Måndagskampen: Bricktronics udvider mulighederne i Lego - 💡 Fix My Ideas

Måndagskampen: Bricktronics udvider mulighederne i Lego

Måndagskampen: Bricktronics udvider mulighederne i Lego


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Monday Jolt er en ny kolonne om mikrocontrollere og elektronik, der vises i MAKE hver mandag morgen.

Lego Mindstorms NXT er et fantastisk uddannelsesmæssigt robotik sæt, som lærer børn og voksne færdigheder lige fra engineering til programmering. Ikke desto mindre ville det ikke være cool at forbedre disse Lego robotter med Arduino boards og skjold? Med den tankegang, Adam Wolf, Matthew Beckler og jeg skrev Make: Lego og Arduino Projects og udviklet Bricktronics skjoldet til at interfere med de to.

Adam og Matthew, der driver den elektroniske kit business Wayne og Layne, tacklede udfordringen med at gøre skjoldet. De omvendte udviklede Mindstorms 'protokoller, havde brugerdefinerede dele støbt i udlandet, prototyperede kredsløb og udviklet et Arduino-bibliotek til styring af skjoldet. Bogen forklarer, hvordan man også opbygger nogle sjove Lego-modeller, herunder en chokolademælksdrink og en keytar synth.

Bricktronics Shields anatomi Da vi drog ind i verden af ​​Arduino og Mindstorms, fandt vi en af ​​udfordringerne, hvordan man fysisk forbinder de to. Mindstorms bruger brugerdefinerede ledninger med stik, der er RJ12-stik med en off-center-fane. Vi fandt to løsninger: Den første er at krympe en Mindstorms-kabel til en Molex-stik, så ledningen tilsluttes en Mindstorms motor eller sensor i den ene ende og brødbrættet på den anden. Den enklere løsning er at bruge et Arduino skjold, der kan rumme propperne, så vi fokuserede på at udvikle skjoldet frem for at understrege breadboarded løsninger - selvom vi viser dig, hvordan man gør det også. Bricktronics skjoldet har seks Mindstorms-kompatible stik, fire til sensorer og to til motorer.

Sådan ser skjoldet ud:

  1. Sensor stik. Porte 3 og 4 kan rumme analoge sensorer som farven eller ultralydet, mens alle fire kan acceptere input fra digitale sensorer som Legos touchføler.
  2. MCP23017-chip er en I / O-ekspander, der sender data ved kun at bruge to ben ved hjælp af den almindelige I2C-bus.
  3. DPDT-kontakten skifter mellem en Arduino Uno Rev 3 og ældre Arduinos med henblik på I2C-databehandling.
  4. Darlington Transistorer bruges til at skifte højere strømbelastninger og aktivere skjoldet til at styre ikke-Lego motorer. Tilslut dine komponenter til de kvindelige overskrifter ved siden af ​​transistorerne.
  5. Disse mandlige overskrifter bruges til at styre Legos Power Functions-serie af DC-motorer, som ikke bruger Mindstorms-stik. (I bogen viser vi også, hvordan man laver Power Functions til Molex-adaptere.)
  6. L293D Motor Driver: Denne chip styrer to Mindstorms servomotorer.
  7. Motorstik.
  8. Stackable headers. Det klassiske skjold-accoutrement giver dig mulighed for at tilføje endnu flere skærme ovenpå.
  9. Knappen skifter Arduino reset funktion.

Bricktronics vs NXT

Så skildet og Arduino slog Lego's mikrokontroller ud, ikke? Nå ja og nej. I vores udforskninger fandt vi os meget imponeret over NXT-murstenen, som er standard Mindstorms mikrocontroller. Det er så godt, at mange hackere har fundet ud af, hvordan man kan sætte alternative operativsystemer på NXT-mursten som LeJos og NXT-C. Så er der det faktum, at NXT kan styre 3 motorer og vores skjold kun to. Når det er sagt, er der meget at lide om Arduino-tilgangen. Bare at kunne bruge alle Arduinos enorme økosystemer af hardware og kode vil gøre underværker for din robot. Wayne og Layne udvikler også en motorstyring, der kan køre fem motorer og har en indbygget XBee-stik. Det er ikke klar til at købe eller bygge endnu, men du kan se det i aktion her.

En af de største forskelle mellem NXT og vores bestyrelser er, at Bricktronics er open source, og Wayne og Layne deler frit de skemaer og kode, der er nødvendige for at lave dine egne projekter uden at skulle købe skjoldet. Når andre hackere begynder at udvikle deres egne Mindstorms-kompatible projekter, begynder vi at se en enorm udvidelse af, hvad der er muligt at gøre med Mindstorms.

Bricktronics in Education En af de seje overraskelser, vi oplevede i udviklingen af ​​Bricktronics, var at opdage, at undervisere virkelig gravede det. Ifølge disse lærere tager Arduino-møde Mindstorms noget, som udfordrer børn og voksne teknisk, og bringer det til det næste vanskelighedsniveau. Nogle STEM-lærere hjælper eleverne med at lære programmering ved at introducere dem til Mindstorms, som tilbyder en forenklet grafisk grænseflade og underviser i brede programmeringsbegreber som sløjfer og if / else konstruktioner, men lærer ikke rigtig kodning som sådan.

Det næste skridt er at tage de samme modeller eleverne bygget med Mindstorms officielle mikrocontroller og bytte i en Arduino, hvorved udfordringen udmøntes med en minimal læringskurve. Samtidig introduceres eleverne forsigtigt til Arduino-verdenen, idet de kan akklimatisere sig til Arduino-miljøet uden at lære elektronik, lodning osv.

DrummerBot, et grundlæggende projekt

Her er en meget grundlæggende robot, som alle kan bygge, så længe de har en Arduino Uno, et Bricktronics-skærm (eller wire up your own!) Og et Mindstorms sæt. Det er DrummerBot, en robot designet til at tromme på en plast jordnøddescreme. Den bruger to servomotorer til at styre tromlerne, og en ultralydssensor til at detektere, når nogen går i nærheden. Programmet arbejder i en loop og venter på at føle en person inden for en vis afstand. Når det sporer nogen tæt på, begynder det at tromme sin tromle, med hastigheden stigende jo tættere objektet nærmer sig.

Vil du bygge DrummerBot? Følg nedenstående links for at downloade Arduino-programmet samt Lego Digital Designer CAD-filen til modellen.

Dette er et godt projekt for begyndere, fordi det er nemt at opbygge og programmere, og lærer dig, hvordan Arduino interagerer med Bricktronics-biblioteket. Det er en god måde at komme i gang med at dykke ind i de sjove muligheder, som Lego og Arduino repræsenterer.

Lær mere Her er hvad du kan lære om Bricktronics:

  • Besøg Wayne og Laynes Bricktronics-side.
  • Køb bogen: Du kan få den på O'Reilly og Amazon.com, blandt andre. Prøvekapitler er tilgængelige på begge sider.
  • Køb eller bygg et Bricktronics skjold.
  • Byg DrummerBot: Download Lego Digital Designer-filen og Arduino-koden på Wayne og Laynes Github-side.


Du Kan Være Interesseret

Wooden Spool Gave Etiketter

Wooden Spool Gave Etiketter


Kit-A-Day Giveaway: Lær at Lodde Badge Kit

Kit-A-Day Giveaway: Lær at Lodde Badge Kit


Craft Biz Q + A: Heidi Kenney af My Paper Crane

Craft Biz Q + A: Heidi Kenney af My Paper Crane


Gaveguide: Elværktøj

Gaveguide: Elværktøj