Vergleich: fischertechnik ROBO TX – LEGO NXT

Vergleich Robotik Baukästen: fischertechnik ROBO TX – LEGO NXT

Ich habe den Versuch unternommen die Robotik Baukästen von fischertechnik und LEGO zu vergleichen (meine persönliche Einschätzung).

Gemeinsamkeiten fischertechnik – LEGO:

  • grafische, anfängergeeignete Programmierumgebung.
  • Controller und Sensoren mit ähnlichem Funktionsumfang.
  • mit Basis-Sets eine Vielzahl von Modellen baubar.
  • verständliche Bauanleitungen.
  • ähnlicher Preis.
  • kombinierbar mit dem weiteren Bauteilen/Baukästen aus dem jeweiligen Herstellerprogramm (bei fischertechnik mit allen Bauteilen, bei LEGO mit dem LEGO Technik Programm)

Vorteile bei Lego Mindstorms NXT:

  • Bauanleitungen und Handbücher frei verfügbar.
  • zahlreiche freie und kommerzielle Programmiersprachen.
  • große Verbreitung an Schulen und Hochschulen
  • Sensoren von Drittherstellern verfügbar.
  • Steckverbinder verpolungssicher und rastend.
  • teilweise offen gelegte Schaltpläne und Schnittstellen.
  • Programmierumgebung mit integrierten Bauanleitungen und Programmbeispielen

Vorteile fischertechnik ROBO TX:

  • eine Vielzahl Motoren verfügbar.
  • durch simple 2,6mm Zwergstecker eigene Erweiterungen wie Motoren, Relais, Lampen, Schalter etc. leicht möglich.
  • Stromversorgung über Netzteil möglich.
  • Simulation der Software ohne angeschlossen Hardware möglich.
  • Die wohldurchdachten Bausteine gewähren zahlreiche Möglichkeiten des Zusammenbaus. Auch ohne Bauvorlagen lassen sehr schnell eigene Modelle schaffen.

Was beide Systeme noch nicht können:

  • fischertechnik ROBO Pro gib es nur in einer Windows Version.
    Die LEGO Software läuft nur unter Windows/Mac. Unterstützung für Android fehlt noch beiden.

Fazit:

  • Beides Systeme bieten vergleichbare Möglichkeiten.
    Falls man schon kistenweise Lego Technik oder fischertechnik im Haus hat, bietet es sich an auch bei der Robotik beim gleichen System zu bleiben.
  • LEGO ist etwas einfacher zu verkabeln, dafür läßt sich bei fischertechnik schnell ein eigenes Bauteil anschließen.
  • Bei LEGO wird bei größeren Programmen schnell der Speicherplatz knapp.
  • Wenn die derzeitige oder zukünftige Schule ein bestimmtes System einsetzt ist es einfacher auch dieses daheim zu verwenden.
  • Das vom Hersteller vorgeschlagene Einstiegsalter sollte man wirklich als untere Grenze betrachten. Kinder brauchen hier zu Beginn auf jeden Fall Unterstützung.

Vergleich Robotik Baukästen: fischertechnik ROBO TX - LEGO NXT

 fischertechnikLEGO NXT


SteuercomputerRobo TX ControllerLEGO Mindstorms NXT 2.0
Motoranschlüsse43
Eingänge8 Universaleingänge, 4 Zähleingänge bis 1 kHz4
Soundausgabeneinja
Prozessor32-bit ARM 9 Prozessor, 200MHz32-Bit ARM 7 Mikroprozessor, 48 MHz
USB 2.0jaja
Bluetoothjaja
I2C BUSjaja
Betriebsspannung9 Volt6 Volt
Stromversorgung MobilAkkuAkku, Batterie
Stromversorgung Stationär9 Volt Netzteil möglich-
Controller koppelnmaximal 8, einer als Mastermaximal 3, einer als Master
Verkabelung2,6mm ZwergsteckerStecker ähnlich RJ12
UPV Controller200 €160 €€
Softwarenicht enthaltennicht enthalten
Einstiegsalter>= 10 Jahre>= 10 Jahre
Standard SoftwareROBO Pro (grafisch)NXT-G (grafisch)
Weitere ProgrammiersprachenVisual C, Visual C++Robolab
Microsoft Robotics StudioNXC
RobotC
BrickOS
DialogOS
Microsoft Robotics Studio
Steuerung über Smartphone-über freie Apps
CAD Softwarefischertechnik Designer (kostenpflichtig)Lego Digital Designer
MLCad
LPUB LDVIEW
Literaturneinzahlreich englisch/deutsch
Bauanleitungenin Baukästen oder separat zu erwerbenfrei verfügbar
Komplettsetts505286 ROBO TX Training LabLEGO MINDSTORMS NXT 2.0


