Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
LEGO Mindstorms NXT 2.0 Сергей ШебанинДмитрий ФилипповСпециально для
Комплект поставки                      Процессорный модуль — 1 шт.                              Сервомоторы — 3 шт.       ...
Детали в комплекте                                            набор шестеренок различных                                  ...
Процессорный модуль                    32-битный ARM7 256 Кб RAM, 64 Кб flash                      8-битный AVR, 512 бай...
Сервомотор                                          состоит из:                               1) электродвигателя,        ...
Датчик касания                          контактный выключатель,                 реагирует на нажатие и отпускание.Сергей Ш...
Ультразвуковой дальнометр                                     Обеспечивает измерение                                      ...
Датчик цвета                        Сенсор может выполнять 3 функции:                 1. Определять цвет поверхности в 10±...
Основные типы                                                брусков (beams)               Прямые бруски с различным колич...
Соединительные элементы                                     Шпильки (Pins)Используются для соединения различных частей меж...
Соединительные элементы                    Соединение деталей с помощью шпилек  Нежесткое соединение – возможно движение о...
Соединительные элементы                                       Оси            Стандартные оси                              ...
Соединительные элементы                   Соединение с помощью осей                           Жесткое                     ...
Соединительные элементы                                     ВтулкиИспользуются совместно с осями для:1) Поддержания постоя...
Другие виды                          соединительных элементов            Могут использоваться одновременно с осями и шпиль...
Простейшие механизмы                                       РычагРычаг — простейшее механическое устройство, представляющее...
Простейшие механизмы                   Основные типы рычаговДмитрий Филиппов                           GetDev.NET
Простейшие механизмы                                Соединение рычаговПри соединении одинаковых рычагов друг над другом по...
Простейшие механизмы       Механизмы, переводящие вращательное движение в прямолинейное    Механизм Чебышева              ...
Зубчатая передача               Типы элементов, используемые в различных наборах LegoСуществуют несколько разновидностей з...
Зубчатая передача                          Применение   Передача вращения на                Изменение направления вращения...
Зубчатая передача                                 Применение     Изменение скорости вращения                 Изменение оси...
Специальный тип передачи                                    Knob WheelНе является зубчатой передачей. Используется для пер...
Колесо                        В набор Lego Mindstorms входят           4 колеса диаметром 30мм         4 покрышки диаметро...
Программирование                 илиСергей Шебанин                   GetDev.NET
Колесные роботы                        Простейший колесный робот (TriBot)Одна из самых часто используемых моделей – трѐхко...
Колесные роботыПоведение трѐхколесного робота с дифференциальным управлением может быть описанос помощью очень простой мат...
Колесные роботыИз формулполучается, что1) если Vr=Vl, то робот движется по прямой;2) если Vr=-Vl, то R=0 и робот вращается...
Следование по линии                                  Постановка задачиЗадача: провести колѐсного робота вдоль начерченной ...
Следование по линии                                Начальная калибровка1) Будем вращать робота вокруг одного из колес, зам...
Следование по линии                   Простейший алгоритмДмитрий Филиппов                         GetDev.NET
Версии                  Первая версия — RCX          Впервые представлен компанией LEGO в 1998 году.    Включал в себя 8-б...
Версии                  Вторая версия — NXT          Впервые представлен компанией LEGO в 2006 году. Отличается от NXT 2.0...
Версии                  Версия 2,5 — NXT 2.0           Впервые представлен компанией LEGO в 2009 году.Сергей Шебанин      ...
Версии                      Версия 3 — EV3       Впервые представлен компанией LEGO 4 января 2013 года.Сергей Шебанин     ...
EV3       Процессор — ARM9 (в конструкторе NXT 2.0 использовался ARM7)                                                   ...
EV3                       Три сервомотора (два больших и один маленький)                                                 ...
Спасибо за внимание!
КонтактыСергей Шебанинsergey.shebanin@ingate.ruhttp://dev.ingate.ruДмитрий Филипповdmitry.filippov@devexpress.com
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Lego Mindstorms

2,849 views

Published on

Видео со встречи:
http://getdev.net/Event/lego-mindstorms

Совместный доклад Сергея Шебанина и Дмитрия Филиппова. Конструктор для создания программируемого робота. Расширение возможностей программирования до физического контакта с предметами. Внутренности, комплектация, технические параметры сенсоров и приводов. Как программировать - графический вариант и обычный текстовый. Какие есть варианты креплений и подвижных соединений. Простейшие алгоритмы слежения за линией (с примером на NXC).

