Lego Mindstorms NXT

Kamień NXT

NXT to komputer sterujący z Lego Mindstorms serii produktów . Posiada złącza dla kilku czujników i elementów wykonawczych , a także interfejsy USB i Bluetooth . Komputer można programować na komputerze PC za pomocą specjalnych języków programowania . NXT został zaprezentowany na targach Consumer Electronics Show na początku 2006 roku i jest dostępny w Niemczech od października 2006 roku.

Mindstorms Robots (NXT 1.0)

NXT ma procesor ARM . Nowością były czujniki hałasu i ultradźwiękowe . Wyposażonym w niego robotem można również sterować zdalnie za pomocą telefonu komórkowego lub komputera przez Bluetooth . Możliwe jest również użycie telefonu komórkowego wyposażonego w aparat jako czujnik aparatu.
Wymagane do tego oprogramowanie można pobrać ze strony internetowej LEGO Mindstorms. Można tam również znaleźć dokumentację, aktualizacje oprogramowania, zestawy do tworzenia oprogramowania (SDK) oraz kod źródłowy oprogramowania (od grudnia 2006).

Wersje

Zestaw Mindstorms NXT (8527, wersja standardowa) jest dostępny w Niemczech od października 2006 roku. Wersja 2.0 systemu NXT jest teraz dostępna z zestawem 8547. W tych wersjach oprogramowanie jest zawarte w zestawie. Dostępny jest również zestaw Education Basic (9797), który jest wersją szczególnie zoptymalizowaną do codziennego życia w szkole, w wytrzymałym plastikowym pudełku. W przeciwieństwie do innych wersji oprogramowanie należy zakupić osobno tutaj.

7 stycznia 2013 roku LEGO zaprezentowało na targach CES następcę systemu Mindstorms EV3, który ma kompatybilność silnika i czujnika z NXT. Dodatkowo, w porównaniu do NXT, ultradźwięki zostały zastąpione przez czujnik odległości na podczerwień oraz dodano czujnik żyroskopowy . Nowy model wszedł na rynek we wrześniu 2013 roku.

Podstawowe wyposażenie

Zestaw Lego Mindstorms NXT zawiera:

Silnik z wbudowanym czujnikiem obrotów
  • jeden (NXT 1.0) lub dwa (NXT 2.0) czujniki przyciskowe ( zdjęcie )
  • Czujnik ultradźwiękowy ( zdjęcie ) Może mierzyć odległość między sobą a obiektem. Zakres pomiarowy wynosi od 6 cm do 255 cm.
  • Czujnik światła ( obraz ) (NXT 1.0) lub czujnik koloru (NXT 2.0)
  • Czujnik dźwięku ( obraz ) (tylko NXT 1.0)
  • siedem 6-żyłowych kabli połączeniowych (w tym 1 × 20 cm, 4 × 35 cm i 2 × 50 cm)
  • 619 elementów technologii Lego
  • Instrukcje budowania
  • Podkładka testowa / kalibracyjna
  • NXT-G, graficzne zintegrowane środowisko programistyczne dla systemów operacyjnych Windows i macOS
  • Kabel USB

Specyfikacje sprzętowe cegły NXT

przewód łączący

kabel elektryczny

Pakiet podstawowy NXT (zestaw 8547) zawiera siedem kabli połączeniowych NXT.

Jest to sześciobiegunowy kabel zakończony wtyczką RJ12 . Jedyną różnicą w stosunku do złącza RJ12 jest to, że nosek połączenia znajduje się z boku, a nie pośrodku.

Istnieją również kable adaptera (zestaw 8528) do starych kabli połączeniowych RCX. Oznacza to, że można używać wszystkich czujników analogowych RCX (poprzednika NXT), ale w standardowym środowisku programowania „NXT-G” wymagana jest (bezpłatna) aktualizacja, aby można było zaadresować czujniki.

Przypisanie gniazda

Kołek 1 2 3 4 5 6th
funkcjonować Wejście analogowe
lub
+9 V. 		GND GND + 4,3 V. I²C -SCL
lub
RS485 -A 		I²C -SDA
lub
RS485 -B

ekwipunek

Wszystkie czujniki i sam klocek NXT są również dostępne osobno.

  • Zestaw baterii 9798 (9 V); 1400 mAh pasujące do transformatora 9833
  • Zestaw baterii 9693 (10 V); 2100 mAh pasujące do transformatora 8887
  • Zestaw 8529 zawiera siedem kabli połączeniowych NXT; raz 20 cm, cztery razy 35 cm, dwa razy 50 cm
  • Zestaw 8528 zawiera trzy kable adaptera do silników RCX i czujników
  • Zestaw 9797 Szkolna wersja (431 sztuk) zestawu Mindstorms NXT zawiera od lipca 2010 roku akumulator Li-Ion 2100 mAh oraz trzy przejściówki do podłączenia lamp oraz starszych silników i czujników, elementów technologii LEGO. Oprogramowanie należy zakupić osobno, ale jest też rozszerzoną wersją szkolną: LEGO 2000080. Zawiera edukatora robota (programy do nauki z animacjami 3D) oraz DATA Logging (gromadzenie danych pomiarowych).

Ponadto istnieją obecnie różne czujniki innych firm, które nie są bezpośrednio obsługiwane przez NXT-G . LEGO oferuje teraz aktualizację dla NXT-G, z którą można zintegrować bloki tych czujników.

Szczególne miejsce zajmuje tutaj HiTechnic, który oficjalnie współpracuje z LEGO od 17 września 2007 roku. Firma HiTechnic otrzymała pozwolenie na używanie oficjalnej obudowy czujnika LEGO. Ponadto LEGO sprzedaje teraz te czujniki. Do asortymentu LEGO dodano następujące czujniki HiTechnic:

LEGO sprzedaje również czujnik Codatex RFID

programowanie

Dalmierz ultradźwiękowy

Graficzne środowisko programistyczne NXT-G dostarczone przez LEGO zostało opracowane przez Lego we współpracy z National Instruments i jest oparte na graficznym interfejsie programowania LabView . Ten program zawiera instrukcje programowania krok po kroku dla wszystkich podstawowych funkcji. Ponadto istnieje również duża liczba alternatywnych opcji programowania.

Alternatywne języki programowania

Alternatywne języki programowania umożliwiają pisanie i kompilowanie własnych programów, które podobnie jak programy NXT-G działają bezpośrednio na NXT. Czasami używa się do tego oddzielnego oprogramowania układowego, a czasami można nadal używać oryginalnego oprogramowania układowego.

  • NBC (Next Byte Code) to język o składni podobnej do asemblera
  • NXC (Not eXactly C), język o składni podobnej do języka C.
  • leJOS , Java - system operacyjny dla NXT i RCX
  • nxtOSEK , system operacyjny czasu rzeczywistego, który jako jedyny umożliwia natywne wykonywanie kodu C i C ++
  • pbLua , implementacja Lua
  • LabVIEW , zestaw narzędzi LabVIEW do LEGO MINDSTORM NXT (Robolab)
  • RobotC, język dystrybuowany przez Robotics Academy ze składnią opartą na C
  • Enchanting , oparty na Scratch / BYOB zestaw narzędzi wykorzystujący LeJos jako oprogramowanie układowe dla NXT
  • nxt, biblioteka opracowana dla Microsoft Touch Develop , do programowania NXT bezpośrednio na Windows Phone

Programowanie zdalne

Do programowania zdalnie sterowanego oferowane są biblioteki języków programowania, które mogą sterować NXT zdalnie przez połączenie Bluetooth lub USB. Sam program działa na zdalnie sterowanym komputerze. Obejmują one:

  • MindSqualls, biblioteka programów dla .NET do tworzenia programów, które zdalnie sterują NXT przez Bluetooth
  • AForge.NET , zawiera bibliotekę programów podobną do MindSqualls
  • MonoBrick, biblioteka komunikacyjna Lego Mindstorms w C, która pozwala tworzyć programy, które zdalnie sterują NXT przez połączenie Bluetooth lub USB
  • RWTH - Mindstorms NXT Toolbox, biblioteka (a także dokumentacja i przykłady) do sterowania NXT z Matlab przez Bluetooth lub USB
  • MIT App Inventor (dawniej „Google App Inventor”) umożliwia tworzenie programów dla systemu operacyjnego Android, a także dostarcza komponenty, za pomocą których NXT może być zdalnie sterowany przez Bluetooth

