Księga odkrywców LEGO Mindstorms NXT 2.0. Podstawy budowy i programowania robotów - ebook

Witaj w świecie LEGO MINDSTORMS NXT 2.0!

Jeśli posiadasz własny zestaw MINDSTORMS, wiesz już, że dołączona do niego instrukcja opisuje zaledwie cząstkę wiedzy, która będzie Ci potrzebna do samodzielnej konstrukcji i programowania robota. Natomiast z księgą odkrywców rozpoczniesz przygodę, która pochłonie Cię na długo!

Ten przewodnik pomoże Ci w szybkim tempie zbudować wymarzoną maszynę. Pięćdziesiąt przykładowych programów oraz blisko dziewięćdziesiąt wskazówek programistycznych i konstrukcyjnych rozbudzi Twoją wyobraźnię! Wiele instrukcji opisanych krok po kroku ułatwi Ci tworzenie złożonych urządzeń, które się poruszają, używają czujników i korzystają z zaawansowanych technik, takich jak kable danych i zmienne.

Jeśli jesteś początkującym użytkownikiem, z tą książką poznasz podstawy tworzenia konstrukcji. Jeżeli masz już pewne doświadczenie, szybko rozwiniesz swoje umiejętności programistyczne. To prawdziwa gratka dla konstruktorów w każdym wieku. Niezależnie od tego, czy masz kilkanaście czy kilkadziesiąt lat - cała naprzód ku nowej przygodzie!

Cenne wskazówki dla odkrywców znajdziesz również na stronie: www.discovery.laurensvalk.com.

Laurens Valk jest członkiem MINDSTORMS Community Partners (MCP), elitarnej grupy ekspertów MINDSTORMS, którzy pomagają w testowaniu i opracowywaniu nowych produktów NXT. Tworzy roboty z zestawów MINDSTORMS NXT od chwili, kiedy znalazły się one na rynku, a jeden z robotów jego projektu przedstawiono na pudełku zestawu NXT 2.0.

Podziękowania (XV)

Wstęp (XVII)

• Dlaczego ta książka? (XVII)
• Czy ta książka jest dla Ciebie? (XVII)
• Jak czytać tę książkę? (XVII)
  • Odkrycia (XVII)
  • Czego spodziewać się w każdym z rozdziałów (XVIII)
• Pomoc: witryna towarzysząca (XVIII)
• Podsumowanie (XVIII)

CZĘŚĆ I POCZĄTKI

1. Gromadzenie części do robota (3)

• Co jest w pudełku (3)
  • Klocek NXT (4)
  • Środowisko programowania NXT-G (4)
  • Plansza testowa (5)
• Wkładanie baterii (5)
• Podsumowanie (6)

2. Budowanie pierwszego robota (7)

• Budowanie Badacza (7)
  • Wskazówka konstrukcyjna: belki i osie (8)
  • Wskazówka konstrukcyjna: kołki cierne i ślizgowe (8)
  • Podłączanie przewodów (19)
• Sterowanie za pomocą przycisków klocka NXT (19)
  • Włączanie klocka (20)
  • Zaznaczanie i wybieranie pozycji menu (20)
  • Wyłączanie klocka (20)
  • Uruchamianie programu (21)
• Podsumowanie (21)

3. Tworzenie i modyfikowanie programów (23)

• Szybki pierwszy program (23)
• Tworzenie podstawowego programu (25)
  • 1. Paleta podstawowa (25)
  • 2. Obszar roboczy (26)
  • 3. Obszar startowy (26)
  • 4. Kontroler NXT (26)
• Praca w środowisku NXT-G (27)
  • 5. Panel konfiguracji (27)
  • 6. Okno szybkiej pomocy (28)
  • 7. Pasek nawigacyjny programów (28)
  • 8. Pasek narzędzi (28)
  • 9. Robo Center (29)
• Zdalne kontrolowanie robota (30)
• Podsumowanie (30)

