Конструктор tetrix руководство пользователя

Обновлено: 12.04.2024

Открываем раздел с инструкциями на русском языке по сборке роботов из набора LEGO TETRIX.


3 инструкция:
Методическая разработка занятия по программе «Командная работа над техническим проектом»

Сборка простой тележки на основе конструктора TETRIX

Давайте выясним что такое LEGO TETRIX

лего тетрикс набор

TETRIX предоставляет идеальную платформу для создания гибкого и творческого проекта робота. На ее основе можно построить робота с дистанционным управлением или, используя микрокомпьютер NXT и датчики, создать автономного робота. робототехнический конструктор нового поколения, который позволяет перевести процесс создания робота на новый качественный уровень с практически неограниченными возможностями. Использование этого набора является следующим этапом в изучении робототехники после конструкторов LEGO Mindstorms NXT или EV3.




Базовый конструктор TETRIX содержит более 650 элементов, в том числе: контроллер DC-двигателей для NXT, контроллер серводвигателей для NXT, аккумуляторная батарея с зарядным устройством, соединители LEGO TETRIX, сервомоторы, двигатели, колеса, шестерни и приводные механизмы Omni-колеса, скобы и муфты, соединители и пластины, кабели и контроллеры, аппаратные средства и шестигранные ключи.

Элементы конструктора сделаны из сверхпрочного сорта алюминия, используемого для создания автоматизированных компонентов самолетов. TETRIX конструктивно и электрически совместим с LEGO - элементами конструкторов типа LEGO Mindstorms NXT, на основе которых организован учебный процесс по образовательной робототехнике в школах и проводятся состязания Мировой олимпиады роботов.

Поэтому, для создания своего робота на базе TETRIX, в нем легко могут быть использованы элементы конструкторов типа LEGO Mindstorms NXT: программируемый блок управления NXT, набор датчиков, входящих в NXT, соединительные кабели, а также конструктивные LEGO-элементы – балки, оси, зубчатые колеса, штифты, кирпичи, пластины и др.

Дополнительные принадлежности

  • Ресурсный набор TETRIX
  • Программное обеспечение NI LabVIEW для LEGO MINDSTORMS, RobotC 2.0
  • Пульт радиоуправления
  • Различные детали и дополнительные элементы электроники.

Ресурсный набор TETRIX расширяет возможности базового набора и позволяет строить более сложных роботов и создавать более интересные проекты. Набор состоит из 40 металлических элементов и удобной коробки для хранения деталей.


Описание конструктора TETRIX (ТЕТРИКС)

Несколько лет назад американская компания Pitsco Inc., расположенная в Питссбурге, штат Пенсильвания, решила создать собственный металлический конструктор на основе готовой электроники LEGO. В результате получился некий роботизированный вариант Meccano, который обладает возможностями для творческой сборки довольно прочных роботов собственной конструкции. Компания выпускает несколько серий конструктора TETRIX для домашнего и школьного использования, большой ассортимент металлических и пластиковых деталей, моторчики и сервоприводы, шестерёнки, колёса, гусеничные платформы, пульты дистанционного управления, джойстики, разнообразные коннекторы и даже наборы инструментов для сборки моделей.

Наборы конструктора TETRIX разных серий

Наборы конструктора TETRIX разных серий

Создатели конструктора сосредоточились исключительно на механической части, поэтому в моделях используются готовые электронные блоки LEGO Mindstorms EV3, а в качестве ПДУ – беспроводной геймпад на основе приставки Sony PS2. Преимуществом конструктора является возможность использования контроллеров Arduino с незначительной доработкой механической части и программного обеспечения.

Модели роботов из наборов TETRIX с контроллерами EV3 и Arduino

Модели роботов из наборов TETRIX с контроллерами EV3 и Arduino

Конструктор TETRIX выпускается в двух основных сериях - Prime и Max. Каждая состоит из 2 наборов. Первая предназначена для последовательного обучения робототехнике, предназначена для детей старше 12 лет и позволяет собрать из стартового набора множество различных моделей. Вторая более «продвинута», ориентирована на возраст от 14 лет и предназначена для сборки полномасштабных роботов для участия в соревнованиях. Элементы обеих серий полностью совместимы.

