Уроки lego mindstorms nxt

Обновлено: 13.05.2024

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Обращаем Ваше внимание, что c 1 сентября 2022 года вступают в силу новые федеральные государственные стандарты (ФГОС) начального общего образования (НОО) №286 и основного общего образования (ООО) №287. Теперь требования к преподаванию каждого предмета сформулированы предельно четко: прописано, каких конкретных результатов должны достичь ученики. Упор делается на практические навыки и их применение в жизни.

Мы подготовили 2 курса по обновлённым ФГОС, которые помогут Вам разобраться во всех тонкостях и успешно применять их в работе. Только до 30 июня Вы можете пройти дистанционное обучение со скидкой 40% и получить удостоверение.

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

Курс повышения квалификации

Мультипликация в средней школе

Курс повышения квалификации

Специфика преподавания информатики в начальных классах с учетом ФГОС НОО

Курс повышения квалификации

Профилактика синдрома «профессионального выгорания» у педагогов

«Домашнее обучение. Лайфхаки для родителей»

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Описание презентации по отдельным слайдам:

С помощью пульта управления загружаются программы
(или части программ) в NXT, а также менятются его настройки.
Для свзязи с компьютером для NXT используются 5 кнопок.
Перед началом работы убедитесь, что NXT подключен к компьютеру кабелем
и включен (см. подключение NXT).
Программное управление
Пульт управления
Кнопка загружает и
запустускает программу
Загрузить и запустить
избранное. Позволяет
загружать части программ
отдельный блок)в NXT.
Загружает текущую программу
в NXT
Остановить выполнение
программы.
Диагностика и управление
памятью NXT, настройка
параметров связи.
При успешной загрузки
появляется данное окно

Диагностика NXT
Панель диагностики NXT
1. Имя NXT. Его можно ввести в это поле и нажать Ввод.
2. Уровень заряда батареи NXT.
3. Тип подключения компьютеру (Bluetooth или USB).
4. Объем свободная память.
5. Версия операционной системы NXT.
6. Кнопка Close закрывает панель управления и диагностики NXT.

Панель управления - памятью NXT и файлами, хранящимися в ней.
В графическом виде показано использование памяти NXT обмениваться
программами, звуками, графикой и другими файлами между компьютером и NXT,
копировать и удалять файлы, хранящиеся в памяти NXT.
Объем свободная память.
2. Различные типы файлов (программы, звуки, графика и др
3. Список файлов выбранного типа.
4. Удаление (Delete). Эта кнопка удаляет выбранный файл из памяти NXT.
5. Загрузить (Download). Эта кнопка загружает файлы из компьютера в NXT.
6. Выгрузить (Upload). Эта кнопка копирует выбранные файлы из NXT на компьютер.
7. Удалить все файлы пользователя (Delete all User Files).
8. Показать системные файлы (Show System Files).
Панель диагностики NXT

Тип подключения к компьютеру (Bluetooth или USB

Загрузка прошивки в NXT с компьютера
1. Убедитесь в том, что NXT включен.
Примечание: Если вы только что сбросили NXT
(см. выше), дисплей ничего не покажет, и только
тикающий звук будет говорить о том, включен NXT
или нет.
1. Убедитесь в том, что компьютер и NXT соединены USB-кабелем..
Выберите в меню Инструменты (Tools)
программы команду Обновить прошивку
(Update NXT firmware).

В открывшемся окне выберите версию прошивки и нажмите
Загрузить (download).
Примечание: Если вы впервые обновляете прошивку вашего
NXT, сначала появится окно мастера поиска нового оборудования
(Found new hardware wizard). Выполните все инструкции мастера
перед тем, как продолжить обновление.
Управление памятью NXT

После установки программы ее можно запустить выбрав (см. рисунок внизу)
команду Пуск Windows, затем
меню LEGO Mindstorms Edu NXT

Команда LEGO Minstorms Eduсation NXT запускает программу
Команда Uninstall LEGO Mindstorms Eduсation NXT удаляет программу с компьютера.

