Lego Mindstorms

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Programovatelná RCX kostka první generace
Stavebnice Lego kombinuje programovatelné kostky, elektrické motory a senzory s Lego kostkami a díly z řady Lego Technic

LEGO Mindstorms je řada programovatelných robotických stavebnic vyráběných firmou Lego. Mindstorms pochází z programovatelných senzorových bloků používaných v řadě výukových pomůcek. První verze Lego Mindstorms byla dána na trh v roce 1998 pod názvem Robotics Invention System (RIS). Nejnovější verze Lego Mindstorms ev3 pochází z 1. srpna 2013.

Stavebnice Mindstorms má své prapočátky u první programovatelné kostky vytvořené v laboratoři MIT. Tato cihlička byla programována v jazyku Brick Logo. LEGOsheets[1] , první vizuální programovací prostředí pro ni vytvořila University of Colorado v roce 1994; bylo založeno na AgentSheets.

Originální Mindstorms stavebnice obsahovala dva motory, dva dotekové senzory a jeden světelný senzor. NXT verze má tři servomotory a po jednom senzoru doteku, světla, zvuku a vzdálenosti. Z Lego Mindstorms může být sestaven model vestavěného systému s počítačem kontrolovanými elektromechanickými částmi. Lze postavit mnoho druhů skutečných vestavěných systémů, od ovladače výtahu po výrobní automaty.

Stavebnice se také používá jako vzdělávací nástroj, původně díky partnerství mezi Lego a MIT. [2] Vzdělávací verze produktů se jmenuje Lego Mindstorms pro školy a je nabízena s ROBOLAB GUI programovacím softwarem. Ten vyvinula Tufts University a používá engine National Instruments LabVIEW.

Navíc lze k programování využít i jiný software či programovací jazyk (např. i Java nebo C).

Jediný rozdíl mezi vzdělávacími sériemi (Soubor výzvy) a sériemi pro ostatní spotřebitele (Soubor vynálezce) spočívá v odlišném světelném senzoru a v několika možnostech převodování.

Stavebnice Mindstorms je pojmenovaná po knize Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas (Mindstorms: Děti, počítače a silné myšlenky) od Seymoura Paperta. [3]

Robotics Invention System[editovat | editovat zdroj]

RCX[editovat | editovat zdroj]

První generace Lego Mindstorms byla postavena kolem cihly známé jako RCX. To obsahuje 8-bitový detektor kolize Renesas H8/300 microcontroller jak jeho interní CPU. Obsahuje také 32K RAM, která uloží Firmware a programy uživatele. Cihla je programována tím, že stáhne program (psaný v jednom z několika dostupných programovacích jazyků) od Windows nebo macintoshového počítače k RAM cihly přes speciální infračervené (IR) rozhraní. Po uživateli odstartuje program, RCX-umožnil Mindstorms vytvoření může fungovat totálně na jeho vlastní, jednat podle interních a vnějších podnětů podle naprogramovaných instrukcí. Také, dva nebo několik více RCX cihly mohou komunikovat spolu navzájem přes IR rozhraní, umožňující pohřbít-zdít spolupráci nebo soutěž. Kromě IR portu, tam jsou tři senzorové vstupní porty a tři motorové výstupní porty (také použitelný na lampy, etc). Tam je také LCD to může zobrazovat bateriovou úroveň, stav vstupně-výstupních portů, který program je vybraný nebo běžící, a jiné informace.

Verze 1.0 RCX cihly představují elektrický adaptérový jack dovolit nepřetržitý chod místo času omezené platnosti když používá baterií. Ve verzi 2.0 (také jak pozdější 1.0s zahrnutý v RIS 1.5), elektrický adaptérový jack byl odstraněn. Adaptér síly-vybavené RCX cihly jsou populární pro pevnou robotiku projekty (takový jako zbraně robota) nebo pro kontrolní Lego modely vlaku. Ve druhém kontextu, RCX potřebuje být programován s Digital povelovým řízením (DCC) software vyžadovaný pro automatizovanou modelovou vlakovou operaci.

IR rozhraní na RCX je schopné komunikovat s Spybots, zvěd zdí, Lego cvičí, a NXT (používat odjinud pocházející infračervený spojovací senzor.) RCX 1.0 IR přijímačová nosná frekvence je 38.5 kHz, zatímco RCX 2.0 IR nosná frekvence je 76 kHz. Obě verze mohou přenášet na jedné frekvenci. Nosný signál je vytvořen jedním z RCX vnitřních časovačů.

Všechny verze RCX mají jedinečné číslo tisknuté na tom. Little je znán o úvaze za tímto číslem, kromě pro použití technické podpory a jak ID množství RCX pro váš Lego Mindstorms účet na nyní-zaniklý Lego Mindstorms RCX internetové stránky. První RCX produkoval je označený “000001” a bylo vystavené zboží u Mindstorms 10. výroční událost.

NXT[editovat | editovat zdroj]

Programovací jazyky[editovat | editovat zdroj]

Lego dodávalo jazyky:

Další oblíbené jazyky:

FLL (First LEGO league)[editovat | editovat zdroj]

V roce 1998 v USA vznikla celosvětová roboticky zaměřená soutěž pro děti od 10 do 16 let. Cílem je motivace k technickým oborům a výzkumu. Skládá se ze čtyř částí: robotgame, prezentace výzkumného úkolu, týmová spolupráce a designe robota.

Účastníci dopředu znají téma pro daný rok, dostanou speciální hrací plátno a hrací sadu (FLL Challenge Set). Musí vymyslet robota a naprogramovat ho, aby splnil co nejvíce zadaných úkolů na plátně. Z daného tématu si také tým musí vybrat určitý problém a navrhnout jeho vylepšení nebo nové řešení.

Samotná kola soutěže probíhají v rámci jednoho dne. Na plnění úkolů robota je stanoven časový limit 150 s, dále je nutné vysvětlit porotcům konstrukci a naprogramování robota. Svá řešení výzkumného projektu musí tým objasnit během pětiminutové kreativní prezentace. V týmové spolupráci jsou účastníci postaveni do neobvyklé situace, kterou společně mají vyřešit, projeví se tak úroveň jejich spolupráce a kooperace.

Stránky soutěže:

http://www.ceskaligarobotiky.cz/ pro ČR

http://www.hands-on-technology.de/firstlegoleague pro Evropu

http://www.firstlegoleague.org/ oficiální stránky

Reference[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu
  1. LEGOsheets [online]. LEGOgang, [cit. 2008-12-03]. Dostupné online.  
  2. Programmable Bricks [online]. MIT Media Lab, [cit. 2008-12-03]. (Projects.) Dostupné online.  
  3. Počátky stavebnice Mindstorms v magazínu Wired (en)

Překlad[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Lego Mindstorms na anglické Wikipedii.