4. Praca z blokami programowania: ruch, dźwięk i wyświetlacz (31)

• Co robią bloki programowania? (31)
  • Tworzenie programów za pomocą bloków (31)
  • Korzystanie z różnych bloków programowania (31)
• Blok ruchu (32)
  • Blok ruchu w akcji (32)
  • Zrozumieć panel konfiguracji (33)
  • Odkrycie nr 1: przyspieszenie! (34)
  • Zrozumieć ikony konfiguracji (35)
  • Wykonywanie precyzyjnych zakrętów (35)
  • Odkrycie nr 2: spojrzenie do tyłu! (35)
  • Odkrycie nr 3: rusz robota! (35)
  • Odkrycie nr 4: robokaligraf! (36)
• Blok dźwięku (36)
  • Zrozumieć konfigurację bloku dźwięku (36)
  • Blok dźwięku w akcji (37)
  • Odkrycie nr 5: mówisz, że w którą stronę? (38)
  • Odkrycie nr 6: zostań didżejem! (38)
• Blok wyświetlacza (38)
  • Zrozumieć konfigurację bloku wyświetlacza (38)
  • Blok wyświetlacza w akcji (40)
• Inne możliwości (41)
  • Odkrycie nr 7: podpisy! (41)
  • Odkrycie nr 8: nawigator! (41)
  • Odkrycie nr 9: czas na kółko! (42)
  • Odkrycie nr 10: ósemka dla Badacza! (42)
  • Odkrycie nr 11: robotancerz! (42)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 1: odkrywanie sztuki! (42)

5. Oczekiwanie, powtarzanie oraz inne techniki programistyczne (43)

• Blok oczekiwania (43)
  • Parametry bloku oczekiwania (43)
  • Blok oczekiwania w akcji (43)
  • Odkrycie nr 12: odliczanie! (44)
• Więcej o bloku ruchu: jazda bez końca (44)
  • Opcja Unlimited (44)
  • Parametr Duration Unlimited w akcji (45)
  • Problemy z jazdą bez końca (45)
• Blok pętli (46)
  • Korzystanie z bloku pętli (46)
  • Zrozumieć parametry bloku pętli (47)
  • Blok pętli w akcji (47)
  • Odkrycie nr 13: pilnuj pokoju! (48)
  • Odkrycie nr 14: trójkąt! (48)
  • Używanie bloków pętli wewnątrz innych bloków pętli (48)
• Tworzenie bloków na potrzeby własne (48)
  • Tworzenie bloku własnego (49)
  • Korzystanie z bloków własnych w programach (49)
  • Odkrycie nr 15: mój trójkąt! (50)
  • Odkrycie nr 16: moja muzyka! (50)
  • Edytowanie bloków własnych (50)
• Równoległe sekwencje bloków (50)
  • Korzystanie z sekwencji równoległych w programach (50)
  • Odkrycie nr 17: wielozadaniowość! (51)
  • Odkrycie nr 18: figury złożone! (52)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 2: pan Badacz! (52)
• Inne możliwości (52)

CZĘŚĆ II BUDOWANIE I PROGRAMOWANIE ROBOTÓW WYPOSAŻONYCH W CZUJNIKI

6. Zrozumieć czujniki (55)

• Czym są czujniki? (55)
  • Zrozumieć czujniki z zestawu NXT 2.0 (55)
  • Odkrycie nr 19: uwaga na głowę! (56)
  • Zrozumieć czujnik ultradźwiękowy (56)
  • Montaż czujnika ultradźwiękowego (56)
  • Odpytywanie czujników (56)
• Programowanie z użyciem czujników (58)
  • Czujniki i blok oczekiwania (58)
  • Odkrycie nr 20: Hello i Goodbye! (59)
  • Czujniki i blok pętli (60)
  • Odkrycie nr 21: unikaj ścian i złego nastroju! (61)
  • Odkrycie nr 22: za mną! (61)
  • Odkrycie nr 23: wesołe melodie! (61)
  • Czujniki i blok decyzji (62)
  • Odkrycie nr 24: zobacz odległość! (63)
  • Odkrycie nr 25: zatrzymać się czy zakręcić? (64)
  • Odkrycie nr 26: alarm przeciwwłamaniowy! (66)
  • Odkrycie nr 27: ultradźwięki! (66)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 3: przejazd kolejowy! (66)
• Inne możliwości (66)