Запустите программу. Перед вами откроется главное окно программы со стартовой страницей.
Что вы видите в этом окне
1. Кнопка на стартовой странице
запустит короткую презентацию,
показывающую как начать
работать с программой, написать
короткую программу, подключить
NXT, загрузить в него программу
и запустить ее.
2. Вторая кнопка запускает ролик с
обзором основных функций
программы.
3. Поле и кнопка позволять вам
создать новый документ
(файл с расширением *.rbt), в
котором и будет создана
программа управления роботом.
Просто введите имя программы и
нажмите Go.
4. Здесь вы можете открыть
созданный ранее файл выбрав
его в списке.

5. Командное меню программы
и палитра инструментов для
редактирования.
6. Окно контекстной помощи.
Просто наведите курсор на
объект, расположенный в рабочей
зоне, и в нем появится краткое
описание объекта
(пока на английском языке).
7. Окно инструктора по
робототехнике.
Через него вы получаете доступ
к базе, содержащей инструкции
по сборке и программированию
базовых моделей роботов.

Создадим теперь новый файл, введя в поле 3, например, имя "Моя программа"
и нажав кнопку Go. Будет создан новый файл и откроется рабочая зона в виде клетчатого
поля
Рабочая зона, где вы можете
создавать программу, используя
графический язык программирования
NXT-G.
2. Пример программы:
начало программы, программный
блок, прикрепленный к направляющей.
Перетаскивая с помощью мыши эти
блоки с палитры и выстраивая их
вдоль направляющей, вы задаете
последовательность их выполнения.
3. Палитры с программными блоками. Содержат как стандартные блоки и вновь
создаваемые блоки пользователей. Чтобы выбрать палитру
(Общую, Полную или Пользователя), щелкните на соответствующей вкладке
4. Панель свойств и настроек блоков. Большинство из используемых в программах блоков могут выполнять множество функций и поэтому требуют тщательной настройки.

5. Область обратной связи. При установленной связи между компьютером и NXT здесь появляются показания датчиков и внутренних переменных отдельных блоков

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Здравствуйте. В своих статьях я хочу Вас познакомить с основами программирования микрокомпьютера LEGO NXT Mindstorms 2.0. Для разработки приложений я буду использовать платформы Microsoft Robotics Developer Studio 4 (MRDS 4) и National Instruments LabVIEW (NI LabVIEW). Будут рассматриваться и реализовываться задачи автоматического и автоматизированного управления мобильными роботами. Двигаться мы будем от простого к сложному.

Предвосхищая некоторые вопросы и комментарии читателей.

Почему именно NXT Mindstorms 2.0? Потому-что для своих проектов данный набор мне показался наиболее подходящим, т.к. микрокомпьютер NXT полностью совместим с платформами MRDS 4 и NI LabVIEW, а так же данный набор является очень гибким в плане сборки различных конфигураций роботов — затрачивается минимум времени на сборку робота.

Почему платформы MRDS 4 и NI LabVIEW? Так сложилось исторически. Обучаясь на старших курсах университета стояла задача в разработке учебных курсов с использованием данных платформ. К тому же платформы обладают достаточной простотой в освоении и функциональностью, с их использованием можно написать программу непосредственно для управления роботом, разработать интерфейс пользователя и провести тестирование в виртуальной среде (в случае с MRDS 4).

Да кому вообще нужны эти ваши уроки, в сети и так куча проектов по робототехнике! С использованием данной связки (NXT+MRDS 4/NI LabVIEW) учебных статей практически нет, в основном используется родная среда программирования, а в ней совсем все тривиально. Всем кому интересны робототехника, программирование и у кого есть набор NXT (а таких не мало), возрастная аудитория любая.

Графические языки программирования это зло, а те кто на них программируют еретики! Графические языки программирования коими и являются MRDS 4 и NI LabVIEW несомненно имеют свои минусы, например ориентированность под узкие задачи, но все же в функциональности они мало уступают текстовым языкам, тем более NI LabVIEW изначально разрабатывался как язык легкий в освоении для решения научных и инженерных задач, для этого в нем присутствует множество необходимых библиотек и инструментов. По-этому для решения наших задач данные графические языки являются наиболее подходящими. И не надо нас за это ~~сжигать на костре~~ презирать.

