Конструкторы fischertechnik уже давно пользуются популярностью у любителей инженерного творчества во всем мире. Эти конструкторы стали первыми, в комплект которых вошел программируемый блок управления и программное обеспечение для создания управляющих программ. Впервые такой набор появился в продаже во второй половине 1980-х годов. С тех пор fischertechnik постоянно совершенствует «игрушечные» блоки управления и выпускает новые версии программ.  Блок управления ROBO TX (арт. 500995) – это самая последняя версия «мозга» роботов fischertechnik.  Этот интеллектуальный строительный блок позволяет роботу «ожить» и выполнять различные действия, записанные в него программистом. Внутри блока ROBO TX находится плата с микроконтроллером и разъемами ввода-вывода, к которым подключаются датчики и исполнительные устройства.

Что такое микроконтроллер?

Микроконтроллер I8048 фирмы Intel

Микроконтроллер – это всего лишь микросхема, которая выполняет записанную в неё программу. Можно сказать, что это маленький компьютер, почти такой же, как и тот, на котором вы сейчас читаете эту статью. От обыкновенной персоналки микроконтроллер отличается своими маленькими размерами. А еще к нему можно подключить разные датчики и запрограммировать его для управления различными устройствами.

Первый микроконтроллер был создан в 1976 году в США  фирмой Intel.

Можете не верить, но каждый день вам приходится иметь дело с устройствами под управлением микроконтроллеров. Утром вы разогреваете завтрак в микроволновке с программным управлением. Турникет, который проверяет ваш билет и пропускает вас в метро, управляется микроконтроллером. Внутри мышки, подключенной к вашему компьютеру, тоже скрывается микроконтроллер. В двух словах: микроконтроллер можно встретить везде, где требуется принимать информацию от разных датчиков, обрабатывать её и управлять каким-либо устройством.

Фирма Semico подсчитала, что в 2006 году было выпущено 4 миллиарда микроконтроллеров.

Блок управления ROBO TX

Блок управления ROBO TX

Для управления роботами, построенными из конструкторов fischertechnik, используется блок управления ROBO TX, в котором находится микроконтроллер. В ROBO TX используется микроконтроллер AT91SAM9260 архитектуры ARM9, производящийся фирмой ATMEL. Это средняя модель из ряда микроконтроллеров ARM. Например, на базе ARM 11 создан всемирно известный телефон iPhone фирмы Apple.

Корпус ROBO TX имеет стандартные пазы для крепления строительных блоков fischertechnik, что позволяет использовать программируемый блок управления как элемент конструкции роботов. Возможности для сборки очень широки: гусеницы, колеса, редукторы, червячные передачи, пневматические цилиндры – все это доступно и позволяет собирать мобильных роботов на колесном или гусеничном ходу, автоматические механизмы и действующие макеты промышленных роботов.

Характеристики блока управления ROBO TX

• Процессор: AT91SAM9260 ARM926 ARM Thumb 32 Bit
• Частота:  210 МГц
• ОЗУ: SDRAM 8 МБайт
• ППЗУ: FLASH NOR 2 М Байт
• Дисплей: Монохромный LCD 128х64 пикселей
• Выходы для подключения моторов: 4 шт
• Универсальных входы: 8 шт
• Счетные входы: 4 шт.
• Интерфейс расширения I2C: 1 шт
• Интерфейс расширения RS485: 2 шт
• Интерфейс с ПК USB mini: 1 шт
• Интерфейс Bluetooth: 1 шт
• Напряжение питания: 9 В
• Размеры: 90х90х15 мм
• Вес: 90 г

Датчики

Блок управления ROBO TX получает информацию об окружающем его мире с помощью подключаемых к нему датчиков. Датчики бывают разного типа, однако их можно разделить на две большие группы – дискретные и аналоговые. Дискретные датчики выдают сигналы, у которых может быть только два состояния – ВКЛЮЧЕНО или ВЫКЛЮЧЕНО, как у миниатюрных кнопок или переключателей. Аналоговые датчики отличаются от дискретных тем, что их сигналы могут принимать любое значение в определенном диапазоне, например, датчики температуры или яркости света.

Исполнительные устройства

Чтобы ROBO TX мог воздействовать на окружающий мир, к нему подключаются так называемые исполнительные устройства. Такими устройствами могут быть моторы, лампочки, источники звука, электромагнитные клапаны и т. п.
Для подключения датчиков и исполнительных устройств к ROBO TX используются специальные маленькие штекеры, которые вставляются в гнезда на корпусе блока управления. У ROBO TX 8 гнезд для подключения датчиков к входам микроконтроллера и 8 гнезд для подключения исполнительных устройств к его выходам.

Управляющая программа

Чтобы робот выполнял какие-либо полезные действия, его надо запрограммировать. Для этого нужно нарисовать блок-схему алгоритма управления в среде ROBO Pro на вашем компьютере и загрузить её в ROBO TX. О том, как программировать ROBO TX читайте в следующей части.

Продолжение следует…