ความฝันที่เป็นจริง - หุ่นยนต์ Lego MindStorms NXT

หุ่นยนต์ในชีวิตของเราไม่ใช่จินตนาการอีกต่อไป แต่เป็นความจริง! พวกมันถูกใช้ในทุกด้านของกิจกรรมของมนุษย์: การขนส่ง, การผ่าตัด, อุตสาหกรรมการทหาร, การสำรวจอวกาศ... พวกมันให้บริการผู้คนโดยการปฏิบัติงานบางอย่าง และในการใช้งานเครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์ ผู้ใช้จำเป็นต้องมีความรู้พิเศษ นั่นคือเหตุผลที่เพื่อตอบสนองความต้องการนี้ หลักสูตรวิทยาการหุ่นยนต์จึงได้รับการพัฒนาและเปิดสอนให้กับนักเรียนในสถาบันการศึกษา ซึ่งพวกเขาเรียนรู้ที่จะสร้างและตั้งโปรแกรมกลไกอิเล็กทรอนิกส์อย่างอิสระ วิทยาการหุ่นยนต์พัฒนาความสามารถเชิงสร้างสรรค์ของเด็ก สอนให้พวกเขาคิดอย่างอิสระ และแนะนำให้พวกเขารู้จักกับวิทยาศาสตร์
หากต้องการสร้างหุ่นยนต์ด้วยมือของคุณเอง คุณต้องมีตัวสร้าง Lego MindStorms NXT ประกอบด้วยเทคโนโลยีหุ่นยนต์ล่าสุด ปัจจุบันชุดดังกล่าวได้จัดส่งให้กับโรงเรียนในรัสเซียผ่านมาตรฐานการศึกษาของรัฐบาลกลาง เด็กๆ จะประกอบหุ่นยนต์ที่ออกแบบได้หลากหลายตั้งแต่เริ่มต้น โดยใช้จินตนาการและความคิดสร้างสรรค์ของพวกเขา
การสร้างยานพาหนะสำหรับทุกพื้นที่
เราเริ่มต้นด้วยการเลือกชิ้นส่วนที่จำเป็นในการสร้างยานพาหนะแบบติดตามทุกพื้นที่แบบอัตโนมัติพร้อมรีโมทคอนโทรลอย่างไรก็ตามพวกมันเกือบจะเหมือนกับในชุดก่อสร้างเลโก้ที่พ่อแม่ซื้อให้ลูกที่บ้าน



ขั้นตอนที่ 1: การประกอบราง



เราใช้ชิ้นส่วนสี่เหลี่ยมขนาดกลาง 3 ชิ้นและชิ้นส่วนที่เล็กกว่าอีก 3 ชิ้นมาเชื่อมต่อกัน ใช้ "สตั๊ด" เราติดดิสก์ 2 แผ่นและขันรางยางให้แน่น




เราประกอบตัวหนอนตัวที่สองในลำดับเดียวกัน
ขั้นที่ 2 ประกอบไดรฟ์



เราประกอบชุดเกียร์จากสามเกียร์ที่มีขนาดแตกต่างกัน



จากนั้นเราจะเชื่อมต่อมันเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์แบบโต้ตอบ ซึ่งรับประกันความแม่นยำของการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์



ตอนนี้คุณต้องติดเฟือง "สี่เหลี่ยม"



การโอนพร้อมแล้ว
ด่าน 3 การเชื่อมต่อระบบส่งกำลังกับราง
ในการเชื่อมต่อเซอร์โวมอเตอร์เข้ากับราง เราจะสร้างโครงสร้างส่วนบนจากส่วนมุมและเชื่อมต่อโครงมอเตอร์เข้ากับฐานของราง





เราทำเช่นเดียวกันกับอันที่สอง



เราเชื่อมต่อดิสก์หนอนผีเสื้อด้วยพินเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์




ตอนนี้ทันทีที่เครื่องยนต์เปิด ตัวหนอนจะเริ่มเคลื่อนไหว เราประกอบโครงสร้างที่สองในลักษณะเดียวกัน



ด่าน 4 ฐานที่ให้ความแข็งแกร่งแก่โครงสร้างทั้งหมด
จากชุดชิ้นส่วนนี้ (ภาพที่ 9) เราเชื่อมต่อโครงสร้างที่ประกอบเข้ากับรางโดยใช้มุม



ขั้นที่ 5 การติดตั้งแหล่งจ่ายไฟด้วยโปรเซสเซอร์ NXT
NXT คือสมองของหุ่นยนต์ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนเลโก้อัจฉริยะที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยให้หุ่นยนต์ MindStorms มีชีวิตขึ้นมาและดำเนินการต่างๆ ได้



เพื่อการทำงานปกติของ NXT คุณต้องใส่แบตเตอรี่อัลคาไลน์ FF/LR6 จำนวน 6 ก้อน เราติด NXT เข้ากับฐานของรถอเนกประสงค์โดยใช้หมุดเล็กๆ




เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับโมเดลจากด้านบน เราเชื่อมต่อมอเตอร์ทั้งสองตัวเข้ากับ "คานประตู"



ด่าน 6 การติดตั้งเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก
เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกช่วยให้หุ่นยนต์มองเห็น วัดระยะห่างจากวัตถุ และตอบสนองต่อการเคลื่อนไหว เชื่อมต่อกับรถแลนด์โรเวอร์รุ่นสำเร็จรูปโดยใช้สายเคเบิล 6 เส้นเราเชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งเข้ากับเซ็นเซอร์และอีกด้านหนึ่งเข้ากับพอร์ตอินพุต NXT ด้านใดด้านหนึ่ง



เซอร์โวยังต้องเชื่อมต่อโดยใช้สายเคเบิลเดียวกันกับ NXT




ตอนนี้เราต้องเขียนโปรแกรมต้นฉบับบนคอมพิวเตอร์และใช้สาย USB เชื่อมต่อ NXT เข้ากับมันโหลดซอฟต์แวร์ลงในโมเดลของเรา ตอนนี้เธอสามารถเคลื่อนที่ได้ เดินไปรอบ ๆ สิ่งกีดขวางที่มองเห็นได้ และเอาชนะมันได้: ปีนขึ้นไปสูงประมาณ 5 ซม.



ในการตั้งโปรแกรมหุ่นยนต์ คุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์: ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เมนูย่อย "โปรแกรม NXT" เช่น บนอุปกรณ์โดยตรง
ชุดนี้ยังประกอบด้วยเซ็นเซอร์จำนวนหนึ่ง ซึ่งจะช่วยให้หุ่นยนต์รับรู้และตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก ตรวจจับแสง และแยกแยะสีได้
แบบจำลองนี้ควบคุมโดยใช้ Biuetooth จากคอมพิวเตอร์หรือโทรศัพท์โดยไม่ต้องใช้สายไฟหรือสายเคเบิล ซึ่งจะช่วยในการตรวจสอบระยะไกล
จะต้องสร้างอะไรกันแน่: รถยนต์ หุ่นยนต์มนุษย์ หรืออย่างอื่นถูกเลือกโดยผู้เขียนแบบจำลองโดยใช้จินตนาการของเขา
แน่นอนว่าชั้นเรียนวิทยาการหุ่นยนต์ไม่ได้เปิดโอกาสให้เด็กทุกคนที่ต้องการเป็นโปรแกรมเมอร์ ช่างสร้างหุ่นยนต์ วิศวกร หรือนักวิจัย แต่พวกเขาจะให้การฝึกอบรมทางวิทยาศาสตร์ทั่วไป และจะมีส่วนช่วยในการพัฒนาการคิด ตรรกะ ความสามารถทางคณิตศาสตร์และอัลกอริทึม และทักษะการวิจัย
อย่างไรก็ตามผู้ใหญ่ก็สามารถพบว่ากิจกรรมดังกล่าวน่าสนใจและมีประโยชน์เช่นกัน