实验一 熟悉创意之星机器人套件实验
一、 实验题目
熟悉创意之星机器人套件实验
二、 实验目的
1、 熟悉创意之星软硬件结构及其编程环境。
2、 了解各种机器人传感器。
3、 熟悉季了解机器人执行器—舵机。了解其工作原理。
三、 实验器材
标准版控制器一个、外接直流电源一个、
灰度传感器一个、红外接近传感器一个、
数字舵机一个、舵机线两个、
多功能调试器一个
四、 实验要求
1、 认识标准版控制器各部分功能。
2、 掌握NorthStar编程环境的基本操作。
3、 学会使用标准版控制器的IO接口。
4、 学会使用标准版控制器的AD接口。
5、 学会使用标准版控制器的舵机接口。
6、 学会编写、下载并运行简单的程序。
五、 实验内容
1、 熟悉NorthStar软件中各功能模块。
NorthSTAR 是一个图形化交互式机器人控制程序开发工具。在
NorthSTAR 中，通过鼠标的拖动类似逻辑框的控件和对控件做简单的属性设置，就可以快捷的编写机器人控制程序。程序编辑完后，可以编译并下载到机器人控制器中运行。
从NorthStar的“文件”菜单或者工具栏选择“新建”，将会弹出工程设置对话框，如下图，控制卡选项里点选“MultiFlex2-PXA270”，构型选项点选“自定义”；
点击“下一步”按钮进入舵机设置。
1、 设置舵机ID，控制舵机。
下图为CDS5500 机器人舵机：
设置舵机个数为2，将ID 为2 的舵机设置为电机模式。
点击“下一步”按钮进入AD设置：
置IO个数为2：
点击“完成”完成工程设置。
2、 通过NorthStar环境查询传感器数据。
结构零件构成了“创意之星”机器人的躯体，控制器是“创意之星”机器人的大脑，而传感器就是“创意之星”机器人的感知器官：皮肤、眼睛、耳朵、鼻子和舌头等等。传感器能够将机器人自身的电流、电压、位置信息，外部的距离、温度、湿度、光线、声音、图像等信息转化为电信号。传感器内部的电路对这些电信号经过预处理之后转化为能够为控制器所采集或读取的电压、脉冲、数据信号。传感器据此得到需要的内外部信息。控制器对这些信号解析提取之后，就能够知道相应的信息。
“创意之星”配套的传感器有模拟量传感器、数字量传感器、总线式传感器三种。
“创意之星”模拟量和开关量传感器的接口是3.5mm 耳机插头，控制器上的IO 接口和AD 接口是3.5mm 耳机插座。
如下图所示，控制器上有两排不同颜色的耳机插座。○1 第一排立板12 个绿色的耳机插座为控制器的IO 输入\输出接口，可以接入开关量传感器。○2 第二排立板8 个黄色耳机插座为控制器的AD 输入接口，可以接入模拟量传感器。○3 是控制器的RS‐422 总线接口。 需要注意的是MultiFLEX2‐PXA270 控制器在8 个AD 接口旁边还有一黄一绿两个耳机接口，这两个接口是音频输入和输出接口，不能和AD 接口混淆。
3、 能够编写简单的程序，以实现对舵机的控制。
下图为NorthStar创建各部件时的窗口界面：
如创建“while”和“while‐end”等模块，如下图所示：
创建“Servo”模块，可根据开关状态让舵机正转，设置属性如下图所示：
创建“Servo”模块，让舵机反转，设置属性如下图所示：
创建“Delay”模块，让舵机有时间执行动作，设置属性如下图：
连接所有模块，从菜单或者工具栏选择“Compile”。
连接控制器，从菜单或者工具栏选择“Download”，即可下载程序；把ID 为1 和2的舵机连接到控制器上，将一个插入IO0 通道，按下开关和放开时，舵机就会正反转。
在流程图编辑过程中，如果需要手动输入代码，从Tools 菜单或者工具栏点击Edit Code，软件就会切换到代码编辑模式，如下图所示。此时手动输入代码，然后编译，下载，即可运行程序。图中选中的区
域即为手动输入的代码。可以通过File 菜单下的Save Code 将代码窗口的代码保存成.c 或者.cpp 文件，或者通过Load Code 来加载代码文件到代码窗口。
六、 实验小结
1、这次的实验是我们第一次接触有关机器人的实际操作，有点兴奋，在上课之前，还专门查了一下有关创意之星机器人套件的相关知识。
2、UP-MRSuite “创意之星”机器人套装是一套用于高校学生机器人创新实验的模块化、组件式的机器人套件。包含了500多个零件，以及一块功能强大的控制卡。
“创意之星” 配有完备的适合《机电创新训练》、《机器人技术实验》
等课程的实验指导书。通过多种典型的机器人构型及其控制系统搭建指导，由浅入深的指引学生，运用套装中的构件搭建各种机器人。同时学习传感器、执行器及控制器原理和应用，学习机器人控制方法，学会设计并搭建出有创新性的机器人样机。
不同于市场上其他机器人套件，”创意之星”不仅配有PC端的编程控制软件，而且还对用户开放全部结构零件的3D档案和控制卡的原理图及源程序。我们深知，PC端的图形化编程界面只能让学生了解机器人，无法达到深入学习机器人的目的。
另外，“创意之星”还提供所有部件的3D档案，并配有相应的“机器人3D虚拟样机”实验；同时提供MultiFlex控制卡的电路图和源程序，以便学生能直接用C语言编写出复杂的机器人控制程序。当然，“创意之星”同样也提供图形化的编程控制界面，以便于不同阶段的学生使用。
3、舵机相当于肌肉，实用性机器人一般不会用舵机本身做关节，一般都是机械关节用舵机驱动。工作原理：控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。机器人舵机属于一种集电机、伺服驱动、总线式通讯接口为一体的集成伺服单元，主要用于微型机器人的关节、轮子、履带驱动，也可用于其它简单位置控制场合。“创意之星”控制
器有8 个R/C 舵机接口，能够同时控制8 个R/C 舵机。但总线式舵机不一样，只有一个CDS5500接口，理论上就能控制255 个CDS5500。
4、MultiFLEX2‐PXA270 控制器纯粹就是为智能机器人控制而存在的。通过初次接触使用及老师讲解，发现它大致有以下特点：高运算能力、低功耗、体积小；控制接口丰富；数据接口丰富；开发简单。
5、一开始的时候，可在NorthStar显示的窗口中进行搜索操作，得到准确ID号。在运行状态时，界面左上模块的指示灯为绿色。控制器上的灯会闪烁。停止运行时，界面的指示灯会显示为红色。
6、有了第一次的尝试，虽然很生疏，但是相信熟能生巧，希望下一次的实验可以很好的完成，最重要的是课堂上认真的听，希望可以通过实验进一步的培养我对机器人的热爱。
实验一 熟悉创意之星机器人套件实验
一、 实验题目
熟悉创意之星机器人套件实验
二、 实验目的
1、 熟悉创意之星软硬件结构及其编程环境。
2、 了解各种机器人传感器。
3、 熟悉季了解机器人执行器—舵机。了解其工作原理。
三、 实验器材
标准版控制器一个、外接直流电源一个、
灰度传感器一个、红外接近传感器一个、
数字舵机一个、舵机线两个、
多功能调试器一个
四、 实验要求
1、 认识标准版控制器各部分功能。
2、 掌握NorthStar编程环境的基本操作。
3、 学会使用标准版控制器的IO接口。
4、 学会使用标准版控制器的AD接口。
5、 学会使用标准版控制器的舵机接口。
6、 学会编写、下载并运行简单的程序。
五、 实验内容
1、 熟悉NorthStar软件中各功能模块。
NorthSTAR 是一个图形化交互式机器人控制程序开发工具。在
NorthSTAR 中，通过鼠标的拖动类似逻辑框的控件和对控件做简单的属性设置，就可以快捷的编写机器人控制程序。程序编辑完后，可以编译并下载到机器人控制器中运行。
从NorthStar的“文件”菜单或者工具栏选择“新建”，将会弹出工程设置对话框，如下图，控制卡选项里点选“MultiFlex2-PXA270”，构型选项点选“自定义”；
点击“下一步”按钮进入舵机设置。
1、 设置舵机ID，控制舵机。
下图为CDS5500 机器人舵机：
设置舵机个数为2，将ID 为2 的舵机设置为电机模式。
点击“下一步”按钮进入AD设置：
置IO个数为2：
点击“完成”完成工程设置。
2、 通过NorthStar环境查询传感器数据。
结构零件构成了“创意之星”机器人的躯体，控制器是“创意之星”机器人的大脑，而传感器就是“创意之星”机器人的感知器官：皮肤、眼睛、耳朵、鼻子和舌头等等。传感器能够将机器人自身的电流、电压、位置信息，外部的距离、温度、湿度、光线、声音、图像等信息转化为电信号。传感器内部的电路对这些电信号经过预处理之后转化为能够为控制器所采集或读取的电压、脉冲、数据信号。传感器据此得到需要的内外部信息。控制器对这些信号解析提取之后，就能够知道相应的信息。
“创意之星”配套的传感器有模拟量传感器、数字量传感器、总线式传感器三种。
“创意之星”模拟量和开关量传感器的接口是3.5mm 耳机插头，控制器上的IO 接口和AD 接口是3.5mm 耳机插座。
如下图所示，控制器上有两排不同颜色的耳机插座。○1 第一排立板12 个绿色的耳机插座为控制器的IO 输入\输出接口，可以接入开关量传感器。○2 第二排立板8 个黄色耳机插座为控制器的AD 输入接口，可以接入模拟量传感器。○3 是控制器的RS‐422 总线接口。 需要注意的是MultiFLEX2‐PXA270 控制器在8 个AD 接口旁边还有一黄一绿两个耳机接口，这两个接口是音频输入和输出接口，不能和AD 接口混淆。
3、 能够编写简单的程序，以实现对舵机的控制。
下图为NorthStar创建各部件时的窗口界面：
如创建“while”和“while‐end”等模块，如下图所示：
创建“Servo”模块，可根据开关状态让舵机正转，设置属性如下图所示：
创建“Servo”模块，让舵机反转，设置属性如下图所示：
创建“Delay”模块，让舵机有时间执行动作，设置属性如下图：
连接所有模块，从菜单或者工具栏选择“Compile”。
连接控制器，从菜单或者工具栏选择“Download”，即可下载程序；把ID 为1 和2的舵机连接到控制器上，将一个插入IO0 通道，按下开关和放开时，舵机就会正反转。
在流程图编辑过程中，如果需要手动输入代码，从Tools 菜单或者工具栏点击Edit Code，软件就会切换到代码编辑模式，如下图所示。此时手动输入代码，然后编译，下载，即可运行程序。图中选中的区
域即为手动输入的代码。可以通过File 菜单下的Save Code 将代码窗口的代码保存成.c 或者.cpp 文件，或者通过Load Code 来加载代码文件到代码窗口。
六、 实验小结
1、这次的实验是我们第一次接触有关机器人的实际操作，有点兴奋，在上课之前，还专门查了一下有关创意之星机器人套件的相关知识。
2、UP-MRSuite “创意之星”机器人套装是一套用于高校学生机器人创新实验的模块化、组件式的机器人套件。包含了500多个零件，以及一块功能强大的控制卡。
“创意之星” 配有完备的适合《机电创新训练》、《机器人技术实验》
等课程的实验指导书。通过多种典型的机器人构型及其控制系统搭建指导，由浅入深的指引学生，运用套装中的构件搭建各种机器人。同时学习传感器、执行器及控制器原理和应用，学习机器人控制方法，学会设计并搭建出有创新性的机器人样机。
不同于市场上其他机器人套件，”创意之星”不仅配有PC端的编程控制软件，而且还对用户开放全部结构零件的3D档案和控制卡的原理图及源程序。我们深知，PC端的图形化编程界面只能让学生了解机器人，无法达到深入学习机器人的目的。
另外，“创意之星”还提供所有部件的3D档案，并配有相应的“机器人3D虚拟样机”实验；同时提供MultiFlex控制卡的电路图和源程序，以便学生能直接用C语言编写出复杂的机器人控制程序。当然，“创意之星”同样也提供图形化的编程控制界面，以便于不同阶段的学生使用。
3、舵机相当于肌肉，实用性机器人一般不会用舵机本身做关节，一般都是机械关节用舵机驱动。工作原理：控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。机器人舵机属于一种集电机、伺服驱动、总线式通讯接口为一体的集成伺服单元，主要用于微型机器人的关节、轮子、履带驱动，也可用于其它简单位置控制场合。“创意之星”控制
器有8 个R/C 舵机接口，能够同时控制8 个R/C 舵机。但总线式舵机不一样，只有一个CDS5500接口，理论上就能控制255 个CDS5500。
4、MultiFLEX2‐PXA270 控制器纯粹就是为智能机器人控制而存在的。通过初次接触使用及老师讲解，发现它大致有以下特点：高运算能力、低功耗、体积小；控制接口丰富；数据接口丰富；开发简单。
5、一开始的时候，可在NorthStar显示的窗口中进行搜索操作，得到准确ID号。在运行状态时，界面左上模块的指示灯为绿色。控制器上的灯会闪烁。停止运行时，界面的指示灯会显示为红色。
6、有了第一次的尝试，虽然很生疏，但是相信熟能生巧，希望下一次的实验可以很好的完成，最重要的是课堂上认真的听，希望可以通过实验进一步的培养我对机器人的热爱。