Bram Vanderborght LEGO-NXT BINNENSTE- BUITEN ABIMO UITGEVERIJ

Transcriptie

1 Bram Vanderborght LEGO-NXT BINNENSTE- BUITEN ABIMO UITGEVERIJ

2 2008 The LEGO Group. These images are courtesy of the LEGO Group. (2x onder) Quebec Lego User Group (quelug.org) (linksboven) Daniele Benedettelli (rechtsboven) Inhoudstabel Voorwoord Inleiding Is de LEGO Mindstorms NXT een echte robot? Hoe wordt de LEGO Mindstorms NXT gebouwd? Waarmee denkt de LEGO Mindstorms NXT? Hoe programmeer je de LEGO Mindstorms NXT? Hoe toon je informatie op het NXT beeldscherm? Hoe bedien je de lamp van de LEGO Mindstorms NXT? Hoe beweegt de LEGO Mindstorms NXT? Hoe maakt de LEGO Mindstorms NXT geluid? Hoe hoort de LEGO Mindstorms NXT? Hoe ziet de LEGO Mindstorms NXT? Hoe voelt een LEGO Mindstorms NXT? Hoe meet de LEGO Mindstorms NXT afstanden? Hoe communiceren een computer of GSM met de LEGO Mindstorms NXT? Hoe geraakt de LEGO Mindstorms NXT het noorden niet kwijt? Waarom valt de LEGO Mindstorms NXT niet om? Extra NXT sensoren Overige NXT-G programmeerblokken Hoe hack je de LEGO Mindstorms NXT? Programmeeromgevingen voor LEGO Mindstorms NXT

3 Voorwoord Met de robotwedstrijd RoboCup Junior willen de Vrije Universiteit Brussel, Erasmushogeschool Brussel, Hogeschool West-Vlaanderen, Katholieke Hogeschool West-Vlaanderen en Hogeschool Gent jongeren warm maken voor wetenschap en techniek. We beseffen dat er een zekere drempelvrees bestaat om aan de slag te gaan met robots. Om je te helpen bij de eerste stappen in de robotica, heb ik deze handleiding geschreven hoe de LEGO Mindstorms NXT robot bouwen en programmeren. Deze bouwdoos is een geschikt startpakket speciaal ontworpen voor dit doel. Dit boek sluit nauw aan bij het robotboek ROBOTS BINNENSTEBUI- TEN. Lees dus eerst het ene hoofdstuk uit het robotboek en probeer dan met behulp van deze handleiding de functie zelf uit met je LEGO robot. Voel je geroepen om je robot te meten met andere robots, surf dan naar en schrijf je in voor de komende RoboCup Junior robotwedstrijd. Bij het schrijven heb ik hulp gekregen van verschillende personen. In het bijzonder wil ik volgende personen bedanken: Wim Van Broeck van de Cel Wetenschapscommunicatie van de VUB, Leen De Bie van de Pedagogische Begeleidingsdienst Gent, Pol Demeurisse van Techniek op school voor de 21e eeuw (TOS21), mijn mama Christiane Terryn en mijn grootvader Louis Terryn. Ook Kristin Vanderborght om mij de basis notenleer uit te leggen en Klaas Demeulemeester voor de lay-out. Mijn dank gaat eveneens uit naar alle hobbyisten die fantastische projecten gemaakt hebben met hun LEGO blokjes en mij hun foto s lieten gebruiken. Deze handleiding en RoboCup Junior kon niet gerealiseerd worden zonder de steun van de hoofdsponsors KUKA en de Nationale Loterij, partners maxon motor en Leroy-Somer en media partners EOS en Ketnet. Dansende robots, reddingsrobots en voetballende robots tijdens RoboCup Junior. The RoboCup Federation Ork de Rooij, RoboCup Junior NL The RoboCup Federation

4 Met Dank aan Onderwijspartners Professionele Partners Mediapartners Hoofdsponsors

5 Inleiding Heb je het robotboek ROBOTS BINNENSTEBUITEN gelezen en geprikkeld geraakt om zelf je robots te bouwen en te programmeren, dan is de LEGO Mindstorms NXT robot een uitstekende keuze. Deze bouwdoos biedt de mogelijkheid aan de beginner om zijn eerste stappen binnen de robotica te zetten, maar ook heel wat gevorderde hobbyisten beleven nog steeds veel plezier aan diezelfde LEGO steentjes. Het aantal robots dat je ermee kan bouwen is dan ook ongelimiteerd. Of misschien reikt je doelstelling wel verder en wil je een wedstrijd voor LEGO robots winnen zoals de FIRST LEGO League of de RoboCup Junior? Dan maak je met het lezen van dit boek al een goede start. In het boek ROBOTS BINNENSTEBUITEN legden we eerst uit hoe de mens functioneert en vervolgens hoe een robot werkt. In dit boek zetten we de volgende stap: zelf met robots experimenteren. Eén voor één zullen we de verschillende functies van de NXT belichten en stap voor stap de programma s uitleggen om deze functies optimaal te benutten. Verwacht in dit boek echter geen recepten of bouwplannen voor de ideale robot. Want als iedereen dezelfde robot bouwt is de fun er ook snel af. Verwacht wel al de nodige ingrediënten om jou droomrobot te realiseren. De Youtube videos van de verschillende projecten staan op Op de site staan eveneens de voorbeeldprogramma s die uitgelegd worden in dit boek. Ook de praktische informatie en tips om deel te nemen aan de robotwedstrijd RoboCup Junior is er beschikbaar. Hoe werkt de mens? Hoe zitten verschillende soorten robots in elkaar? Hoe maak ik zelf een robot? Honda, KUKA John Deere Construction & Foresty Company 2008 The LEGO Group. These images are courtesy of the LEGO Group

6 Concentratie bij de robotwedstrijd FIRST LEGO League. Photography by Adriana M. Groisman

7 1 Is de LEGO Mindstorms NXT een echte robot? De ingrediënten van een robot zijn de sensoren om de omgeving waar te nemen, de computer om na te denken en motoren om te bewegen. De hersenen van de LEGO robot is een klein computertje dat de NXT wordt genoemd. In het geheugen van de NXT sla je de programma s op die vertellen wat de robot zal doen. Aan de NXT worden 4 sensoren aangesloten met elektrische draden via de poorten 1 tot en met 4. Standaard zit in de bouwdoos de tastsensor, de lichtsensor, de geluidssensor en de ultrasone sensor, maar er zijn nog heel wat andere sensoren beschikbaar voor je LEGO robot. Aan de NXT kan je 3 interactieve servomotoren koppelen via de poorten A, B en C. Met USB of bluetooth sluit je de NXT aan op een computer. Met de bluetooth kan je bovendien draadloos communiceren met andere NXT s of met een GSM. Er zijn ook 4 knoppen aanwezig om de NXT te bedienen en hij heeft ook een groot LCDdisplay en een luidspreker. De LEGO NXT voldoet dus volledig aan de definitie van een robot. Met de 4 sensoren wordt de omgeving waargenomen, de NXT is de computer om na te denken en verschillende taken te volbrengen en met de 3 servomotoren beweegt hij. De LEGO NXT met 4 aangesloten sensoren en 3 servomotoren The LEGO Group. These images are courtesy of the LEGO Group Je kan normaal vrij kiezen welke sensor je in een sensorpoort steekt en welke servomotor in een motorpoort. De standaardinstellingen zijn: Poort 1: Tastsensor Poort 2: Geluidssensor Poort 3: Lichtsensor Poort 4: Ultrasone sensor Poort A: Interactieve servomotor voor extra functie Poort B: Rechter bewegingsmotor Poort C: Linker bewegingsmotor Heel wat voorbeeldprogramma s volgen deze afspraak, dus jij best ook. De hersenen met enkele zintuigen en spieren.

