Robotica con Lego Mindstorms attraverso la programmazione dell’RCX

Creazione di uno scanner con Lego Mindstorms programmando RCX

Lego Mindstorms è una linea di prodotti lego per costruire robot ed altri sistemi automatici/interattivi attraverso la combinazione tra i “mattoncini programmabili” e motori elettrici, sensori, elementi di Lego Technic (ingranaggi, assi, meccanica generale), ecc… Il mattoncino programmabile più diffuso della casa Lego è l’RCX, rilasciato nel 1998. Esso è programmabile con pc o Macintosh attraverso una speciale interfaccia ad infrarossi.

Lego Mindstorms è stato distribuito e commercializzato come Robotic Invetion System (dall’acronimo RIS) ed è stato utilizzato, inizialmente, anche come sistema educativo, soprattutto grazie alla partnership con MIT. La versione educativa è stata denominata Lego Mindstorm for Schools, e venduta con in dotazione un software di programmazione basato sulla GUI ROBOLAB.

C’è una vasta gamma di progetti, tecniche di programmazione e costruzione di idee riguardanti Lego Mindstorms che coinvolge sempre di più professionisti ed amatori della robotica in generale. Generalmente, Lego Mindstorms, può essere utilizzato per la costruzione di un modello di sistema integrato con componenti elettromeccaniche controllate da computer.

In pratica ogni tipologia di sistema integrato elettromeccanico esistente può essere modellato con dei Mindstorms (elevatori ad esempio).

L’RCX: il primo “mattoncino programmabile” Lego

La prima generazione di Lego Mindstorms è stata costruita con un mattone programmabile conosciuto come RCX.

Esso, rilasciato ufficialmente nel 1998, contiene un microcontroller Renesas H8/300 come CPU interna, e viene programmato – scaricando un programma, da un Pc o da un Macintosh sulla sua memoria RAM – attraverso una speciale interfaccia ad infrarossi. Quando l’utente avvia il programma la creazione Mindstorms può funzionare in completa autonomia, inoltre, due o più creazioni possono comunicare tra di loro attraverso la porta ad infrarossi. Per concludere, ci sono anche tre porte di ingresso per i sensori e tre porte di uscita per i motori, e uno schermo LCD che mostra lo stato della batteria, lo stato delle porte, il programma in esecuzione e altre informazioni riguardanti le creazioni.  

La versione 1.0 di RCX dispone anche di uno spinotto di alimentazione per un alimentatore esterno che permette di far lavorare costantemente il mattoncino eliminando il problema dell’esaurimento delle batterie. Gli RCX con alimentatore esterno sono molto diffusi per l’utilizzo su robot di tipo “stazionari”, come ad esempio i bracci robotici.  

Scanner costruito con Lego Mindstorms

Uno  scanner fai da te realizzato tramite Lego Mindstorms capace di scannerizzare un libro intero. Una leva costruita interamente in Lego gira e posiziona correttamente le pagine di un normalissimo libro e allo stesso tempo uno scanner effettua la scansione. Lego, in pratica, è utilizzato come materiale primario per la costruzione dell’impianto robotico. Il libro viene disposto su un piano interamente in Lego con un contrappeso che facilita il movimento di innalzamento ed abbassamento del libro. Quando il libro è abbassato, un carrello di Lego si muove attraverso lo stesso per girare la pagina, dopodichè viene alzato al vetro di un dispositivo scanner collegato opportunamente ad un computer portatile ed avviene la scansione della pagina.

La robotica Lego sembra suscitare interesse anche nel campo accademico, infatti gli studenti dei primi anni della RWTH Aachen University hanno costruito il proprio programma per il comando di robot. Un team di studenti è stato in grado di far tradurre un breve messaggio in codice Morse al robot, un altro di individuare una bottiglia su un tavolo e verificare se è piena, altri robot sono stati messi in grado di muoversi in modo autonomo verso la destinazione e di effettuare la scansione tridimensionale di oggetti.

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