Все это выглядит по-детски и вообще не серьезно! Когда задача состоит в реализации алгоритмов, в обучении основам и принципам программирования, робототехники, систем реального времени без углубления в схемотехнику и протоколы, то это очень подходящий инструмент хоть и не дешевый (касаемо набора NXT). Хотя для этих же целей неплохо подойдут наборы на базе Arduino, но совместимости с MRDS 4 и NI LabVIEW у данного контроллера почти нет, а в данных платформах есть свои прелести.

Технологии, которые используются, являются продуктом загнивающих капиталистических стран, а автор враг народа и пособник западных заговорщиков! К сожалению, большинство технологий в области электроники и вычислительной техники родом с запада, буду очень рад если мне укажут на аналогичные технологии исконно отечественного производства. А пока будем использовать то, что имеем. И не надо на меня за это ~~сообщать спецслужбам~~ держать зла.

Краткий обзор платформ MRDS 4 и NI LabVIEW.

Внесу некоторую ясность в терминологию. Под платформой, в данном случае, имеется ввиду совокупность различных инструментов, например язык VPL в MRDS, а так же среда выполнения приложений, т.е. непосредственной компиляции приложений в исполняемые (*.exe) файлы нету.

блочной диаграммы, описывающей логику работы виртуального прибора;
лицевой панели, описывающей интерфейс пользователя виртуального прибора.

Краткий обзор набора LEGO NXT Mindstorms 2.0.

Рисунок 1 — Микрокомпьютер NXT с подключенными датчиками и приводами

И конечно же в наборе находятся разнообразные детали LEGO в форм-факторе LEGO Technic из которых будут собраны исполнительные механизмы и несущая конструкция.

Рисунок 2 — Детали в форм-факторе LEGO Technic

Пишем первое приложение.

Напишем первое приложение. Пусть, классически, данное приложение выводит текст “Hello, World!”. Реализация будет происходить поочередно в MRDS 4 и NI LabVIEW, в процессе будем рассматривать специфику каждой платформы.

Предварительно инсталлируем платформы MRDS 4 и NI LabVIEW, в случае с MRDS 4 инсталляция должна проводится в папку путь к которой не состоит из кириллицы (русских букв), учетная запись пользователя так-же должна состоять только из латинских букв.

1. Платформа MRDS 4.

Запускаем среду VPL (Меню Пуск — Все Программы — Microsoft Robotics Developer Studio 4 — Visual Programming Language). Данная среда позволяет разрабатывать приложения на языке VPL, проводить тестирование в виртуальной среде VSE. Программа в VPL представляет собой диаграмму, состоящую из соединенных между собой блоков. В открывшемся окне, помимо стандартной панели команд и меню, присутствует 5 основных окон:

Basic Activities – содержит базовые блоки, которые реализуют такие операторы как константа, переменная, условие и т.д.;
Services – содержит блоки, предоставляющие доступ к функционалу платформы MRDS, например блоки для взаимодействия с какой-либо аппаратной составляющей робота, или блоки для вызова диалогового окна;
Project – объединяет диаграммы входящие в проект, а так же различные конфигурационные файлы;
Properties – содержит свойства выделенного блока;
Diagrams window – содержит, непосредственно, диаграмму (исходный код) приложения.

Рисунок 3 — Среда программирования VPL

Выполним следующую последовательность действий:

добавим блоки Data (из окна Basic Activities) и блок сервиса Simple Dialog (из окна Services),
в блок Data введем “Hello, World!” (без кавычек) и выберем тип данных String,
соединим блок Data с блоком Simple Dialog, появиться диалоговое окно,
далее, все выполняем как на рисунках

Рисунок 4 — Окно Connections

Рисунок 5 — Окно Data Connections

Рисунок 6 — Законченный вид диаграммы

2. Платформа NI LabVIEW.

На данной платформе все реализуется, практически, идентично. Запустим среду LabVIEW. Перед нами появиться два окна, первое — Front Panel, предназначено для реализации интерфейса пользователя (внешнего вида виртуального прибора), второе — Block Diagram, для реализации логики программы.