8 2 hoe wordt de LEGO Mind STOrms NXT gebouwd? De LEGO Mindstorms NXT robot wordt niet gebouwd met de traditionele LEGO-steentjes met noppen, maar met de onderdelen van het LEGO Technic gamma. Deze werden in 1977 geïntroduceerd om meer technische constructies mogelijk te maken. Eerst werden ze verkocht onder de naam Expert Builder, sinds 1984 liggen ze onder de naam Technic in de winkel. De bouwstenen zijn onder te verdelen in balken met de typische gaten in de zijkant, wielen, assen, tandwielen en wormwielen en verschillende verbindingselementen om al deze stukken aan elkaar te verbinden. De balken hebben geen noppen meer, daardoor kan je er geen traditionele LEGO blokjes aan bevestigen. Het weglaten van de gekende noppen heeft tot enige controverse geleid. Met onderdelen zonder noppen kan men gemakkelijker bouwen in verschillende richtingen en soms is het eindresultaat ook mooier. Om een LEGO Technic constructie te maken moet je van binnen naar buiten bouwen, terwijl je met de blokjes met noppen van onder naar boven bouwt. De traditionele LEGO-steen The LEGO Group. These images are courtesy of the LEGO Group. De standaard bouwplannen: TRIBOT, ROBOARM T-56, SPIKE en ALPHA REX The LEGO Group. These images are courtesy of the LEGO Group LEGO levert de bouwplannen van de TRIBOT, ROBOARM T-56, SPIKE en ALPHA REX. Op de Mindstorms website vind je nog andere voorbeelden. Wil je liever je eigen robot ontwerpen,dan volg je best onderstaande tips. Je kan trouwens met de software LEGO Digital Designer je robot eerst in de virtuele wereld bouwen. De software is gratis te downloaden van

9 LEGO heeft trouwens een speciale website ( ontwikkeld met een bibliotheek van projecten, vaak met de software dat ze ervoor geschreven hebben en de bouwplannen in LEGO Digital Designer. Heb je een bepaald probleem dan kan je hier enkele ideeën opdoen. Dit forum is ook geschikt om zelf je creatie wereldkundig maken. Screenshot van de LEGO Digital Designer software. Balken en verbindingselementen De balken kunnen op verschillende manieren met de verbindingselementen aan elkaar bevestigd worden. Het eenvoudigst zijn de pinnen, hiermee verbind je de balken zijdelings met elkaar. Je hebt zwarte en grijze verbindingselementen. Maak ze beide eens na zoals op de figuur en draai ermee rond. Je voelt het meteen. De zwarte heeft veel meer wrijving dan de grijze. De zwarte verbinding gebruik je dus om verbindingen te maken die vast moeten zitten en de grijze indien de twee balken ten opzichte van elkaar moeten roteren want hier is er geen tot weinig wrijving. Maar indien de beide balken echt onbeweeglijk of star moeten zijn dan gebruik je best twee zwarte pinnen naast elkaar. Twee balken aan elkaar bevestigt: L: zonder wrijving, M: met wrijving, R: star aan elkaar.

10 10 Om ook in andere richtingen te kunnen bouwen is er een hele verzameling verbindingselementen beschikbaar. Met de lange pinnen worden 3 balken in één keer aan elkaar bevestigd. Enkele verbindingselementen. Assen LEGO Technic is gemaakt om te kunnen bewegen en assen zijn hierbij onontbeerlijk. De assen gaan beweging transporteren en de LEGO Technic assen hebben een kruisvormig profiel. Deze assen kunnen vrij bewegen in de balken met gaten, maar ook volgens de richting van de as. Om dit te verhinderen zijn er twee aseinden te gebruiken. De twee verschillende aseinden om het zijdelings schuiven van de as te verhinderen. Maar ook stukken van de robot, zoals de klauwen van de TRIBOT, moeten bewegen. Daarvoor hebben sommige balken geen rond, maar een kruisvormig gat. Hierin wordt de as gestoken. Nu gaat door de as te draaien, de balk meebewegen. De as zal de grijze balk met bocht doen bewegen want de as steekt in een kruisvormig gat. De as kan vrij roteren in de cilindervormige gaten van de witte balk, deze zal dus niet meedraaien. Heel wat energie die uit de motor komt gaat verloren aan wrijving, veroorzaakt door een slecht gebruik van de assen. Tracht de wrijving dus zoveel mogelijk te beperken door de assen enkel door gaten te steken die mooi recht tegenover elkaar liggen en gebruik alleen assen die mooi recht zijn. Draag dus zorg voor je materiaal. Tracht ook steeds assen op minstens 2 plaatsen te ondersteunen : Zeer slecht: de as bevindt zich te ver van de balk dus veel wrijving. 2: Slecht: de as is nog maar op één punt ondersteund. 3: Goed: de as is op 2 punten ondersteund, wiel dicht bij balk. 4: Best: de as is ondersteund rond de plaatsen waar er krachten op inwerken, hier rond het tandwiel en het wiel. Om de balken met de kruisvormige gaten te kunnen verbinden met de ronde gaten zijn er de blauwe pinnen (met wrijving) en witte pinnen (zonder wrijving).

11 11 Tandwielen Tandwielen zijn machine-elementen om bewegingen over te brengen of de draairichting, snelheid en kracht ervan te veranderen. Normale tandwielen De normale LEGO Technic tandwielen hebben 8, 16, 24 of 40 tandjes. Deze tandwielen kunnen enkel in een vlak gebruikt worden en de assen liggen steeds evenwijdig. De 4 normale Technic tandwielen met 8, 16, 24, 40 tanden. Probeer eens met de meegeleverde componenten het volgende te maken. Tracht deze eenvoudige tandwielkast te bouwen. Draai nu het kleine wiel 5 keer rond en tel hoeveel keer het grote wiel ronddraait. Als je goed hebt geteld kom je op 3 omwentelingen. De verhouding van 3 over 5 noemen we de overbrengingsverhouding en deze wordt precies bepaald door het aantal tanden te delen. Dit betekent dat als we een motor gaan aansluiten op het kleine tandwiel, dat de snelheid van het grote wiel keer kleiner is, maar ook 1,67 keer sterker!! Je wint hier dus aan kracht maar verliest aan verplaatsing. Bovendien keert dergelijke opstelling de draairichting om. Het aantal gaten tussen de 2 assen is afhankelijk van het aantal tandwieltanden. Gebruik volgende tabel om de afstand te kennen. Soms staat er een kommagetal zoals bij het gelijktijdige gebruik van de tandwielen met 16 tanden en 8 tanden, de afstand is hier 1,5 gaten. Deze combinatie kan je niet monteren op dezelfde balk omdat de afstand geen geheel aantal gaten is.

