Τα όνειρα γίνονται πραγματικότητα - ρομπότ Lego MindStorms NXT

Τα ρομπότ στη ζωή μας δεν είναι πια φαντασία, αλλά πραγματικότητα! Χρησιμοποιούνται σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας: μεταφορές, χειρουργική, στρατιωτική βιομηχανία, εξερεύνηση διαστήματος... Εξυπηρετούν τους ανθρώπους εκτελώντας ορισμένες εργασίες. Και για να χειριστούν ηλεκτρονικά μηχανήματα, οι χρήστες πρέπει να έχουν ειδικές γνώσεις. Γι' αυτό, για να ικανοποιηθεί αυτή η ανάγκη, αναπτύσσονται και προσφέρονται μαθήματα ρομποτικής σε φοιτητές σε εκπαιδευτικά ιδρύματα, όπου μαθαίνουν να δημιουργούν και να προγραμματίζουν ανεξάρτητα ηλεκτρονικούς μηχανισμούς. Η ρομποτική αναπτύσσει τις δημιουργικές ικανότητες των παιδιών, τα διδάσκει να σκέφτονται ανεξάρτητα και τα εισάγει στην επιστήμη.
Για να δημιουργήσετε ένα ρομπότ με τα χέρια σας, χρειάζεστε έναν κατασκευαστή Lego MindStorms NXT. Ενσωματώνει την τελευταία τεχνολογία ρομποτικής. Τέτοια σετ παρέχονται τώρα στα ρωσικά σχολεία μέσω του ομοσπονδιακού κρατικού εκπαιδευτικού προτύπου. Με βάση αυτά, τα παιδιά συναρμολογούν διάφορα σχέδια ρομπότ από την αρχή, χρησιμοποιώντας τη φαντασία και τις δημιουργικές τους ιδέες.
Δημιουργία οχήματος παντός εδάφους
Ξεκινάμε επιλέγοντας τα απαραίτητα εξαρτήματα για τη δημιουργία ενός αυτοματοποιημένου οχήματος παντός εδάφους με παρακολούθηση με τηλεχειριστήριο.Παρεμπιπτόντως, είναι σχεδόν ίδια με τα σετ κατασκευών Lego που αγοράζουν οι γονείς για τα παιδιά τους στο σπίτι.



Στάδιο 1: Συναρμολόγηση των κομματιών.



Παίρνουμε 3 μεσαία ορθογώνια μέρη και 3 ακόμη ελαφρώς μικρότερα, τα συνδέουμε. Χρησιμοποιώντας "καρφιά" συνδέουμε 2 δίσκους και σφίγγουμε το ελαστικό κομμάτι.




Συναρμολογούμε τη δεύτερη κάμπια με την ίδια σειρά.
Στάδιο 2. Συναρμολόγηση κίνησης.



Συναρμολογούμε ένα κιβώτιο ταχυτήτων από τρία γρανάζια διαφορετικών μεγεθών.



Στη συνέχεια το συνδέουμε με έναν διαδραστικό σερβοκινητήρα, ο οποίος εγγυάται την ακρίβεια των κινήσεων του ρομπότ.



Τώρα πρέπει να συνδέσετε τα "τετράγωνα" γρανάζια.



Η μεταγραφή είναι έτοιμη.
Στάδιο 3. Σύνδεση μετάδοσης με ράγες.
Για να συνδέσουμε τον σερβοκινητήρα με τις ράγες, φτιάχνουμε μια υπερκατασκευή από τα γωνιακά μέρη και συνδέουμε το περίβλημα του κινητήρα στη βάση της τροχιάς.





Το ίδιο κάνουμε και με το δεύτερο.



Συνδέουμε τον δίσκο της κάμπιας με μια καρφίτσα στον σερβοκινητήρα.




Τώρα, μόλις ανάψει ο κινητήρας, η κάμπια θα αρχίσει να κινείται. Συναρμολογούμε τη δεύτερη δομή με τον ίδιο τρόπο.



