Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Maanantai Jolt: Bricktronics laajentaa Legon mahdollisuuksia

Maanantai Jolt on uusi sarake mikrokontrollereista ja elektroniikasta, joka näkyy MAKE: ssa joka maanantai-aamu.

Lego Mindstorms NXT on fantastinen opetusrobotti, joka opettaa lapsille ja aikuisille taitoja aina suunnittelusta. Kuitenkin, ei olisi hienoa parantaa näitä Lego-robotteja Arduino-levyillä ja -suojilla? Tämän ajatuksen myötä Adam Wolf, Matthew Beckler ja minä kirjoitimme Make: Lego ja Arduino Projects ja kehitimme Bricktronics-kilven näiden kahden yhdistämiseksi.

Aadam ja Matthew, jotka hoitavat elektronista pakettiliiketoimintaa Wayne ja Layne, käsittelivät kilven tekemisen haasteita. He kääntävät Mindstormsin protokollia, olivat muokattuja muovisia ulkomaille, prototyyppisiä piirejä ja kehittäneet Arduino-kirjaston suojan suojaamiseksi. Kirja kertoo, miten rakennetaan myös hauskoja Lego-malleja, mukaan lukien suklaamaidon drinkbot ja keytar-syntetisaattori.

Bricktronics-kilven anatomia Kun me karkotimme Arduinon ja Mindstormsin maailmaan, havaitsimme, että yksi haasteista oli fyysisesti yhdistää nämä kaksi. Mindstorms käyttää mukautettuja johtoja, joissa on pistokkeet, jotka ovat RJ12-liittimiä, joissa on keskipisteen välilehti. Löysimme kaksi ratkaisua: ensimmäinen on katkaista Mindstorms-johto Molex-pistokkeeseen, jolloin johdin voidaan kytkeä Mindstorms-moottoriin tai anturiin toisessa päässä ja leipilevy toisessa. Yksinkertaisempi ratkaisu on käyttää Arduino-kilpiä, joka mahtuu pistokkeisiin, joten keskityimme kilven kehittämiseen eikä korostamaan leipäkorjattuja ratkaisuja, vaikka näytämme myös, miten ne tehdään. Bricktronics-kilpessä on kuusi Mindstorms-yhteensopivaa liitintä, neljä antureille ja kaksi moottoreille.

Tässä on, mitä kilpi näyttää:

  1. Anturiliittimet. Portit 3 ja 4 voivat sisältää analogisia antureita, kuten väriä tai ultraääniä, kun taas kaikki neljä voivat hyväksyä digitaalisen anturin, kuten Legon kosketusanturin, tulon.
  2. MCP23017-siru on I / O-laajennin, joka lähettää tietoja vain kahdella nastalla käyttäen tavallista I2C-väylää.
  3. DPDT-kytkin vaihtaa sinut Arduino Uno Rev 3: n ja vanhemman Arduinosin välillä I2C-tietojen käsittelyä varten.
  4. Darlingtonin transistoreita käytetään vaihtamaan suurempia virtoja ja sallimaan suojan säätää muita kuin Lego-moottoreita. Liitä komponentit transistorien vieressä oleviin naarasotsikoihin.
  5. Näitä miesotsikoita käytetään kontrolloimaan Lego Power DC -moottoreiden linjaa, jossa ei käytetä Mindstorms-pistokkeita. (Kirjassa näytetään myös, miten tehdä Power Functions Molex-sovittimille.)
  6. L293D-moottoriohjain: Tämä siru ohjaa kahta Mindstorms-servomoottoria.
  7. Moottorin tulpat.
  8. Pinotut otsikot. Klassisen suojakotelon avulla voit lisätä vielä lisää kilpiä.
  9. Painike vaihtaa Arduinon nollaustoiminnon.

Bricktronics vs. NXT

Niinpä kilpi ja Arduino voittivat Legon mikrokontrollerin, eikö? No, kyllä ​​ja ei. Tutkimuksissamme löysimme itsemme erittäin vaikuttuneeksi NXT-tiilistä, joka on Mindstormsin oletusarvoinen mikrokontrolleri. On niin hyvä, että monet hakkerit ovat havainneet, miten NXT-tiiliin, kuten LeJosiin ja NXT-C: hen, voidaan asettaa vaihtoehtoisia käyttöjärjestelmiä. Sitten on olemassa se tosiasia, että NXT voi ohjata 3 moottoria ja meidän kilpemme vain kaksi. Siitä huolimatta Arduinon lähestymistavasta on paljon. Pelkkä Arduinon laajan ekosysteemin ja koodin käyttäminen tekee ihmeitä robotille. Wayne ja Layne kehittävät myös moottorinohjainta, joka voi käyttää viisi moottoria ja jossa on sisäänrakennettu XBee-liitin. Se ei ole vielä valmis ostamaan tai rakentamaan, mutta voit nähdä sen tässä.

Yksi suurimmista eroista NXT: n ja meidän hallituksemme välillä on se, että Bricktronics on avoimen lähdekoodin ja Wayne ja Layne jakavat vapaasti kaaviot ja koodit, joita tarvitaan omien projektien luomiseen ilman, että tarvitsette ostaa kilpiä. Kun muut hakkerit alkavat kehittää omia Mindstorms-yhteensopivia projekteja, alamme nähdä valtavan laajenemisen Mindstormsin kanssa.

Bricktronics in Education Yksi Bricktronicsin kehittämisessä havaituista viileistä yllätyksistä oli, että opettajat kaivasivat sitä todella. Näiden opettajien mukaan Arduino-kokouksessa Mindstorms ottaa jotain, joka haastaa lapset ja aikuiset teknisesti ja tuo sen seuraavaan vaikeustasoon. Jotkut STEM-opettajat auttavat oppilaita oppimaan ohjelmointia ottamalla ne käyttöön Mindstormsiin, joka tarjoaa yksinkertaistetun graafisen käyttöliittymän ja opettaa laaja-alaisia ​​ohjelmakonsepteja, kuten silmukoita ja jos / muuta rakenteet, mutta ei oikeastaan ​​opeta koodausta sellaisenaan.

Seuraava askel on ottaa nämä samoja malleja oppilaat, jotka on rakennettu Mindstormsin virallisella mikrokontrollerilla ja vaihtamalla Arduinossa, mikä nostaa haasteen pienellä oppimiskäyrällä. Samanaikaisesti opiskelijat tuodaan Arduino-maailmaan varovasti, jotta he voivat mukautua Arduinon ympäristöön oppimatta elektroniikkaa, juottamista ja niin edelleen.

DrummerBot, perusprojekti

Tässä on hyvin yksinkertainen robotti, jonka kuka tahansa voi rakentaa niin kauan kuin heillä on Arduino Uno, Bricktronics-kilpi (tai johto!) Ja Mindstorms-sarja. Se on DrummerBot, robotti, joka on suunniteltu rummuttamaan muovinen maapähkinävoita. Se käyttää kaksi servomoottoria rumpukappaleiden ohjaamiseen ja ultraäänianturi tunnistamaan, kun joku menee lähelle. Ohjelma toimii silmukassa ja odottaa tuntevansa henkilön tietyllä etäisyydellä. Kun se sijoittaa jonkun lähelle, se alkaa rummuttaa sen rummun, jolloin nopeus kasvaa lähemmäksi objektia.

Haluatko rakentaa rumpusepän? Voit ladata Arduino-ohjelman sekä mallin Lego Digital Designer CAD-tiedoston noudattamalla alla olevia linkkejä.

Tämä on loistava projekti aloittelijoille, koska se on helppo rakentaa ja ohjelmoida, ja opettaa sinulle, miten Arduino on vuorovaikutuksessa Bricktronics-kirjaston kanssa. Se on hyvä tapa aloittaa harrastaminen hauskoja mahdollisuuksia, joita Lego ja Arduino edustavat.

Lisätietoja Tässä on tietoja Bricktronicsista:

  • Vieraile Wayne ja Layne Bricktronics -sivulla.
  • Osta kirja: voit saada sen muun muassa O'Reillyn ja Amazon.comin kautta. Näytekappaleet ovat saatavilla molemmilla sivustoilla.
  • Osta tai rakenna Bricktronics-kilpi.
  • Build DrummerBot: lataa Lego Digital Designer -tiedosto ja Arduino-koodi Wayne ja Layne Github -sivulla.

Osake

Jättänyt Kommenttia