Published in: Technology

Lego Mindstorms

  1. 1. LEGO Mindstorms NXT 2.0 Сергей ШебанинДмитрий ФилипповСпециально для
  2. 2. Комплект поставки Процессорный модуль — 1 шт. Сервомоторы — 3 шт. Датчик касания — 2 шт. Датчик цвета — 1 шт. Ультразвуковой дальнометр — 1 шт. Соединительные провода — 7 шт.Сергей Шебанин GetDev.NET
  3. 3. Детали в комплекте набор шестеренок различных  диаметров и назначения; оси и втулки для них; резиновые кольца; колеса с шинами и шкивы разных размеров; ориентирующие и комбинированные соединители; цилиндрические фиксаторы; технические балки, в том числе с креплением и угловые; пластины различной формы и размеров; специальные детали (цветные шары, фигурки и т.п.).Сергей Шебанин GetDev.NET
  4. 4. Процессорный модуль  32-битный ARM7 256 Кб RAM, 64 Кб flash  8-битный AVR, 512 байт RAM, 4 Кб flash  Монохромный ЖК-дисплей  Динамик  Bluetooth-адаптер  USB-порт  7 портов для подключения сенсоров  Отсек для 6 батареек или аккумулятораСергей Шебанин GetDev.NET
  5. 5. Сервомотор состоит из: 1) электродвигателя, 2) редуктора, 3) ступицы колеса с отверстием под ось 4) датчика угловых перемещенийСергей Шебанин GetDev.NET
  6. 6. Датчик касания контактный выключатель, реагирует на нажатие и отпускание.Сергей Шебанин GetDev.NET
  7. 7. Ультразвуковой дальнометр Обеспечивает измерение расстояния до 2,55 м с точностью ± 3 см.Большие объекты с твердой поверхностью — надежные показания. Маленькие и тонкие объектов с искривленной поверхностью, или покрытых тканью — низкая точность. Сергей Шебанин GetDev.NET
  8. 8. Датчик цвета Сенсор может выполнять 3 функции: 1. Определять цвет поверхности в 10±5 мм. 2. Определять освещенность. 3. Может использоваться как цветной фонарик.Сергей Шебанин GetDev.NET
  9. 9. Основные типы брусков (beams) Прямые бруски с различным количеством отверстий Угловые брускиДмитрий Филиппов GetDev.NET
  10. 10. Соединительные элементы Шпильки (Pins)Используются для соединения различных частей между собой.1,2 и 3 тип существуют в двух вариантах – с малым трением (легко вращаются) и ссильным трением (вращаются с трудом, отличаются цветом - черные и синие) Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  11. 11. Соединительные элементы Соединение деталей с помощью шпилек Нежесткое соединение – возможно движение одной детали относительно другой. Жесткое соединение – взаимное расположение деталей остается постоянным.Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  12. 12. Соединительные элементы Оси Стандартные оси Оси с ограничителемИспользуются для1) Передачи вращения2) Создания прочных соединений, без возможности взаимного вращения деталей Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  13. 13. Соединительные элементы Соединение с помощью осей Жесткое Свободное вращениеДмитрий Филиппов GetDev.NET
  14. 14. Соединительные элементы ВтулкиИспользуются совместно с осями для:1) Поддержания постоянного расстояния между деталями2) Предотвращения движения оси относительно детали Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  15. 15. Другие виды соединительных элементов Могут использоваться одновременно с осями и шпилькамиДмитрий Филиппов GetDev.NET
  16. 16. Простейшие механизмы РычагРычаг — простейшее механическое устройство, представляющее собой твѐрдое тело(перекладину), вращающееся вокруг точки опоры. Стороны перекладины по бокам от точкиопоры называются плечами рычага.Рычаг используется для получения большего усилия на коротком плече с помощьюменьшего усилия на длинном плече (или для получения большего перемещения надлинном плече с помощью меньшего перемещения на коротком плече). Сделав плечорычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие. Wikipedia Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  17. 17. Простейшие механизмы Основные типы рычаговДмитрий Филиппов GetDev.NET
  18. 18. Простейшие механизмы Соединение рычаговПри соединении одинаковых рычагов друг над другом получается механизм с полезнымсвойством: элементы, соединяющие концы рычагов, сохраняют свою ориентацию впроцессе перемещения Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  19. 19. Простейшие механизмы Механизмы, переводящие вращательное движение в прямолинейное Механизм Чебышева Механизм ХойкенаДмитрий Филиппов GetDev.NET
  20. 20. Зубчатая передача Типы элементов, используемые в различных наборах LegoСуществуют несколько разновидностей зубчатых передач1) Червячная (нет в Lego Mindstorms)2) Обычная3) Конусная4) Двойная конусная5) Обычная с муфтой (нет в Lego Mindstorms)6) Дифференциальная передача (нет в Lego Mindstorms) Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  21. 21. Зубчатая передача Применение Передача вращения на Изменение направления вращения другую осьДмитрий Филиппов GetDev.NET
  22. 22. Зубчатая передача Применение Изменение скорости вращения Изменение оси вращения (с одновременным изменением на перпендикулярную момента силы) 8:40 = 1:5 8:24 * 8:24 = 1:9Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  23. 23. Специальный тип передачи Knob WheelНе является зубчатой передачей. Используется для передачи вращения на параллельнуюили перпендикулярную ось.Основное достоинство – такое соединение способно передавать вращающий момент безпроскальзывания. Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  24. 24. Колесо В набор Lego Mindstorms входят 4 колеса диаметром 30мм 4 покрышки диаметром 43.2ммДмитрий Филиппов GetDev.NET
  25. 25. Программирование илиСергей Шебанин GetDev.NET
  26. 26. Колесные роботы Простейший колесный робот (TriBot)Одна из самых часто используемых моделей – трѐхколесный робот с дифференциальнымуправлением (Differential Drive).Имеет три колеса, из которыха) одно – свободно вращается вокруг вертикальной осиб) два других колеса – расположены на одной геометрической оси (физически несоединены) и управляются двумя отдельными моторами.Достоинства:1) Простота управления2) Простая математическаямодель, описывающая поведение робота придвижении3) Маневренность (может развернуться наместе, повернуть на 90 градусов)Такая конструкция успешно применяется и вкоммерческих разработках – например пылесосыiRobot (справа на рисунке, вид снизу). Дмитрий Филиппов
  27. 27. Колесные роботыПоведение трѐхколесного робота с дифференциальным управлением может быть описанос помощью очень простой математической модели, фактически включающей в себя толькодва параметра – расстояние между ведущими колесами (l) и их радиус (r).Управление роботом заключается в том, что мы изменяем скорость вращения каждогоколеса в отдельности –мы можем поворачивать робота на месте, двигать его по дугеокружности или по прямой. Если левое колесо двигается с постоянной скоростью Vl, а правое – со скоростью Vr, то робот будет двигаться по окружности радиусом R с угловой скоростью w Линейная скорость колѐс Vl и Vr может быть вычислена как произведение r*wl и r*wr, где wl и wr – угловая скорость вращения левого и правого двигателя. Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  28. 28. Колесные роботыИз формулполучается, что1) если Vr=Vl, то робот движется по прямой;2) если Vr=-Vl, то R=0 и робот вращается на месте;3) если Vl=0, то робот вращается вокруг левого колеса;4) аналогично, если Vr=0, то робот вращается вокруг правого колеса Можно вывести и другие формулы, например вычислить перемещение робота, зная сколько оборотов сделало каждое колесо (полезно для Lego Mindstorms, т.к. в двигателе есть энкодер) Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  29. 29. Следование по линии Постановка задачиЗадача: провести колѐсного робота вдоль начерченной линии. В качестве датчиков могутиспользоваться один или несколько датчиков света(или цвета).В качестве подзадачи необходимо научиться отличать линию от фона. Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  30. 30. Следование по линии Начальная калибровка1) Будем вращать робота вокруг одного из колес, замеряя интенсивность света в процессевращения и вычисляя максимальную и минимальную интенсивность. После того, как роботсделает полный оборот, найдем среднее между максимумом и минимумом.В дальнейшем, всѐ что меньше этого значения, будем считать черным цветом, а всѐ чтобольше – белым (фоном).2) После этого поставим робота в начальную позицию – повернѐм его так, чтобы оннаходился над линией. Дмитрий Филиппов GetDev.NET
  31. 31. Следование по линии Простейший алгоритмДмитрий Филиппов GetDev.NET
  32. 32. Версии Первая версия — RCX Впервые представлен компанией LEGO в 1998 году. Включал в себя 8-битный H8/300 микроконтроллер + 32 Kб RAM для хранения программСергей Шебанин GetDev.NET
  33. 33. Версии Вторая версия — NXT Впервые представлен компанией LEGO в 2006 году. Отличается от NXT 2.0 набором датчиков: есть микрофон, но нет датчика цветаСергей Шебанин GetDev.NET
  34. 34. Версии Версия 2,5 — NXT 2.0 Впервые представлен компанией LEGO в 2009 году.Сергей Шебанин GetDev.NET
  35. 35. Версии Версия 3 — EV3 Впервые представлен компанией LEGO 4 января 2013 года.Сергей Шебанин GetDev.NET
  36. 36. EV3 Процессор — ARM9 (в конструкторе NXT 2.0 использовался ARM7)  FLASH память — 16 мегабайт Оперативная память — 64 мегабайт Операционная система — Linux Слот расширения SD USB 2.0 (поддерживает USB Host, то есть можно вставить WiFi свисток) Bluetooth 2.1 4 порта на вход и 4 порта на выход ДинамикСергей Шебанин GetDev.NET
  37. 37. EV3 Три сервомотора (два больших и один маленький)  Датчик нажатия Цветовой сенсор Датчик расстояния Гироскоп-акселерометр (в базовый комплект поставки, судя по всему, не входит)Сергей Шебанин GetDev.NET
  38. 38. Спасибо за внимание!
  39. 39. КонтактыСергей Шебанинsergey.shebanin@ingate.ruhttp://dev.ingate.ruДмитрий Филипповdmitry.filippov@devexpress.com

×