Модели роботов из наборов TETRIX серии Prime

Модели роботов из наборов TETRIX серии Prime

Набор Prime Starter Set из 298 пластиковых и алюминиевых деталей, включая четырёхканальный беспроводной пульт управления, 4 сервомотора, аккумулятор с зарядным устройством, выключатель и 92-х страничную инструкцию, предлагается за 329$. В качестве дополнения выпускается ресурсный набор Prime Expansion Set из 492 строительных алюминиевых и пластиковых элементов стоимостью 179$. В составе набора Max Robotic Set из 584 элементов за 580$ появляется ардуиноподобный контроллер, управляющий 4 сервоприводами. К нему также предлагается ресурсный набор Max Expansion Set из 637 элементов стоимостью 249$. В Россию поставляются другие комплектации наборов, представляющие собой «микс» из базовых и ресурсных наборов одинаковых серий.

Модели роботов из наборов TETRIX серии Max

Модели роботов из наборов TETRIX серии Max

Например, стартовый набор Prime № 40384 состоит из 350 деталей и стоит около 48 тысяч рублей, а ресурсный набор Prime № 41549 включает в себя всего 40 деталей, но стоит почему-то 25 тысяч. Аналог набора Max Robotic Set под № 36256 состоит из 554 деталей и предлагается за 80 тыс. руб. Базовый набор образовательной серии TETRIX Educational № 40093 из 650 деталей стоит около 72 тыс. руб.

Модели роботов из наборов TETRIX серии Max

Модели роботов из наборов TETRIX серии Max

Самым дорогим в ассортименте отечественных магазинов является набор TETRIX WRO № 41234, позволяющий собрать модели для участия во Всемирной Олимпиаде Роботов (World Robot Olympiad) стоимостью 103 тыс.руб. Производитель указывает, что ни одна модель TETRIX не будет работать с электроникой LEGO без ПО ROBOTIC, которое отсутствует в составе наборов.

Модели роботов из наборов TETRIX разных серий

Модели роботов из наборов TETRIX разных серий

Видео о роботах TETRIX

Видео, в котором показано какими возможностями обладают робототехнические модели, собранные из наборов TETRIX® MAX и TETRIX® PRIME. На что способнен конструктор? Ответ здесь:

Смотрите видео Набор Tetrix платформа для начинающих . Состав и особенности конструктора. Небольшой обзор набора Tetrix Max. Совместимость Tetrix Max с Lego EV3. Основные достоинства набора Tetrix Max:

Видео Образовательное решение TETRIX. Преимущества и возможности.

В качестве самостоятельного конструктора TETRIX не представляет интереса, так как, по сути, является весьма дорогим ресурсным набором для LEGO Mindstorms EV3.



Методические материалы и инструкция по использованию набора поставляются на CD носителе.


Humanoid Robot H1

Стандартный комплект Гуманоид предназначен для соревнований человекоподобных роботов, а также различной деятельности в сфере педагогики.

Carima EM DLP

Carima EM – это DLP 3D-принтер, принцип работы которого строится на полупостоянном цифровом микрозеркальном устройстве, формирующем оптические изображения с помощью тысяч зеркал, расположенных с интервалом в один микрометр. Кроме того, при разработке принтера была задействована листовая технология Carima, суть которой заключается в осаждении тонкой пленки материала на прозрачном листе. Потом на эту основу наносятся все новые и новые слои, и в конечном итоге образуется готовое изделие.

В центре загрузок VEX EDR вы сможет скачать инструкции по сборке роботов, учебные материалы для проведения занятий и многое другое для эффективной работы с данными конструкторами.



Возможные варианты сборки



Конструктор VEX EDR

Образовательные решения VEX Robotics представлены двумя линейками робототехнических наборов: пластиковыми конструкторами VEX IQ и металлическими комплектами VEX EDR. Наборы VEX EDR состоят из перфорированных металлических деталей (профилей и пластин), пластиковых элементов передач (зубчатых колес, шкивов, колес и пр.), микроконтроллера Cortex, сервомоторов и разнообразных датчиков. Отдельно стоит отметить, что среди комплектующих VEX есть элементы пневматики и линейные передачи, различные колеса и гусеничные траки.





