SPIKE 樂高機器人

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2013-10-29

EV3主機執行 Debian 7 (Wheezy)

喜歡在EV3主機上玩樂的玩家有福了!

Ralph Hempel Embedded Systems Developer Notes上發表ev3dev

也就是在EV3主機上運行 Debian 7 (Wheezy)

你需要的是一張Class 10的micro SD,還有一些檔案。

邱老師不懂Linux,還請讀友協助提供說明,大家也可以想想還有哪些用途。

重要的延伸閱讀:

1. 原始文章 Debian 7 (Wheezy) Running on LEGO MINDSTORMS EV3





2013-10-28

值得瞭解的GBC機構

這當然是日本GBC達人Akiyuki的精心傑作:レゴ ボール反応型GBCモジュール 

有球出現手臂才會舉起,沒有球手臂就不會抬起。非常值得學習。






延伸閱讀:レゴ ボール反応型GBCモジュール 

Legoworld 2013 的影片

探奇曾經發文介紹「超大型EV3樂高機器人創作 - 樂高套件生產線」,展出場地是在荷蘭的LEGO® World 2013

如果跟我一樣無法親臨現場,那麼也可以看看影片過過乾癮。

感謝在youtube由victorbar提供的影片,

Lego Mindstorms EV3 booth, Legoworld 2013



2013-10-24

EV3 教學影片彙整


探奇曾經寫過幾篇文章介紹EV3的教學資源,文章連結如下:

1. 全世界的 EV3 樂高機器人教學文章彙整

2. Dr. Graeme 的 EV3 NXT 教學資源

探奇邱老師再一次整理不同的資源

1. STEMcentric 的 EV3 Tutorial

NXT時代就已經有著名的NXT-G教學影片,很多人都是從這個影片開始學習。

2. DrGraeme 的 Free Tutorials - EV3

探奇已經介紹過,目前已經更新部分影片,學習組裝兩輪,三輪EV3樂高機器人。


2013-10-23

NXT-G教學 - NXT-G的迴圈中斷


Loop Block迴圈命令方塊


探奇曾經在舊文章中討論NXT-G軟體的Loop Block迴圈命令方塊,這個命令方塊有五種模式,分別是ForeverSensorTimeCount,以及Logic
利用這五種模式,Loop Block可以依據不同的條件跳出迴圈,也就是停止重複執行。
一般來說,程式依照順序執行,滿足條件後,跳出迴圈,執行後續的程式。
如果這個條件由其他多工程序控制,又該如何通知Loop Block迴圈命令方塊停止這項任務呢?
例如:一台攤販車,同時進行「前進轉彎行動」,以及「音樂撥放」兩項工作,當車子到達目的地後,車輛停止,音樂也應該停止撥放。
你要如何撰寫這個程式?

EV3軟體的新命令 – Loop Interrupt


EV3軟體中有個新的命令方塊,Loop Interrupt,執行這個命令時,可以中斷特定的迴圈(迴圈可以設定特定的名稱)。如此一來,就能在多工程式中控制另一個分支程式。
讓我們看看下圖:


上圖的EV3程式有兩個多工程式,一個執行「前進轉彎行動」,一個執行「音樂播放」。前進轉彎行動只重複執行四次,當迴圈執行四次後,有個中斷迴圈命令方塊,這個命令方塊會對名稱為「music」的迴圈發出中斷訊息,跳出迴圈,執行後續的命令,發出Goodbye的聲音。
實際執行程式時,我們會發現,不論music迴圈內的程式執行到何處(任何一個命令) ,也不管各個命令是否執行完畢,都會立即中斷。例如當music迴圈執行到第二個E5的命令,發出Mi的聲音0.3秒,迴圈依然立即中斷。
這個迴圈中斷命令除了中斷其他迴圈,也能夠中斷自身所在的迴圈,是不是很方便呢?

NXT-G模擬迴圈中斷


NXT-G中,雖然沒有迴圈中斷的命令,我們也可以想辦法解決這類問題。
沒錯,就是變數,Variable。我在這裡將這個變數稱為旗標。像是童軍或海軍的旗語,也像是遠方通訊用的狼煙、烽火台。
請看下圖:


扮演旗標角色就是變數Logic 1。上方程式中,重複四次「Move直行5圈,Move轉彎3圈」,將邏輯值True寫入變數Logic 1,當下方程式的迴圈判斷Logic 1的值為True時,就結束迴圈,執行最後面的Goodbye聲音命令。
NXT-G中,變數都是全域變數,所以利用這個方式,我們可以很容易控制程式中所有迴圈,包含My Block裡面的迴圈。

想一想:改良迴圈中斷


雖然我們利用變數中斷迴圈的執行,但是這種方式並沒有辦法達到立即中斷的效果。
Loop Block執行所有迴圈內的命令之後,才會檢查變數Logic 1的狀態,這個音樂撥放迴圈中有三個發聲1秒的命令,也就是每3 秒鐘才會判斷Logic 1的邏輯值,於是我們觀察機器人動作時,會發現機器人已經停止一段時間,三個音樂命令完整撥放後才會發出Goodbye聲音。
我們需要縮短反應時間,有一種改良方式如下圖:


你想到了嗎?將音樂播放回中的命令放入Switch Block中,同樣以變數Logic 1作判別,如果變數邏輯值為「False」,表示迴圈尚未結束,Switch Block執行原來的聲音命令方塊;如果變數的邏輯值為「True」,所有Switch Block都不須執行命令,Loop Block迴圈迅速跳至最後的邏輯判別,確認為真,跳出迴圈,執行接下來的聲音命令,發出Goodbye
這種改良型的迴圈中斷方式應該可以讓迴圈中斷的反應時間縮短至1秒鐘。不過程式寫法比較麻煩,我稱之為「人工苦力中斷」 ^^,將來還可以放入My Block,程式會比較簡潔易讀。

辛苦收穫

今天討論使用「人工苦力中斷」模擬EV3Loop Interrupt。雖然NXT-G沒有可用的迴圈中斷指令,不過模擬的過程也讓我們瞭解一件事,其實中斷也就是一直不斷監視變數狀況,隨時處理反應。


你還想到那些應用呢?歡迎分享!

2013-10-22

Robot Navigation 的 Gyro 比較文章


最近有玩家反應,使用EV3樂高機器人套件的陀螺儀感應器Gyro Sensor,很容易有讀值不穩定的飄移現象。

目前大家的對應策略是將連接陀螺儀感應器的電線拔除再接上,可以預想的是樂高官方陀螺儀感應器還會再改進。

剛好 Robot Navigation 有一篇文章:Gyroscopes討論陀螺儀感應器的使用。

該文作者Lauro直接撰寫程式測試EV3樂高機器人的陀螺儀感應器Gyro Sensor,以及探奇曾經發文介紹過的 Microinfinity XG1300L

測試影片如下連結,看來樂高的陀螺儀感應器可能需要補償。




延伸閱讀:

Robot Navigation 的文章 Gyroscopes

Mindboards的討論串:Lego vs Microinfinity Gyro Comparison

2013-10-21

超大型EV3樂高機器人創作 - 樂高套件生產線

超大型EV3樂高機器人創作,目前正在荷蘭的LEGO® World 2013展出,


Huge LEGO MINDSTORMS EV3 Packaging Line


Eric Steenstra, Martijn Boogaarts 以及 Gerrit Bronsveld共同創作,他們在去年就曾經創作出大型樂高倉庫,同樣在LEGO WORLD展示。

這條生產線,提供組裝一個特別模型的零件:這個模型是迷你版的EV3MEG(設計者正是Martijn Boogaarts)


從影片看來,這條生產線有18個工作站,分成兩條工作列,平行並排,各個工作站提供不同的零件。在第九站後,將零件盒轉移至另一條工作列,最後以一台升降夾爪,將積木盒的零件倒出,由人工封袋,就是一套迷你EV3MEG,依照建構圖示就能拚出,真是可愛!

下面是Robot Square拍攝的影片:



2013.10.28更新:

下面是完整介紹影片Promotional EV3meg Production Plant

一定要看!






Philo先生的樂高馬達比較文章加入EV3馬達

Philo先生的樂高9V馬達比較文章一直是大家的重要參考文件。

(LEGO® 9V Technic Motors compared characteristics)

最近Philo先生將EV3樂高機器人套件的馬達加入比較,包含大型馬達Large Motor,以及中型馬達Medium Motor。

EV3大型馬達重量為82公克,轉速為175 rpm,扭力似乎比NXT馬達小一點。

EV3大型馬達似乎跟NXT馬達相似,除了外型改變外,也能由NXT主機控制。

(不過探奇認為馬力輸出及角度感應還需要詳細測試才能知道與NXT馬達的差異,或是等待樂高官方釋出技術文件。)

EV3中型馬達比較像增加角度感應器的PF M Motor,重量39公克,轉速為 260 rpm。

(探奇經過簡單測試,認為應該也可以使用NXT主機控制,同樣期待樂高官方的技術文件)

想了解樂高9V馬達的比較細節,趕快到「LEGO® 9V Technic Motors compared characteristics」看看!


2013-10-20

PC 與 EV3 的藍芽通訊 - EV3Messenger

探奇曾經在「EV3 樂高機器人的藍牙通訊」中提到:目前因為樂高官方尚未公布EV3的技術文件,所以無法使用EV3的Direct Commands,直接從PC透過藍芽控制EV3。

當時還提供一個EV3Messenger的連結,但是探奇還沒能仔細研究,

現在BOT BENCH發了一篇文章:Talking to your EV3: EV3Messenger

說明這個適用於Visual Studio 2010的C#程式,可以透過傳輸藍芽訊息給EV3,反之亦然。

當然EV3主機也需要寫程式,正常接收EV3的藍牙訊息。

如此一來,就能透過藍芽訊息,讓PC遙控EV3,或是將EV3的資訊回傳PC。

歡迎有興趣的讀友及老師測試後分享你的經驗。




2013-10-17

NXT樂高機器人在化學實驗的應用

這是在國科會高瞻自然科學教學資源平台看到的文章,由國立豐原高級中學化學科蔡亞柏退休教師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授 所編輯,


如題所示,使用NXT樂高機器人的光源感應器,作為簡單的光度計使用。

同時也用樂高積木做出一個比色槽。

實驗中只用到NXT主機的View功能,用手抄寫記錄光源感應器的百分比數值。

同時老師還在文章中清楚說明實驗作法,真是有趣!

第四篇的參考資料,有一些文章,同樣是用樂高NXT光源感應器的研究做法,

例如:

Kocanda M.; Wilke, B. M. and Ballantine, D. S. Using LEGO MINDSTORMS NXT™ Robotics Kits as a Spectrophotometric instrument International. Jounal on Smart Sensing and intelligent Systems, Vol. 3, No. 3, September 2010, pp. 400-410. (Available at: http://www.s2is.org/Issues/v3/n3/papers/paper6.pdf)

Irving, D. Building a Visible Light Spectrophotometer, http://gk12.poly.edu/amps-cbri/pdf/visible_light_spectrophotometer.pdf

可以使用兩個光源感應器,一個作為發射紅光,一個作為接收使用,或是利用鏡子反射光線。

感謝兩位老師的分享,大家可以多多學習!

邱老師認為已經使用樂高機器人套件,不妨做些改造,應該更有挑戰性:

1. 直接使用光源感應器的Raw Value (0-1023),得到更精細的資料。

2. 用 Data Logging 或 Data Access 功能自動記錄量測數值。

3. 做個簡易的機械手臂,自動抓舉比色管,放入比色槽。

完整文章連結:






2013-10-13

EV3 樂高機器人簡介 by 探奇工作室

許多人不太清楚什麼是樂高機器人,也有讀友對於樂高機器人有一些疑問,

探奇邱老師也在思考,如何介紹樂高機器人,讓大家在短時間的研習課程,能夠快速地親近樂高機器人。

樂高公司在2013年開始販售EV3樂高機器人套件,分別為

樂高教育部門(LEGO Education)發行的教育版 Core Set(45544)

另一種是玩具部門販售的家用版Home Edition(31313),

我簡單地製作這個檔案,介紹裡面的零件以及兩套的差異,希望對大家有幫助。

歡迎大家一起分享討論。




2013-10-12

樂高官網的新活動:Out of the Box Building Challenge

在樂高官網中,EV3樂高機器人家用版的網站有著許多有趣的資訊。

特別是在Community中,有許多各地的玩家所提供的創作模型。言許之前NXT的創作競賽,最近這個社群也舉辦新的活動:Out of the Box Building Challenge

不論是EV3,或是NXT,甚至是RCX,都可以用來進行創作,參加挑戰。

(可惜這個挑戰活動網頁有一些問題,今天我無法進入活動首頁,明天再試試看。)

這個活動的截止日期是2013/10/31,讀友可以試著自我挑戰,

已經有許多人分享他們的作品了喔!

例如今天邱老師在臉書上看到的分享:

jazzaplot所創作的Wyatt 3arp,是一位牛仔騎在馬上,做得維妙維肖,真的很有創意。

千萬不要錯過喔!














透過電腦與藍牙,連結EV3與NXT

探奇在日前發文:「EV3 樂高機器人的藍牙通訊」,提到已經有人提供非官方的EV3的藍牙規範,

顯然EV3的藍牙通訊規範與NXT不同,所以除非有玩家提供修改的EV3韌體,否則目前想利用藍牙方式建立EV3與NXT的通訊,基本上是做不到的。

但是如果透過中介,例如以PC當作雙方的轉換機制,理論上就能利用NXT遙控EV3(反之亦然)。

Sioux .NET on Track最近有篇新文章:Using the NXT as an EV3 remote control

文內有一些程式,還未完全公開,有興趣的讀友可以先參考看看。


2013-10-08

Dr. Graeme 的 EV3 NXT 教學資源

探奇在以前就介紹過 Dr.Graeme Faulkner 的教學網頁,裡面有豐富的教學課程,從NXT樂高機器人的軌跡賽,迷宮賽,到足球機器人,真是應有盡有。

隨著EV3樂高機器人上市, Dr.Graeme 也推出EV3樂高機器人的學習資源。

目前分為兩個網站,

www.DrGraeme.net (NXT)     

www.DrGraeme.org (EV3)

如果想直接從EV3入門,可以到這裡觀看相關教學影片:

http://www.drgraeme.org/Free-Tutorials-EV3-G/default.html

這裡先轉貼一個影片:

1. How to best to use these Lego MindStorms EV3 Tutorial Videos




感謝Dr.Graeme的分享!

2013-10-06

EV3 樂高機器人的開箱介紹影片彙集

今天到台南林老師的教室開會,所以偷懶一下,請讀友觀看Youtube影片。

全部都是EV3開箱介紹:

Zone01 德文介紹



Darren Wilson 的 LEGO Mindstorms EV3 Core Set Whats in the Box






最後是New Planet School 的 影片:Lego EV3 Introduction

(注意!片長43:59 ,邱老師還沒看完 ^^)


2013-10-02

EV3 樂高機器人的藍牙通訊

很多老師目前正在努力嘗試 EV3的藍牙連線測試,

包含 EV3主機對EV3主機,EV3 對 NXT通訊(不同的通訊規範),EV3與 PC,EV3與平板手機(包含iOS與Android),

可惜樂高官方尚未發布相關資訊,除了少數樂高高級玩家,大部分的玩家都只能推測。

期待樂高公司快點釋出相關SDK,HDK,Bluetooth Protocol。

不過在此同時也有一些玩家放出一些消息,請有興趣的讀友做個參考:

1. Sioux .NET on Track的文章,Sending messages from a PC application in C# to the Lego EV3



還請讀友分享其他資訊,謝謝!

EV3 教育版 樂高機器人 模型建構圖示

EV3 教育版軟體裡面有教育版 EV3 樂高機器人的模型建構圖示,但是需要另外花費購買,

剛剛得知 Robot Square 的  Laurens Valk 得到樂高同意,公開這些建構圖示。

有興趣的同好趕快下載收集。

教育版建構圖示連結:包含

LEGO MINDSTORMS EV3 Education 45544 Instructions


包含教育版小車Educator Vehicle,Sorter,Puppy,Gyro Boy,Robot Arm H25


擴充零件建構圖示連結:


包含Znap,Remote Control,Stair Climber,Tank Bot,Elephant,Spinner Factory

如此一來,教育版軟體只剩 Data Logging,Robot Educator,以及一些教育課程。