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LEGO® RCX

RCX


Einleitung

Der RCX ist ein von der Firma LEGO® und dem MIT (Massachusetts Institute of Technology) entwickelter Microcomputer der LEGO Mindstorms® Famile. RCX steht für Robotics Command System und ermöglicht den Bau von frei programmierbaren und autonomen LEGO Robotern. Er ist mit den herkömmlichen LEGO Steinen nach Belieben kombinierbar und somit ist der Umgang mit diesem System fast jedem Kind bekannt. Aufgrund der Vielzahl von LEGO Technik Bausteinen wie Zahnräder und Motoren wird den Kindern neben Spaß und Spiel auch ein großes Maß an technischem Verständnis vermittelt. Um den Roboter autonom agieren zu lassen ist eine gewisse Anzahl von Eingängen erforderlich. Diese werden durch speziell für den RCX entwickelte Sensoren wie z.B. Tast- oder Lichtsensoren ermittelt. Die Bedienung und Handhabung des RCX ist sehr intuitiv, weshalb auch für "LEGO Neulinge" der Umgang mit diesem Robotiksystem keine großen Schwierigkeiten darstellt und sich rasch erste Erfolge einstellen.

Das Design des RCX erinnert an einen großen LEGO Stein. Er besitzt ein LCD Display sowie 4 Knöpfe zum Starten und Aufrufen von verschiedenen Programmen und Funktionen. Auf der Oberseite des RCX befinden sich jeweils 3 Ein- und Ausgänge, an die Motoren und Sensoren angeschlossen werden können. Die Eingänge sind an der grauen Anschlussleiste erkennbar, wohingegen die Ausgänge eine schwarze Anschlussleiste besitzen. Die Übertragung der Programme erfolgt über eine Infrarot-Schnittstelle. Hierfür wird ein mitgelieferter Übertragungstower an einen seriellen Port oder einen USB Anschluss angeschlossen. Über ein Kabel können die Programme leider nicht auf den RCX übertragen werden. Im RCX befindet sich ein 8-Bit Mikrocomputer der Firma Renesas (Renesas-H8/300) mit einer Taktfrequenz von 16 MHz. Dieser wird beispielsweise auch in Digitalkameras verwendet. Der sogenannte Mikrocontroller (kurz: µC) besitzt 32KB externes RAM (Random Access Memory) und 16KB ROM (Read Only Memory).

Um die Umgebung zu detektieren, können unterschiedliche Sensoren verwendet werden, wie beispielsweise Berührungssensoren (auch Tastsensor oder Taster genannt) und Lichtsensoren. Zusätzlich zur Grundausstattung sind auch noch Temperaturfühler und Rotationsmesser erhältlich.

Der Berührungssensor besteht aus einem kleinen Schalter, der am Ende eines Bausteins verbaut ist. Er wird meistens im logischen Modus (An oder Aus) verwendet.

Der Lichtsensor besteht aus einer roten LED und einem Fototransistor. Die benötigte Betriebsspannung dieses Sensors wird vom RCX geliefert. Da der Lichtsensor seine eigene Lichtquelle enthält, besteht die Möglichkeit, dass von einer nahe gelegenen Oberfläche reflektierte Licht zu messen, so dass der Sensor verschiedene Helligkeit bzw. Farben unterscheiden kann. Bei Verwendung der interpretierten Programmiersprache Interactive C gibt der Sensor Werte von 0 bis 1023 (10 Bit) zurück. In der grafischen Programmierumgebung von LEGO, dem Robotics Invention System (kurz: RIS), wird die Lichtstärke in Prozent ausgegeben.

 

 

RCX01
RCX02
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rcx_studio
RXC_1
RXC_2
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Ausstattung

Das übliche RCX-Erfinderset beinhaltet:

  • 828 Elemente
  • 2 Gleichstrommotoren
  • Infrarot-Übertragungstower
  • Sensoren (Licht- und Tastsensoren)
  • Anschlusskabel
  • Erweiterungen: Rotationssensor und Temperatursensor

 

 

Programmierung

Anfängern ist ein Einstieg mit der Programmierumgebung Robotics Invention System (RIS) zu empfehlen. Mit RIS kann man schnell und leicht verständlich die Grundlagen der Programmierung erlernen. Alle wichtigen Programmierelemente wie Schleifen und Abfragen sind vorhanden und können spielerisch erlernt werden. Ein videobasierter Unterricht ermöglicht einen Einstieg auf verschiedenen Niveaus. Mit verschiedenen Lektionen kann das Wissen schrittweise erweitert werden.

Um tiefer in die Programmierung des RCX einzusteigen empfiehlt sich die interpretierte Programmiersprache Interactive C (kurz IC). Bei IC handelt es sich um eine an C angelehnte Programmiersprache, die auch einen interaktiven Modus per Kommandozeile bietet. Der Einstieg ist etwas leichter, da zum Beispiel vorgefertigte Befehle vorhanden sind, die auf den LEGO-Roboter zugeschnitten sind. Interactive C steht kostenfrei im Netz zum Download bereit (Download IC).