VEX IQ Challenge

Соревнования VEX IQ Challenge проводятся на поле размерами 1,24 х 2,46 м. Два робота совместно набирают очки в командных матчах, длительностью шестьдесят (60) секунд в качестве Альянса. Команды также принимают участие в матче испытания навыков робота, где один робот набирает максимально возможное число очков. Этот матч содержит матч навыков управления, во время которого робот управляется оператором, и матча навыков программирования, во время которого робот автономно выполняет поставленную задачу.

Цель игры: набор очков, путем доставки цветных втулок в зону набора очков и построения стэков, снятия бонусных втулок желтого цвета с начальных позиций и парковки или зависания роботов.

В центре загрузок VEX IQ вы сможет скачать инструкции по сборке роботов, учебные материалы для проведения занятий и многое другое для эффективной работы с данными конструкторами.

Конструктор Tetrix предназначен для изучения с 14 лет.

Называется он конструктор серии Tetrix Max для конструкторов серии Lego Mindstorms и может работать с конструктором Lego EV3.

Tetrix

tetrix

Основными достоинствами конструктора Tetrix являются детали из упрочненного алюминия. Такой алюминий используется в самолетостроении.

Особенности конструктора Tetrix

При помощи этого набора можно собрать более прочных и устойчивых роботов, чем из набора Lego. Если из Lego EV3 собирать какую-нибудь сложную модель, то возникает проблема с прочностью. Балки начинают прогибаться и приходиться устанавливать больше соединительных деталей.

В результате конструкция теряет прочность и подвижность. Моторы Lego не отличаются большой мощностью, и робот не в состоянии преодолеть даже небольшие препятствия.

Большой мотор EV3

большой мотор Lego EV3

При этом робот недостаточно прочный, моторы лего тоже хрупкие и легко могут выйти из строя. Например, в редукторе большого мотора Lego EV3 только пластиковые шестеренки, которые при большой нагрузке просто ломаются.

Робот на базе конструктора Tetrix управляется контроллером Lego EV3. На него можно устанавливать все датчики и моторы Lego.

Состав конструкора Tetrix

В состав набора Tetrix Max входит 570 различных деталей. Это различные детали, крепежи, инструмент, приводные механизмы.

Детали Tetrix

детали Tetrix

Кратко расскажу о наиболее значимых деталях:

Совместимость Tetrix и Lego EV3

Более подробно все это можно посмотреть в руководстве по использованию в бумажном и электронном виде, которое идет в комплекте поставки. Правда у меня руководство на английском языке и описывается работа для Lego NXT. Но в интернете достаточно легко находится инструкция на русском языке для Lego EV3.

Руководство по использованию

инструкция по использованию

Базовый набор Tetrix является полностью совместимым с набором Lego и предназначен для работы с конструктором Lego. Роботы, собранные на основе Tetrix могут быть полностью автономными, а также дистанционно управляемыми.

По моему личному ощущению цена на набор Tetrix Max несколько завышена. Покупать набор Tetrix имеет смысл только если уже есть набор Lego и есть необходимость в создании более крепких конструкций роботов.

Для того, чтобы сделать программирование роботов EV3 более простым и интуитивно понятным в среде программирования EV3 используется палитра блоков. Это блоки программирования различного цвета.

Палитра блоков

палитра блоков редактора Lego EV3

Всего палитра блоков состоит из шести закладок разного цвета слева направо:

  1. Зеленая – «Действие»
  2. Оранжевая – «Управление операторами»
  3. Желтая – «Датчики»
  4. Красная – «Операции с данными»
  5. Синяя – «Дополнения»
  6. Зеленая – «Мои блоки»

Каждая из этих закладок содержит различные блоки программирования. Кратко опишу состав каждой закладки из палитры блоков.

Закладка «Действие»

Это закладка зеленого цвета и каждый блок имеет в своей верхней части зелёную полосу. Всего в закладке находится семь блоков действия. При помощи этих блоков можно программировать управление моторами, экраном, звуками и индикатором состояния модуля. Блоки действия используются очень часто даже начинающими робототехниками.

Закладка Действие

программные блоки «Действие»

Перечислю названия блоков:

  • Блок – «Средний мотор»
  • Блок – «Большой мотор»
  • Блок – «Рулевое управление»
  • Блок – «Независимое управление моторам»
  • Блок – «Экран»
  • Блок – «Звук»
  • Блок – «Индикатор состояния модуля»

Закладка «Управление операторами»

В палитре блоков это закладка оранжевого цвета. При помощи блоков программирования из этой закладки можно реализовывать достаточно сложные программы управления роботом EV3. В ней содержатся сложные алгоритмические конструкции.

Закладка Управление операторами

вкладка «Управление операторами»

Всего в закладке «Операторы» пять блоков:

  • Блок – «Начало»
  • Блок – «Ожидание»
  • Блок – «Цикл»
  • Блок – «Переключатель»
  • Блок – «Прерывание цикла»

Работа с этими блоками более понятна, чем использование тех же самых конструкций в любом текстовом языке программирования.

Закладка «Датчики»

Это закладка желтого цвета. Для создания обратной связи с робототехнической системой необходимо применять различного типа датчики. Ещё их называют сенсорами. Датчики Lego EV3 позволяют автономно управлять роботом EV3.

Использование датчиков уже дает возможность сделать не просто электромеханическую систему. Это позволяет создать полноценного робота, способного реагировать на изменения в окружающей среде.

Всего в закладке «Датчики» одиннадцать блоков:

  • Блок – «Кнопки управления модулем»
  • Блок – «Датчик цвета»
  • Блок – «Гироскопический датчик»
  • Блок – «Инфракрасный датчик»
  • Блок – «Вращение мотора»
  • Блок – «Температурный датчик»
  • Блок – «Таймер»
  • Блок – «Датчик касания»
  • Блок – «Ультразвуковой датчик»
  • Блок – «Счетчик электроэнергии»
  • Блок – «Датчик звука NXT»

У всех блоков датчиков из палитры блоков Lego EV3 есть режимы измерения и сравнения. В некоторых блоках еще добавлен режим калибровки и сброса.

Палитра блоков. Закладка «Операции с данными»

Это закладка красного цвета. Здесь можно производить различные математические операции с константами, переменными, массивами. Без использования блоков операций с данными сложно принимать участие в различных конкурсах и соревнованиях.

Закладка Операции с данными

«Операции с данными»

Закладка «Операции с данными» состоит из десяти блоков программирования:

  • Блок – «Переменная»
  • Блок – «Константа»
  • Блок – «Операции над массивами»
  • Блок – «Логические операции»
  • Блок – «Математика»
  • Блок – «Округление»
  • Блок – «Сравнение»
  • Блок – «Интервал»
  • Блок – «Текст»
  • Блок – «Случайное значение»

В этой закладке палитры блоков широко используется булева алгебра, различные логические операции и операции с массивами.

Палитра блоков. Закладка «Дополнения»

Закладка синего цвета. Блоки программирования в закладке дополнений позволяют значительно расширить возможности робототехнических систем Lego EV3. С их помощью можно организовать совместную работу нескольких роботов. При помощи блока EV3 удаленно управлять другим Lego роботом и многое другое.

Блоки дополнения

блоки «Дополнения» ПО Лего EV3

Закладка «Дополнения» в палитре блоков состоит из десяти блоков программирования:

На начальном этапе изучения программирования роботов Lego EV3 эти блоки не понадобятся. Но с ростом знаний и усложнением решаемых задач без этих блоков будет тяжело обойтись.

Палитра блоков. Закладка «Мои блоки»

Это закладка зеленого цвета. Изначально в ней не содержится ни одного блока. Все блоки создает сам пользователь в том случае, когда есть часто повторяющиеся конструкции. Это позволяет не писать код каждый раз. Вместо этого можно использовать собственный сохраненный блок.