12 12 Aantal tanden 8 t 16 t 24 t 40 t 8 t 1 1, t 1,5 2 2,5 3,5 24 t 2 2, t 3 3,5 4 5 Voorbeeld waar enkel de draairichting wordt omgedraaid, maar niet de snelheid (overbrengingsverhouding =1). Kijk eens op de figuur hoeveel tandwielen er na elkaar geplaatst zijn om de interactieve NXT servomotor krachtig te maken. De totale overbrengingsverhouding is 1 over 48. Dus de as van de motor draait 48 keer rond voor de uitgaande as 1 omwenteling maakt. Het inwendige van de NXT interactieve servomotoren, de verschillende tandwielen zorgen ervoor dat de as trager gaat draaien, maar met veel meer kracht The LEGO Group. These images are courtesy of the LEGO Group

13 13 Kegelvormige (of conische) tandwielen Kegelvormige (of conische) tandwielen worden gebruikt om assen die niet evenwijdig staan met elkaar te verbinden. Met de Technic dubbele kegelvormige tandwielen staan de assen loodrecht op elkaar. Er zijn 3 verschillende kegelvormige tandwielen (12, 36 en 40 tanden). Kegelvormige tandwielverbinding. Worm en wormwiel Een combinatie van een worm en wormwiel wordt gebruikt wanneer grote overbrengingsverhoudingen gewenst zijn. Als je aan de as van de worm gaat draaien zal het grote wormwiel heel traag ronddraaien. Tracht je aan de as van het wormwiel te draaien dan zal je merken dat dit niet gaat. Dit noemt men het zelfremmend effect. Deze constructie wordt bijvoorbeeld voor de ROBOARM T-56 gebruikt. Zetten we de motor die verbonden is aan de as met de worm uit, dan zal de arm niet naar beneden zakken maar op zijn positie blijven. Worm met wormwiel Je zal veel plezier beleven aan het bouwen en programmeren van de LEGO Mindstorms NXT robots The LEGO Group. These images are courtesy of the LEGO Group

14 14 3 waarmee denkt de LEGO Mindstorms NXT? Net zoals de hersenen bestaat een computer uit verschillende eenheden elk met een verschillende functie. Het hart van de computer is de processor. In dit kleine stukje elektronica gebeuren de berekeningen. De processor bestaat uit miljoenen transistoren vergelijkbaar met de zenuwcellen in de hersenen. Transistoren zijn piepkleine elektrisch gestuurde schakelelementen. De processor rekent echter enkel met nullen en enen, de zogenaamde bits. Wanneer we 8 bits gebruiken dan noemt men dit een byte. Hiermee kunnen we de getallen 0 (= ) tot 255 (= ) voorstellen. Het getal 52 is bijvoorbeeld Deze voorstelling noemen we het binaire getalstelsel. De processor in de LEGO NXT is een 32-bit ARM7 processor en luistert naar de naam AT91SAM7S256. De 32-bit betekent dat de processor met getallen werkt die 32 bit lang zijn, dit zijn dus de getallen van 0 tot Hoe snel de computer rekent is een belangrijke eigenschap van de processor en wordt bepaald door de kloksnelheid van de processor. De klok van de processor gaat op regelmatige tijdstippen een signaal uitzenden waarop alle transistoren tegelijkertijd hun volgende berekening uitvoeren. Hoe sneller de klok deze signalen kan uitzenden, hoe meer berekeningen de processor kan uitvoeren. De kloksnelheid van de NXT processor is 48 MHz (megahertz of Hz). De processor haalt uit het geheugen data op en schrijft er terug weg. In het RAM (Random Access Memory) geheugen wordt data opgeslagen die de processor nodig heeft om de berekeningen uit te voeren. Daarom wordt dit geheugen ook het werkgeheugen genoemd. De LEGO NXT heeft 64 kb (64 kilobyte of byte) RAM geheugen. Om je programma op te slagen heb je een apart geheugen ter beschikking met een grootte van 256 kb Flash. Al deze elementen zitten in het zwarte doosje (de chip) met nummer 1. De hoofdprocessor wordt in zijn taak nog eens geholpen met de 8-bit AVR processor met de naam ATMEGA48 (4 MHz 512 byte RAM - 4 kb Flash) en zit in het doosje met nummer 2. Al deze elektronica moet gevoed worden. Hiervoor moet je 6 AA batterijen in de LEGO NXT steken. Een heroplaadbare batterij is aangeraden als je de LEGO NXT vaak gebruikt. Lees in de gebruikshandleiding hoe je de batterijen moet aansluiten en gebruiken. Bovendien zie je op de foto nog heel wat andere componenten. Deze verbinden de processor met de sensoren, beeldscherm, motoren, knoppen, bluetooth en USB. Samenvatting technische specificaties 32-bit ARM7 microprocessor 256 Kbytes FLASH, 64 Kbytes RAM 8-bit microprocessor 4 Kbytes FLASH, 512 Byte RAM Bluetooth draadloze communicatie (Bluetooth Class II V2.0 volgend) USB 2.0 full speed poort (12Mbit/s) 4 inputpoorten, 6-draads kabel digital platform 3 outputpoorten, 6-draads kabel digital platform 100x64 pixel LCD grafisch beeldscherm Luidspreker, 8 KHz geluidskwaliteit Voedingsbron: Herlaadbare Lithium batterij of 6 AA batterijen

15 Het inwendige van de LEGO NXT met de 2 processoren en de nodige elektronica. Jürgen Stuber NXT-robots proberen de tegenstrever uit de cirkel te duwen tijdens de Mindstorms NXT Sumo Competition. Andrew Becraft - Brothers-Brick.com