Рисунок 8 — Окна среды LabVIEW

Мы будем использовать окно Block Diagram. Выполним следующие шаги:

в окне Block Diagram вызовем контекстное меню, нажатием правой кнопкой мыши,
в появившемся окне перейдем по вкладкам, как на рисунке и выберем String Constant,

Лет эдак в 10-11, после долгих и беззаботных лет игры с контрукторами Lego, я узнал о существовании великолепного набора Mindstorms, который позволял создавать самых настоящих роботов без специализованных знаний электроники, электротехники и даже программирования. Я сразу же заинтересовался данной серией, но тогда моим мечтам обладать Mindstorms по различным (в основном — финансовым) причинам не суждено было сбыться.
Сейчас мне 20 и в честь юбилея друзья (спасибо им!) решили окунуть меня назад в детство и таки дать возможность полепить собственных роботов. Правда, в этот раз всё будет серьёзнее, чем в моих детских мыслях — мы будем действительно программировать Mindstorms под Debian GNU/Linux.

Неплохо, да?
Собственно, данный робот и будет нашей основной тестовой моделью. Но мы попробуем немного усовершенствовать его навыки. И для этого мы напишем небольшой кусочек кода.

Действительно. Идущее в комплекте ПО работает только в Windows и Mac OS. А у нас, внезапно, Debian Squeeze. К счастью, Mindstorms обладает огромным сообществом фанатов, которые придумали решение данной проблемы — использование альтернативного ПО для программирования роботов, в частности Bricxcc (здесь выложен полнейший мануал по настройке всего и вся).
А теперь немного теории — в программировании Mindstorms, как правило, помимо визуального среды ROBOLAB для Windows и Mac OS используется язык RCX, однако среди фанатов одним из наиболее популярных языков является достаточно простой NXC (Not eXactly C). Простая программа на NXC выглядит примерно так:

task music()
int lastTone=5000;
while ( true )
int tone= Random (5000)+500;
int duration= Random (500);
PlayTone(tone,duration);
Wait(duration);
>
>
task main()
start music;
while ( true )
/* Determine Next Action */
unsigned int duration= Random (5000);
unsigned int motorSpeed= Random (100);
unsigned int syncMode= Random (3);
/* Display Next Action */
ClearScreen();
NumOut(0,LCD_LINE1,duration);
NumOut(0,LCD_LINE2,motorSpeed);
NumOut(0,LCD_LINE3,syncMode);
/* Perform Next Action */
switch (syncMode)
case 0:
OnFwdReg(OUT_AC,motorSpeed,OUT_REGMODE_SYNC);
break ;
case 1:
OnRevReg(OUT_AC,motorSpeed,OUT_REGMODE_SYNC);
break ;
case 2:
OnFwdSync(OUT_AC,motorSpeed,-100);
break ;
case 3:
OnRevSync(OUT_AC,motorSpeed,-100);
break ;
>
Wait(duration);
>
>

Для справки — данная программа заставляет «танцевать» нашего робота под нечто, напоминающее музыку.

Не буду спорить, программа совсем не сложна для понимания, но достаточно громоздка. И её можно заметно упросить, используя вместо написания кода на NXC специальный конвертер PyNXC. Иначе говоря, мы будем писать код на Python'е, а PyNXC будет преобразовывать его в NXC-код и загружать на устройство, избавив нас от необходимости писать громоздкий код на подобии Си.

Ну, а теперь, собственно, напишем на Python'е программу для путешествия нашего робота среди прозрачных чашек, но используя более грамотный алгоритм разворота:

Теперь наш робот научился разворачиваться на месте и, как только мешающий объект пропадет с поля его зрения, продолжать движение вперед.

Как вы уже, наверное, заметили, программировать Mindstorms очень просто. Стоит также сказать, что помимо NXC и Python с использованием PyNXC, можно писать код на Java, Lua, Ruby, Ассемблере, а также, что логично, использовать ассемблерные вставки в других языках.
Благодаря всему этому Mindstorms из детской игрушки превращается в весьма мощную штуку, позволяющую создавать сложные и «умные» механизмы, как например вот эта гитара:

Предвосхищая некоторые вопросы и комментарии читателей.

