Лего Майндштормс NXT

Программируемый комплект робототехники

Логотип LEGO Mindstorms NXT

«Гольф-бот», робот, созданный с использованием набора NXT.

Lego Mindstorms NXT — это комплект программируемой робототехники , выпущенный компанией Lego 2 августа 2006 года. ^{[1] [2] [ необходим неосновной источник ]} Он заменил Robotics Invention System , комплект Lego Mindstorms первого поколения. Базовый комплект поставляется в двух версиях: розничная версия ^[3] и базовый набор для образовательных учреждений. ^[4] В комплект поставки входит программное обеспечение для программирования NXT-G или дополнительный LabVIEW для Lego Mindstorms. ^[5] Существует множество неофициальных языков, таких как NXC, NBC, leJOS NXJ и RobotC. Набор второго поколения Lego Mindstorms NXT 2.0 был выпущен 1 августа 2009 года с датчиком цвета и другими обновлениями. Третье поколение EV3 было выпущено в сентябре 2013 года.

Интеллектуальный блок NXT

Комплект LEGO Mindstorms NXT

Робот собран из набора

Основным компонентом комплекта является компьютер NXT Intelligent Brick, который может принимать входные данные от четырех датчиков и управлять тремя двигателями с помощью модифицированной версии кабелей RJ12 (аналогично телефонным линиям RJ11 , но несовместимо с ними ). Пластиковый штифт, удерживающий кабель в розетке, немного сдвинут вправо. Устройство имеет монохромный ЖК-дисплей с разрешением 100×64 пикселей и четыре кнопки, с помощью которых можно перемещаться по пользовательскому интерфейсу с помощью иерархических меню. Он оснащен 32-битным микроконтроллером Atmel AT91SAM7 S256 с ядром ARM7TDMI , 256 КБ флэш-памяти и 64 КБ оперативной памяти, 8-битным микроконтроллером Atmel AVR ATmega48 и поддержкой Bluetooth. Комплект имеет динамик и может воспроизводить звуковые файлы с частотой дискретизации до 8 кГц. Питание осуществляется от 6 батареек АА (по 1,5 В каждая) в потребительской версии комплекта и литий-ионной аккумуляторной батареи в образовательной версии.

Комплекты разработки

Lego выпустила прошивку с открытым исходным кодом для интеллектуального блока NXT и схемы всех аппаратных компонентов. ^[6]

Доступно несколько комплектов разработчика с документацией для NXT:

• Комплект разработчика программного обеспечения (SDK) с информацией о драйверах USB хоста, формате исполняемого файла и справочнике по байт-коду.
• Комплект разработчика оборудования (HDK) с документацией и схемами для блока NXT и датчиков.
• Комплект разработчика Bluetooth (BDK), документирующий протоколы, используемые для связи Bluetooth.

Программирование

Простые программы можно создавать с помощью меню интеллектуального модуля NXT. Более сложные программы и звуковые файлы можно загрузить через порт USB или Bluetooth. Файлы можно копировать по беспроводной сети между двумя блоками NXT, а некоторые мобильные телефоны можно использовать в качестве пульта дистанционного управления. До трех модулей NXT могут одновременно обмениваться данными через Bluetooth при запуске программ, созданных пользователем.

Розничная версия комплекта включает программное обеспечение для написания программ, работающих на персональных компьютерах под управлением Windows и Mac OS. Программное обеспечение, основанное на LabVIEW от National Instruments , предоставляет визуальный язык программирования для написания простых программ и загрузки их в модуль NXT; вместо того, чтобы требовать от пользователей написания строк кода, они могут использовать блоки, подобные блок-схемам, для разработки своей программы.

НХТ

NXT-G v2.0 — это среда графического программирования, которая поставляется в комплекте с NXT и может использоваться для реального программирования. Программное обеспечение может запускать несколько параллельных циклов или сочетать автономное управление с Bluetooth или другим дистанционным управлением. Он поддерживает виртуальные инструменты для всех датчиков и компонентов Lego и большинства сторонних производителей. Версия 2.0 содержит новые задачи, пульт дистанционного управления, специальные графические и звуковые дизайнеры, а также поддержку датчика цвета Lego. ^[7]

C# с Microsoft Robotics Developer Studio

Бесплатные инструменты ( Visual Studio Express в сочетании со Studio Developer Studio ) позволяют программировать NXT с использованием языка C# . ^[8]

BricxCC, коды следующих байтов, а не точно C

Bricx Command Center (BricxCC) — это интегрированная среда разработки (IDE), используемая для написания, компиляции и редактирования программ NBC и NXC для NXT. Кроме того, поскольку BricxCC изначально создавался для RCX , программы для него можно писать с использованием NQC через BricxCC. Различные версии прошивки можно прошить на NXT с помощью BricxCC. Next Byte Codes (NBC) — это простой язык с открытым исходным кодом и синтаксисом ассемблера , который можно использовать для программирования блока NXT. BricxCC также имеет возможность декомпилировать стандартные исполняемые файлы .rxe NXT в NBC. Not eXactly C (NXC) — это язык высокого уровня с открытым исходным кодом , ^[9] похожий на C и построенный на основе компилятора NBC. Его можно использовать для программирования блока NXT. NXC — это, по сути, NQC для NXT. ^[10]

Роболаб

Новая среда программирования, первоначально использовавшаяся в программируемом блоке RCX. Версия 2.9 была обновлена ​​для программирования блока NXT. Lego объявила, что прекратит поддержку Robolab, но Robolab 2.9 все еще доступен. ^[11]

РобоМайнд

RoboMind — это образовательное программное обеспечение для обучения студентов логике, программированию и робототехнике. Скрипты можно перенести на робота Lego Mindstorms NXT для тестирования. ^[12]

очаровательный

Enchanting переносит программирование NXT в среду Scratch, разработанную группой Lifelong Kindergarten Group в Массачусетском технологическом институте, чтобы сделать программирование интуитивно понятным для маленьких детей.

РОБОТК

Язык программирования, основанный на C для VEX, VEX Cortex, FIRST Tech Challenge и Lego Mindstorms . ROBOTC позволяет NXT быстро запускать программы и сжимать файлы для размещения большого количества программ.

НХТГКК

Набор инструментов GCC для программирования прошивки NXT на языке C.

leJOS NXT

leJOS NXJ — это язык высокого уровня с открытым исходным кодом, основанный на Java и использующий специальную прошивку. ^[13]

nxtOSEK

nxtOSEK можно использовать для написания на C и C++ с помощью специальной прошивки. ^[14]

ИКОНА

ICON может записывать файлы на сам NXT. ^{[15] [16]}

MATLAB и Simulink

MATLAB — это язык программирования высокого уровня для численных вычислений, сбора и анализа данных. Он может управлять роботами Lego NXT через последовательный порт Bluetooth (связь через последовательный порт является частью базовой функциональности MATLAB) или через USB . ^[17] (бесплатно и с открытым исходным кодом). Simulink — это среда блок-схем для моделирования и моделирования динамических систем. Пользователь может разрабатывать и моделировать алгоритмы управления и системы Lego, а также программировать Lego NXT или EV3. ^[18]

Луа

plLua ^[19] — это порт языка программирования Lua , языка сценариев общего назначения, для Lego Mindstorms.

Ада

Порт GNAT ^[20] для NXT. Он опирается на выделенное ядро ​​времени выполнения, основанное на профиле Ravenscar, используемом на спутнике Goce , что позволяет высокоуровневым функциям Ada разрабатывать параллельные системы и системы реального времени на Mindstorms NXT.

УРБИ

URBI — это параллельный, управляемый событиями язык с интерфейсами для C++/Java и Matlab. Он имеет компонентную архитектуру (UObject) для распространения. Urbi совместим со многими роботами, включая Nao (см. Robocup), Bioloid и Aibo. ^[21]

FLL NXT-навигация

FLL Nxt Navigation ^[22] — это программа с открытым исходным кодом, облегчающая навигацию по таблице соревнований FLL. Для написания программ он использует файлы NXT-G и .txt.

Руби-нкст

Ruby-nxt ^[23] — это библиотека для программирования NXT для языка программирования Ruby . Код не компилируется в бинарный файл (в отличие от других языков для NXT), а передается в NXT по Bluetooth.

Робототехника.NXT

Robotics.NXT ^[24] — это интерфейс Haskell для NXT через Bluetooth. Он поддерживает прямые команды, сообщения и множество датчиков, а также поддерживает простое управление блоком NXT на основе сообщений с помощью удаленно выполняемой программы. Базовый код NXC включен.

LibNXT

LibNXT ^[25] — это библиотека утилит для общения с интеллектуальным блоком Lego Mindstorms NXT на относительно низком уровне. Он ориентирован на платформы, игнорируемые официальным программным обеспечением Lego Mindstorms NXT (например, Linux), и работает в любой POSIX-совместимой операционной системе, где поддерживается libusb 0.1. Поддержка Windows также возможна с помощью порта win32 libusb.

C_NXT

C_NXT ^[26] — библиотека для управления Lego NXT, лицензированная по лицензии GPLv2 . Он позволяет пользователям управлять Lego NXT через Bluetooth из других программ на языке C. Библиотека, работающая в Linux, обеспечивает низкоуровневый контроль и высокоуровневую абстракцию.

PyNXC

PyNXC ^[27] — это проект, который преобразует код Python в Not Exactly C (NXC) ^[28] для загрузки в роботов Lego Mindstorms.

NXT-Питон

NXT-Python ^[29] — это модуль Python, который обменивается данными с NXT через USB или Bluetooth. Он поддерживает команды и несколько датчиков вторичного рынка.

Программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3

Программное обеспечение, поставляемое с новым набором Mindstorms EV3, позволяет программировать NXT. ^[30]

Физические игрушки

Автомобиль Lego NXT, избегающий стен, реализованный в Physical Etoys.

Physical Etoys — это система визуального программирования для электронных устройств, поддерживающая прямой и скомпилированный режимы.

Интерпретатор C/C++ Ch

Ch — это интерпретатор C/C++, выполняющий код C/C++ для управления Lego NXT или EV3. Никакой загрузки/загрузки или компиляции прошивки не требуется. Код AC/C++, работающий в Ch, может управлять Lego NXT, EV3 или несколькими NXT/EV3. ^[31]

Датчики и исполнительные механизмы

В базовый комплект Lego Mindstorms NXT входит: ^[32]

• Три серводвигателя со встроенными редукторами и внутренними оптическими датчиками вращения , определяющими их вращение с точностью до одной степени. ^[33]
• Сенсорный датчик определяет, был ли он нажат, ударен или отпущен. Оранжевую кнопку ввода и серые правую и левую кнопки NXT можно запрограммировать как сенсорные датчики. В программном обеспечении NXT-G значение 0 задается, когда кнопка не нажата, и значение 1, если она нажата. ^[34]
• Датчик освещенности определяет уровень освещенности в одном направлении и включает в себя светодиод для освещения объекта. Он может определять значения отраженного света с помощью встроенного красного светодиода или окружающего света. В программном обеспечении NXT-G он воспринимает свет по шкале от 0 до 100; 100 – очень ярко, 0 – темно. ^[35] Если датчик откалиброван, его можно использовать в качестве датчика расстояния.
• Датчик звука измеряет громкость по шкале от 0 до 100; 100 — очень громко, 0 — тихо.
• Ультразвуковой датчик может измерять расстояние от датчика до объекта, на который он смотрит, и обнаруживать движение. Он может показывать расстояние в сантиметрах и дюймах. Максимальное расстояние, которое он может измерить, составляет 233 сантиметра (92 дюйма) с точностью 3 сантиметра (1,2 дюйма). Датчик посылает ультразвуковые звуковые волны, которые отражаются от объекта впереди него, а затем назад, и определяет время, которое это заняло. ^[36]

Остальные детали можно купить отдельно. ^[37] Сторонние компании производят такие датчики, как компас , гироскоп , инфракрасный трекер, считыватель RFID и датчики акселерометра , продаваемые Lego. Датчик температуры может измерять температуру в градусах Цельсия или Фаренгейта.

Разъем

Датчики подключаются к блоку NXT с помощью шестипозиционного модульного разъема с аналоговыми и цифровыми интерфейсами. Аналоговый интерфейс обратно совместим (с использованием адаптера) со старой системой Robotics Invention System. Цифровой интерфейс поддерживает связь I ² C и RS-485 .

НХТ 2.0

Lego Mindstorms NXT 2.0 — второй набор из серии Lego Mindstorms , представленный 5 августа 2009 года в магазине Lego Shop в США. Набор состоит из 619 деталей, включая датчик, определяющий цвета. За ним последовал Lego Mindstorms EV3 . ^[38]

Функции

Модель вилочного погрузчика, построенная с помощью Lego Mindstorms NXT 2.0.

• Звуковой редактор для записи звука и программирования модуля NXT для его воспроизведения.
• Редактор изображений для загрузки изображения в блок NXT для его отображения на экране.

Интеллектуальный блок NXT

• 32-битный основной микроконтроллер Atmel AT91SAM7 S256 ( флэш-память 256 КБ , ОЗУ 64 КБ )
• 8-битный микроконтроллер Atmel ATmega48 @ 4 МГц (флэш-память 4 КБ, ОЗУ 512 байт)
• ЖК- экран 100×64 пикселей
• Четыре входных порта RJ12 (порты 1–4)
• Три выходных порта RJ12 (порты переменного тока)
• USB-порт
• Bluetooth класса II, версия 2.0
• Громкоговоритель — качество звука 8 кГц, разрешение 8 бит, частота дискретизации 2–16 кГц
• Четыре кнопки для навигации по меню и использования в программах.
• Питание от шести батареек типа АА или аккумуляторной батареи NXT.

Смотрите также

• Принтер Braigo Braille Lego недорогой проект
• Лего Майндштормс EV3
• Лего Майндштормс
• Система изобретений робототехники
• УРБИ
• Комплекс робототехники
• Dexter Industries — датчики для Lego Mindstorms NXT
• ПЕРВАЯ Лего-лига – соревнование с роботом Lego Mindstorms NXT
• RobotAppStore – приложения для роботов (включая Lego Mindstorms NXT)
• Роботы

Рекомендации

1. «Что такое NXT? LEGO Group представляет набор инструментов для робототехники Lego Mindstorms NXT на выставке бытовой электроники» (пресс-релиз). Лас-Вегас, Невада : Lego Group . 4 января 2006 года. Архивировано из оригинала 8 июля 2009 года . Проверено 17 сентября 2007 г.
2. «Набор инструментов для робототехники LEGO MINDSTORMS NXT теперь широко доступен» (пресс-релиз). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк : Lego Group . 2 августа 2006 года. Архивировано из оригинала 11 сентября 2006 года . Проверено 3 июля 2022 г.
3. "8527Комплект Mindstorms NXT" . Mindstorms.lego.com . Группа ЛЕГО . Архивировано из оригинала 3 февраля 2009 г. Проверено 26 декабря 2008 г.
4. "Базовый набор Lego Mindstorms Education NXT" . Education.lego.com . Архивировано из оригинала 10 декабря 2011 г. Проверено 30 сентября 2011 г.
5. «LEGO Education | Продукты > Средняя школа > Программное обеспечение NI LabVIEW для LEGO MINDSTORMS» . Архивировано из оригинала 16 декабря 2011 г. Проверено 16 ноября 2011 г.
6. «Все инструменты, которые помогут вашему Lego Mindstorms NXT достичь экстремальных результатов!». Архивировано из оригинала 6 октября 2009 года.
7. "Галерея Brickshelf - Примеры фрагментов кода" . Brickshelf.com . Проверено 3 июля 2022 г.
8. «Шоу». Документы.microsoft.com . Проверено 3 июля 2022 г.
9. «Не совсем C». Sourceforge.net .
10. «NBC - Байт-коды NeXT, Not eXactly C и SuperPro C» . Sourceforge.net .
11. «Лего Образование». Лего.com .
12. «RoboMind.net - Документация> Поддержка Lego Mindstorms NXT» . Робоминд.нет .
13. Мораль, Хуан Антонио Бренья. «LeJOS, Java для Lego Mindstorms». Sourceforge.net .
14. "nxtOSEK". Sourceforge.net .
15. "ИКОНА". Teamhassenplug.org . Проверено 3 июля 2022 г.
16. "Команда Hassenplug" . Teamhassenplug.org . Проверено 3 июля 2022 г.
17. "mindstorms / ev3-toolbox-matlab · GitLab" . Gi.rwth-aachen.de . Проверено 3 июля 2022 г.
18. «Поиск поддержки оборудования» . Mathworks.com . Проверено 3 июля 2022 г.
19. "Домашняя страница pbLua" . 8 декабря 2008 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2008 г. Проверено 3 июля 2022 г.
20. «Libre - Главная > Инструменты > GNAT GPL для LEGO MINDSTORMS NXT – Ravenscar Edition» . Архивировано из оригинала 5 марта 2012 г. Проверено 24 июня 2009 г.
21. "Гостай". Гостай.com . Архивировано из оригинала 30 апреля 2007 г.
22. «Навигация FLL NXT — Главная» . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 12 марта 2009 г.
23. "зук/рубин-nxt". Гитхаб.com . 14 ноября 2020 г. Проверено 3 июля 2022 г.
24. "НХТ". Hackage.haskell.org . Проверено 3 июля 2022 г.
25. «Архив кода Google — долгосрочное хранилище для хостинга проектов Google Code» . Code.google.com . Проверено 3 июля 2022 г.
26. "C_NXT". Гитхаб.com . 13 июня 2016 г. Проверено 3 июля 2022 г.
27. «Архив кода Google — долгосрочное хранилище для хостинга проектов Google Code» . Code.google.com . Проверено 3 июля 2022 г.
28. «NBC - Байт-коды NeXT, Not eXactly C и SuperPro C» . Bricxcc.sourceforge.net . Проверено 3 июля 2022 г.
29. "Schodet/nxt-python" . Гитхаб.com . 18 июня 2022 г. Проверено 3 июля 2022 г.
30. «Доступны часто задаваемые вопросы» . Education.lego.com . Проверено 7 декабря 2019 г.
31. «Центр интегрированных вычислений и STEM-образования Калифорнийского университета в Дэвисе » Контроллер робота Ch» . Ucdavis.edu .
32. «Дом – LEGO MINDSTORMS® – LEGO.com – Mindstorms LEGO.com» . Лего.com . Архивировано из оригинала 29 мая 2012 г. Проверено 15 января 2009 г.
33. «Дом – LEGO MINDSTORMS® – LEGO.com – Mindstorms LEGO.com» . Лего.com .
34. «Дом – LEGO MINDSTORMS® – LEGO.com – Mindstorms LEGO.com» . Лего.com . Архивировано из оригинала 17 февраля 2012 г. Проверено 15 января 2009 г.
35. «Дом – LEGO MINDSTORMS® – LEGO.com – Mindstorms LEGO.com» . Лего.com .
36. «Дом – LEGO MINDSTORMS® – LEGO.com – Mindstorms LEGO.com» . Лего.com .
37. «Дом — Lego Mindstroms — LEGO.com» . Лего.com . Архивировано из оригинала 6 октября 2009 г. Проверено 15 января 2009 г.
38. Майлз, Стюарт (6 ноября 2018 г.). «Запуск LEGO Mindstorms NXT 2.0» . Карманный ворс . Проверено 28 января 2009 г.

Внешние ссылки

• lego.Edutech.com, официальный партнер Lego Education
• внешний контроллер с открытым аппаратным обеспечением beaglebone
• Программа NXT, помощь в программировании вашего Lego Mindstorms NXT.
• Lego Mindstorms NXT в Керли
• Мозговые бури в Керли
• HiTechnic.com, Сертифицированные LEGO датчики для Lego Mindstorms
• Mindsensors.com, Датчики для Lego Mindstorms NXT
• Trinfactor3.com, позволяет использовать 32 аналоговых датчика с 1 NXT.
• robojoy-club, робот NXT и программа для новичка
• Размещение и установка шестерен
• Роберта, Образовательная робототехника
• Сообщество и проекты LEGO Mindstorms
• Прочтите этот обзор, прежде чем купить Lego Mindstorms EV3
• Проекты Lego Mindstorms NXT и Lego Mindstorms NXT 2.0
• Робот-шутер NXT 2.0 в действии