Firmware pro Open-Cube (alternativní řídicí LEGO kostku)

Abstract

Open-Cube je projekt iniciovaný na katedře měření ČVUT FEL, jehož cílem je vyvinutí alternativní řídicí kostky pro ovládání LEGO NXT, EV3 a dalších senzorů a motorů. První část textu popisuje aktuální stav projektu, tedy první navrženou a sestavenou verzi hardwaru. Dále porovnává EV3, NXT a SPIKE řídicí kostky s vyvíjenou Open-Cube kostkou. Druhá část textu se zaměřuje na vlastní práci, tedy implementaci firmwaru, jehož součástí je framework (menu s možností procházení a spuštění programů, správa periferií), ovládání komponent kostky a ovládání NXT senzorů a motorů. Poslední část ověřuje funkčnost hardwaru a aktuálního řešení firmwaru na dvou demonstračních úlohách. První z nich je klasická úloha robotu sledujícího čáru. Druhá, složitější úloha, je robot balancující na dvou kolech (segway). Řídicí kostka se bude využívat pro výuku studentů prvního ročníku programu Kybernetika a robotika v předmětu Roboti a na Robosoutěži, pořádané ČVUT FEL. Veškeré podklady (HW schémata, firmware, dokumentace, demonstrační úlohy) budou po dokončení vývoje volně přístupné.

Open-Cube is a project initiated by the Department of Measurement at CTU FEE, which aims to develop an alternative control cube for controlling LEGO NXT, EV3, and other sensors and motors. The first part of the text describes the current status of the project, i.e. the first designed and built version of the hardware. It also compares the EV3, NXT, and SPIKE control cubes with the Open-Cube under development. The second part of the text focuses on the actual work, i.e. the implementation of the firmware, which includes the framework (menu with the ability to browse and run programs, peripheral management), control of the cube components, and control of the NXT sensors and motors. The last section verifies the functionality of the hardware and current firmware solution on two demonstration tasks. The first is a~classic line-following robot task. The second, more complex task, is a robot balancing on two wheels (segway). The control cube will be used for teaching first-year students of the Cybernetics and Robotics program in the Robots course and at the robotic competition Robosoutěž, organized by CTU FEE. All materials (HW schematics, firmware, documentation, demonstration tasks) will be freely available after the development is completed.