В 1947 году компания Lego начала выпуск пластиковых игрушек и уже в 1949 появились знаменитые защелкивающиеся кирпичики Lego.
Основными идеями Lego являются модульность и совместимость. Хотя кирпичики за 65 лет своего существования меняли дизайн и форму, они абсолютно совместимы между собой. Современные элементы вполне можно присоединить к элементам 40-летней давности.
Сегодня сфера деятельности Lego конечно много шире, чем производство игрушек. Компания создает одежду, фильмы, игры, организует конкурсы, в том числе робототехнические. В мире открыты музеи Lego тематические парки развлечений леголенды, которые практически полностью построены из кубиков Lego.
Из Lego можно собирать модели автомобилей, самолетов, кораблей, зданий, и, конечно, роботов. С конца прошлого века Lego выпускает специальный робототехнический конструктор, который сегодня стал лидером образовательной робототехники.
Идея добавить к стандартным деталям Lego электронный программируемый блок, датчики и электродвигатели, сделать программирование простым и понятным детям и разработать специальный конструктор для создания роботов оживила не только Lego-конструкции, но и всю компанию. С 1991 года 11 лет подряд компания несла убытки. И именно робототехническое направление спасло ситуацию. Впервые робототехнический конструктор Lego Mindstorms RCX был представлен в 1998 году. B 2006 году вышла вторая версия конструктора NXT, и в начале 2013 года появился EV3 (сокращение от Evolution 3).
Mindstorms RXT. Эта версия мало напоминала современную. Это был набор стандартных деталей вроде осей, колес и шестеренок, к которым прилагался процессор, инфракрасный двунаправленный порт, дисплей со встроенным динамиком и несколько датчиков. Конечно, с таким набором деталей особо не пофантазируешь, а того количества инструкций, которое можно найти сегодня, увы, не было. Но тем не менее именно этот конструктор вызвал немалый ажиотаж и дал жизнь линейке LEGO Mindstorms. Создатели хорошо поработали над расширением возможностей и ресурсов данной серии и вскоре запустили в продажу новый вариант конструктора.
Mindstorms NXT В 2006 году в продаже появилось второе поколение роботов Mindstorms, которое было названо NXT. Стоит заметить, что было несколько вариантов этой серии. В 2009 году вышла версия NXT 2.0, которая несколько отличалась от своих предшественников и содержала 613 кубиков. В ней, помимо стандартных базовых деталей, появились уже более совершенные элементы, которые позволяли разнообразить вариации сборки и увеличить функциональность набора. В комплект NXT 2.0 входили также: Программируемый блок. 3 сервомотора, которые можно использовать в качестве датчиков поворота. Сенсор цвета, умеющий определять основные цвета. Два сенсора прикосновения. Ультразвуковой сенсор, способный определить расстояние до объектов и реагирующий на движение. Множество осевых и шестереночных механизмов, которые позволяют приводить в движение отдельные части. Благодаря всем этим нововведениям собранный из конструктора робот мог сортировать по цвету небольшие детали или шарики, двигаться и выполнять маневры, обходя препятствия и т. д. А особо продвинутые любители смогли запрограммировать своего бойца на сборку кубика-рубика. Впрочем, возможно, это всего лишь миф?
Mindstorms EV3 Современный набор EV3 появился на рынке в 2013 году и сразу нашел массу поклонников, ведь состав конструктора был улучшен, в нем появилось еще больше разнообразных датчиков и сенсоров. Его отличительной чертой стала операционная система LINUX и увеличенная до 16 МБ оперативная память. Кроме того, стал больше дисплей, появилась поддержка Wi-Fi и Bluetooth. Все это позволило создателям вволю пофантазировать! Только на официальном сайте LEGO Mindstorms инструкции представлены на 17 вариантов сборки (в коробке есть руководство только для одной модели) из доступных 601 детали. А на любительских форумах можно отыскать более 50 моделей!
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМЛЕКС LEGO MINDSTORMS это конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота. Он комплектуются набором стандартных деталей LEGO (балки, оси, колеса, шестерни, сервомоторы) и набором, состоящим из сенсоров, двигателей и программируемого блока.
Робот, собранный из конструктора LegoMindstorms, представляет собой интеллектуальный блок (NXT или EV3), присоединенные к нему электронные компоненты (моторы и датчики), а также конструкционные элементы (оси, балки, соединительные штифты, шестеренки и др.).
Робот, собранный из конструктора LegoMindstorms, представляет собой интеллектуальный блок (NXT или EV3), присоединенные к нему электронные компоненты (моторы и датчики), а также конструкционные элементы (оси, балки, соединительные штифты, шестеренки и др.).
Используя данные элементы можно собирать различные конструкции мобильных роботов и манипуляторов.
Следует учитывать, что первоначальное освоение робототехнического конструктора требует наличия готовых шаблонов.
Сердцем набора является программируемый интеллектуальный микрокомпьютер EV3, который контролирует работу моторов и датчиков. Он также поддерживает беспроводные протоколы связи Wi-Fi и Bluetooth.
Базовый набор EV3 включают в себя:
Микрокомпьютер EV3 автоматически определяет и управляет датчиками и моторами
Воспроизводит звуки и изображения, имеет встроенные светодиоды с возможностью управления;
Возможность программирования и регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере EV3;
Встроенный Bluetooth контроллер;
Поддержка Wi-Fi.
2 x Больших серво мотора. Моторы в наборе разные: 2 больших, один средний. В каждом моторе присутствует датчик оборотов энкодер. Он позволяет контролировать движение мотора с высокой точностью. Характеристики мотора:
Максимальные обороты 160- 170 об/мин.
Крутящий момент 20 Н/см
Встроенный датчик угла поворота (энкодер) мотора с точностью 1 градус
NXT датчики, моторы и кабели совместимы с EV3, поэтому оба набора NXT и EV3 можно комбинировать. Встроенный датчик вращения
Точность измерения до 1 градуса
Средний серво мотор
Встроенный датчик вращения
Точность измерения до 1 градуса
Ультразвуковой датчик
С помощью этого датчика робот может «видеть» предметы перед собой и определять расстояние до них.
Может измерять расстояние в диапазоне 3 250 см.
Дискретность результата измерений: +/ 1 см.
Измеряет расстояния
Определяет наличие объектов
Датчик цвета
Он позволяет роботу различать яркость объектов и определять освещенность помещения. Способен работать в 2 режимах измерение отраженного света и окружающего освещения. В режиме определения яркости можно различать цвета например, у желтого цвета яркость ниже, чем у
Определяет цвета
Измеряет степень освещенность, рассеянный свет и отраженный свет
Гироскопический датчик
Измеряет углы наклона
Измеряет скорость вращения в градусах в секунду
Определяет стороны наклоны (само балансирующие роботы)
2 x Датчика касания
Этот датчик напоминает кнопку любого устройства телефона, пульта или клавиатуры. Датчик способен определить, когда кнопка нажата или отпущена, также он может подсчитывать одиночные и многократные нажатия.
Три режима действия
Датчик фиксирует нажатие, отсутствие нажатия, считает количество нажатий
Автоматическая идентификация
Инфракрасный (ИК) датчик
Реагирует на инфракрасное излучение
Используется для управления роботом от ИК маяка
Определяет расстояние
ИК-маяк
Этот ИК-маяк был разработан для использования с ИК-датчиком EV3.
Маяк излучает ИК-сигнал, улавливаемый датчиком.
ИК-маяк также может использоваться в качестве пульта дистанционного управления микрокомпьютера EV3, передавая сигналы на ИК-датчик.
Для работы требуются две AAA батареи
До 4 индивидуальных канала передачи сигнала
Имеет кнопку и тумблер для включения/выключения
При работе ИК-маяка горит зеленый свето диод
Автоматическое отключение при простое более 1 часа
Радиус действия до 2 м
Кроме того, Базовый набор EV3 также включает:
Два пластиковых лотка для хранения и сортировки деталей
541 тщательно подобранных элементов LEGO Technic
Программируемый блок (контроллер) представляет собой мозг робота. К «мозгу» можно подключить 4 мотора и 4 датчика, и именно в нем хранится программа робота. Когда программа запущена, блок читает программу и в соответствии с ней дает команды моторам и датчикам. Робота можно подключать к компьютеру через USB и Bluetooth. Между собой роботы могут «общаться» по Bluetooth.
На базе Lego Mindstorms можно получить различные модели мобильных роботов, балансиров, маятниковых систем, в том числе и нетривиальных, и т. д. В зависимости от поставленных задач и имеющегося опыта пользователь может выбрать среди множества необходимое ПО и язык программирования.