7. Używanie czujników dotyku, koloru i obrotu (67)

• Czujnik dotyku (68)
  • Montaż zderzaka z dwoma czujnikami dotyku (68)
  • Programowanie z wykorzystaniem czujnika dotyku (73)
  • Unikanie ścian za pomocą czujników dotyku (74)
  • Odkrycie nr 28: muszą być oba! (75)
  • Odkrycie nr 29: mądre decyzje! (75)
• Czujnik koloru (76)
  • Montaż czujnika koloru (76)
  • Korzystanie z trybu widoku do odpytywania czujnika koloru (78)
  • Programowanie za pomocą czujnika koloru (78)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 4: posprzątaj planszę testową! (80)
  • Odkrycie nr 30: powiedz mi, co widzisz! (80)
  • Odkrycie nr 31: jazda wzdłuż linii dla ekspertów! (82)
  • Odkrycie nr 32: który przycisk wcisnąłeś?! (82)
  • Odkrycie nr 33: muzykobot! (82)
• Użycie przycisków NXT jako czujników (82)
• Czujniki obrotów (83)
  • Korzystanie z trybu widoku do odpytywania czujnika obrotów (83)
  • Tworzenie programów korzystających z czujników obrotów (83)
  • Odkrycie nr 34: wyznaczanie stopni! (83)
  • Odkrycie nr 35: muzyka rotacyjna! (84)
• Inne możliwości (85)
  • Odkrycie nr 36: kolorowe kulki! (85)
  • Odkrycie nr 37: ultradźwiękowa jazda wzdłuż linii! (85)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 5: automatyczny dom! (85)

8. Strzelec: robotyczny system obronny (87)

• Budowanie Strzelca (88)
  • Podłączanie przewodów (105)
• Programowanie Strzelca (105)
  • Paleta pełna (105)
  • Blok wielobarwnego oświetlenia (105)
  • Odkrycie nr 38: kolorowy głos! (106)
  • Blok silnika (106)
  • Odkrycie nr 39: zadanie dla bloku silnika! (107)
  • Tryb autonomiczny (108)
  • Tryb czujnika światła (111)
  • Odkrycie nr 40: alarm - niebezpieczny intruz! (111)
  • Tryb zdalnego sterowania (113)
  • Odkrycie nr 41: połączona moc czujników! (113)
• Inne możliwości (119)
  • Odkrycie nr 42: badania za pomocą NXT! (119)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 6: spójrz, zanim strzelisz! (119)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 7: katapulta! (119)

9. Piechur: sześcionogi kroczący owad (121)

• Budowanie Piechura (122)
  • Podłączanie przewodów czujników (134)
• Zrozumieć sposób poruszania się Piechura (134)
• Programowanie Piechura (135)
  • Tworzenie bloku własnego Do-Przodu (135)
  • Tworzenie bloków własnych W-Lewo i W-Prawo (136)
  • Użycie bloków własnych w programie interaktywnym (137)
  • Odkrycie nr 43: znowu czas na trójkąt! (137)
  • Odkrycie nr 44: chodzenie w sześciu kierunkach! (141)
  • Programowanie wystraszonego Piechura (142)
• Inne możliwości (145)
  • Odkrycie nr 45: bieganie z prędkością światła! (145)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 8: zmęczony chodzeniem? (146)
  • Odkrycie nr 46: zdalne sterowanie! (146)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 9: para oczu z tyłu głowy! (146)

CZĘŚĆ III TWORZENIE ZAAWANSOWANYCH PROGRAMÓW

10. Używanie koncentratorów danych i kabli danych (149)

• Budowanie SprytBota (150)
• Program wprowadzający kable danych (156)
  • Zrozumieć przykładowy program (157)
• Jak działają koncentratory danych i kable danych? (158)
  • Drugi przykładowy program z kablami i koncentratorami danych (158)
  • Używanie gniazdek danych: wejście i wyjście (158)
  • Parametry bloku podczas używania kabli danych (160)
  • Usuwanie kabli danych (160)
  • Odkrycie nr 47: rosnące okręgi! (161)
  • Odkrycie nr 48: prędkość dynamiczna! (161)
  • Odkrycie nr 49: silnik na wejściu! (162)
• Bloki czujników (162)
  • Konfigurowanie bloku czujnika (162)
  • Konfigurowanie bloku czujnika dotyku (162)
  • Konfigurowanie bloku czujnika koloru (162)
  • Konfigurowanie bloku czujnika obrotów (163)
• Typy kabli danych (163)
  • Liczbowy kabel danych (163)
  • Logiczny kabel danych (163)
  • Odkrycie nr 50: kable czujnika dotyku! (164)
  • Tekstowy kabel danych (164)
  • Odkrycie nr 51: czytaj odczyty czujnika! (166)
  • Przerwany kabel danych (166)
• Wielokrotne połączenia kabli danych (166)
  • Podłączanie wielu kabli do różnych gniazdek (166)
  • Podłączanie wielu kabli do jednego gniazdka danych (167)
  • Używanie parametrów z gniazdkami wejściowymi i wyjściowymi (167)
  • Odkrycie nr 52: kable wielofunkcyjne! (168)
  • Korzystanie z pomocy na temat gniazdek danych (168)
• Porady dotyczące zarządzania kablami danych (169)
  • Ukrywanie nieużywanych gniazdek danych (169)
  • Przeciąganie kabli danych poprzez program (169)
  • Odkrycie nr 53: w poszukiwaniu pomocy! (169)
  • Odkrycie nr 54: podkręć głośność! (170)
  • Odkrycie nr 55: kontroluj przepustnicę! (170)
  • Odkrycie nr 56: SprytBot patrzy! (170)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 10: uprzejmy SprytBot! (170)
• Inne możliwości (170)

11. Używanie bloków danych oraz kabli danych w pętlach i z przełącznikami (171)

• Bloki danych (171)
  • Blok obliczeniowy (171)
  • Odkrycie nr 57: zadanie z matematyki! (173)
  • Odkrycie nr 58: losowy dźwięk! (174)
  • Blok losowy (174)
  • Blok porównania (175)
  • Blok logiczny (175)
• Bloki decyzji i kable danych (177)
  • Odkrycie nr 59: AND, OR, XOR czy NOT? (177)
  • Odkrycie nr 60: suma czy nie? (178)
  • Konfigurowanie bloków decyzji za pomocą kabli danych (178)
  • Używanie liczbowych i tekstowych kabli danych oraz bloków decyzji (180)
  • Podłączanie kabli danych do wnętrza bloków decyzji (180)
• Bloki pętli i kable danych (180)
  • Odkrycie nr 61: aby kontynuować, naciśnij dowolny przycisk! (181)
  • Odkrycie nr 62: arytmetyczne rotacje! (182)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 11: bioniczna ręka! (182)
• Inne możliwości (182)

12. Używanie zmiennych, stałych oraz granie w gry na NXT (183)

• Używanie zmiennych (183)
  • Definiowanie zmiennej (183)
  • Korzystanie z bloku zmiennej (184)
  • Tworzenie programu ze zmienną (185)
  • Odkrycie nr 63: stare kontra nowe! (186)
  • Odkrycie nr 64: sprytniejszy program zliczający! (188)
• Używanie stałych (188)
  • Korzystanie z bloku stałej (188)
  • Tworzenie programów ze stałymi (188)
• Granie w grę na NXT (190)
  • Definiowanie zmiennych (190)
  • Krok 1.: losowe wyświetlenie celu (191)
  • Krok 2.: czekanie na wciśnięcie przycisku (191)
  • Krok 3.: zapamiętanie, który przycisk został wciśnięty (191)
  • Krok 4.: porównanie zmiennej Pozycja ze zmienną Przycisk (192)
  • Krok 5.: aktualizacja punktacji (192)
  • Krok 6.: wyświetlanie bieżącej punktacji (192)
  • Krok 7.: powtarzanie programu przez 30 sekund (193)
  • Rozbudowanie programu (193)
  • Odkrycie nr 65: zaawansowany program Spryt-Gra (194)
  • Odkrycie nr 66: trener mózgu! (194)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 12: gra Grzmotnij kreta! (194)
• Inne możliwości (194)

CZĘŚĆ IV ZAAWANSOWANE PROJEKTY ROBOTÓW

13. Chwytak: autonomiczne ramię robotyczne (197)

• Zrozumieć ramię (197)
  • Mechanizm chwytający (198)
  • Mechanizm podnoszący (198)
• Budowa Chwytaka (200)
• Tworzenie przedmiotów (231)
• Programowanie Chwytaka (231)
  • Tworzenie bloków własnych (231)
  • Tworzenie ostatecznej wersji programu (234)
  • Rozwiązywanie problemów z Chwytakiem (235)
• Inne możliwości (235)
  • Odkrycie nr 67: nie lubię niebieskiego! (235)
  • Odkrycie nr 68: światełko w rogu! (235)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 13: sprzątacz biurkowy! (235)

14. Hybrydowy sorter klocków: sortowanie klocków według koloru i wielkości (237)

• Zrozumieć technikę sortowania (238)
  • Moduł napędowy (238)
  • Moduł skanujący (238)
  • Określanie wielkości klocka (238)
• Budowanie Hybrydowego sortera klocków (239)
  • Łączenie przewodów (259)
  • Wybór klocków do posortowania (259)
  • Pojemniczki (259)
• Programowanie Hybrydowego sortera klocków (259)
  • Tworzenie bloków własnych (260)
  • Tworzenie ostatecznej wersji programu (261)
  • Odkrycie nr 69: szybkie sortowanie! (264)
  • Odkrycie nr 70: sorter klocków w wersji quattro! (264)
  • Odkrycie nr 71: sortowanie inteligentne! (264)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 14: Hybrydowa wyrzutnia klocków! (264)
• Inne możliwości (264)

15. KAK: Kompaktowy alpinista kominowy (265)

• Zrozumieć technikę wspinaczki (266)
  • Zachowanie równowagi w osi X (266)
  • Balansowanie w osi Y (267)
• Budowanie Kompaktowego alpinisty kominowego (268)
• Przygotowanie komina (280)
• Programowanie Kompaktowego alpinisty kominowego (280)
  • Krok 1.: rozłożenie ramion (280)
  • Krok 2.: wspinaczka i utrzymywanie równowagi (280)
  • Krok 3.: zjeżdżanie w dół, utrzymywanie równowagi i zatrzymanie się (282)
  • Rozwiązywanie problemów z Alpinistą (282)
• Inne możliwości (283)
  • Odkrycie nr 72: wysokościomierz! (283)
  • Odkrycie konstrukcyjne nr 15: napowietrzny tramwaj! (283)

Dodatek Diagnozowanie oraz rozwiązywanie problemów z łącznością (285)

• Wczytywanie programów za pomocą kontrolera NXT (285)
  • Korzystanie z okna NXT (286)
  • Problemy przy łączeniu się z NXT za pomocą USB (286)
  • Problemy z wczytywaniem programów do NXT (287)
• Wczytywanie programów do NXT za pomocą łącza Bluetooth (288)
  • Adapter Bluetooth (288)
  • Łączenie się z NXT za pomocą Bluetooth (289)
  • Problemy z nawiązywaniem połączenia Bluetooth z NXT (289)
• Podsumowanie (289)

Skorowidz (291)