Στάδιο 4. Μια βάση που δίνει ακαμψία σε ολόκληρη τη δομή.
Από αυτό το σετ εξαρτημάτων (ΦΩΤΟ 9), χρησιμοποιώντας γωνίες, συνδέουμε τις συναρμολογημένες δομές με τις ράγες.



Στάδιο 5. Εγκατάσταση τροφοδοτικού με επεξεργαστή NXT
Το NXT είναι ο εγκέφαλος του ρομπότ, ένα έξυπνο, ελεγχόμενο από υπολογιστή κομμάτι Lego που επιτρέπει στο ρομπότ MindStorms να ζωντανεύει και να εκτελεί διάφορες ενέργειες.



Για την κανονική λειτουργία του NXT, πρέπει να τοποθετήσετε 6 αλκαλικές μπαταρίες FF/LR6. Χρησιμοποιώντας μικρές καρφίτσες, στερεώνουμε το NXT στη βάση του οχήματος παντός εδάφους.




Για να ενισχύσουμε το μοντέλο από πάνω, συνδέουμε και τους δύο κινητήρες με ένα "crossbar".



Στάδιο 6. Εγκατάσταση αισθητήρα υπερήχων.
Ο αισθητήρας υπερήχων επιτρέπει στο ρομπότ να βλέπει, να μετράει την απόσταση από ένα αντικείμενο και να ανταποκρίνεται στην κίνηση. Συνδέεται με το τελικό μοντέλο οχήματος παντός εδάφους χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο 6 συρμάτων.Συνδέουμε το ένα άκρο του στον αισθητήρα και το άλλο σε μία από τις θύρες εισόδου NXT.



Οι σερβομηχανισμοί πρέπει επίσης να συνδεθούν χρησιμοποιώντας τα ίδια καλώδια στο NXT.




Τώρα πρέπει να γράψουμε το αρχικό πρόγραμμα στον υπολογιστή και χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο USB, συνδέοντας το NXT σε αυτό, να φορτώσουμε το λογισμικό στο μοντέλο μας. Τώρα θα μπορεί να κινείται, να περιφέρεται γύρω από ορατά εμπόδια και επίσης να τα ξεπερνά: να ανέβει ένα σκαλοπάτι ύψους περίπου 5 εκατοστών.



Για να προγραμματίσετε το ρομπότ, μπορείτε να κάνετε χωρίς υπολογιστή: αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας το υπομενού "NXT Program", π.χ. απευθείας στην ίδια τη συσκευή.
Το σετ περιλαμβάνει επίσης έναν αριθμό αισθητήρων, η χρήση των οποίων βοηθά το ρομπότ να αισθάνεται και να ανταποκρίνεται σε εξωτερικά ερεθίσματα, να ανιχνεύει το φως και να διακρίνει τα χρώματα.
Το μοντέλο ελέγχεται χρησιμοποιώντας Biuetooth από υπολογιστή ή τηλέφωνο χωρίς τη χρήση καλωδίων ή καλωδίων. Αυτό βοηθά στην απομακρυσμένη παρακολούθηση.
Τι ακριβώς να δημιουργήσετε: ένα αυτοκίνητο, ένα ανθρώπινο ρομπότ ή κάτι άλλο επιλέγεται από τον συγγραφέα του μοντέλου, χρησιμοποιώντας τη φαντασία του.
Φυσικά, τα μαθήματα ρομποτικής δεν θα οδηγήσουν όλα τα παιδιά να θέλουν να γίνουν προγραμματιστές, κατασκευαστές ρομπότ, μηχανικοί ή ερευνητές. Θα τους δώσουν όμως γενική επιστημονική κατάρτιση και θα συμβάλουν στην ανάπτυξη της σκέψης, της λογικής, των μαθηματικών και αλγοριθμικών ικανοτήτων και των ερευνητικών τους δεξιοτήτων.
Παρεμπιπτόντως, οι ενήλικες μπορούν επίσης να βρουν τέτοιες δραστηριότητες ενδιαφέρουσες και χρήσιμες.