Bau von eigenen Sensoren für Schulbetrieb

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bumo
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Bau von eigenen Sensoren für Schulbetrieb

Beitragvon bumo » 29. Apr 2016 10:31

Liebe Forumsmitglieder,

Wir wollen für den Schulbetriebab nächstem Jahr Lego Mindstorm NXTs einsetzen. Allerdings wäre es für uns wichtig, wenn wir bei der ausgewählten Lösung nicht rein im "plug and play" und Programmierbereich bleiben (wir sind eine technische Schule). Wir sollten zumindest auch in der Lage sein, simple Sensoren (z.B. Berührungssensoren,...) und Aktoren (z.B eine Transistor/Relais Platine um einen Motor anzusteuern,...) mit den Schülern zu entwickeln und zu bauen.

Ich habe jetzt schon sehr viele Links durchforstet, die sich mit dem Bau von Sensoren befassen. Diese beschränken sich aber immer auf die Konstruktion des Sensors, gehen aber nie auf die Interface Problematik ein. Die meisten Sensoren haben einfach zwei analoge Ausgänge. Wenn ich mir hier im Forum die Pinbelegung der NXT Stecker ansehe so habe die zwar GND und Analaog Pins, aber ich kann mir nicht vorstellen, dass die Digital Pins ohne Funktion sind?!

Gibt es konkrete Informationen zum Handling der Interfaces für Aktoren und Sensoren?

Wenn dies nicht möglich ist, gibt es Interface Platinen für den NXT, die Analoge und Digitale aus und Eingänge haben? (so wie es diese für den Raspberry Pi,... gibt)

danke
Bumo

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HaWe
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Re: Bau von eigenen Sensoren für Schulbetrieb

Beitragvon HaWe » 29. Apr 2016 18:02

hallo,
Erstmal: herzlich willkommen!

Fangen wir bei deinen Fragen hinten an - nein, es gibt keine (fertigen) Interfaceplatinen, es sei denn, du zählst 3rd Party Sensoren von Hitechnic, Mindsensors und Dexter Industries dazu, samt Sensor- und Motor-Multiplexern und Entwicklerboards.

Die Inputs des NXT lassen sich per Software als ADC (inkl. Touch) oder "I2C-ähnlich" konfigurieren (Port 4 auch als "RS485-ähnlich"), und dann kannst du verschiedene analoge oder i2c-Sensoren auslesen, auch Fremdsensoren. Aber solange dir das nicht klar ist, was da passiert, würde ich nicht zuviel erwarten:
es geht nicht alles, was technisch denkbar ist, denn Lego kocht vielfach sein eigenes Interface-Süppchen.
Und Fremd-Hardware einzusetzen würde ich nur denen zumuten, die schon extremst Praxis-Erfahrung mit der originären Lego-Welt haben.

Wenn es der NXT sein muss, mein Rat: bleibt bei Original Lego-Zubehör sowie denen von Hitechnic, Mindsensors, und Dexter.
Wenn es um I2C geht: Such hier im Forum eventuell auch mal nach PCF8574 oder PSF8591, da gibt es schon etliche Basteleien, z.B. hier:
http://www.mindstormsforum.de/viewtopic.php?f=70&t=5306
- das ist zwar schon etwas kniffelig, dennoch, da geht schon ne Menge.

Wenn es allerdings nicht Lego-plug-and-play sondern Industrie-Standard-kompatibel sein soll:
dann wäre ein Arduino (samt Shields) schon eher empfehlenswert, nach meiner Erfahrung.
An Arduino Motor-Shields lassen sich auch durchaus Lego-Motoren anschließen, nur die Sensoren... da wirds wieder schwierig.
Auch das geht zum Teil:
http://www.mindstormsforum.de/viewtopic.php?f=70&t=8624#p67346
aber die würde ich dann möglichst doch eher aus dem engeren Arduino-Umfeld wählen
http://www.mindstormsforum.de/viewtopic.php?f=78&t=8491

Und noch ein Vorteil bei Arduino:
gerade für ältere Schüler/Studenten ist echte C-Programmierung sowieso sinnvoller als die Lego Bildchen-Programmierung oder die Pseudo-C-Bytecode-Umgebungen wie NXC und RobotC. Zum Lernen bieten die zwar einen einfachen Start, am Ende sind die Möglichkeiten aber extrem eingeschränkt.

Lego ist für Kinder entworfen, nicht für die Techniker-Ausbildung und Programmier-Freaks, auch wenn sich immer wieder professionelle Techniker und Programmier-Freaks daran versuchen, die Lego-Welt weitestmöglich auszureizen. Aber das sind eben professionelle Techniker und Programmier-Freaks.

Für Kinder hingegen ist Lego Mindstorms ideal zum Lernen.
Gruß,
HaWe
±·≠≈²³αβγδε∂ζλμνπξφωΔΦ≡ΠΣΨΩ∫√∀∃∈∉∧∨¬⊂⊄∩∪∅∞®
NXT NXC SCHACHROBOTER: https://www.youtube.com/watch?v=Cv-yzuebC7E

bumo
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Re: Bau von eigenen Sensoren für Schulbetrieb

Beitragvon bumo » 29. Apr 2016 18:45

Hallo HaWe,

Ich habe die NXTs einfach aus einem ausgelaufenen Schülerprojekt "geerbt" ... muß also damit leben.

Es geht hier um einen ersten Einstieg in die Robotik. In den darauffolgenden Jahren entwickeln die Schüler sowieso auf professioneller HW selbst Aktoren und Sensoren und programmieren die Roboter in C++.

Für ein erstes Kennenlernen im Umgang mit Aktoren und Sensoren beziehungsweise der Programmierung der Robots in C (wir werden hier BRICX und nicht das grafische Interface) ist die NXT Schiene sicherlich nicht schlecht.

Aber da ich im fachpraktischen Unterricht tätig bin, möchte ich die Schüler nicht ausschliesslich programmieren lassen, sondern würde gerne auch die Auslegung und den Bau einfacher Sensoren durchgehen.

Wenn ich auf eine andere HW umsteigen muss ist fraglich, ob und wann wir jemals das Geld dafür bekommen :-(

lg
Bumo


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