16 16 4 hoe programmeer je de LEGO Mindstorms NXT? Hier volgt een voorbeeld hoe een klassiek computerprogramma eruit ziet (in NBC een programmeertaal voor LEGO robots geschreven door John Hansen). Het programma zal de robot gedurende 4 seconden vooruit doen rijden en dan 3 seconden achteruit. Elke regel bevat een instructie die de robot achter elkaar zal uitvoeren. #include NXTDefs.h hiermee moet het programma steeds beginnen en bevat informatie over hoe de motoren aansturen en sensoren uitlezen thread main OnFwd(OUT _ B,100) OnFwd(OUT _ C,100) wait 4000 OnRev(OUT _ B,50) OnRev(OUT _ C,50) wait 3000 Off(OUT _ B) Off(OUT _ C) Endt start van het programma Motor B voorwaarts laten draaien aan 100% vermogen Motor C voorwaarts laten draaien aan 100% vermogen Wachten gedurende 4000 milliseconden, motoren draaien dus 4 seconden lang Motor B achterwaarts laten draaien aan 50% vermogen Motor C achterwaarts laten draaien aan 50% vermogen Wachten gedurende 3000 milliseconden, motoren draaien dus 3 seconden lang Motor B afremmen Motor C afremmen einde van het programma Gelukkig kunnen we ook ons computerprogramma opbouwen met blokjes in de grafische programmeertaal LEGO Mindstorms NXT-G, deze software is bijgeleverd in de LEGO NXT kit. De LEGO NXT-G software is trouwens gebaseerd op LabVIEW van National Instruments, gebruikt door heel wat onderzoekers in universiteiten en onderzoekscentra wereldwijd. Lees in de handleiding hoe je de software (ook in het Nederlands) moet installeren. Je moet eerst de software installeren en dan pas mag je de NXT aan de PC aansluiten! Het fijne aan deze taal is dat je heel gemakkelijk een programma kan opbouwen. Het programma van hierboven gaat er als volgt uitzien.

17 17 Met volgende instellingen van de blokjes: Gebruik motoren B en C 100 % vermogen Vooruit rijden Rechtdoor rijden Gedurende 4 seconden Gebruik motoren B en C 50 % vermogen Achteruit rijden Rechtdoor rijden Daarna afremmen Gedurende 3 seconden Je eerste NXT-G programma maken Een mogelijkheid om de Lego Mindstorms NXT robot te programmeren is de NXT-G software The LEGO Group. These images are courtesy of the LEGO Group

18 18 Maar laten we eerst van het begin starten zodanig dat je dit programma zelf kan schrijven. Klik op het icoontje van Mindstorms NXT om de software te starten. Geef een naam aan je programma en klik op Go. Kies een naam die goed weergeeft wat je programma doet, zo vind je hem in de toekomst gemakkelijk terug. Als het tekstveld gemarkeerd is met Simple text gebruik dan enkel volgende karakters: Anders verkrijg je lege plaatsen op het NXT beeldscherm. Dus karakters met accenten en Aziatische tekens vermijd je best. De NXT-G gebruikersinterface wordt dan geopend. Hierop zijn een aantal onderdelen terug te vinden.

19 19 In het Robo Center (1) vind je de Bouwgids om de verschillende robots te bouwen. In de Programmeergids worden voorbeeldprogramma s stap voor stap uitgelegd. Ik stel voor dat je start met de TRIBOT te bouwen die onder voertuigen terug te vinden is. Voorlopig hoef je enkel maar het rijdende onderstel te bouwen. Let goed op dat je Poort B gebruikt voor de rechter bewegingsmotor en Poort C voor de linker bewegingsmotor. Mijn Portaal (2) is jou toegang tot de website Surf er eens rond om te kijken wat er allemaal te vinden is. De Werkbalk (3)bevat het menu en icoontjes van een aantal vaak gebruikte functies. Zo kan je programma s openen en sluiten, knippen en plakken enzovoort. Het Werkgebied (4) is de plaats waar je de verschillende instructies gaat invoeren. Het Klein hulpvenster (5) is een spiekbriefje, als je op meer hulp klikt krijg je de uitgebreide uitleg te lezen. In het Werkgebied kaart (6) krijg je een overzicht van heel het programma. Hou je muis ingedrukt en beweeg over de kaart van het werkgebied. Je zal het werkgebied heen en weer zien bewegen. Je kan ook in de werkbalk op drukken en met je muis ingedrukt in het werkgebied zelf bewegen. Als je een groot programma aan het schrijven bent is dit handig. De Programmeeromgeving (7) bevat alle programmeerblokken (dus de verschillende instructies) om je programma mee op te bouwen. Door te klikken op de tab vind je de standaard omgeving terug met de meest gebruikte blokken. De complete omgeving met alle beschikbare blokken roep je op door op de tab te drukken. En de persoonlijke blokken staan onder de custom tab. De programmeerblokken sleep je van de programmeeromgeving naar het werkgebied. Het Configuratiescherm (8) dient om elk programmeerblok in te stellen volgens je eigen wensen. Met de 5 knoppen op je Controller (9) verzend je programma s, of stukken van programma s naar de NXT. Een programma starten en stoppen en de instellingen van je NXT wijzigen. Heb je de educatieve versie van de NXT-G software dan is het Robo Center(1) vervangen door de Robot Educator. Deze bevat 39 tutorials om je kennis te laten maken met de verschillende mogelijkheden van de robot. In Robot Educator worden de bouwplannen van deze robot gegeven. Ook met deze robot kan je probleemloos de voorbeeldprogramma s uit deze handleiding uitproberen The LEGO Group. These images are courtesy of the LEGO Group

20 20 Nu je weet hoe de gebruikersinterface eruit ziet en je het onderstel van de TRIBOT gebouwd hebt, kan je starten met programmeren. In het werkgebied zie je het startpunt staan van je programma en de plaats waar je het eerste programmeerblok moet neerzetten. Vanaf dit startpunt vertrekt de sequentielijn. De sequentielijn regelt het logisch verloop van je programma en alleen blokken die hierop niet worden aangesloten worden uitgevoerd. Als je op het startpunt klikt, verschijnt in het configuratiescherm een scherm waar je een bericht kan intypen dat samen met het programma wordt opgeslagen. Je schrijft hier best een korte samenvatting van wat je programma doet. Na een tijdje zal je immers niet meer weten waarvoor je programma precies diende. Een andere mogelijkheid is met het icoon Commentaar functie te schrijven in het werkgebied. rechtstreeks commentaar Ik raad je aan om op regelmatige plaatsen in het programma commentaar te schrijven zoals wat je gedaan hebt of welk lid van je team het stuk geschreven heeft. Dit zal je heel wat tijd besparen in de toekomst. Sleep nu het Verplaats blok van de programmeeromgeving naar de sequentielijn van het werkgebied. In het configuratiescherm stel je in hoe de eerste beweging moet verlopen (4 seconden vooruit rijden aan 100% vermogen): Merk trouwens op dat de programmeerblok een korte samenvatting geeft van de instellingen.

21 21 Rechtsboven staat dat poorten B en C ( ) zijn gebruikt. Linksonder staat dat de robot rechtdoor en vooruit zal rijden ( ). Rechts ervan een symbool dat de beweging zal gebeuren met vol vermogen ( ) en gedurende een bepaalde tijd ( ). Dit laat je toe in één oogopslag te zien hoe de programmeerblok is ingesteld. Ook alle andere programmeerblokken tonen telkens een korte samenvatting. Sleep vervolgens een nieuw Verplaats blok naar het werkgebied en plaats het achter het eerste blok. Stel deze als volgt in: Je eerste programma is nu klaar. Druk op om het op te slaan. Voorbeeldprogramma: voor en achteruit.rbt Nu moet je het programma zenden naar je NXT. Je kan dit zowel via de USB kabel als via bluetooth doen. Hoe je een verbinding moet maken over bluetooth tussen je PC en de NXT lees je in de handleiding. Ik heb gekozen voor een bluetooth verbinding. Je kan dit nagaan door op de knop rechtsboven (NXT venster) van de controller te drukken. Waarop volgend venster verschijnt. Hierop zie je dat ik mijn NXT NXT Bram heb genoemd en dat het verbonden is via bluetooth. Bovendien zie je in dit venster het batterijniveau en hoeveel geheugen er nog vrij is.

22 22 Als je hebt nagekeken dat je PC verbonden is met je NXT kan je het programma inladen. Op het scherm van de NXT staat trouwens een voor een goed werkende bluetooth verbinding en voor een goed werkende USB verbinding. Klik nu op Download en start van de controller om je programma naar de NXT te zenden en uit te voeren. Je ziet het robotje nu voor de eerste keer tot leven komen. Je zal ook zien dat het in bedrijf icoon op de NXT steeds ronddraait. Als dit niet meer het geval is dan is het programma vastgelopen en zal je het moeten resetten zoals beschreven in de handleiding. Het programma stopt automatisch als de sequentielijn is afgelopen, dus in dit geval na 7 seconden. Je kan ook op de knop rechtsonder Stop drukken om het programma onderweg te stoppen. Met de knop linksboven Download en start selectie kan je enkel een selectie downloaden en starten. Dit is handig tijdens het programmeren om deelprogramma s te starten zonder telkens het hele programma te moeten doorlopen. Met de knop linksonder Download wordt het programma opgeslagen in het geheugen van de NXT zonder het uit te voeren. Lees in de handleiding hoe je met de knoppen op de NXT je programma terugvindt en uitvoert rechtstreeks van op de NXT. Dit is echter nog maar een heel eenvoudig programma, je NXT robot is tot veel meer in staat. Want naast het aansturen van de servomotoren kan je ook zelf iets op het scherm tonen, de NXT geluiden laten produceren en berichten over bluetooth verzenden. De robot kan ook informatie van zijn verschillende sensoren gebruiken in het programma. Al deze acties en sensoren komen ruimschoots aan bod in de volgende hoofdstukken. Om de acties en sensoren ten volle te kunnen benutten moet je nog een aantal instructies kennen die het verloop van je programma zullen beïnvloeden. Wacht blok De eerste instructie is het Wacht blok. Het programma zal wachten aan dit blok tot een bepaalde conditie vervuld is. Je kan het vergelijken met een stoplicht. Ook een auto moet wachten zolang het roodlicht is en mag pas verder rijden als hij groenlicht krijgt. De startconditie kan zowel een bepaald tijdsverloop zijn als van een sensor komen. In je eerste programma begon de auto onmiddellijk te rijden. Voer het wachtblok tijd tussen het startpunt en het eerste verplaats blok. in

23 23 Via het configuratiescherm stel je in dat de NXT 2 seconden moet wachten. Je kan tot 1/10 seconde nauwkeurigheid ingeven (dus bijvoorbeeld 2,3 of 2.3 naargelang de instellingen van je computer). Download en start het programma en bekijk het resultaat. Voorbeeldprogramma: wachtblok met tijd.rbt Met Controleer kan je in plaats van Tijd ook voor een Sensor kiezen. Kies onder Sensor voor de NXT knoppen. Je stelt vervolgens in welke knop je wenst te gebruiken, hier de Enter knop. Vervolgens heb je 3 mogelijkheden voor de actie. Bij Ingedrukt zal de robot beginnen rijden wanneer de enter knop wordt ingedrukt. Bij Vrijgeven wordt de volgende programmeerblok gestart bij het loslaten van de knop. Bij Geraakt is dit bij het snel indrukken en terug losgelaten. Wij willen dat de robot start van zodra de knop wordt ingedrukt dus kiezen we voor Ingedrukt. Download en start het programma in de NXT en vergeet niet op de enter knop te drukken anders blijft de TRIBOT geduldig wachten. Voorbeeldprogramma: wachtblok met enter knop.rbt

24 24 Herhaling blok Wil je het vooruit en achteruit rijden 3 keer achter elkaar herhalen dan kan je dit als volgt doen Dit is echter niet erg elegant en wat als je de beweging 100 keer moet uitvoeren? Plaats daarom het Herhaling blok. Op de volgende instellingen is te zien dat de herhaling blok moet Tellen tot 3. Andere mogelijkheden zijn de lus eeuwig blijft uitvoeren, wachten op een sensorinput, de lus gedurende een aantal seconden uitvoeren of wachten op een logische input. Voor de logische input heb je wel een dataverbinding nodig waarover gesproken wordt in hoofdstuk 5. Met het Herhaling blok herhaal je dus een deel van het programma een aantal keer. Voorbeeldprogramma: herhaling blok.rbt

25 25 Omschakel blok In het leven neem je dagelijks heel wat omschakels. Als het mooi weer is neem ik mijn zonnebril mee anders een paraplu. Als ik veel honger heb neem ik een grote portie eten anders een kleine portie. Je kan het beschouwen als een weg waar je zowel naar links of naar rechts kan gaan naargelang een conditie al of niet vervuld is. Ook programmeertalen laten toe om schakelopties in te voegen, in de NXT-G software is dit het Omschakel blok. We gaan de werking van deze instructie uitleggen aan de hand van de TRIBOT die danst als er muziek/geluid is maar rechtdoor rijdt als het stil is. Dit is een duidelijk voorbeeld van een schakeloptie. De conditie die hier vervuld moet zijn is het al dan niet aanwezig zijn van muziek. Is dit het geval (de conditie is goed) dan moet de robot dansen. Is dit niet het geval (de conditie is verkeerd) moet de robot rechtdoor rijden. Hiervoor moet je het TRIBOT onderstel wel uitbreiden met de geluidssensor, anders kan de robot niet detecteren of er muziek in de kamer aanwezig is. Volg de instructies van de handleiding op pagina 61. Sluit de geluidssensor aan op Poort 2. Maak vervolgens een nieuw programma aan en plaats een Herhaling blok die je zo instelt dat hij eeuwig blijft doorgaan. Sleep in dit blok het Omschakel blok. Configureer in het configuratiescherm dit blok als volgt. We vragen dus dat de schakeloptie een Sensor controleert, deze sensor is de Geluidssensor die aangesloten is op Poort 2. Onder Vergelijk stellen we de conditie in. De conditie is hier dat het geluid groter (>) moet zijn dan 25. Het deel van het bereik waarin de conditie vervuld is wordt in oranje aangegeven, het deel van het bereik waarin de conditie niet vervuld is wordt in het grijs aangeduid. Bij de bovenste sequentielijn is de conditie vervuld, dus het geluid bedraagt meer dan 25. Bij de onderste sequentielijn is de conditie niet vervuld. Bovenste sequentielijn, als de conditie is vervuld. Onderste sequentielijn, als de conditie niet vervuld is.

