The Monday Jolt: Bricktronics amplía las posibilidades de Lego - 💡 Fix My Ideas

The Monday Jolt: Bricktronics amplía las posibilidades de Lego

The Monday Jolt: Bricktronics amplía las posibilidades de Lego


Autor: Ethan Holmes, 2019

The Monday Jolt es una nueva columna sobre microcontroladores y componentes electrónicos que aparece en MAKE cada lunes por la mañana.

Lego Mindstorms NXT es un fantástico conjunto de robótica educativa que enseña a niños y adultos habilidades que van desde la ingeniería hasta la programación. Sin embargo, ¿no sería genial mejorar esos robots Lego con tableros y escudos Arduino? Con ese pensamiento en mente, Adam Wolf, Matthew Beckler y yo escribimos Make: Lego and Arduino Projects y desarrollamos el escudo Bricktronics para interconectar los dos.

Adam y Matthew, que dirigen el negocio de kits electrónicos Wayne y Layne, abordaron el desafío de hacer el escudo. Diseñaron a la inversa los protocolos de Mindstorms, moldearon piezas personalizadas en el extranjero, hicieron prototipos de circuitos y desarrollaron una biblioteca Arduino para controlar el escudo. El libro explica cómo construir algunos modelos divertidos de Lego también, incluyendo un robot de chocolate con leche y un sintetizador keytar.

Anatomía del escudo de Bricktronics A medida que nos adentramos en el mundo de Arduino y Mindstorms, encontramos que uno de los desafíos era cómo conectar físicamente los dos. Mindstorms usa cables personalizados con enchufes que son conectores RJ12 con una pestaña descentrada. Encontramos dos soluciones: la primera es enroscar un cable de Mindstorms a un enchufe Molex, lo que permite que el cable se conecte a un motor o sensor de Mindstorms en un extremo y a la placa de pruebas en el otro. La solución más simple es usar un escudo Arduino que pueda acomodar los enchufes, por lo que nos enfocamos en desarrollar el escudo en lugar de enfatizar las soluciones en el tablero, aunque también le mostramos cómo hacerlo. El escudo Bricktronics tiene seis conectores compatibles con Mindstorms, cuatro para sensores y dos para motores.

Así es como se ve el escudo:

  1. Enchufes de sensor. Los puertos 3 y 4 pueden alojar sensores analógicos como el color o el ultrasonido, mientras que los cuatro pueden aceptar entradas de sensores digitales como el sensor táctil de Lego.
  2. El chip MCP23017 es un expansor de E / S que envía datos utilizando solo dos pines utilizando el bus I2C habitual.
  3. El interruptor DPDT lo alterna entre un Arduino Uno Rev 3 y Arduinos más antiguos para el manejo de datos I2C.
  4. Los transistores Darlington se utilizan para cambiar las cargas de corriente más alta y permiten que el escudo controle los motores que no son de Lego. Conecte sus componentes a los encabezados femeninos junto a los transistores.
  5. Estas cabeceras macho se usan para controlar la línea de funciones de potencia de Lego de los motores de CC, que no usan los enchufes de Mindstorms. (En el libro también mostramos cómo hacer funciones de potencia para adaptadores Molex).
  6. Controlador del motor L293D: este chip controla dos servomotores Mindstorms.
  7. Enchufes del motor.
  8. Cabezales apilables. El clásico apuntalamiento de escudo te permite agregar aún más escudos en la parte superior.
  9. El botón alterna la función de reinicio de Arduino.

Bricktronics vs. NXT

Así que el escudo y Arduino vencieron al microcontrolador de Lego, ¿verdad? Pues sí y no. En nuestras exploraciones nos encontramos muy impresionados con el bloque NXT, que es el microcontrolador Mindstorms predeterminado. Es tan bueno que muchos hackers han descubierto cómo colocar sistemas operativos alternativos en el bloque NXT como LeJos y NXT-C. Luego está el hecho de que el NXT puede controlar 3 motores y nuestro escudo solo dos. Dicho esto, hay mucho que gustar sobre el enfoque de Arduino. El simple hecho de poder utilizar todo el vasto ecosistema de hardware y código de Arduino hará maravillas para su robot. Wayne y Layne también están desarrollando un controlador de motor que puede ejecutar cinco motores y tiene un conector XBee incorporado. Aún no está listo para comprar o construir, pero puede verlo en acción aquí.

Una de las mayores diferencias entre el NXT y nuestros tableros es que Bricktronics es de código abierto, y Wayne y Layne comparten libremente los esquemas y el código necesarios para crear sus propios proyectos sin necesidad de comprar el escudo. Cuando otros hackers comiencen a desarrollar sus propios proyectos compatibles con Mindstorms, comenzaremos a ver una gran expansión de lo que es posible hacer con Mindstorms.

Bricktronics en la educación Una de las grandes sorpresas que encontramos al desarrollar Bricktronics fue descubrir que los educadores realmente lo descubrieron. Según estos maestros, Arduino reunión Mindstorms toma algo que desafía técnicamente a niños y adultos, y lo lleva al siguiente nivel de dificultad. Algunos profesores de STEM ayudan a los estudiantes a aprender programación introduciéndolos a Mindstorms, que ofrece una interfaz gráfica simplificada y enseña conceptos de programación amplios como bucles y si / else construye, pero realmente no enseña codificación como tal.

El siguiente paso es tomar los mismos modelos que los estudiantes construyeron con el microcontrolador oficial de Mindstorms e intercambiar un Arduino, lo que supera el desafío con una curva de aprendizaje mínima. Simultáneamente, los estudiantes se introducen en el mundo Arduino con suavidad, pudiendo aclimatarse al entorno Arduino sin aprender electrónica, soldando, etc.

DrummerBot, un proyecto básico

Aquí hay un robot muy básico que cualquiera puede construir siempre que tenga un Arduino Uno, un escudo de Bricktronics (¡o un cable para el tuyo!) Y un conjunto de tormentas mentales. Es el DrummerBot, un robot diseñado para tamborear en un frasco de mantequilla de maní de plástico. Utiliza dos servomotores para controlar las baquetas y un sensor ultrasónico para detectar cuándo alguien se acerca. El programa funciona en un bucle, esperando detectar a una persona dentro de una cierta distancia. Cuando ve a alguien cerca, comienza a tocar el tambor, y la velocidad aumenta cuanto más se acerca el objeto.

¿Quieres construir el DrummerBot? Siga los enlaces a continuación para descargar el programa Arduino y el archivo CAD de Lego Digital Designer para el modelo.

Este es un gran proyecto para principiantes porque es fácil de construir y programar, y te enseña cómo interactúa Arduino con la biblioteca Bricktronics. Es una buena manera de comenzar a explorar las posibilidades de diversión que representan Lego y Arduino.

Aprende más Esto es lo que puedes aprender sobre Bricktronics:

  • Visita la página de Wayne y Layne en Bricktronics.
  • Compre el libro: puede obtenerlo en O’Reilly y Amazon.com, entre otros. Ejemplos de capítulos están disponibles en ambos sitios.
  • Compre o construya un escudo de Bricktronics.
  • Construya DrummerBot: descargue el archivo Lego Digital Designer y el código Arduino en la página de Github de Wayne y Layne.


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