Краткий обзор платформ MRDS 4 и NI LabVIEW.

блочной диаграммы, описывающей логику работы виртуального прибора;
лицевой панели, описывающей интерфейс пользователя виртуального прибора.

Краткий обзор набора LEGO NXT Mindstorms 2.0.

Рисунок 1 — Микрокомпьютер NXT с подключенными датчиками и приводами

Рисунок 2 — Детали в форм-факторе LEGO Technic

Пишем первое приложение.

1. Платформа MRDS 4.

Basic Activities – содержит базовые блоки, которые реализуют такие операторы как константа, переменная, условие и т.д.;
Services – содержит блоки, предоставляющие доступ к функционалу платформы MRDS, например блоки для взаимодействия с какой-либо аппаратной составляющей робота, или блоки для вызова диалогового окна;
Project – объединяет диаграммы входящие в проект, а так же различные конфигурационные файлы;
Properties – содержит свойства выделенного блока;
Diagrams window – содержит, непосредственно, диаграмму (исходный код) приложения.

Рисунок 3 — Среда программирования VPL

Выполним следующую последовательность действий:

добавим блоки Data (из окна Basic Activities) и блок сервиса Simple Dialog (из окна Services),
в блок Data введем “Hello, World!” (без кавычек) и выберем тип данных String,
соединим блок Data с блоком Simple Dialog, появиться диалоговое окно,
далее, все выполняем как на рисунках

Рисунок 4 — Окно Connections

Рисунок 5 — Окно Data Connections

Рисунок 6 — Законченный вид диаграммы

2. Платформа NI LabVIEW.

Рисунок 8 — Окна среды LabVIEW

Мы будем использовать окно Block Diagram. Выполним следующие шаги:

в окне Block Diagram вызовем контекстное меню, нажатием правой кнопкой мыши,
в появившемся окне перейдем по вкладкам, как на рисунке и выберем String Constant,

Всё на русском языке о роботах LEGO MINDSTORMS EV3 и NXT: различные инструкции к конструкторам разных версий, информация о версиях, скриншоты готовых моделей, фото и видео занятий по робототехнике. Также мы выкладываем пошаговые инструкции по созданию и программированию разных видов роботов лего из конструктора версии 8547. У нас можно скачать поурочное планирование факультатива робототехники для учеников 6-8 классов. Планируем добавить всю необходимую для роботехника-любителя информацию. Всё будет доступно всегда и бесплатно!

Разработка робота-обезьяны NASA

В NASA разрабатывают робота, который сможет передвигаться как обезьяна, цепляющаяся за лианы. Модель получила название RoboSimian. Робот будет использоваться для ликвидац.

Роботы-библиотекари в книгохранилище Чикагского университета

Когда-нибудь человекоподобные роботы станут такой же повседневной реальностью, как современные компьютеры, эти машины смогут делать все то же, что и мы. Впрочем, роботы м.

Рубрика: Инструкции к роботу LEGO MINDSTORMS NXT 2.0

робототехника для начинающих

Внимание! Юные робототехники! Для Вас мы подготовили страницу с простыми и понятными инструкциями к нашему любому конструктору NXT!

Скачивайте и собирайте модели роботов из конструктора версии 8547 (robot lego mindstorms nxt 2.0).

Внешний вид коробки и руководство пользователя к конструкторам LEGO Mindstorm NXT версий 8527, 8547 и 9797 (выпускались до 2013 года):

Пошаговые инструкции для сборки разных моделей лего роботов (для конструктора версии mindstorm 8547)

