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LEGO Mindstorms NXT Programming

LEGO Mindstorms NXT Programming. 다양한 프로그램 언어와 인터페이스 가능. LabVIEW. C 언어. JAVA. Visual Basic. MS Robot Studio. Robolab. NXT-G. About Bluetooth. Bluetooth 는 근거리 통신 규약으로 약 10m 정도의 거리까지 통신이 가능하다 . 장비별 식별 코드를 사용하므로 장비간 인증 , 데이터 보안 등의 특징과 네트워크 , 시리얼 , 오디오 등 다양한 서비스를 제공한다.

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Presentation Transcript

  1. LEGO Mindstorms NXTProgramming

  2. 다양한 프로그램 언어와 인터페이스 가능 LabVIEW C언어 JAVA Visual Basic MS Robot Studio Robolab NXT-G

  3. About Bluetooth • Bluetooth 는 근거리 통신 규약으로 약 10m 정도의 거리까지 통신이 가능하다. • 장비별 식별 코드를 사용하므로 장비간 인증, 데이터 보안 등의 특징과 네트워크, 시리얼, 오디오 등 다양한 서비스를 제공한다. • NXT 에서는 PC to NXT, NXT to NXT 의 통신을 지원한다.

  4. About Bluetooth • 한 번에 한 개의 Bluetooth 장치와 통신이 가능하다. • 한 번에 총 3개 까지의 장치와 연결상태를 유지할 수 있다. • 자체 블루투스 장치 탐색 및 이전 접속된 장치 기억 기능이 있다. • 다른 블루투스 장치에 검색되도록 하거나 혹은 검색을 피하도록 숨길 수 있다. • 블루투스 장치만 개별적으로 전원 on/off 할 수 있다.

  5. 기존 LEGO RCX용 디바이스 호환 충전식 리튬폴리머 배터리 엔코더 내장형 서보 모터 그래픽 LCD 및 블루투스 무선통신 내장 USB 2.0 지원 터치 센서 사운드 센서 초음파 센서 라이트 센서 센서 종류와 모터

  6. Programming Languages • NXT-G code • NXC (and NBC) • Robot C • pbLua • Java and others

  7. NXT-G code • LEGO’s development environment • Graphical programming • Based on National Instruments’ LabView • Great for quick programs • Wonderful for kids to use… but a real pain for old geezers like me who grew up with text programming languages

  8. NXT-G • NXT-G • National Instruments 사에서 개발한 그래픽 인터페이스를 가진 프로그램툴 • 이것을 사용해 플로우차트를 그리듯이 프로그램할 수 있으며, 모터를 제어하거나 딜레이를 주거나 소리를 만드는 등의 일을 할수 있음 • 센서입력과 타이머를 이용한 프로그램이 가능하다. • NXT-G는 프로그램이 매우 쉽다.

  9. LabVIEW기반의 ROBOLAB = LabVIEW ROBOLAB Robolab은 LabVIEW기반으로 만들어 짐 (같은 구성) 현재 많은 대학교에서 프로그램의 기초 실습과목으로 LEGO의 소프트웨어인 Robolab을 배우고 있음

  10. ROBOLAB • ROBOLAB • Tufts University에서 개발된 것으로 Lego RCX를 위해 처음 개발 • 현재 보강된 프로그램이 NXT에서 사용가능 • 또 다른 그래픽 환경을 가진 프로그램툴이다. NXT-G 보다 더 정교한 프로그램이 가능 • 그래픽 환경의 프로그램툴 • ROBOLAB 은 National Instruments 의 LabVIEW 를 사용해 만들어 짐 • LabVIEW 는 NXT-G 와 함께 ROBOLAB 의 기반 • integer 와 floating 변수를 사용한 계산이 가능하다

  11. ROBOTC • ROBOTC • NXT에 C 언어를 사용 • Carnegie Mellon University 의 Robotics Academy 에서 만들어짐 • 다운로드: www.robotc.net • ROBOTC 는 강력한 실시간 디버거를 가지고 있으며 프로그램과 디버깅에 효과적인 프로그램툴 • Not free (free trial, $30 download)

  12. NXC ... NOT EXACTLY C • NXC(Not eXactly C) • C언어와 비슷한 NXT를 위한 프로그램툴 (Free) • C언어와 유사, C언어는 아님 • RCX에 NQC가 있다면, NXT에는 NXC가 있음 • NXC는 NXT-G와 동일한 펌웨어를 사용 • 사용자가 NXC로 프로그램하거나 NXT-G의 그래픽 환경에서 프로그램하는 것 모두 가능 • interger 타입의 변수가 사용가능하며 floating 타입의 변수는 쓸 수 없음 • LCD 에 글자를 쓰기 적절하지 않음 • NXC 와 ROBOTC 는 실시간 디버거를 가진 유일한 프로그램툴임

  13. C base Programming(NXC) • NXT용 C 기반 환경인 NXC 와 유사한 형태로 C 언어 기반의 프로그램을 구현하기 위한 개발 환경. • 좌측의 예제는 삼각함수를 이용한 기하학적 디스플레이로, 일반 C 어플리케이션의 알고리즘도 얼마든지 구현할 수 있음

  14. PBLUA • PBLUA • Lua 는 교육분야에서 주목받고 있는 텍스트 기반의 언어 • pbLua 는 NXT를 위한 Lua의 모든 특성을 갖춘 프로그램 • pbLua를 사용한 프로그램은 ROBOTC 와 NXC 와 유사

  15. NXJ • NXJ • 자바기반의 NXT 프로그램툴 • JAVA 표준을 따르지만 Class 라이브러리는 훨씬 작음

  16. Other languages • Java and several other languages are reportedly in the works as well • MS Robotic Studio also supports the NXT • Download a small client program to NXT • Actual control is on a PC • http://www.teamhassenplug.org/NXT/NXTSoftware.html

  17. 기타 개발 환경 • Microsoft Robot Studio : 마이크로소프트(MS)가 로봇산업 확대를 위해 선보인 상용 로봇 운영체계, 윈도우 기반 소프트웨어 플랫폼으로서 실제 또는 가상의 로봇 프로그램을 비교적 간단히 수행하며 아이로봇의 룸바(Roomba), 레고 마인드스톰즈 NXT(LEGO Mindstorms NXT) 등의 여러 로봇에서 호환된다. 영리 목적이 아닌 경우 무료 공개 • JAVA on NXT : LeJOS 라는 이름으로 불리우는 LEGO 용 JAVA는 JDK 1.5 이상과 LeJOS 프로그램을 통해 구현할 수 있다.

  18. 로보랩 S/W의구성과 기본활용

  19. ROBOLAB의 실행

  20. 펌웨어 다운로드 화살표를 클릭해서 자신의 NXT 이름이 나오면 V표시 클릭

  21. 펌웨어 다운로드(PC의 운영체제 설치의 개념) 약 20여초 소요됨 펌웨어가 설치된 후 사용자는 자신의 프로그램 입력 가능 펌웨어 다운로드

  22. 로보랩 프로그래밍

  23. 패널 창 함수 팔레트 다이어그램 창 VI 로보랩 프로그램 창

  24. RoboLab Work Space Remember to use Context Sensitive Help!

  25. Programming Levels • Pilot Level • Uses basic interface where programs are built using a click-and-choose interface • Inventor Level • Provides a more open-ended, icon-based environment • Investigator Level • Uses Pilot and Inventor programming to incorporate data collection into projects

  26. Storyboarding • Advantages of using a storyboard: • Makes it easier for younger students • Gives students a concrete plan to use at the computer • Checks individual understanding • Comes in handy when there is a lack of computers • Forces students to plan ahead and think objectively

  27. Elements of a Program • Beginning and end of program • Motion • Duration • Speed • Sensing the environment

  28. Programming Always start an Inventor program with this command. (Change BeginNXT icon) Always end an Inventor program with this command.

  29. Motion • Choosing the correct icon: • Look at the arrows • Look at the port the motor is connected to on the RCX Motor C Forward Motor C Reverse Motor A Forward Motor A Reverse Motor B Forward Motor B Reverse

  30. Duration • The icons used to assign duration are called Wait Fors. Wait Fors: Wait for 1 second Wait for 2 seconds Wait for 4 seconds Wait for 6 seconds

  31. Checkpoint

  32. Checkpoint

  33. Stop Icons • Because we want to stop both A and C motors, we will choose the stop A, B, C icon and place it at the end of our program. Stop A Stop B Stop C Stop A, B, C

  34. A Complete Program • Congratulations! • You have now storyboarded your first robotics program.

  35. From Storyboard to Computer Let’s go back to our computer.

  36. Writing a new program You should then see the Inventor login screen. Click on the Programmer button.

  37. ROBOLAB Environment • Set up your screen in Inventor 4 so that it looks like the screen to the right.

  38. ROBOLAB Environment • There are two major pallets that contain most of the icons and commands you need to build a program. • If you cannot see these pallets, you can find them under the Show drop down list. Tools Functions

  39. WaitFor Palette

  40. ROBOLAB Environment • Click and drag the icons from the Function pallets to the blue screen space.

  41. Tool Pallet 로보랩 사용법 (커서) • VI 선택, 배치, 드래그 등에 사용 (Space Key 누르면 호출됨) • VI와 VI간 와이어링에 사용 (Space Key 누르면 호출됨) • 텍스트 입력에 사용 (Tab Key 누르면 호출됨)

  42. ROBOLAB Environment • On the tools pallet, find the button that looks like a spool of wire.

  43. Downloading the Program • Click the white arrow on the ROBOLAB screen.

  44. Testing the Program • Put your NXT on the floor and press the Orange Button.

  45. Troubleshooting Question: Why won’t this program work?

  46. Troubleshooting Answer: The wiring is not correct. Always check for bad wires or missing wires. Bad Wire Missing Wire

  47. Troubleshooting Question: This program is supposed to turn on Motor A for four seconds, then turn off the motor. What’s wrong?

  48. Troubleshooting Answer: There was no Stop Motor icon.

  49. RoboLab Class Mission 1:To drive using a Timer • “With power level 3, Go straight for 2.5 seconds and stop” • 엔진출력 3으로 2.5 초간 직진 후 멈춤 Broken arrow  Just right button click  Select (Error list) Ctrl+B  Delete Broken arrows

  50. VI (Visible Item) • Visible Item  Terminal • 분홍색: 프로그램 흐름 • 청색: 정수값 • 황색: 실수값 • 갈색: 컨테이너(변수) • 녹색: 입출력 포트

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