Приближается Новый Год и наступила пора искать подарки. Для подрастающих робототехников сейчас доступны самые разные конструкторы, наборы и уже готовые роботы.
Но выбирая подарок для ребёнка — первым делом думаешь о конструкторе LEGO.
А если рассматривать LEGO и роботов, то, разумеется, первым на ум приходит конструктор LEGO Mindstorms.
Однако, серьёзная цена (от 20 тыс. р.), возрастные ограничения 10+ и угрожающий дизайн версии EV3 — заставляют рассмотреть другие варианты.
Следующим, находится образовательный набор — LEGO WeDo 2.0.
Но опять же — цена (от 13 тыс. р.) и направленность набора на использование в рамках детских робототехнических кружков — заставляют продолжить поиски.
И вот, наконец, находится очень привлекательный вариант для новогоднего подарка — набор для конструирования и программирования — LEGO Boost 17101.

Более доступная цена (от 7 тыс. р.), возрастная категория 7+ и очень привлекательный дизайн — ставят этот конструктор в фавориты в роли новогоднего подарка подрастающему робототехнику.

Что же это за конструктор?

Набор LEGO Boost

Впервые, LEGO Boost был представлен в январе 2017 года на международной выставке электроники CES 2017 в Лас-Вегасе.

Сердцем набора является специальный электронный блок (Move Hub) у которого есть два разъёма, в которые можно подключить две дополнительные детали — двигатель и комбинированный датчик (цвета и расстояния).

Используя эти детали, можно превратить обычные пластиковые детали LEGO в интересных программируемых роботов.

Для своей работы, хаб требует 6 AAA-батареек.

Здесь следует обратить внимание, что встроенных микрофона или динамиков в Move Hub — нет, звук идёт через планшет.
Так же, следует иметь в виду, что разъемы LEGO Boost — отличаются и не совместимы с разъёмами LEGO Mindstorms EV3 (в котором испольуется 6p6c (RJ-25, RJ-12)).

Всего в состав конструктора входят 847 пластиковых детали (упакованы в 11 пронумерованных пакетиков) из которых можно по готовым инструкциям собрать одну из пяти моделей:

1. Робот Верни (Vernie the Robot).
2. Кошка Фрэнки (Frankie the Cat).
3. Гитара (the Guitar 4000).
4. Вездеход M.T.R.4 (the Multi-Tool Rover 4).
5. Автосборочная линия (the Autobuilder).

Каждая модель может выполнять какое-нибудь действие. Например, робота Верни можно запрограммировать стрелять по мишеням или танцевать, а кошку Фрэнки — мурлыкать и вилять хвостом.

Графическое программирование действий осуществляется с планшета в приложении LEGO® BOOST (совместимо с iOS (10.3 и выше), Android (5.1 и выше), Fire OS, Windows 10) через беспроводную связь Bluetooth 4.1.

Минимальные требования к планшету
* Технология Bluetooth 4.1 или выше
* двухъядерный процессор 1.4 ГГц
* 1 Гб оперативной памяти
* дисплей 4.5” или более (лучше 8”)
* микрофон
* динамик

LEGO рекомендует проверить подходит ли ваш планшет для выполнения приложения LEGO BOOST, до покупки игрушки, так как управление собранным роботом осуществляется напрямую с планшета.

Робот Верни

Самая харизматичная модель, которую можно собрать — это робот Верни, который очень сильно похож на робота из кинофильма «Короткое замыкание».

Он умеет выражать свои эмоции, умеет перемещаться (вперёд — назад, влево-вправо), по команде меняет скорость движения. Комбинированный датчик в груди робота позволяет определить расстояние и цвет предмета.
Кроме того, умеет стрелять стрелой из специального спускового устройства.

Видео сборки робота Верни из Lego Boost

Инструкция по сборке робота Верни (PDF)

Как устроен Move Hub

Сердце конструктора — умный блок Move Hub, внутри которого:
* 2 мотора с энкодерами,
* 2 порта для подключения дополнительных устройств (мотора и комбинированного датчика),
* датчик наклона,
* RGB-светодиод,
* зелёная кнопка включения,
* батарейный отсек на 6 батареек типа AAA.

Разумеется, не может не заинтересовать — как же устроен этот блок.

Как видим — основной объём блока — это батарейный отсек на 6 AAA-батареек и блок из двух мотор-редукторов.

Электронная плата основного контроллера

На плате контроллера можно разглядеть следующие основные детали:
* микроконтроллер STM32F070 RBT6 (ARM Cortex M0, 48 MHz, 16 KB RAM, 128 KB Flash),
* радиочасть — BlueNRG Bluetooth Low Energy (BLE),
* два двухканальных драйвера двигателей — LB1836 в 14-пиновом корпусе MFP14S:
— два независимых H-моста
— рабочее напряжение логики: 2.5-9.0 V
— рабочее напряжение моторов: 1.8-9.0 V
— рабочий ток: 0.5 А на канал
— максимальный ток: 1А на канал
* два оптических энкодера,
* RGB-светодиод,
* кнопка.

Можно видеть, что один из двух двухканальных драйверов двигателей предназначен для управления внутренними двигателями (A и B), а второй — используется для управления нагрузкой на внешних портах (C и D).

Внешнее программирование LEGO Boost

Становится понятно, что Move Hub только выполняет команды, поступающие ему через Bluetooth-соединение, а значит им можно научиться управлять не только из родного приложения.

Оказывается, это уже сделано. Роботом Верни можно управлять из программ на Scratch (S2Bot).

А что ещё круче — на Python при помощи библиотеки pylgbst

Для работы с BLE под ОС Windows, требуется Bluetooth-свисток BlueGiga BLED112 Bluetooth Smart Dongle.

Кроме этого, есть интерфейс для Node.js и приложение на Swift (для iOS).

Хаки LEGO Boost

Чтобы не разориться на батарейках — LEGO Boost можно запитать при помощи power-банка:

Либо, внешнего блока питания на 5В (сетодиод будет мигать о низком напряжении), но всё будет работать.

Заключение

Подводя некоторый итог, можно сказать, что конструктор LEGO Boost будет интересен не только маленьким, но и более взрослым робототехникам.
По функциональности, занимая положение где-то между WeDo и MindStorms — он не фокусируется на конструировании, а больше на управлении-программировании и играх с получившимся роботом.
С другой стороны, фактически «мозгом» робота является Bluetooth-устройство, которое просто выполняет трансляцию поступающих команд и не способно работать автономно, что вроде бы и выглядит логичным (учитывая текущую вездесущность гаджетов), но так и напрашивается на изменение.

Купить LEGO Boost

LEGO Boost
LEGO WeDo 2.0
LEGO Mindstorms

Ссылки
Конструктор LEGO Boost 17101
Lego BOOST – обзор робототехнического набора для начальной школы
Инструкция по сборке робота Верни (PDF)
LEGO BOOST или LEGO WEDO 2.0 — обзор и сравнение
Обзор LEGO Boost: набор из пяти программируемых роботов
LEGO BOOST Creative Toolbox Review (17101)
What internal electronics does LEGO Boost use?
Using LEGO Boost / WeDo 2.0 with Scratch and S2Bot
Python library to interact with LEGO® Move Hub (from LEGO® BOOST set)
Node.js interface for the Lego Boost Move Hub
Reverse engineering the LEGO BOOST Hub

По теме
mBot — робот для обучения программированию и робототехнике