a lego mint oktatási eszköz lego nxt

1. Robotika az oktatásban
Lego Mindstorms

2. Robotika az oktatásban (?)
“Egy kép többet mond ezer szónál“

3. Robotika az oktatásban?
•Learning by doing – csinálva tanulás
•Interdiszciplináris tanulás – stem (science –
technology – engineering – mathematics
•Konstruktivista megközelítés
•Motiváló tanulási környezet
•Interakció a fizikai környezettel, fizikai eszközökkel

4. Robotika az oktatásban?
Megvalósítása az iskolákban: Lego Mindstroms
robotkészlet

5. Egy kis LEGO „történelem”
•1934 Ole Kirk Christiansen dán asztalos – Leg Godt
(jót játszani) fa építőkockák
•1949 LEGO cég elkezd műanyag kockákat gyártani
•1954 kialakul a kreatív építőjáték koncepció
•1958 elkészül a mai értelemben vett LEGO kocka
•1966 LEGO vonat 4.5V majd 12V-s motorral
•1975 Expert Series fogaskerekek, fogaslécek,
tengelyek
•1980 LEGO Educational Products Department

6. Egy kis LEGO „történelem”
•1982 Expert Builder-ből kialakul a TECHNIC
•1989 Megalakul a LEGO DACTA, bekapcsolódik a
fejlesztésbe Dr. Seymour Papert a MIT professzora
(logo)
•1998 Elkészül a LEGO Mindstorms Invention System
(RIS)

7. Egy kis LEGO „történelem”
•2001 Megjelenik a továbbfejlesztett RIS 2.0
•2006 megjelenik a LEGO MINDSTORMS NXT

8. Egyéb cégek robotika készletei
Robovie-i
Robovie-M
Humanoid robot kits

9. A Lego Mindstorms előnyei

Minden tanulónak vannak korábbi „LEGO-s
élményei”

Nagyon megbízható hardver és szoftver

Optimum a komplexitás és a lehetőségek
között

Sokféle különböző szoftveres megoldás,
harmadik gyártók hardveres kiegészítői
(szenzorok)

A készletek ára lehetővé teszi az otthoni
használatot is

Teljesen „kompatibilis” minden korábbi LEGO
elemmel

10. 
Széles körben használt
platform(rengeteg forrás a web-en)

Kidolgozott tantervek, óratervek,
tapasztalatok megosztása a weben

A Mindstorm NXT-G grafikus
programozói felület a LabView ipari
szoftverre épül, így a diákok játszva
tanulhatják meg egy „komoly” vezérlő
program alapjait.
A Lego Mindstorm előnyei
tanári szemszögből

11. LEGO© Mindstorms Oktatási
Készlet

12.  Mit találunk a dobozban:
− Több száz LEGO alkatrész
− 5 különböző érzékelő
− 3 motor
− Programozható LEGO kocka a motorok, szenzorok
kezelésére
 Programozási lehetőség:
− Mindstorm NXT-G grafikus környezet
A Mindstorm NXT oktatási készlet
.......

13. A MINDSTORMS robotok központi eleme, „agya” az NXT. Ez egy
intelligens, számítógép vezérelt LEGO kocka, amivel programozhatóvá
válnak a TECHNIC elemekből felépített mobil robotok.

14. 360 deg. unwrapped image
 32-bit ARM7 mikrokontroller
 256 Kbytes FLASH, 64 Kbytes RAM
 8-bit AVR mikrokontroller
 4 Kbytes FLASH, 512 Byte RAM
 Bluetooth wireless communication
 USB full speed port (12 Mbit/s)
 4 input ports, 6-wire cable digital platform
 3 output ports, 6-wire cable digital platform
 100 x 64 pixel LCD graphical display
 Loudspeaker - 8 kHz sound quality.
 Power source: 6 AA batteries
NXT: az „agy”

15. • A robot tárgyakkal való ütközését érzékeli.
• Külön érzékelhető a gomb lenyomás, felengedése
vagy dupla megnyomása.
• A szenzort használhatjuk pl. a robotkar esetén a
tárgyak megfogásának érzékelésére is.
• A szenzort nyomógombként alkalmazva a robot
vezérlésére is használhatjuk.
Érintés
szenzor

