Sessão Prática: Oficina de Robótica com NI LabVIEW e LEGO Mindstorms NXT

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Lorena da Costa Ramires
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1 Sessão Prática: Oficina de Robótica com NI LabVIEW e LEGO Mindstorms NXT

2 LabVIEW e NXT Hardware Necessário: LEGO MINDSTORMS NXT Software Necessário: LabVIEW Módulo NXT Exercício 1: Atualização de firmware Propósito do Exercício Neste exercício você utilizará as ferramenta NXT Terminal e NXT Intelligent Brick no LabVIEW e atualizará o firmware do dispositivo. Instruções do Exercício 1. Conecte o NXT Intelligent Brick ao computador usando a porta USB 2. Ligue o NXT Intelligent Brick apertando o o botão central do hardware. Um sinal sonoro e uma animação indicarão que ele foi ligado corretamente. 3. Abra o LabVIEW selecionando Start»Programs»National Instruments»LabVIEW 2013»LabVIEW 4. Abra um VI em branco clicando em Blank VI. 5. Na tela inicial abra a ferramenta NXT Terminal selecionando Tools»NXT Tools»NXT Terminal conforme a imagem abaixo: 2

Ligue o NXT Intelligent Brick apertando o o botão central do hardware. Um sinal sonoro e uma animação indicarão que ele foi ligado corretamente. 3.

Caso ele tenha sido localizado, a janela deverá estar da seguinte

3 6. Será aberta uma janela onde é possível verificar se o NXT foi localizado pelo LabVIEW. Caso ele tenha sido localizado, a janela deverá estar da seguinte maneira. 7. Aperte o botão Update Firmware. Isto abrirá a janela abaixo. Nesta janela clique no botão Update. 3

4 8. Aguarde até o fim da atualização. A seguir feche todas as janelas e deixe o LabVIEW aberto para o próximo exercício. Fim do exercício Hardware Necessário: LEGO MINDSTORMS NXT Software Necessário: LabVIEW Módulo NXT LabVIEW e NXT Exercício 2: Usando um sensor do NXT Propósito do Exercício Neste exercício você criará um instrumento virtual utilizando os sensores do NXT. Note que apesar de utilizar o NXT Intelligent Brick para se comunicar com os sensores toda a análise é realizada pelo computador. Instruções do Exercício 1. Na tela inicial do LabVIEW selecione a opção Blank VI. 2. Serão abertas duas janelas. Cada janela tem uma função específica. O Painel Frontal funciona como uma interface de usuário e o Diagrama de Blocos é onde a programação gráfica é criada. 4

criará um instrumento virtual utilizando os sensores do NXT. Note que apesar de utilizar o NXT Intelligent Brick para se comunicar com os sensores toda a análise é realizada pelo computador.

5 Em qualquer uma delas selecione a opção Window»Tile Left and Right. Isto fará com que as duas janelas fiquem lado a lado. 3. Clique com o botão direito no Painel Frontal. Isto fará com que a Paleta de Controles apareça. Nesta paleta selecione Modern»Boolean»Round LED 4. Note que além de ser adicionado um LED ao Painel Frontal, aparece também um terminal no diagrama de blocos. 5. No Diagrama de Blocos, clique com o botão direito sobre alguma área livre. Isto irá abrir a Paleta de Funções. Nesta paleta selecione NXT Robotics»NXT I/O»Sensor conforme a figura abaixo e insira esta função no diagrama de blocos. Assim é possível fazer a leitura do sensor. 5

Note que além de ser adicionado um LED ao Painel Frontal, aparece também um terminal no diagrama de blocos. 5.

Basta para isso, selecionar qual sensor deseja ler, conforme a figura

6 6. Note que o subvi adicionado é polimórfico, ou seja é possível realizar a leitura dos sensores utilizando esse mesmo subvi. Basta para isso, selecionar qual sensor deseja ler, conforme a figura abaixo. Nesse exercício, deixe a opção como Read Touch»Sensor, que é a opção padrão. 6

7. Adicione o VI polimórfico Motor localizado em NXT Robotics»NXT I/O»Sensor na paleta de funções. 8. Monte o diagrama de blocos abaixo, seguindo as instruções posteriores: 9.

7 7. Adicione o VI polimórfico Motor localizado em NXT Robotics»NXT I/O»Sensor na paleta de funções. 8. Monte o diagrama de blocos abaixo, seguindo as instruções posteriores: 9. Adicione um While Loop em torno dos subvi s Sensor, Motor e do terminal booleano. Após selecionar o While Loop (ver figura abaixo) clique em uma seção vazia do diagrama de blocos, arraste o ponteiro do mouse e crie um retângulo. A seguir solte o botão do mouse e o loop será criado. 7

Adicione um While Loop em torno dos subvi s Sensor, Motor e do terminal booleano.

