[普及貼] 作為科技迷，你必須要了解的樂高機器人常識！手工電子DIY教程

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主要材料：

所需工具：

製作步驟：

第1步：

從今天起，給大家盤點一下主流的機器人開發套件。談及機器人套件，樂高是迴避不掉的，既然這樣，那我們索性從樂高機器人套件開始說起。

第2步：

樂高，這家位於丹麥的公司，至今已有80餘年歷史，其進入機器人領域亦有十餘年。

旗下的機器人產品統稱為Mindstorms，名字來源於1980年Seymour Papert的著作《Mindstorms：孩子，電腦和超級創意》。Mindstorms套裝包括可程式設計的樂高積木、馬達、感測器、LegoTechnic部分（齒輪、輪軸、橫樑、插銷的統稱）。

Mindstorms發展至今，已經衍生出三代產品，按時間順序分別為RCX、NXT、EV3。下面我們一一給大家道來。

第3步：

第一代：RCX

RCX是一塊可程式設計積木，由8位CPU和32k RAM構成（容量只能儲存5個普通的編譯程式），在用樂高積木、馬達、感測器等搭建的機器人中充當控制系統。

RCX支援的輸入裝置（感測器）有：“接觸感測器”、“光感感測器”、“角度感測器”、“溫度感測器”以及“火焰感測器”，但是它只有3個輸入口用於連線感測器，還有3個輸出口連線馬達等輸出裝置（只能接LEGO專用馬達）。RCX使可由6節5號電池或者9~12伏的外接直流電供電，當RCX沒電時，其內部儲存的所有資料都會消失。

MIT研究人員給它開發了一套視覺化程式編輯工具，叫做RCX Code，程式設計過程就像是堆積木，只要把各種代表不同程式邏輯的「積木」在螢幕上堆起來，就能完成RCX的程式設計。

程式撰寫完畢後，通過過套件提供的紅外線裝置，即可把程式傳入RCX，過程非常簡單，適合無程式設計經驗的人。

第4步：

第二代： NXT

二代機器人NXT基於ARM7（32位）微處理器，RAM為256K，相比RCX，效能更強大，同時，NXT比RCX多了一個輸入埠，還增加了聲音、顏色、超聲波（大多用於感應障礙物）等感測器，可以出現組合而實現更多可能性。

NXT內建有USB和藍芽模組，使用者可以通過藍芽控制NXT。除了控制系統大幅增強外，NXT的馬達使用伺服控制，程式執行起來更加精準。

此外，NXT可以使用微軟推出MicrosoftRobotics Studio進行程式設計與開發，MSRS是一個一個視覺化程式設計環境,，能模擬機器人模擬執行，只要熟悉了這個軟體，很容易就能控制NXT機器人了。

第5步：

第三代：EV3

三代機器人EV3將處理器從ARM7升級到ARM9，內建16MB的ROM和64MB的RAM，效能進一步增強，更厲害的是執行Linux系統。它擁有四個輸入介面和四個輸出介面，像第二代有的SD擴充套件、USB介面，它都有。

除此之外，EV3增強了與智慧裝置的互動，添加了WIFi模組，可以和iOS、Android裝置連線，通過App進行控制。通過改進的麥克和揚聲器裝置，可以支援簡單的人機交流。

與前代相比，新增加了陀螺儀感測器（製作自平衡機器人是個不錯的方向）。

EV3最大的特點是無需在電腦上程式設計，使用解析度178*128的螢幕可以直接圖形化程式設計，能還能檢視詳細圖形和感測器資料。

第6步：

樂高機器人套件最吸引人之處就是玩家可以自由發揮創意，組裝各種形狀機器人。最大的缺點就是價格，EV3 市價5000左右、NXT市價3000左右，如此高昂的價格也將很多玩家阻擋在大門之外。

說了這麼多樂高機器人套件，下面簡單介紹下樂高機器人所用的程式設計環境，大體上有這六種。

第7步：

Lab

Robolab是樂高公司與美國國家儀器公司（NI）、美國塔夫斯大學（TUFTS）共同合作，在LabVIEW™基礎上開發的機器人控制軟體，是一種圖形化程式編輯環境，編寫程式就像設計流程圖一樣，簡單易學，很快就可以上手。Robolab 2.5.4版本可對RCX進行程式設計，Robolab 2.9以上的版本可對NXT進行程式設計。但這個軟體在2.9.4版本以後就不再更新了。

第8步：

-G

NXT-G樂高公司和NI合作用LabVIEW為樂高機器人開發的圖形化程式設計軟體，簡稱G語言。它也是以圖形化程式設計來編寫程式，通過邏輯的框圖來展示程式。NXT-G程式語言面向的是無開發經驗的小學生，他們可以通過簡單地拖放功能模組，編寫出控制機器人控制程式。

第9步：

osoft Robotics Studio (MSRS)

微軟開發的可在不同機器人上程式設計的軟體平臺。其中可以實現對NXT和RCX2.0的程式設計與開發。MSRS包括一個視覺化程式設計環境, 能模擬機器人模擬執行。熟悉這個軟體的人可以很快學會控制樂高機器人。

第10步：

tC

卡內基梅隆大學開發的一款基於C語言的程式設計環境，支援對NXT，RCX的程式設計。介面簡單，易於操作，適用於熟悉C語言程式設計的機器人愛好者。

第11步：

x Command Center （BricxCC）

個人開發的開發環境（IDE）。通過使用NQC，NBC和NXC語言可以對NXT和RCX進行程式設計，因為該軟體是免費開源的，是目前使用c語言的樂高愛好者最為常用的程式設計軟體。

第12步：

S

由LeJOS Forums成員開發，是專為樂高機器人設計的JAVA程式語言，完全開源、免費。熟悉JAVA的使用者能快速上手。