Аппаратный состав конструкторов LEGO на базе компьютера NXT
Программный блок NXT
Это интеллектуальный, управляемый компьютером элемент конструктора LEGO , позволяющий роботу MINDSTORMS ожить и выполнять различные действия. Текстовые сообщения на дисплее NXT отображаются на английском языке.
Порты моторов, сенсоров
NXT оснащен тремя портами выхода для подключения моторов. Чтобы мотор работал, он должен быть подключен к одному из портов A, В или C. Оснащен четырьмя портами входа для подключения сенсоров. Сенсоры необходимо подключать к портам 1, 2, 3 или 4. Порт USB
Подключите кабель USB к порту USB и загружайте программы c компьютера на NXT (или передавайте данные от робота на компьютер). Для загрузки и обмена данными можно также использовать беспроводный канал Bluetooth. Микрофон
Создайте программу c реальными звуками, при запуске программы звуки будут воспроизводиться. Кнопки NXT Оранжевая кнопка: Вкл./Ввод Светло-серые стрелки: используются для перемещения влево-вправо по меню NXT. Темно-серая кнопка: Удалить/вернуться. Кнопки NXT
Оранжевая кнопка: Вкл./Ввод Светло-серые стрелки: используются для перемещения влево-вправо по меню NXT. Темно-серая кнопка: Удалить/вернуться. Технические параметры
• 32-битовый микроконтроллер ARM7 256 КБайт FLASH, 64 КБайт RAM 8- битовый микроконтроллер AVR 4 Кбайта FLASH, 512 байт RAM Беспроводный канал Bluetooth (устройство соответствует требованиям Bluetooth Class I I V 2.0)
• Скоростной порт USB (12 Мбит/с)
• 4 порта входа, 6-проводный кабель для цифровой платформы (Один из портов включает порт расширения, соответствующий требованиям I ЕС 61158 Туре 4/EN 50 170 для использования в будущем)
• 3 порта выхода, 6-проводный кабель для цифровой платформы
• Графический ЖК-дисплей 100 х 64 пикселя
• Громкоговоритель — качество аудио 8 КГц. Аудиоканал c 8-битовым квантованием и частотой семплирования 2-16 КГц. Источник питания: 6 батарей типа АА.
Двигатель NXT
Сервомотор В комплект Lego Mindstorms входят сервомоторы, позволяющие роботу двигаться и совершать какие-либо манипуляции. В сервомоторе, изображенном на рис. 3.1, имеется встроенный датчик вращения. Что дает возможность роботу lego mindstorms двигаться точно в заданном направлении. Этот датчик измеряет обороты мотора в градусах (точность +/- 1°). Скорость вращения привода зависит от условной мощности, подающейся на сервомотор. Мощность варьируется от -100 до 100. Отрицательные значения движут привод в противоположном направлении. В данном случае под «мощностью» понимается формируемый NXT Brick ШИМ-сигнал, таким образом «мощность» зависит от скважности ШИМ.
Датчик касания
В комплект Lego Mindstorms входит датчик касания, позволяющий роботу реагировать на прикосновения или на их отсутствие.
Датчик касания NXT фактически представляет собой кнопку. С помощью датчика касания можно решать, например, такие задачи, как детектор столкновений, два датчика могут помочь определить размер объекта. Датчик подсоединяется к любому из портов, обозначенных цифрами.
Ультразвуковой датчик
Ультразвуковой сенсор — один из двух сенсоров, заменяющих роботу зрение. Ультразвуковой сенсор позволяет роботу видеть и обнаруживать объекты. Его также можно использовать для того, чтобы робот мог обойти препятствия, оценить и измерить расстояние, a также зафиксировать движение объекта.
Ультразвуковой сенсор измеряет расстояние в сантиметрах и дюймах от NXT. Он может измерять расстояние от 0 до 255 сантиметров с точностью +/-3 см.
Ультразвуковой сенсор работает по тому же принципу, что и локатор летучей мыши: он измеряет расстояние путем расчета времени, которое потребовалось звуковой волне для возвращения после отражения от объекта, подобно эху.
Крупные объекты c твердыми поверхностями определяются лучше всего. Объекты из мягких материалов (тканей) или округлые (мяч), a также слишком тонкие, маленькие и т.п., могут создавать для сенсора определенные затруднения при работе. Следует помнить, что два и более ультразвуковых датчика, работающих в одном помещении, могут интерферировать и снижать точность результатов.
Датчик цвета
Это многофункциональный датчик. Его можно использовать как датчик освещенности и как датчик цвета.
В режиме измерения окружающей освещенности, количество света, попавшее на светочувствительный элемент, преобразуется в цифровое значение, которое уже используется в программе. Например, с датчиком, работающем в этом режиме, можно собрать робота, который ищет самое освещенное место в комнате. В режиме измерения отраженного цвета, помимо светочувствительного элемента, активируется светодиод. Свет, выпущенный этим элементом, отражается от какой-нибудь поверхности и попадает обратно в светочувствительный элемент.
В зависимости от того насколько светлая отражающая поверхность, в светочувствительный элемент приходит больше света. Это количество света преобразуется в цифровое значение и передается в программу. Чем темнее поверхность, тем меньше света приходит - в программу приходят маленькие значения; чем светлее поверхность, тем больше света приходит - программа оперирует с большими значениями.
В режиме Light Sensor датчик может работать с тремя различными типами подсветки - красным, синим или зеленым. Это может быть полезно для лучшего детектирования объектов различных цветов и в разных условиях освещенности. Значения, возвращаемые датчиком от 0 до 255.
Датчик звука
.jpg)
Сенсор аудио проводит обнаружение как звуков в децибелах (дБ), так и в приведенных децибелах (дБА). Децибелом называется. дБА: При обнаружении в приведенных децибелах, чувствительность сенсора адаптирована к чувствительности человеческого уха. Другими словами, это звуки, которые слышат Ваши уши.
дБ: При обнаружении стандартных децибелов, все звуки измеряются c одинаковой чувствительностью. Таким образом, в этот диапазон попадают звуки, которые человеческое ухо слышать не способно (слишком высокие или слишком низкие).
Сенсор аудио чувствителен к звуковому давлению до 90 дБ — уровень, создаваемый газонокосилкой. Уровни звукового давления являются комплексными величинами, поэтому данные сенсора аудио для MINDSTORMS® NXT отображаются в виде процентных соотношений (%). Для сравнения: 4-5% -это уровень обычного тихого жилого помещения. 510% - подобны ситуации, когда кто-то обращается к Вам, находясь на некотором расстоянии. 10-30 % соответствуют обычному разговору, проходящему вблизи сенсора, либо же воспроизведению музыки c нормальной громкостью. Значения 30-100% получатся, если кто- то начнет кричать либо включит музыку на полную громкость.
Сенсор света
Сенсор света является одним из двух сенсоров, которые заменяют роботу зрение (другой сенсор - ультразвуковой). Сенсор света позволяет роботу отличать свет от темноты. Он может считывать интенсивность света в помещении, a также измерять цветовую интенсивность окрашенных поверхностей.
Распознавание света роботом Сенсор света можно использовать для создания робота, охраняющего от грабителей: как только вор включает в Вашей комнате свет, робот реагирует и начинает защищать вашу собственность. Сенсор света также можно использовать для создания робота, движущегося по определенному направлению, или же робота, который сортирует предметы в зависимости от их окраски.
Детекция окружающего (дневного) света Проверьте возможности сенсора света по определению дневного освещения при измерении значения уровня освещенности в различных точках помещения. Например, сначала подержите сенсор y окна. Затем поместите его под стол. Посмотрите, как отличаются значения.