Laboratorium (zapoznanie z PLNXT)

Opis

Cel: zapoznanie z interfejsem programistycznym PLNXT i budowa prostych algorytmów.

Środki:

  • zestaw LEGO,
  • adapter BT,
  • PLNXT.

Przygotowanie stanowiska

UWAGA! Przed rozpoczęciem ćwiczeń należy starannie przygotować swoje stanowisko pracy zgodnie z instrukcją.

Wstęp

PLNXT to API w języku Prolog dla LEGO Mindstorms NXT.

Praca nad PLNXT jest wciąż w toku. Państwa uwagi w sprawozdaniach (także krytyczne) będą dla nas cenne.

API jest podzielone na następujące wartswy:

  • najniższa warstwa (nxt_actions),
  • średnia warstwa (nxt_sensomoto),
  • najwyższa warstwa (nxt_movement).

Warstwa nxt_actions

Warstwa odpowiada za komunikację z NXT. Mamy do dyspozycji predykaty poruszające silnikami, odczytującymi dane z sensorów, itp. W tej warstwie można zastosować różne systemy komunikacji. Na zajęciach będziemy używać komunikacji po porcie szeregowym z wykorzystaniem protokołu komunikacji LEGO.

Warstwa nxt_sensomoto

Warstwa bazuje na nxt_actions. To, co zostało zaimplementowane w niższej warstwie, w tej jest obudowane w logikę (np. sprawdzanie, czy wartość prędkości jest dopuszczalna).

Warstwa nxt_movement

Warstwa, z której Państwo będziecie bezpośrednio korzystać. Warstwa dostarcza predykaty realizujące złożoną pracę silników: ruch pojazdu do przodu, do tyłu, skręcanie, obracanie.

Dokumentacja: nxt_movement.pdf

Budowa robota

Należy zbudować robota opisanego w instrukcji QuickStart i dołączyć sensory.

Praca w powłoce SWIPL

Proszę uruchomić powłokę SWIPL (polecenie xpce) i załadować plik plnxt.pl ([plnxt].), a następnie:

  • Otworzyć połączenie: nxt_open.
  • Wykonać serię wybranych z dokumentacji poleceń (przemieszczanie, odczyt sensorów). Np.:
    • nxt_go(300). % Jazda do przodu z prędkością 300 stopni/sekundę.
    • nxt_stop.
    • nxt_go_cm(400,80). % Jazda do przodu z prędkościa 400 stopni/sekundę. Zatrzymanie po 80 cm.
    • nxt_touch(Value). % Odczyt sensora dotyku.
    • nxt_sound(Value). % Odczyt sensora dźwięku.
    • nxt_light(Value). % Odczyt sensora światła.
    • nxt_light_LED(activate). % Włączenie diody sensora światła.
    • nxt_light(Value).
    • nxt_light_LED(passivate).
    • nxt_ultrasonic(Value).
    • nxt_rotate(350,360). % Obrót w prawo o 360 stopni z prędkością 350 stopni/sekundę.
    • nxt_play_tone(500,2000). % Wydanie dźwięku o częstotliwości 500 Hz i czasie trwania 2000 ms.
    • nxt_voltage_millivolt(Voltage). % Odczyt napięcia baterii.
  • Zamknąć połączenie: nxt_close.

Programy w pliku

Większość predykatów ma swoją wersję z opcją 'force' (np. nxt_go(400,force).), która wymusza natychmiastowe wykonanie polecenia.
Brak tej opcji sprawia, że polecenie oczekuje z wykonaniem do zatrzymania robota.
To pozwala na pisanie sekwencyjnych programów, jak przykład niżej.

Proszę skopiować poniższy kod do pliku i załadować w SWIPL.

:- consult('sciezka_do_plnxt.pl').
 
start :-
	nxt_open,
	nxt_go_cm(400,80), % Jazda 80 cm do przodu z prędkością 400 stopni/sekundę.
	nxt_go_cm(-400,80), % Jazda 80 cm do tyłu z prędkością 400 stopni/sekundę.
	nxt_close.
 
:- start.

Do czego w takim razie przydaje się 'force'?

Proszę przetestować proste przykłady programów z wykorzystaniem mechanizmu trigger (dokumentacja: threads.pdf).

Przykład

:- consult('sciezka_do_plnxt.pl').
 
start :-
	nxt_open,
	trigger_create(_,check_distance,[nxt_stop,nxt_close]),
	nxt_go(300).
 
check_distance :-
	nxt_ultrasonic(Distance,force),
	Distance < 15.

Trigger będzie wyzwolony, gdy check_distance będzie prawdziwe. Wtedy zostanie wykonane zatrzymanie robota i zamknięcie połączenia.
Zatem jest to prosty program: robot porusza się do przodu do napotkania przeszkody.
Pomiar odległości odbywa się cyklicznie. Bez opcji 'force' odbyłby się po zatrzymaniu silników (w tym przypadku „nigdy”).
Robota czekałoby bolesne spotkanie z przeszkodą.

Implementacja algorytmu

Proszę zaimplementować poniższe algorytmy:

Algorytm 1

Robot porusza się dowolnie wewnątrz obszaru ograniczonego czarną linią (można wykorzystać planszę testową). Nie może poza niego wyjechać! Gdy najedzie na czarną linię, powinien zawrócić – niekoniecznie o 180 stopni, żeby było ciekawiej. Podpowiedź: można użyć formuły typu „Angle is 120 + random(120)”.

Algorytm 2

Robot podąża wzdłuż czarnej linii (można wykorzystać planszę testową). Nie może jej zgubić! Gdy napotka przeszkodę, powinien się zatrzymać i poinformować o problemie sygnałem dźwiękowym. Po usunięciu przeszkody robot powinien kontynuować jazdę.

Zakończenie

UWAGA! Prosze nie rozmontowywać robota!

UWAGA! Jeżeli należycie Państwo do ostatniej tego dnia grupy ćwiczeniowej, należy wyciągnąć baterie z robota i przekazać je prowadzącemu do naładowania!

Sprawozdanie

W przypisanej grupie przestrzeni nazw stworzyć stronę, na której umieścić:

  • kod Państwa programów,
  • spostrzeżenia, napotkane problemy, wnioski,
  • uwagi dotyczące funkcjonalności PLNXT.

Wykaz sprawozdań

pl/mindstorms/lab/lab_plnxt_zapoznanie.txt · ostatnio zmienione: 2017/07/17 08:08 (edycja zewnętrzna)
www.chimeric.de Valid CSS Driven by DokuWiki do yourself a favour and use a real browser - get firefox!! Recent changes RSS feed Valid XHTML 1.0