Закладка Мои блоки

вкладка «Мои блоки»

Каждую из закладок палитры блоков я разберу отдельно в статьях. Также приведу примеры использования блоков программирования.

Блоки программирования Лего EV3

Для работы с графическими изображениями и текстом в среде программирования Lego EV3 предусмотрен блок «Экран». Он находится в зеленой закладке «Действия» палитры блоков программирования, по счету пятый слева.

Блок Экран

программный блок Экран

Размер экрана составляет по вертикали 128 пикселей (от 0 до 127), по горизонтали 178 (от 0 до 177) пикселей. Координаты экрана начинаются с нулевых значений в верхнем левом углу экрана микроконтроллера Lego EV3.

Координаты экрана блока EV3

координаты экрана

Структура блока состоит из выбора режима, текстового поля блока, значений вводов и кнопки предварительного просмотра. Для каждого режима значения вводов могут отличаться.

Структура блока

структура блока «Экран»

Четыре режима блока управления экраном:

Режимы блока управления экраном

  • текст
  • фигуры
  • изображение
  • сброс настроек.

Режим блока экрана «Текст»

Позволяет содержит две режима отображения текста: режим пикселей и режим сетки.

Режим «Пикселы»

В режиме пикселей можно отобразить текст в любой части экрана. Для того, чтобы отобразить текст нужно зайти Текcт – Пикселы. Далее в текстовом поле блока Проводной ввести нужный текст, например, «Hello!». Можно сразу посмотреть результат в окне просмотра.

Ввод текста пиксели

режим «Пиксели»

Для того, чтобы увидеть надпись на экране самого блока, после блока программирования «Экран» нужно поставить блок ожидания, например, блок «Ожидание» Время 10 секунд. Надпись будет отображаться на экране 10 секунд после чего исчезнет.

Разберемся немного с режимом и значениями вводов:

  1. Режим – Текст — Пикселы
  2. Значение Истина или Ложь для очистки экрана. Если значение стоит истина, то экран предварительно будет очищен.
  3. Координата начала текста по оси X – в нашем случае текст сдвинут вправо от верхнего левого угла экрана на 10 пикселей.
  4. Координата начала текста по оси Y – текст сдвинут вниз на 10 пикселей от левого верхнего угла экрана.
  5. Два значения цвета текста «Истина» и «Ложь». Если «Цвет: Ложь» (в поле ввода стоит крестик), то мы видим текст черного цвета на белом фоне. Если «Цвет: Истина» (в поле ввода стоит галка), то текст белого цвета отображается на черном фоне. При этом черный фон только вокруг текста, весь остальной экран белого цвета.
  1. И последнее значение ввода «Шрифт». Оно имеет три разных значения 0, 1, 2. Ноль означает что шрифт будет обычный, один – жирный шрифт, два – большой шрифт.

Таким образом на экране можно отображать шрифт буквами разного размера, цвета и располагать его произвольно на экране.

Режим «Сетка»

При установке режима «Текст – Сетка» меняется только режим ввода текста. Текст будет отображен в сетке, состоящей из столбцов и строк. Всего на экране 22 столбца и 12 строк. Высота каждой ячейки 8 пикселей, ширина 10 пикселей.

Режим Текст Сетка

режим «Текст» — «Сетка»

Отсчет строк и столбцов также начинается с левого верхнего угла экрана. Столбцы имеют нумерацию от 0 до 21. Строки нумеруются от нулевой строки до одиннадцатой. Вывод символа на экран обычным шрифтом (параметры ввода шрифта 0) и жирным шрифтом (параметр ввода шрифта 1) занимают одну ячейку.

Если установить параметр ввода 2 – большой шрифт, то каждый символ будет занимать 2 столбца и две строки. Для вывода символов на экран необходимо использовать латинский шрифт.

Приведу в пример программу, в которой будет использована функция очистки экрана.

Вывод текста в режиме сетка в течении 20 секунд

вывод текста в режиме «Сетка» в течении 20 секунд

В первом блоке программы в установлен режим Текст Сетка и сразу очищается экран. Текст QWERTY выводится, начиная с пятого столбца и третьей строки большим шрифтом в течении 10 секунд. После блока ожидания «Время» расположен второй блок «Экран». В этом блоке экран не очищается и текст QWERTY остается.

Вводим текст «HELLO» и располагаем его ниже начиная с восьмой строки и пятого столбца слева. Текст черного цвета на белом фоне, шрифт большой. На экране будет выводиться в течении 10 секунд две строки QWERTY над HELLO, после чего действие программы закончиться.

Режим «Фигуры»

Блок «Экран» дает возможность выводить на экран простейшие фигуры и их комбинации. Это всего четыре фигуры: прямая, круг, прямоугольник и точка. При помощи предварительно просмотра можно сразу увидеть расположение фигур на экране.

Прямая

В этом режиме на экране будет нарисована прямая. Экран отображается в режиме пикселей. Координаты X1 и Y1 задают начало отрезка, координаты X2 и Y2 задают конец отрезка. Также можно сделать отрезок черным или белым цветом так же, как и в режиме блока программирования «Экран» «Текст».

Режим Фигуры

режим блока «Фигуры»

В режиме «Круг» координатами X и Y определяется центр круга. В значении пятого ввода слева можно выполнить заливку фигуры. Значение шестого ввода определяет цвет.

Круг

круг

Прямоугольник

Режим «Прямоугольник» отличается от режима «Круг» значениями координат. Координаты X и Y определяют положение левой верхней точки прямоугольника. Четвертый слева параметр ввода задает ширину прямоугольника в пикселях, пятая задает его высоту.

Прямоугольник

прямоугольник

Точка

В этом режиме задаются только координаты точки по оси X и оси Y и можно задать черный или белый цвет точки.

Точка

точка

Режим «Изображение»

В режиме «Изображение» блока «Экран» присутствует возможность создать изображение, выбрать изображение из перечня файлов изображений Lego EV3 и вывести на экран изображение из файла. Координаты X и Y определяют положение левого верхнего угла изображения. Поддерживаются форматы jpg, png, jpeg и внутренний формат лего rgf.

Режим Изображение

режим блока «Изображение»

Вывод изображений Lego EV3

Для того, чтобы вывести изображение библиотеки Lego нужно в право верхнем углу блока «Экран» в поле «Имя файла» выбрать папку «Файлы изображения Lego». В этой папке находится семь папок с изображениями.

Для примера выберу изображение в папке «Выражения» «Big smile» — это изображение с большой улыбкой.

Изображения проекта

изображения проекта

Где находятся изображения проекта

Изображения проекта находятся в папке «Изображения проекта». Если нужно удалить из проекта какое-либо изображение нужно зайти в свойства проекта в закладку «Изображения». Здесь необходимо выделить файл изображения и можно его копировать, вставить, удалить, импортировать. Также можно импортировать стороннее изображение в проект.

Свойства проекта Изображения

свойства проекта

Как вывести на экран изображение из файла

Для того, чтобы вывести изображение на экран нужно зайти во вкладку «Инструменты» далее открыть «Редактор изображений» «Открыть файл» перейти к нужному файлу и подтвердить.

Редактор изображений

редактор изображений Lego

Я выберу в папке 1 заранее заготовленный рисунок «Мики Маус».

Мики Маус

Открыв изображение его можно отредактировать, добавить надписи, элементы, изменить контрастность и т.д. Сохраню изображение под названием 1.rgf.

Мики Маус в редакторе

Мики Маус в редакторе изображений

Теперь файл можно открыть на экране микрокомпьютера Lego EV3.

Сохраненный файл

сохраненный файл Мики Мауса

Также в редакторе можно при помощи инструментов редактирования создать, сохранить и вывести на экран самостоятельно созданный рисунок

Режим сброса настроек

Режим блока Экран Сброс настроек

сброс настроек

При этом экран микрокомпьютера возвращается к стандартному экрану меню. Экран очищается от любого текста и графических изображений.

Читайте также: