40174 - LEGO.com US · LEGO® ChessLEGO Schach LEGO Échec LEGO Ajedrez Xadrez LEGO LEGO sakk 67
Lego okt eszköz
Transcript of Lego okt eszköz
Robotika az oktatásbanLego Mindstorms
Robotika az oktatásban (?)
“Egy kép többet mond ezer szónál“
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
Robotika az oktatásban?
Megvalósítása az iskolákban: Lego Mindstroms robotkészlet
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
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)
Egy kis LEGO „történelem”
•2001 Megjelenik a továbbfejlesztett RIS 2.0
•2006 megjelenik a LEGO MINDSTORMS NXT
Egyéb cégek robotika készletei
Robovie-i
Robovie-M
Humanoid robot kits
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
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 előnyeitanári szemszögből
LEGO© Mindstorms Oktatási Készlet
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
.......
A MINDSTORMS robotok központi eleme, „agya” az NXT. Ez egy intelligens, számítógép vezérelt LEGO kocka, amivel programozhatóvá válnak a TECHNIC elemekből felépített mobil robotok.
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”
• 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
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
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
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
SzervómotorA 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.
Mindstorms NXT-G programkörnyezet
A program a National Instruments LabView szoftverének LEGO NXT-re optimalizált változata.
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.
Egyéb programozási környezetek
NBC / NXCA 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.
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.
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.