16. A szenzor segítségével a robot érzékeli a
környezet hangjait.
A hang szenzor decibel értéket szolgáltat
A hangszenzor érzékenysége az emberi fül
érzékenységével azonos karakterisztikájú.
A szenzor érzékeli azokat a frekvenciákat is,
amik az emberi fül számára túl alacsonyak,
vagy túl magasak.
Hang szenzor

17. A fény szenzor a robot környezetének
fényerősség értékeit képes érzékelni.
A szenzor segítségével a robot meg tudja
különböztetni a sötét és világos részeket, a
tárgyakról visszaverődő fény intenzitását.
A szenzor segítségével akár lakásriasztót is
készíthetünk.
Segítségével nyomkövető vagy válogató robot
készíthető.
Fény szenzor

18. Az ultrahang szenzor segítségével a robot
képes érzékelni a környezetében lévő
tárgyakat.
Segítségével olyan robotot építhetünk, ami
kikerüli a tárgyakat, érzékeli és méri azok
távolságát, érzékeli a mozgást.
Az ultrahang szenzor cm-ben vagy inch-
ben képes mérni, adott távolságon belül
+/- 3 cm pontossággal.
A szenzor a tárgyakról visszaverődő
ultrahang érzékelésével mér, hasonló
elven, ahogy a denevérek érzékelik a
tárgyak távolságát.
Ultrahang szenzor

19. Szervómotor
A szervómotorok segítségével mozognak a
megépített robotok.
A motorok mozgása szinkronizálható. Így
ha alkalmazzuk ezt a lehetőséget,
robotunk teljesen egyenes vonalon képes
mozogni.
A szervómotorokba 1 fok pontosságú
szögjeladó van beépítve.
A megfelelő vezérlés segítségével a
motorok sebessége könnyen beállítható.

20. Mindstorms NXT-G
programkörnyezet
A program a National Instruments
LabView szoftverének LEGO NXT-re
optimalizált változata.

21. Mindstorms NXT-G
programkörnyezet
Ez a programozási környezet elsősorban nem programozóknak
készült, akik grafikus építőkockákból a robot építéséhez
hasonlóan viszonylag gyorsan állíthatják össze és
konfigurálhatják az irányító programot.

22. Egyéb programozási
környezetek
NBC / NXC
A két nyelv közül az NXC a magasabb szintű, C programozási
nyelvhez való hasonlóságát és különbözőségét neve is mutatja: Not
eXactly C. Az NBC (Next Byte Codes) az NXT egység bájtkódjának
felel meg, az NXC programok is elsőre erre a nyelvre fordulnak le. Ez
a két programozási nyelv gyakorlott programozók számára készült,
mélyebb szintű betekintést enged az NXT világába. Az eredményül
kapott kód gyorsabb, kisebb méretű, mint a LEGO MindStorms NXT
Software-rel előállított.

23. Egyéb programozási
környezetek
A RobotC
Érdekes lehet még a robotikában komoly hírnévnek örvendő Carnegie
Mellon egyetem robotakadémiája által fejlesztett RobotC nyelv, mely
többek között a Mindstorms készlettel is használható. Bár ez a
környezet nem ingyenes, van egy egyhónapos próbaváltozata is. A
nyelv C-re épül, de az NXC-vel ellentétben a C teljes funkcionalitását
biztosítja és ehhez ad ipari szabványokban megszokott C támogatást.

24. Egyéb programozási
környezetek
A LeJOS
A LeJOS programozási környezet az eddigi megoldásokon túlmegy
abban az értelemben, hogy az NXT operációs rendszerét is lecseréli.
Ennek hatására egy kicsi Java virtuális gép jelenik meg a roboton. Ez
NXJ API-nak megfelelő egyszerűsített, ugyanakkor NXT-vel
kapcsolatos lehetőségekkel bővített Java nyelvű programok futtatását
teszi lehetõvé. Ez a megoldás sem tekinthető még igazán kiforrottnak,
de néhány havonta új verzió készül el.