Инструкция по сборке робота АЛЬФАРЕКСа (артикул набора 8547) Время сборки 4 часа (2 человека в группе). Рекомендуемый возраст для занятия робототехникой детям - 12-14 лет	Робот крокодил Робот - крокодил (робогатор)
Робот пятиминутка	Бот-внедорожник	Трёхколёсный бот
Конструируем робота "Пятиминутку" за 5 минут ;-)	Собираем и программируем Бот-внедорожник. Это уже более серьёзная модель, использующая датчик касания.	Создаём и тестируем Трёхколёсного бота. У этого робота ещё нет датчиков, но уже можно писать средние по сложности программы для управления двумя серводвигателями.
Линейный ползун	Исследователь	Нападающий коготь
Добавляем к "роботу пятиминутке" датчик цвета и получаем из него настоящего "Линейного ползуна" и получаем робот с ИИ начального уровня!	Всем хорош "Бот-внедорожник": манёвренный, бронированный, умный. Ему бы ещё ультра-зрение бы добавить. Добавляем! Встречайте: Исследователь - вот вам бот с искусственным интеллектом среднего уровня!	Хищный атакующий робот, содержащий коготь, которым он может ударить в цель. Собираем, тестируем!
МАНТИ - застенчивый богомол	Шарикопульт	Робот-база с тремя двигателями
Удивительное существо: робот-богомол. Постройте, загрузите базовую программу, порадутесь и погрустите вместе с МАНТИ!	Интересный миниробот под названием "Шарикопульт" очень простой, но может быть использован как дополнение к любому другому роботу.	Базовый робот с тремя двигателями может пригодиться для получения навыков строительства собственных блоков. Так как в базовом роботе нет ни датчиков, ни спец.механизмов. Вы все это можете сделать сами!
Двух кнопочный пульт ДУ	Продвинутый Молот-автобот	Простой светомер из лего
В данном уроке можно научиться собирать двух кнопочный пульт дистанционного управления любым роботом, собранным из конструктора лего миндстормз!	Новенький проект "Молот-автобот"- это сложный в сборке и программировании робот. Но итоговая модель автомобиля-робота с молотом позволяет использовать 3 двигателя и 2 датчика!	Эксперименты с данным светомером позволят научиться использовать датчик света в своих роботах.
Робот СЕГВЭЙ с наездником	Измеряем растояние длиномером	автобот: гоночная машина из лего
Даже робота СЕГВЭЙ (SEGWAY) можно построить из набора 8547. Инструкция доступна при клике на картинку.	Простейшее дополнение к роботу позволяет измерять пройденное им растояние. В статье описано как создать очень удобного робота-длиномера из робота пятиминутки.	Замечательная разработка! Автомобиль, да ещё какой! Есть возможность и удалённого управления, и "мозги", позволяющие принимать решения, считывая цветные линии на полу! Можно скачать - это АВТОБОТ!
Пятикнопочный пульт ДУ	Супер пульт ДУ	Миниавто с 3-х пультом ДУ
Пульт ДУ можно использовать практически в любом своём проекте. Единственное требование - наличие двух конструкторов lego mindstorms nxt 2.0	Супер пульт ДУ то уже мега-навороченный вариант для управления гоночным автомобилием или любым другим роботом MINDSTORMS NXT!	Забавная игрушка - миниавтомобильчик с трёх кнопочным пультом дистанционного управления

Комплект из 9-и инструкций по лего роботам (robot lego mindstorms nxt 8547) под общим названием:

Мультибот . Кликните на картинку или просмотрите конструкции, приведённые ниже:

Транспортное средство
Этот транспорт является базовым для последующих робототехнических машин. Научитесь быстро собирать его прежде чем начнёте собирать более сложные механизмы.

Гусеничное транспортное средство
Собирается после того как вы собрали транспортное средство. Робот подходит для соревнований на силовое перетягивание каната.

Гольфкар с лункой
Собирается на базе гусеничного транспортного средства путём небольшой модернизации.

Лама - забавное животное (бонусная модель для конструктора 8547)
Трансформер-морф - сложная модель робота!
"Кучерявый танк" - забавный гусеничный танкообразный робот
Стреляющая рыба - робот, подобный рыбе, которая выстреливает струйкой воды, чтобы оглушить противника
Супер сортировщик - мегапуперсупер навороченный сортировщик шариков

Растение, которое нападает на человека (в комплекте инструкция и программа)

Читайте также: