Hogeschool rotterdam / cmi robotica 1 tirrob01 Goedgekeurd door:



Dovnload 139.91 Kb.
Pagina7/7
Datum20.08.2016
Grootte139.91 Kb.
1   2   3   4   5   6   7

2. Lego Mindstorms( beschikbaar binnen TI)


De Deense speelgoedgigant Lego heeft samen met MIT's Media Lab Mindstorm ontwikkeld. Dit blijkt toch wel de meest praktische manier te zijn voor het bouwen van compacte robots. Hieronder zie je een voorbeeld van een robot die met Lego Mindstorms is opgebouwd.


Lego Mindstorms is een totaaloplossing en bestaat uit de mechanische onderdelen (Lego Technic!), de microcontroller (Lego RCX), programmeeromgeving en natuurlijk motoren en sensoren.

Lego Mindstorms wordt verkocht in één grote doos met alle benodigde onderdelen, software en handleidingen.








Lego heeft een programmeerbare LEGO' steen gemaakt: de RCX (Robots Command System). De steen heeft drie sensor(ingangs)poorten, drie uitgangspoorten, vier besturingsknoppen, een LCD-venster en een infraroodzender. Bovendien heeft hij een microprocessor voor het verwerken van programma's, een intern geheugen voor het opstaan van firmware en programma's en een ingebouwde luidspreker voor het produceren van geluidssignalen en tonen. De programma's kunnen gemaakt worden op een computer en via een infraroodzender naar de RCX gestuurd worden.


Omdat het een LEGO steen is, heeft de RCX noppen en buisjes waarmee je deze steen kunt vastmaken aan andere LEGO stenen en pennen. De sensorpoorten worden gebruikt voor het aansluiten van licht- en aanraaksensoren (en van rotatie- en temperatuursensoren, die niet in deze set zitten). De uitgangspoorten worden gebruikt voor het aansluiten van motoren (en van lichten en andere uitgangsapparaten, die niet in deze set zitten).
Daarnaast beschikt de RCX over drie interne sensoren, een teller (om gebeurtenissen te tellen), een timer (om de tijd bij te houden) en een RCX-berichtenhouder (om berichten te ontvangen die door andere RCX-eenheden zijn verzonden). Door de RCX zo te programmeren dat bij op sensoren reageert, kun je jouw creaties allerlei dingen laten doen. Je kunt je robots slimmer maken.
Zoals je ziet, mogelijkheden te over. Lego heeft speciaal hiervoor een website ontwikkeld. De Mindstorms-leden hebben hier een eigen homepage waar ze ook hun ontwerpen op kunnen laten zien en waar men deel kan nemen in discussi forums. Het gaat hier om www.legomindstorms.com.

3. Simulatie paketten


* Simulatiepakket CEEBOT: http://www.ceebot.com/ceebot/4/version-e.php


{..} Have fun programming

CeeBot is a brand new concept that will introduce you to programming while having fun. The programming language you'll use is very similar to those used by professional programmers to develop their products. CeeBot introduces many modern concepts found in today's most popular environments like C++, C# or Java.
After teaching you the syntax of CeeBot, progressive exercises will lead you to use important concepts such as variables, loops, conditional branching, functions, classes, objects, etc.



Learn Java, C++ and C#









NEW:
CeeBot-Teen is great for adolescents aged 10 to 15

Download a DEMO version




 







The software on this site is approved by CurriculumOnLine.



 










 

 

 

 












* Simulatiepakket COLBOT: http://www.epsitec.ch/colobot/index.php


    1. Wat is ColoBot?

ColoBot is een kruising tussen een Real Time Strategie (RTS) game en een applicatie waarin je kunt programmeren. Je speelt een astronaut en je hebt de beschikking over robots en machines. Met deze robots en machines is het de bedoeling om verschillende planeten te onderzoeken, te verkennen en te koloniseren. Om dit doel te bereiken zul je grondstoffen moeten ontginnen om energie te vergaren om zo je robots van energie te voorzien. De robots zijn onmisbaar om de ruimtemissies te kunnen voltooien. De verschillende planeten zitten tevens vol met primitieve levensvormen zoals insecten, en deze moeten worden bevochten om te kunnen overleven.




ColoBot bevat een geïntegreerde 3D-Engine waarmee je hetgeen je geprogrammeerd hebt, aan het werk kunt zien gaan in een grafische omgeving. Zo wordt je programmeercode gevisualiseerd en is het eenvoudiger om bepaalde denkwijzen qua programmeren te doorgronden.
De systeemeisen van ColoBot zijn als volgt:


  • PC met Windows 95/98/ME/2000 en DirectX8

  • P300 met 64 Mb RAM

  • 3D Kaart met 16 Mb RAM (Geen Voodoo)

  • Toetsenbord en muis

Voor het downloaden van ColoBot ga je naar http://www.ceebot.com/colobot/load-e.php of voor de directe download naar http://www.3dgamers.com/dl/games/colobot/colobotdemoe.exe.html



  1. Het spelconcept

Als je ColoBot start, zijn er twee verschillende opties om mee te werken, de excersises en het missions. De excersises bevatten allerlei oefeningen om alle commando’s van ColoBot onder de knie te krijgen. Hieronder vallen de basiscommando’s om de robots aan te sturen, evenals geavanceerdere functies zoals het aansturen van de Radar om objecten te vinden.


Bij missions is het de bedoeling om door middel van programmeren een missie te voltooien. Dit kan bijvoorbeeld het prepareren van een lancering zijn of het vernietigen van een groep insecten zodat je grondstoffen kunt gaan verzamelen. De missies worden steeds ingewikkelder en introduceren nieuwe problemen en uitdagingen waar een oplossing voor moet worden gevonden.
Bij zowel missions als excersises is het de bedoeling subroutines te programmeren voor de robots die tot je beschikking staan. Dit gebeurt door middel van de ingame editor.

Met deze editor kun je een robot laten functioneren en allerlei activiteiten laten uitvoeren. Zo kan een robot grondstoffen lokaliseren, dingen oppakken en neerleggen, bewegen, schieten (indien het een gevechtsrobot betreft) enzovoort. Door het invoeren van de juiste programmeercode zal de robot een bepaald aantal handelingen verrichten en zo de missie tot een goed einde brengen.


Het uiteindelijke doel is om alle missions te voltooien door middel van het programmeren van de robots en zo meer ervaring opdoen met de structuur achter programmeercode.
  1. Spelelementen




    1. Robots

Er zijn verschillende robots aanwezig in ColoBot, met twee verschillende categorieën, de civiele en militaire robots. De civiele robots ontginnen grondstoffen e.d., terwijl de militaire robots als enkel nut het vernietigen van doelen hebben. De civiele robots beschikken niet over wapens.


De belangrijkste robots van ColoBot zijn:


  • WheeledGrabber

Een WheeledGrabber is een robot waarmee non-militaire acties kunnen worden ondernomen. Het gaat hierbij vooral om het oppakken, rondrijden en neerleggen van grondstoffen en energiesoorten. De verschillende items die te vervoeren zijn, zijn:



    • Titanium ore, Uranium ore en de Regular power cell.

De WheeledGrabber is een essentiële eenheid om energie aan machines en robots te leveren (ook andere WheelGrabbers) zodat deze kunnen functioneren.




  • WheeledShooter

  • WingedShooter

De Wheeled,- en WingedShooter zijn eenheden uitgerust met een fireballcannon.

Deze robots zijn geschikt voor het vernietigen van de meeste vijanden. De Wheeled-Shooter is efficiënter met energie op korte afstanden maar minder mobiel.

Het kanon verbruikt ongeveer een hoeveelheid energie gelijk aan 2/5 van een Power Cell




De WheeledGrabber, WingedShooter en een Power Cell.
    1. Machines

Machines zijn er om grondstoffen te converteren naar energie, om nieuwe robots te onderzoeken en of te bouwen en voor andere diverse taken, zoals navigatie. De voornaamste gebouwen zijn:




    • BotFactory

De Botfactory kan nieuwe robots bouwen en heeft hiervoor een Power Cell nodig. Het te bouwen aanbod hangt af van het onderzoek dat is gedaan door de ResearchCenter, niet alle robots zijn van het begin af aan beschikbaar.




    • ResearchCenter

De ResearchCenter heeft een Power Cell nodig en kan daarna nieuwe modellen robots onderzoeken, die daarna door de BotFactory kan worden geproduceerd.




    • RadarStation

De RadarStation is essentieel voor het navigeren van robots. De RadarStation kan objecten lokaliseren zodat robots weten waar ze heen moeten navigeren of op moeten schieten. De RadarStation is ook belangrijk voor robots voor het vinden van een route, door het aangeven waar er zich obstakels bevinden.\




    • Converter

De Converter zet stukken Titanium Ore om in Titanium Cubes, die daarna door de PowerPlant kunnen worden gebruikt.




    • PowerPlant

De PowerPlant zet Titanium Cubes om in energie en stopt deze energie in Power Cells, die daarna door robots en machines gebruikt kan worden voor energie.


De RadarStation in ColoBot De Converter in ColoBot
    1. Objecten (diversen)





    • Titanium Cube

Geconverteerde Titanium Ore, te gebruiken voor het bouwen van robots.




    • Titanium Ore

Ruwe grondstof die eerst in de Converter moet worden omgezet in Titanium Cubes voor het gebruikt kan worden.




    • Barrier

Obstakel waar een robot, die op de grond functioneert, niet doorheen kan en langs zal moet navigeren in de excersises.




WheeledGrabber bij Titanium Ore Titanium Ore wordt geconverteerd
  1. Programmeren




    1. Basiscommando’s





    • Move( )

Met het commando ‘move’ kun je een robot een bepaald aantal meters laten voortbewegen. Zo zal ‘move(30)’ de robot 30 meter vooruit bewegen. Om de robot achteruit te laten bewegen vul je een negatieve waarde in, bijvoorbeeld ‘move(-15)’. De aangehouden eenheid is in meters.




    • Turn( )

Met ‘turn’ kun je een robot een aangegeven aantal graden laten draaien. Een positieve waarde zal de robot naar rechts doen draaien, een negatieve waarde laat de robot linksom draaien. Met het commando ‘turn(90)’ zal de robot dus een kwartslag naar rechts draaien.




    • Grab( )

Met ‘grab( )’ kan een WheeldGrabber een object (titanium ore bijvoorbeeld) dat zich voor hem bevindt, oppakken. Zodoende kan de WheeldGrabber het object vervoeren en naar een andere bestemming brengen.




    • Drop( )

Met ‘drop( )’ zal de WheeldGrabber het object dat hij beet heeft, voor zich neerleggen en is de grijparm vrij voor een ander object.




Voorbeeld van de editor met bovenstaande commando’s


  • Simulatiepakket Proteus

pakket waarmee microcontrollers gesimuleerd kunnen worden. Raadpleeg de site van Antratek

http://www.antratek.nl/Labcenter.html en verder een demo downloaden via http://www.labcenter.co.uk/

4. Relatie met andere onderwijseenheden

Het vak staat centraal binnen het onderwijsmodel van technische informatica, vooral wat

betreftprojectenonderwijs, computer vision, kunstmatige intelligentie en embeded systemen.

5. Leerdoelen en competenties


Deze module draagt bij tot het verwerven van de volgende competenties:

  • Analyseren (niveau 2)

  • Ontwerpen (niveau 2)

  • Realiseren (niveau 2)

Deze module is een inleidend hulpmiddel om studenten ideeën te geven over het ontstane en het dagelijks gebruik van robotica en hoe het ons dagelijkse leven beïnvloedt of kan beïnvloeden. Deze module heeft de volgende leerdoelen




  • Kennismaken met Robotica

  • kennismaken met Robotgeschiedenis

  • Inzicht verkrijgen in het dagelijks gebruik van robots

  • Inzicht verkrijgen in de raakvlakken met AI (Kunstmatige Intelligentie)

  • Inzicht krijgen in de raakvlakken met embeded en inbeddend systemen

  • Robotachtige simulatiepakketten te gebruiken.



6. Werkvorm


Projectmatige practicumopdrachten in groepen van 2 tot 3 studenten.