26 26 In de bovenste sequentielijn programmeren we nu het dansje. De robot draait om zijn as eerst naar links en dan naar rechts. In de onderste sequentielijn rijdt de robot rechtdoor. Het volledige programma ziet er als volgt uit. Met de volgende instellingen in het configuratieblok: Deze twee blokken stellen het dansje voor. De robot draait eerst rond zijn as naar links met de wielen die een halve draai maken en vervolgens hetzelfde maar naar rechts.

27 27 Als de conditie niet vervult is dan rijdt de robot onbegrensd rechtdoor aan 50% van het vermogen. Wegens het Herhaling blok blijft de NXT steeds nakijken of de conditie al dan niet vervuld is. Van zodra het geluidsniveau dus de waarde 25 overschrijdt, start het dansje. Voorbeeldprogramma: dansje op geluid.rbt Met het Omschakel blok wijzig je dus het verloop van het programma in twee verschillende richtingen naargelang een conditie al dan niet vervuld is. In de volgende hoofdstukken zullen we verschillende sensoren zien die een conditie kunnen leveren. Het omschakel blok kan ook een conditie krijgen van dataverbinding waarover gesproken wordt in hoofdstuk 10. Deze optie schakel je in door Controleren op Waarde in te stellen in plaats van op Sensor. Marc-Andre Bazergui - Quebec Lego User Group - (quelug.org)

28 28 De sequentielijn Door de verschillende programmeerblokken achter elkaar op de sequentielijn te plaatsen bepaal je de logische volgorde van het programma. Je kan echter ook parallelle sequentielijnen maken waardoor je programma verschillende taken tegelijk uitvoert. Zo kan de hoofdsequentielijn de beweging van de robot bepalen en een tweede sequentielijn de grijper van de robot bedienen. Dit doe je door een programmeerblok boven de hoofdsequentielijn te plaatsen. Vervolgens ga je op de startknop staan en met de linkermuisknop ingedrukt sleep je een tweede sequentielijn naar het nieuwe programmeerblok. ` Je kan ook later in het programma een nieuwe parallelle sequentielijn starten door de shift toets ingedrukt te houden vanaf een punt van de hoofdsequentielijn en naar boven of beneden te bewegen met je muis. Opdracht: Programmeer de TRIBOT met de volgende sequentie: 4 keer de sequentie 4 seconden vooruit en 3 seconden achteruit rijden en tegelijkertijd de klauwen van de TRIBOT open en dicht laten gaan. Voeg eerst aan de robot de klauwen toe zoals beschreven in de handleiding. Programmatietip: Gebruik een Herhaling blok die eeuwig blijft doorlopen. Plaats hier twee Verplaats Blokken in, nu enkel voor poort A waar de servomotor van de klauwen is aan verbonden is. Laat de motor steeds 90 graden draaien in beide richtingen. Voorbeeldprogramma: vooruit en achteruit met klauwen.rbt

29 29 Mijn blok Met Mijn blok bouw je zelf een eigen programmeerblok door een aantal blokken samen te voegen en er een eigen icoontje aan vast te plakken. Dit is handig wanneer je dezelfde sequentie blokken regelmatig in je programma nodig hebt, dan hoef je het niet steeds opnieuw te programmeren. Je kan deze blokken ook gebruiken in andere programma s. Dit bespaart heel wat tijd. Je zal zien dat je na een tijdje een hele bibliotheek aan Mijn blokken hebt samengesteld. Bovendien verbetert deze mogelijkheid ook de leesbaarheid van je programma. Een groot programma met heel wat programmeerblokken is immers heel onoverzichtelijk. Rangschik dus de blokken met een bepaalde functie en breng ze onder in een Mijn blok. Om een Mijn blok aan te maken selecteer je de gewenste blokken door er met je cursor een denkbeeldige rechthoek rond te tekenen. De geselecteerde knoppen krijgen een blauwe rand. Ga vervolgens naar Bewerken in het menu en selecteer Maak een Nieuw Mijn Blok. Geef je programmeerblok een logische naam en een goede beschrijving. Je kan ook nazien welke programmeerblokken er in het blok zitten. Door op Volgende te klikken bouw je een eigen icoon door kleine tekeningen met je muis in de bewerkingsmodule te slepen. Klik uiteindelijk op Afsluiten. In het werkgebied zal je nu je eigen Mijn blok zien staan. Je vindt trouwens je bibliotheek Mijn Blokken terug door op de custom tab te drukken en dan op Mijn blokken te drukken. Je past het blok aan door er dubbel op te klikken of in menu onder Bewerken naar Bewerk Geselecteerd Mijn Blok te gaan. Je blokken beheren doe je door in het menu onder Bewerken naar Persoonlijke werkomgeving (Palet) Beheren te gaan.

30 30 5 hoe toon je informatie op het NXT beeldscherm? De NXT heeft een groot LCD beeldscherm waarop heel wat informatie terug te vinden is. De tekst is enkel in het Engels. Zo geeft het beeldscherm informatie weer of de USB kabel is aangesloten of dat de bluetooth verbinding werkt. Een icoontje toont het batterijniveau aan. Je ziet er ook dat het programma nog loopt. Indien het programma is vastgelopen,moet je de NXT resetten. Met de knoppen loop je ook door het NXT menu. Hoe je door het menu scrolt staat beschreven in de handleiding. Je kan echter ook zelf informatie en beelden tonen op het beeldscherm. De NXT display heeft 100x64 dus 6400 pixels. In dit hoofdstuk gaan we bekijken hoe je het beeldscherm van de NXT moet aansturen. Beeldscherm blok Met het Beeldscherm blok toon je zowel een afbeelding, tekst of een tekening op het scherm. We gaan nu een programma maken dat Hello World in een tekstballontje op het scherm toont. Sleep vanuit de programmeeromgeving het programmeerblok Beeldscherm in het werkgebied. Onder Actie selecteer je Afbeelding en onder Bestand kies je voor Talk01. Met je cursor kan je het beeld vastpakken en op een andere positie plaatsen.

31 31 Download en start dit programma. Wat zie je... niets. De reden is dat dit programma zo snel is uitgevoerd dat je het niet kan zien. Plaats daarom een Wacht blok achteraan en wacht 5 seconden. Test het programma opnieuw. Nu werkt je programma wel. Plaats nu achter het wacht blok nog een Beeldscherm blok en een Wacht blok van 5 seconden. Stel onder Actie de optie Tekst in en schrijf onder Tekst de woorden Hello World. Download en start dit programma. Je ziet eerst 5 seconden de tekstballon verschijnen en vervolgens de woorden Hello World. Dit komt omdat de optie Wissen is aangevinkt onder Beeldscherm. Doe het vinkje weg door erop te klikken en probeer opnieuw. Nu zie je eerst 5 seconden de tekstballon verschijnen en dan komt er in de tekstballon de woorden Hello World. Voorbeeldprogramma: Hello World.rbt

32 32 Door onder Actie de optie Tekening te kiezen kan je zelf iets tekenen op het beeldscherm. Je kan ofwel een Punt, Lijn of Cirkel tekenen onder Type. Wil je een tekening met meerdere punten, lijnen en cirkels dan zal je verschillende Beeldscherm blokken achter elkaar moeten plakken en telkens de optie Wissen ongedaan maken. In het beeldscherm configuratiescherm zie je de oorsprong, de positie van een punt en de X en Y coördinaat aangegeven. De X coördinaat geeft het aantal horizontale pixels weer en de Y coördinaat het aantal verticale pixels. De oorsprong 0 heeft als coördinaten X=0 en Y=0. Het aangeduide punt heeft als coördinaten X=15 en Y=35. Dus van de oorsprong worden er eerst 15 pixels naar rechts geteld en dan 35 pixels naar boven. Het punt rechts bovenaan heeft als coördinaten X=99 en Y=63 omdat het beeldscherm 100 pixels breed en 64 pixels hoog is. Voor lijnen moet je de begincoördinaten van beide uiteinden van het lijnstuk ingeven en voor cirkels wordt het centrum gevraagd en de straal. Je kan de positie van een tekening, tekst of figuur veranderen door de cursor ingedrukt te houden of de begincoördinaten (linksonderaan) rechtstreeks in te typen. Ik heb deze tekening gemaakt. Welke mooie tekening kan jij maken? Voorbeeldprogramma: smiley.rbt De actie Reset zal simpelweg heel je beeldscherm wissen.

33 33 Datanaven en dataverbindingen Het is handig om informatie op het scherm te tonen, maar dan moet die data wel in het programmeerblok ingevoegd worden. Daarom bestaan er de dataverbindingen en de datanaven. Je opent de datanaaf door op de tab linksonder van het programmeerblok te klikken (zie het pijltje op de figuur). De linkerkant van de datanaaf bevat de inputwaarden, die naar het programmeerblok gezonden worden. De rechtkant bevat de outputwaarden of de waarden die vanuit het programmeerblok vertrekken. Al de programmeerblokken hebben een dergelijke datanaaf, die wel verschillend is van blok tot blok. Een output contactpunt van de ene datanaaf verbind je met een input contactpunt van een andere datanaaf. Deze lijn noemt men een dataverbinding en transporteert data. Er bestaan 3 verschillende dataverbindingen die niet met elkaar verbonden mogen worden. 1. Oranje draden dienen voor het vervoer van tekst. Een tekst bestaat uit letters, woorden en zelfs cijfers. Met die nummers kan je echter niet meer rekenen. 2. Gele draden transporteren gehele getallen, zowel positief als negatief. 3. Groene draden zijn voor de logische dataverbindingen, deze kunnen enkel Goed of Verkeerd bevatten. Je zal zien dat dataverbindingen heel krachtig zijn en je in staat zullen stellen om geavanceerde programma s te maken.

34 34 We gaan nu een programma schrijven dat het aantal seconden op het scherm toont. Gebruik hiervoor een Herhaling blok dat je Eeuwig laat lopen. Vink ook de Teller aan Deze informatie ga je dan als tekst naar het Beeldscherm blok brengen. Sleep vervolgens een Beeldscherm blok en Wacht blok in het werkgebied. Kies in het beeldscherm configuratiescherm voor Tekst en stel het wacht blok in op 1 seconde. Door dit wacht blok krijgen we elke seconde een nieuwe waarde op het scherm. Wanneer je het output contactpunt van het Herhaling blok gaat verbinden met het Tekst input contactpunt voor het Beeldscherm blok krijg je een grijze gestippelde lijn. Deze grijze lijn geeft aan dat je dataverbinding fout is. Dit komt omdat het output contactpunt van het type getal is, terwijl het input contactpunt van het type tekst is en contactpunten van een verschillend type mag je niet met elkaar verbinden. Wis daarom de dataverbinding door éénmaal te klikken op het input contactpunt. Een dataverbinding wissen doe je door aan de uitgang van de dataverbinding te klikken. Daarvoor gaan we een extra programmeerblok Getal in tekst invoegen die te vinden is onder de complete omgeving tab onder Geavanceerd. Dit programmablok zal een getal omzetten in een tekstwaarde. Je ziet nu eerst een gele dataverbinding voor het getal en vervolgens een oranje dataverbinding voor de tekst. Nu zal het programma wel werken. Op het scherm zie je het aantal verstreken seconden. Probeer het maar eens uit. Voorbeeldprogramma: teller op scherm.rbt

35 Een tweede fout ontstaat wanneer je een verbindingspad kunt volgen dat hetzelfde blok twee keer bezoekt (ongeacht het aantal blokken en verbindingen). Dit is een cyclus en moet vermeden worden want het geeft aanleiding tot verbroken dataverbindingen en dus een ongeldig programma. Een ontbrekende input geeft ook aanleiding tot een grijze lijn. Een laatste voorkomende fout is wanneer je teveel output contactpunten aansluit op één input contactpunt. Je mag daarentegen wel meerdere input contactpunten aansluiten op één output contactpunt. 35

36 36 Dit is het schema van de verschillende kenmerken van de contactpunten op de datanaaf van het Beeldscherm blok: Contactpunt Datatype Mogelijk bereik Wat de waarden betekenen Dit contactpunt wordt genegerd als... Actie Getal 0-5 Wissen Logisch Goed/fout 0 = Afbeelding, 1 = Tekst, 2 = Punt, 3 = Lijn, 4 = Cirkel, 5 = RestoreSysteemscherm Goed = Leeg het scherm Fout = Leeg het scherm niet Bestandsnaam Tekst Max. 15 tekens Bestandsnaam van het afbeeldingsbestand Actie is geen afbeelding Tekst Tekst Tekst Actie is geen tekst X Getal 0-99 X-coördinaat Y Getal 0-63 Y-coördinaat Eindpunt X Getal 0-99 Eind X coördinaat (alleen lijn) Actie is geen lijn Eindpunt Y Getal 0-63 Eind Y-coördinaat (alleen lijn) Actie is geen lijn Radius Getal Radius (alleen cirkel) Actie is geen cirkel Je kan deze ook terugvinden in de helpfile die op te roepen is vanuit het Klein hulpvenster. De datanaaf van elk programmeerblok is hierin beschreven. Deze dataverbindingen zijn heel handig om fouten uit je programma te halen of te debuggen zoals ze dat in computertaal noemen. Waarden opgemeten door sensoren kan je zichtbaar maken door een dataverbinding van de sensor, over de Getal in tekst blok, naar het beeldscherm te sturen. Opdracht: Tracht nu zelf een volledig functionerende stopwatch te programmeren die loopt wanneer je op de Enter knop drukt en stopt wanneer je op de linker knop drukt. Wanneer je vervolgens terug op enter drukt zal de teller vanaf 0 opnieuw starten. Voorbeeldprogramma:stopwatch.rbt

37 37 Opgelet: Beeldscherm blokken zijn heel leuk, maar omdat er zoveel pixels op een display zijn vereisen Afbeeldingen heel wat geheugen van je NXT. Heb je te weinig geheugen dan laat je dit beter achterwege. Als je op knop rechtsboven (NXT venster) van de Controller drukt en dan naar de tab Geheugen gaat dan zie je hoeveel geheugen je over hebt op de NXT. Ook is weergegeven welke bestanden er zijn opgeslagen. Het deel Grafiek bevat de afbeeldingen die gebruikt worden voor de display. Na een tijdje zal je NXT vol programma s zitten. Wis daarom regelmatig de programma s die je niet meer gebruikt. Een radar zoekt de omgeving af naar vliegtuigen, schepen of obstakels. De radar zendt radiogolven uit en aan de hand van het ontvangen signaal worden de verschillende posities bepaald. Maar afstanden kan je ook meten met de ultrasone sensor. Deze TRIBOT RADAR is geprogrammeerd om 360 rond te draaien en dan een beeld van de afstanden op het scherm te tonen. Krystian Majewski

38 38 6 hoe bedien je de lamp van de LEGO Mindstorms NXT? Lamp Blok De educatieve versie van de LEGO Mindstorms NXT bevat een extra lampje. Dit lampje zit echter niet in de standaarddoos. Via de Mindstorms website kan je de NXT-G lamp programmeerblok downloaden om de lamp te bedienen. In dit hoofdstuk gaan we een knipperlicht programmeren. We plaatsen eerst een Herhaling blok die we oneindig laten doorlopen. In dit programmeerblok plaatsen we tweemaal een Lamp Blok Wacht blok. met erachter een Het eerste Lamp blok stellen we al volgt in. De lamp blok schakelen we aan Poort A, we wensen dat de lamp aangaat (On) en met volledige intensiteit (Intensity=100). De lamp laten we 0,3 seconden aanstaan, dit stellen we in via het configuratiescherm van het Wacht blok.

39 39 Het tweede Lamp blok stellen we in als volgt. De lamp is nog aangesloten aan Poort A, nu schakelen we de lamp uit (Off). De lichtintensiteit is niet meer instelbaar. Gedurende 0,3 seconden wordt de lamp uitgeschakeld hetgeen ingesteld wordt in het Wacht blok. Voorbeeldprogramma: knipperlicht.rbt

40 40 7 hoe beweegt de LEGO Mindstorms NXT? De NXT kan drie interactieve servomotoren aansturen via de poorten A, B en C. In de motor zit een sensor die detecteert hoeveel graden de motor draait en dit tot 1 graad nauwkeurig. Met opgeladen batterijen rijdt de robot ongeveer 3-4 uur. NXT puppy hond. Damien Kee - domabotics.com Verplaats blok We hebben reeds gezien dat we de robot kunnen bewegen door middel van het Verplaats blok van de programmeeromgeving naar de sequentielijn van het werkgebied te slepen. We gaan het configuratiescherm eens nader bekijken. Onder Poort stel je in aan welke poorten je de bewegingsmotoren hebt gekoppeld. Standaard is dat Poort B voor de rechter bewegingsmotor en Poort C voor de linker bewegingsmotor wordt gebruikt. Ik raad je aan deze standaard te volgen. Door deze instelling worden beide motoren gesynchroniseerd zodanig dat de snelheid op elkaar is afgestemd. Als je dus de ene

41 41 motor tegenhoudt stopt de andere motor ook met draaien. Doe dit echter niet te lang. Onder Richting kies je of de wielen voor- of achteruit moeten bewegen, of moeten stoppen. Als Stop wordt geselecteerd worden de motoren gereset (op nul gesteld). De draairichting is relatief, ze hangt dus af van hoe je de motoren hebt ingebouwd in de robot. Onderstaande motor draait in de voorwaartse richting. Afspraak voorwaartse draairichting van de servomotor. Met Besturing bepaal je de draairichting door middel van een stuurschuif. In het midden zal de robot rechtdoor rijden. Als je ze aan de uiteinden plaatst, zal de robot om zijn as draaien. Het Vermogen stel je in tussen 0% en 100%. Voor een rijdend voertuig zal dit betekenen dat je de snelheid gaat instellen. Zonder belasting zal de as 150 keer per minuut draaien op vol vermogen. Bij een motor voor een grijper zal een hoger vermogen een grotere kracht genereren. Onder Tijdsduur stel je in of de motor Onbegrensd moet ronddraaien of een aantal Graden, Omwentelingen of Seconden. 1 omwenteling komt overeen met 360. Wanneer de servomotor zijn actie heeft beëindigd geef je aan of de motor moet remmen (Remmen) of vrij uitlopen (Vrijlopen). Je kan het vergelijken wanneer je stopt met trappen op je fiets: ofwel kan je dan remmen of je gewoon laat uitbollen. Moet de robot een precieze afstand afleggen, dan kies je voor remmen. Anders bolt de robot nog uit. Helemaal rechts staan in het groen de feedbackmodules die het aantal graden of volle omwentelingen van je motoren tellen. Druk op de reset knop R om de waarden op nul te zetten. Je kunt alleen feedback krijgen als de motoren op de gekozen poorten aangesloten zijn en er communicatie met de NXT is. Al deze instellingen zijn trouwens instelbaar met de dataverbindingen en contactpunten van de datanaaf van het Verplaats blok. Kijk in de helpfile wat de verschillende contactpunten betekenen, maar dikwijls is het icoontje duidelijk genoeg.

42 42 Opneem/afspeel blok Soms moet de robot heel ingewikkelde bewegingen uitvoeren en dan kan je beter tonen hoe de robot moet bewegen in plaats van alles te programmeren. Gebruik hiervoor het Opneem/afspeel blok. In de servomotor zit immers een sensor die de positie van de as gaat detecteren en daarom wordt hij ook interactief genoemd. Bij het opnemen worden dus deze waardes opgeslagen in het geheugen van de NXT. Zet eerst de actie op Opnemen in het configuratiescherm. Je kan immers niets afspelen zonder het eerst op te nemen. Geef de actie een goede naam en selecteer welke poorten je wenst te gebruiken. Als je de drie poorten neemt, kan je bijvoorbeeld tegelijkertijd de beweging van de robotarm voordoen. De laatste instelling Tijd is hoe lang je wenst op te nemen in seconden. Download en start dit programma, neem de robot vast en rijdt het gewenste parcours. Hoe lang je kan opnemen hangt af van het beschikbare geheugen van de NXT, maar meestal kan je tot enkele minuten opnemen. De status van het geheugen kijk je na door op de knop rechtsboven (NXT venster) van de Controller te drukken en dan naar de tab Geheugen te gaan. Het deel Opnemen/Afspelen bevat de bestanden die door deze functie worden ingenomen. Download en start het programma en toon de gewenste beweging aan de robot. Zet nu de actie op Afspelen en bekijk het resultaat. Zoals je zult zien is de beweging niet exact gelijk aan de opgenomen beweging. Neem eens enkele danspasjes op en bouw dan een volledige dans op door verschillende opnames achter elkaar te plaatsen. Voorbeeldprogramma: opneem afspeel blok.rbt