при открытии пакетов этого образа диска» и нажмите OK.
  4. Будет запущено меню установки NXT 2.0. Просто выберите необходимый язык меню и следуйте инструкциям, появляющимся на экране.

Чтобы запустить программу, выберите NXT LEGO Mindstorms из раздела «Приложения» и нажмите Mindstorms NXT. При первом запуске программы может потребоваться несколько минут для подготовки системы.

Базовый набор Lego Mindstorms Education EV3

Базовый набор считается образовательной версией и предназначен больше для использования в образовательных учреждениях.

Его также можно использовать и дома. В его комплект входит удобная пластиковая коробка с отсеком для деталей. Конструктор Lego Mindstorms EV3 45544 не имеет в комплекте инфракрасного датчика и инфракрасного маяка.

Вместо них в комплект входит ультразвуковой датчик. В настоящее время программное обеспечение также находится в свободном доступе на официальном сайте. При помощи базового набора можно собрать четыре стандартных модели роботов.

  1. Робот гиробой – самобалансирующийся робот
  2. Сортировщик цветов
  3. Робот щенок
  4. Рука робота H25 – манипулятор

Также в состав EV3 45544 входит инструкция для сборки мобильной платформы.

Мобильная платформа позволяет быстро начать изучение различных типов движения робота с использованием датчиков.

Кроме учебного программного обеспечения на официальном сайте доступны комплекты учебных материалов.

  • Космические проекты EV3
  • Инженерные проекты EV3
  • Программа по информатике EV3
  • Физические эксперименты EV3

Ресурсный набор Lego Mindstorms EV3 45560

Конструктор Lego Mindstorms EV3 45544 базовый набор может дополнятся ресурсным набором Lego Mindstorms EV3 45560.

Он расширяет функциональные возможности базового образовательного набора. В состав ресурсного набора также входит пластиковая коробка с отсеком для деталей. Набор содержит детали механики. С помощью ресурсного набора можно дополнительно по инструкциям собрать и запрограммировать ещё пять стандартных моделей.

  1. Робот танк
  2. Робот Знап
  3. Лестничный вездеход
  4. Робот слон
  5. Фабрика спиннеров
  6. Пульт дистанционного управления

Все инструкции по сборке и программы для роботов находятся в программном обеспечении, которое устанавливается на компьютер. Но если понадобится собрать свою сложную модель, то деталей двух наборов может не хватить. Тогда, возможно, появится необходимость в приобретении дополнительных деталей.

Сложные траектории движения — частоиспользуемые техники изменения положения робота на поле. Робот должен проехать по квадрату или завернуть за угол лабиринта, объехать препятствие по дуге. На LEGO Mindstorms RCX и NXT роботов расчет траектории для таких передвижений был нетривиально вещью. Приходилось либо вручную подбирать значения, насколько нужно повернуться каждому из моторов, либо выводить сложную формулу зависящую от диаметра колеса и ширины колесной базы робота.

Но в любом случае, как только вы меняли базу робота, или ставили бОльшие колеса, всю работу приходилось начинать сначала.
В новых EV3 наборах ситуация значительно упростилась с появлением в стандартной поставке датчика-гироскопа. Один из режимов, в которых он работает, — режим замера угла, на сколько изменилось положение датчика.
Например, самая простая программа для выполнения роботом поворота на 90 градусов вокруг своей оси будет выглядеть следующим образом:


Если прочитать эту программу человеческим языком, то она будет выглядеть следующим образом:

  • Включить моторы на выполнение вращения вокруг своей оси и перейти к следующему блоку
  • Ждать пока на датчике-гироскопа не станет больше 90 градусов
  • Остановить моторы

Если вы поменяете теперь колеса на бОльшие по диаметру, робот все равно будет останавливаться примерно в той же позиции, что и со старыми колесами. Тоже самое касается изменения колесной базы.
Причем положение датчика-гироскопа на роботе не важно. Ровно также как и не важно, выполняет робот поворот вокруг своей оси или едет по дуге. Датчик всегда позволит отследить повернулся робот относительно прежней позиции на заданный градус или нет.


На этой схеме видно, что даже если робот выполняет поворот вокруг своей оси, то датчик уже очерчивает окружность определенного диаметра и при этом относительно старой позиции поворачивается на 90 градусов.
Недостаток программы, приведенной выше, заключается в том, что в блоке ожидания всегда нужно указывать новое положение датчика, относительно старого, поскольку именно с этим значением и будет происходить сравнение. Причем нужно также иметь в виду в какую сторону вращается датчик (вместе с роботом), т.е. значение стало больше, чем заданное или меньше.
Иными словами, если робот уже повернулся относительно позиции, в которой инициализировался датчик, на 45 градусов, то в блоке ожидания нужно уже будет сравнивать показания датчика со 135 градусами.
Это неудобство можно избежать, если использовать режим ожидания изменения в блоке, вместо режима сравнения:

По сути в этом режиме происходит сравнение: изменилось ли на заданный угол предыдущее значение. Т.е. даже не важно в какую сторону вращается датчик — главное, что новое значение отличается от предыдущего на указанный угол.
Тогда новая программа будет выглядеть вот таким образом:

Загрузив эту программу на робота, можно провести запуск и увидеть, что погрешность выполнения поворота довольно велика. Что именно происходит и как с этим бороться будет рассмотрено в следующей статье.

Введение:

Завершающий урок цикла «Первые шаги» посвятим изучению гироскопического датчика. Данный датчик, как и ультразвуковой, присутствует только в образовательной версии набора Lego mindstorms EV3. Тем не менее, пользователям домашней версии конструктора советуем тоже обратить внимание на данный урок. Возможно, что прочитав о назначении и использовании этого датчика, вы пожелаете его приобрести в дополнение к своему набору.

10.1. Изучаем гироскопический датчик

Гироскопический датчик (Рис. 1) предназначен для измерения угла вращения робота или скорости вращения. Сверху на корпусе датчика нанесены две стрелки, обозначающие плоскость, в которой работает датчик. Поэтому важно правильно установить датчик на робота. Также для более точного измерения крепление гироскопического датчика должно исключать его подвижность относительно корпуса робота. Даже во время прямолинейного движения робота гироскопический датчик может накапливать погрешность измерения угла и скорости вращения, поэтому непосредственно перед измерением следует осуществить сброс в 0 текущего показания датчика. Вращение робота против часовой стрелки формирует отрицательные значения измерений, а вращение по часовой стрелке — положительные.

Рис. 1

Рассмотрим программный блок «Гироскопический датчик» (Рис. 2) Желтой палитры. Этот программный блок имеет три режима работы: «Измерение», «Сравнение» и «Сброс». В режиме «Измерение» можно измерить «Угол», «Скорость» или одновременно «Угол и скорость».

Рис. 2

Давайте закрепим гироскопический датчик на нашем роботе (Рис. 3), подсоединим его кабелем к порту 4 модуля EV3 и рассмотрим примеры использования.

Рис. 3

Задача №22: написать программу движения робота по квадрату с длиной стороны квадрата, равной длине окружности колеса робота.

Решение:

  1. Перед началом движения сбросим датчик в 0, используя программный блок «Гироскопический датчик» Желтой палитры;
  2. Мы уже знаем: чтобы проехать прямолинейно требуемое расстояние — необходимо, воспользовавшись программным блоком «Независимое управление моторами», включить оба мотора на 1 оборот.
  3. Для поворота робота на 90 градусов в этот раз воспользуемся гироскопическим датчиком:
    1. используя программный блок «Независимое управление моторами», заставим робота вращаться вправо вокруг своей оси;
    2. используя программный блок «Ожидание» в режиме «Гироскопический датчик», будем ждать, пока значение угла поворота не достигнет 90 градусов;
    3. Выключим моторы;
  4. Используя программный блок «Цикл» в режиме «Подсчет», повторим шаги 1 — 3 четыре раза.

Попробуйте решить Задачу №22 самостоятельно, не подглядывая в решение.

Решение Задачи №22

Рис. 4

«Первые шаги» — послесловие

Десятый урок завершает курс «Первые шаги». На протяжении всех уроков вы познакомились с конструктором Lego mindstorms EV3, со средой программирования, научились использовать моторы и датчики. Если вы успешно одолели курс «Первые шаги», то впереди вас ждет знакомство с решением популярных задач робототехники в рамках курса «Практика». Удачи!