Środowiska programistyczne

  • BricxCC (Bricx Command Center), środowisko programistyczne dla NXC i NBC
  • Microsoft Robotics Studio 1.5, wizualne środowisko programistyczne i środowisko testowe 3D dla różnych platform sprzętowych (w tym LEGO Mindstoms NXT)
  • ROBOLAB od wersji 2.9
  • Tuxminds, wizualne środowisko programistyczne dla różnych platform sprzętowych (LEGO, Asuro, ...)
  • Open Roberta , wizualne środowisko programistyczne dla różnych platform sprzętowych (LEGO Mindstorms EV3 z Javą - system operacyjny leJOS lub ev3dev, LEGO Mindstorms NXT, ... )

Środowiska symulacyjne

  • SimLejos, trójwymiarowe środowisko symulacyjne dla języka Java - OS leJOS
  • Virtual Worlds, środowisko symulacyjne dla języka programowania RobotC dla NXT

Następca systemu Mindstorms EV3

7 stycznia 2013 roku LEGO zaprezentowało nowy system Mindstorms o nazwie EV3 na targach Consumer Electronics Show , pierwsze oficjalne ogłoszenie miało miejsce 4 stycznia 2013 roku. EV3 to dalszy rozwój (ewolucja) systemu LEGO Mindstorms NXT

  • Wbudowany Linux oparty na RedHacie działa na EV3. Alternatywne systemy operacyjne, takie jak ev3dev, system Linux oparty na Debianie, można również uruchomić z gniazda karty microSD.

Zawody

W systemie LEGO Mindstorms rywalizowane są różne konkursy, takie jak Światowa Olimpiada Robotów . Regularnym konkursem dla uczniów, który odbywa się w różnych częściach świata, jest Pierwsza Liga Lego . Inne zawody to m.in. B. RoboCup lub RoboRace Uniwersytetu w Stuttgarcie.

literatura

  • Fraunhofer IAIS: Roberta - Podstawy i eksperymenty dla LEGO Mindstorms NXT . Fraunhofer Verlag IRB, 2007, ISBN 978-3-8167-7807-3
  • Mario Ferrari i in .: Budowanie robotów z LEGO Mindstorms Nxt . Syngress Media, 2007, ISBN 978-1-59749-152-5 (angielski)
  • Daniel Braun: Programowanie robotów za pomocą NXC dla LEGO MINDSTORMS NXT . Mitp-Verlag, 2009, ISBN 3-8266-5070-0
  • Matthias Paul Scholz: Budowanie i programowanie robotów: wprowadzenie do LEGO MINDSTORMS NXT . Wydanie poprawione 2. mitp, 2012, ISBN 978-3-8266-9446-2
  • Trella Sebastian, Thorsten Leimbach: Roberta Programming with LabVIEW . Wydanie 1. 2014, ISBN 978-3-8396-0692-6

linki internetowe

Commons : Lego Mindstorms  - Zbiór zdjęć, filmów i plików audio

Indywidualne dowody

  1. ↑ Specyfikacja sprzętowa systemu LEGO NXT ( Memento z 27 czerwca 2011 w Internet Archive )
  2. ↑ Witryna LEGO NXT
  3. ↑ Mindstorms EV3: Lego zapowiada nowy zestaw do robotyki. heise online , 7 stycznia 2013, dostęp 18 września 2013 .
  4. ↑ Lego Mindstorms nie są zabawkami dla dzieci. LEGO EV3. Zeit Online , 15 września 2013, dostęp 18 września 2013 .
  5. ↑ kinder-technik.de
  6. ↑ RWTH - Zestaw narzędzi Mindstorms NXT
  7. ↑ LEGO MINDSTORMS - App Inventor for Android ( pamiątka z oryginałem z 28 września 2013 roku w Internet Archive ) Info: archiwum Link został wstawiony automatycznie i nie została jeszcze sprawdzona. Sprawdź oryginalny i archiwalny link zgodnie z instrukcjami, a następnie usuń to powiadomienie. @ 1@ 2Szablon: Webachiv / IABot / beta.appinventor.mit.edu
  8. ^ Otwórz Roberta Lab. Źródło 18 sierpnia 2017 r .
  9. ↑ mindstorms.lego.com
  10. ↑ Przegląd EV3
  11. ↑ Strona internetowa Światowej Olimpiady Robotów autorstwa „TECHNIK BEGEISTERT e. V. “: Światowa Olimpiada Robotów
  12. ↑ Strona internetowa dla Europy Środkowej z „Hands On Technology”: pierwsza liga lego