8 10. No canto inferior direito do While Loop, aparecerá o terminal condicional. Clique com o botão direito nele e selecione Create Control. Isso irá inserir um botão no painel frontal para que o usuário possa parar a execução da aplicação. 8

9 11. Insira uma estrutura Case em torno do subvi Motor. A estrutura Case permite que as decisões sejam tomadas pelo software. Para adicioná-la, na paleta de funções, navegue até Programming»Structures»Case Structure e adicione do mesmo modo que foi realizado com o While Loop. 12. A estrutura Case é formada de dois ou mais subdiagramas. O fluxo de dados pode executar somente um desses subdiagramas por vez. Mude para o subdiagrama False e insira neste um novo subvi Motor. Modifique o subvi polimórfico para este ficar da seguinte maneira 9

com o While Loop. 12. A estrutura Case é formada de dois ou mais subdiagramas.

10 13. Adicione a constante Multi Motor Output Port em ambos os subdiagramas com a opção dos motores que movimentam o robô. Essa constaste pode ser encontrada na paleta de funções em NXT Robotics»NXT I/O»Complete»Motors»Motors Ports. Conecte a constante a entrada Output Port em ambos os subdiagramas. 14. Conecte a saída Yes/No do sensor de toque à entrada do terminal booleano e ao case selector da estrutura Case, conforme a imagem abaixo: 10

Essa constaste pode ser encontrada na paleta de funções em NXT Robotics»NXT I/O»Complete»Motors»Motors Ports.

11 15. O painel frontal deverá ser parecido com este: 16. Aperte o Botão Run e veja que conforme o sensor de toque é pressionado, o LED do painel frontal acende e os motores do NXT se movimentam. 17. Pare o VI pelo botão Stop. 18. Salve o VI com o nome de Ande pelo toque.vi no desktop do computador. 19. Note que se os motores que serão movimentados devem estar selecionados na entrada do subvi Motor. Fim do exercício 11

os motores do NXT se movimentam. 17. Pare o VI pelo botão Stop. 18.

12 LabVIEW e NXT Hardware Necessário: LEGO MINDSTORMS NXT Software Necessário: LabVIEW Módulo NXT Exercício 3: Embarcando Código no NXT Propósito do Exercício Neste exercício você embarcará o código criado no exercício anterior no NXT, o que permitirá trabalhar com ele de forma autônoma. Instruções do Exercício 1. Abra o VI Ande pelo toque.vi caso esse não esteja aberto. O Painel Frontal e o Diagrama de Blocos deveram ser semelhantes aos abaixo: 12

anterior no NXT, o que permitirá trabalhar com ele de forma autônoma. Instruções do Exercício 1.

13 2. Note que o local que informa onde o VI está sendo executado é mostrado no canto inferior esquerdo tanto do painel frontal como do diagrama de blocos. 3. Selecione no painel frontal ou no diagrama de blocos, File»Target to NXT. Note que no canto inferior esquerdo, agora a informação de onde é executado esse código mudou, conforme pode ser visto na imagem a seguir: 4. Como não será mais necessária uma interface de usuário, pode-se transformar o botão de parada em uma constante. Para isso clique com o botão direito sobre o terminal stop no diagrama de blocos e selecione Change to Constant. 5. Pode-se também apagar o led. Tome cuidado para não deixar nenhum fio sem conexão, pois isso pode impedir o funcionamento do VI. 13

Note que no canto inferior esquerdo, agora a informação de onde é executado esse código mudou, conforme pode ser visto na imagem a seguir: 4.

14 Dica: Para limpar qualquer fio quebrado existente pode-se usar as teclas de atalho Ctrl+B. 6. O VI deverá ficar da seguinte maneira: 7. Execute o VI. Observe que surgirá uma tela indicando que o código esta sendo embarcado e um sinal sonoro indicará que essa implementação foi feita com sucesso. Desconecte o cabo USB e acione o sensor de toque. Este acionará os motores da mesma maneira que no VI anterior, porém, agora o código estará embarcado, como indica a informação no visor do. 8. Pare sua execução apertando no botão cinza escuro no NXT. Fim do exercício Desafio: Desenvolva outras tarefas utilizando os sensores disponíves Propósito Utilize os conhecimentos adquiridos nesse seminário prático e implemente novas funcionalidades para o bloco NXT. 14

Desconecte o cabo USB e acione o sensor de toque. Este acionará os motores da mesma maneira que no VI anterior, porém, agora o código estará embarcado, como indica a informação no visor do.

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