Mindstorms EV3: Linux на борту - размышления

Многие уже в курсе из прошлых статей на блоге, что прошивка в новом EV3 блоке базируется на операционной системе Linux. Это довольно перспективный шаг с точки зрения открывающихся новых возможностей для программистов LEGO-роботов. Почему - будет рассмотрено в данной заметке.

Следует отметить, что все написанное выше является лишь плодом раздумий подкрепленных знанием внутренностей ОС Linux и опытом ее использования. Т.е. это никак не значит, что в реальном EV3 блоке удастся достичь данной функциональности путем изменения прошивки, хотя предпосылки к этому определенно есть.

Установка nxt-python модуля под Windows

Не смотря на то, что на блоге было опубликовано уже много статей посвященных программированию LEGO роботов на языке Python,еще не было заметки, которая бы помогала настроить среду программирования на операционной системе Windows (хотя под Linux уже было одна).

Поэтому пора восполнить этот пробел.

Будем подразумевать, что сам язык программирования уже установлен на компьютере и следующий шаг установить все остальное программное обеспечение, необходимые для работы с NXT блоком. Единственное, что хочется добавить, что поскольку другие модули python, которые понадобятся для аспектов программирования роботов, поставляются только для 32битной ОС, то и python придется поставить в его 32битной версии.

Все начнется с установки модуля nxt-python, который можно скачать здесь. Скачав ZIP архив, необходимо распаковать его в удобное место, желательно, чтобы путь при этом получился не очень длинный, поскольку потом его придется вбивать руками в командной строке. Затем, запустите командный интерпретатор cmd.

MotorControl - удаленное управление моторами NXT

Управление моторами робота - практически всегда ключевая задача для программиста. Если устройство не имеет двигающихся частей, то его уже трудно назвать роботом. Так уж получилось, что программирование операций с моторами на LEGO роботах, во многих случаях, достаточно непростое занятие.

На блоге уже публиковались несколько статей (ссылка + ссылка), изучавших этот вопрос. Основные проблемы, с которыми приходится сталкиваться при этом, сводятся к двум пунктам:

• Нельзя повернуть ось мотора в точности на заданный угол поворота
• При одновременном включении двух моторов для перемещения тележки наблюдается рассинхронизация скоростей вращения, что приводит к тому, что робот не едет четко в заданном направлении

Эти проблемы только усугубляются, если робот не автономный, а управляется с компьютера или смартфона. Связано это с задержками передачи команд и задержками опроса енкодеров по USB/Bluetooth и спецификой команды управления моторами, которая используется при такого рода соединении.

Подключаем NXT блок по USB в Linux

Хотя операционные системы на базе ядра Linux шагнули уже далеко вперед в плане пользовательского удобства и автоматической настройки, что называется, из коробки, но все же некоторые вопросы еще приходится решать по старинке - в ручную изменяя конфигурационные файлы и исследуя журналы работы системы (в обычной речи ITшников - логи).

К сожалению, подключение NXT блока для его программирования, не происходит автоматически в удобном для пользователя виде, за исключением специализированных Linux дистрибутивов таких как nxcEditor LiveCD Но это компенсируется тем, что добиться этого можно с минимальным количеством изменения стандартных настроек системы.

Ниже рассматривается пошаговая инструкция настройки подключения NXT блока через USB.

NXT Brick: поломка USB порта

Иногда, при активном использовании USB порта в Lego Mindstorms NXT блоке, может произойти его поломка - пластиковой направляющий сердечник может обломится или вдавится внутрь, это приведет к тому, что либо порт сразу перестанет работать, либо контакты погнуться и вставлять USB-коннектор в это разьем уже станет невозможно.

Если с вами приключилась такая беда, то вы можете либо использовать Bluetooth соединение с блоком, либо вы можете попробовать самостоятельно починить USB разьем. Последнее, как оказалось, вполне может быть сделано людьми, умеющими пользоваться паяльником: вот здесь доступна пошаговая инструкция разобрать блок и произвести замену разьема.