7. Toetsing


Projecten worden beoordeeld op originaliteit, uitvoering, prestaties, innovatie en creativiteit. Naast de uitvoering van het project, moet er nog een handleiding en projectverslag ingeleverd worden. Eindcijfer dekt alle genoemde onderdelen.
  1. Literatuur


7.1 Boek

Auteur: Charles M. Bergren

Anatomy of a robot - Charles M. Bergren

Uitgever:McGraw-Hill, New York , 2003

ISBN: 0-07-141657-9 , beschikbaar in de mediatheek en digitaal

7.2. Modulewijzer TIRROB01, digitaal beschikbaar

Auteur: dhr. Mohammed Abdelghany

7.3 Simulatiepakket COLBOT: http://www.epsitec.ch/colobot/index.php

7.4 Simulatiepakket CEEBOT:http://www.ceebot.com/ceebot/4/version-e.php

7.5 Simulatiepakket Proteus:pakket waarmee microcontrollers gesimuleerd kunnen worden.

http://www.antratek.nl/Labcenter.html

8. Activiteitenschema

9. Opdrachten met Legomindstorms


De opdrachten worden gewaardeerd naar haalbaarheid en originaliteit. Geef van te voren aan wat het onderwerp gaat worden van je robot.
Opdracht 1

Ontwerp een robot. Denk hierbij aan enkele bruikbare technologien van dit moment, en bedenk

Realistische technologien die de komende 5 tot 10 jaar bruikbaar gaan worden.

Opdracht 2

Bedenk een doel van je robot: Waarom wil je de robot bouwen en wat gaat zijn taak worden.



Opdracht 3

Bedenk hoe je robot eruit gaat zien, hoeveel gewrichten je nodig denkt te hebben en eventueel indien van toepassing

welke materialen je denkt te gaan gebruiken.

Opdracht 4: Robotwedstijd, batterij Sorteer Robot

Ontwerp en bouw een robot die in staat is een vooraf afgezet gebied te doorzoeken naar batterijen. Deze batterijen moeten naar een centraal punt gebracht worden waar ze gesorteerd achtergelaten dienen te worden. De batterijen worden niet alleen gesorteerd op grootte maar ook op kleur.


De opdracht wordt uitgevoerd in wedstrijdverband in 2 rondes:

  • ronde 1: sorteren op grootte

  • ronde 2: sorteren op kleur en grotte

De grootte van het speelvlak bepaald wordt door het aantal deelnemers (deze afmetingen worden bij aanvang van de opdracht bekend gemaakt). De randen van het speelveld zullen bestaan uit 4 opstaande randen van 50 centimeter hoog. In het veld worden een aantal 1.Batterijen geplaatst waarna de deelnemende robots ‘losgelaten’ om deze te verzamelen. Voor elke gevonden en goed gesorteerde batterij wordt een punt toegekend; Voor elke gevonden maar verkeerd gesorteerde batterij wordt er een punt aftrek toegekend. De wedstrijd is afgelopen wanneer alle batterijen (goed of verkeerd) gesorteerd zijn en het speelveld leeg is. De winnaar is de robot met het hoogste aantal punten aan het einde van de wedstrijd.

Niet alleen nauwkeurigheid maar ook snelheid en efficiëntie is van groot belang.

Hoe de batterijen uiteindelijk op het veld gesorteerd moeten worden wordt aan de teams zelf over gelaten, deze dienen dit echter voor de uitwerking van de robot aan te geven.


Voorbeeld


Typisch verloop van een enkel sorteerproces:
1. De robot bevindt zich in de startpositie van het veld.

2. De robot beweegt zich over het veld totdat deze een batterij op de oppervlakte aantreft.



Actiepunten:

* Bedenk een bewegingspatroon en algoritme waarmee het speelveld zo efficiënt mogelijk wordt afgezocht.

* Objecten op het speelveld moeten worden ontdekt.

3. De Robot pakt het object op en analyseert dit.



Actiepunten

      • Verzin een mechanisme waarmee een object met verschillende vormen opgepakt kan

      • Bepaal het type batterij aan de hand van de afmetingen.

4. De robot brengt de batterij naar het juiste punt en laat hem daar los


Actiepunten - Bepaal aan de hand van de analyse waar de batterij geplaatst moet

Worden en brengt de batterij hierheen.


5. De robot gaat op zoek naar een nieuwe batterij.


tirrob01 9-6-2011


1   2   3   4   5   6   7


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina