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LEGO Mindstorms NXT

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LEGO Mindstorms NXT - PowerPoint PPT Presentation


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LEGO Mindstorms NXT. NXT – What you see. 4 Inputs (digital & analog) 3 Outputs (support for encoders) Screen (100x64 pixels) 4 Buttons Sound USB and Bluetooth. About NXT. RCX 에 이은 LEGO 사의 차세대 로봇 컨트롤러 32bit ARM7 Processor / 256k Flash / 64k Ram 입력포트 4 / 출력포트 3

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Presentation Transcript
nxt what you see
NXT – What you see
  • 4 Inputs (digital & analog)
  • 3 Outputs (support for encoders)
  • Screen (100x64 pixels)
  • 4 Buttons
  • Sound
  • USB and Bluetooth
about nxt
About NXT
  • RCX에 이은 LEGO사의 차세대 로봇 컨트롤러
  • 32bit ARM7 Processor / 256k Flash / 64k Ram
  • 입력포트 4 / 출력포트 3
  • USB / Bluetooth 통신 지원
  • 60*100 Graphic LCD / 스피커 / 충전식 배터리 지원
  • 엔코더 내장 모터 / 초음파 / 사운드 / 터치 / 라이트 센서
processors
Processors
  • Main processor:
    • Atmel 32-bit ARM processor, AT91SAM7S256
    • 256 KB FLASH
    • 64 KB RAM
    • 48 MHz
  • Co-processor:
    • Atmel 8-bit AVR processor, ATmega48
    • 4 KB FLASH
    • 512 Byte RAM
    • 8 MHz
bluetooth and usb communication
Bluetooth and USB communication
  • Bluetooth wireless communication CSR BlueCoreTM 4 v2.0 +EDR System
    • Supports the Serial Port Profile (SPP)
    • Internal 47 KByte RAM
    • External 8 MBit FLASH
    • 26 MHz
  • USB 2.0 Full speed com port (12 Mbit/s)
graphics sound etc
Graphics, Sound, etc
  • Display 100 x 64 pixel LCD black & white graphical display
  • Loudspeaker Sound output channel with 8-bit resolution
    • Sample rate of 2-16 KHz
  • 4 Buttons
slide7

NXT Connections

Output

Input

1º Motor

USB

Touch

Distance

Sound

Light

slide8

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

사용할 수 있는 센서 / 엑츄 에이터
slide9

출력

USB

On / Enter

LCD

Esc

Select

입력

NXT 의 외형
nxt communication
NXT Communication
  • USB 2.0 표준 케이블을 이용한 NXT 자체 인터페이스 커넥터
  • Bluetooth 모듈 내장을 통한 PC to NXT / NXT to NXT 간 통신 가능
  • 내부의 복수 채널을 통한 1:n 통신 가능 및 ID 식별을 통한 신뢰성 높은 원격 제어
  • 현재 NXT Education / Retail / LabVIEW-Embedded NXT 에서 지원 (ROBOLAB 은 향후 지원 예정)
nxt lcd
NXT LCD 활용법

Bluetooth

상태

NXT 이름

B<

배터리량

USB

상태

파일명 /

메뉴 설명

선택된

메뉴

좌측으로

메뉴 스크롤가능

우측으로

메뉴 스크롤가능

nxt menu
NXT Menu 사용법
  • 꺼진 상태 : 전원 켜기 켜진 상태 : 선택된 메뉴실행 기능(가운데 메뉴)
  • 좌측의 메뉴로 넘어감
  • 우측의 메뉴로 넘어감
  • 계층식 메뉴의 상위로 올라감 최상위 메뉴에서는 ‘끄기’ 메뉴 호출
slide17
메뉴 아이콘 설명

간단한 시퀀스의 프로그램을 컨트롤러에서 직접 만들어 볼 수 있다.

slide18
메뉴 아이콘 설명

NXT의 입출력포트에 연결된 장치의 값을 볼 수 있다.

slide20
메뉴 아이콘 설명

간단하게 센서를 테스트해 볼 수 있다. 기본 설정된 포트에

맞추어 연결해 주어야 한다.

slide21
로봇의 조립

로봇 몸체

slide22

기본

차체

조립

slide23

기본

차체

조립

slide24

기본

차체

조립

slide25

기본

차체

조립

slide26

기본

차체

조립

slide27

기본

차체

조립

slide28

기본

차체

조립

slide29

기본

차체

조립

slide30

기본

차체

조립

slide31

기본

차체

조립

slide32

기본

차체

조립

slide33

기본

차체

조립

slide34

기본

차체

조립

slide35

기본

차체

조립

slide37
NXT에 활용되는 센서들

터치센서

(눌림측정)

초음파센서

(거리측정)

라이트센서

(광량측정)

모터

(회전량측정)

사운드센서

(음량측정)

lego nxt
기존 LEGO 전선과 NXT 전선 비교
  • 전화선 형태의 잭으로 걸쇠를 눌러야 탈착 가능
  • 6선식으로 정밀센서 신호에 적합
  • 기존 전선은 2*2 브릭형
  • 착탈이 손쉽지만 정밀센서 신호처리에 부적합
hitechnic sensors
HiTechnic Sensors
  • Color Sensor
  • Compass Sensor
  • Acceleration Sensor
  • More coming…
    • Prototype board
    • Gyro sensor (analog, not I2C digital)
    • IR Link (to talk to RCX and other LEGO IR devices)
    • IR Seeker (for robo soccer, for example)
    • No-contact touch sensor (electrostatic sensor)
    • Motor Multiplexor
    • Sensor Multiplexor
motors
Motors
  • Biggest improvement over RCX– rotation counters built in
  • 360 counts per rotation
  • They are relative, not absolute positions
  • Maximum speed is approx. 200 RPM
  • Motors are much stronger than the other, older LEGO motors
slide42
모터 내장 회전 센서
  • 엔코더 내장 DC Geard 모터 (종전의 모터 대비 6~7배 토크)
  • 16.7N.cm / 170rpm / 0.6A (2.25N.cm / 330rpm / 0.12A)
  • Stalled Torque 50N.cm / 2A (6N.cm / 360mA)
  • 엔코더 해상도 about 1’

내장 센서

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회전센서의 동작
  • 회전센서를 A번에 연결
  • NXT를 켜고 Try Me 를 선택 (레고 얼굴 아이콘)
  • Try-Motor 메뉴를 선택
  • Try-Motor Run 을 선택
  • 모터가 회전하며 회전량이 LCD에 출력됨
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기본

차체

조립

slide47

음량

센서

조립

slide48

음량

센서

조립

slide49

음량

센서

조립

slide50
사운드 센서
  • 사운드 센서는 주변의 음량(공기의 흐름)의 변화를 감지
  • 마이크와 동일한 개념
  • 데시벨 형태로 값을 출력
  • 음량은 측정 가능하나 음성의 인식은 불가능
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조용

탕!

그래프

그래프

사운드센서의 동작
  • 사운드센서를 2번에 연결
  • NXT를 켜고 Try Me 를 선택 (레고 얼굴 아이콘)
  • Try-Sound 메뉴를 선택
  • Try-Sound Run 을 선택
  • 사운드센서에 소리를 내주면 모터가 회전함
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초음파

센서

조립

slide55

초음파

센서

조립

slide56

초음파

센서

조립

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초음파 센서
  • 초음파 센서는 초음파를 발생시켜 전방의 물체에 부딛혀 돌아온 초음파를 분석해서 거리를 측정
  • 박쥐가 동굴을 날아가는 것과 같은 원리
  • Cm 형태로 값을 출력
  • 거리 측정은 약 3cm ~ 100cm 가량 측정 가능
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반사된 파형 측정

장애물이 가깝다

반사된 파형 측정

장애물이 멀다

초음파센서의 동작
  • 초음파센서를 4번에 연결
  • NXT를 켜고 Try Me 를 선택 (레고 얼굴 아이콘)
  • Try-Sonar / UltraSonic 메뉴를 선택
  • Try-Sonar Run 을 선택
  • 초음파센서 전방의 장애물 거리에 따라 소리가 달라짐
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적외선

센서

조립

slide62

적외선

센서

조립

slide63

적외선

센서

조립

slide64
라이트 센서
  • 전방에 간접조명용 붉은LED와 포토트랜지스터가 설치됨
  • 근접한 물체의 광량값을 흑백 명암으로 인식
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포토 트랜지스터의

일반적인 모습

Photo

TR

LED

라이트센서의 동작 1
  • 빛센서는 전방의 LED의 빛이 피사체에 반사되어 돌아온 값을 포토 트렌지스터로 받는다.
  • 간접조명 LED는 프로그램에서 켜거나 끌 수 있으며 각 조건에 따라 값은 달라질 수 있다.
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검정색

광 반사량이 작다

흰색

광 반사량이 크다

라이트센서의 동작2
  • 라이트센서를 3번에 연결
  • NXT를 켜고 Try Me 를 선택 (레고 얼굴 아이콘)
  • Try-Light 메뉴를 선택
  • Try-Light Run 을 선택
  • 잠시후 소리가 나기 시작, 이때부터 라이트센서가 인식한 색의 명암도에 따라 소리가 달라짐
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적외선

조립

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적외선

조립

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터치 센서
  • 터치 센서는 노란 스위치 부분의 눌림을 감지
  • 키보드 키 / 마우스 버튼과 동일한 개념
  • 전방의 장애물에 대한 물리적 접촉을 통한 인식
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회로 폐쇄

회로 개방

대기상태

전류의 흐름

전압 측정

안눌림

눌림

터치센서의 동작
  • 터치센서를 1번에 연결
  • NXT를 켜고 Try Me 를 선택 (레고 얼굴 아이콘)
  • Try-Touch 메뉴를 선택
  • Try-Touch Run 을 선택
  • 잠시후 LCD에 얼굴이 나오면 센서를 클릭