UVP299 €299 €€
Motoren2 Encodermotor, 1 XS-Motor3 x Servo
Ultraschall Sensor01
Taster22
Farbsensor01
Spursucher10
ProgrammierumgebungPCPC / MAC
Zusätzliche Sensoren
Ultraschallim Ergänzungsbaukasten ROBO TX Explorerbereits im Basisset
Lichtim Ergänzungsbaukasten ROBO TX Explorerbereits im Basisset
Infrarot-von HiTechnic
Farbeim Ergänzungsbaukasten ROBO TX Explorervon HiTechnic
Schall-von HiTechnic
Temperaturim Ergänzungsbaukasten ROBO TX Explorervon HiTechnic
Beschleunigung-von HiTechnic
Kompass-von HiTechnic
RFID-
Akku Set

Netzteil
ErweiterungsbaukästenROBO TX Explorer

MINDSTORMS 9695 Education Ergänzungsset 2.0

Robo TX ElectroPneumatic

ROBO TX Automation Robots

Video Tutorial für LEGO MINDSTORMS NXT von Galileo

LEGO MINDSTORMS NXT – Eigene Roboter bauen und programmieren

Von Galileo Press ist ein Video Tutorial zum Thema LEGO MINDSTORMS NXT erschienen.
Da diese tollen Baukästen fast mehr Hightech als Spielzeug sind und sich mancher  zu Beginn etwas überfordert fühlt, könnte dieses Video-Handbuch die Einstiegs- und Verständnisschwelle deutlich senken.

74 Videos in HD mit einer Gesamtspielzeit von 9 Stunden bieten eine kompletten Einleitung in den Bau und die Programmierung der LEGO Mindstorms Roboter.
Bauanleitungen und Programmcode sind natürlich mit auf der DVD.
Der Autor Matthias Paul Scholz hat bereits mehrere Bücher zum Thema LEGO NXT verfaßt und unterhält den NXT Blog Die NXTe Ebene.

Mehr Anschlüsse mit dem ROBO TX Controller

Dem ROBO TX Controller mehr Ein-/Ausgänge verpassen

Gerät Fischertechnik Robo TX Controller
Thema Port Erweiterung per I2C Bus
Ziel Mehr Eingänge /Ausgänge für LED´s, Schalter etc.
Bauteile Port Expander PCF8574, LED, Widerstände, Lochrasterplatine oder Laborsteckbrett, Verbindungsdrähte
Kosten 5€
Schwierigkeitsgrad mittel

Ein häufiges Problem in der Robotik ist die unzureichende Anzahl der Ein- und Ausgänge. Verfügt die Steuerung oder der Mikrocontroller über einen I2C Bus geht, dies mit entsprechenden Schaltkreisen recht einfach zu lösen.

Der ROBO TX Controller kann seit 2012 I2C ansteuern. Der Arduino, Lego NXT Baustein und diverse Mikrocontroller welche deren Basis sind,  können dies ebenfalls. Ein geeigneter günstiger Baustein dafür ist der Schaltkreis PCF8574.

Der I2C Port Expander PCF8574

Der PCF8574 ist ein sogenannter I/O Port-Expander. Man bekommt in ca. für 1 €. An weiteren Bauteilen braucht man eigentlich nur ein paar Widerstände. Der PCF8574 hat 8 Pins welche man als Ein- oder Ausgänge nutzen kann. Die Kommunikation mit den Controller erfolgt über den I2C Bus.

Der PCF8574 ist eine einfache und günstige Möglichkeit mal den I2C Bus auszuprobieren. Egal ob mit fischertechnik, Lego NXT oder Arduino.

Einsatz des PCF8574 beim ROBO TX Controller

Der PCF8574 wird über die beiden SDA und SDL Ports für die Kommunikation mit dem TX verbunden. Obwohl es eigentlich ein Zweidrahtbus ist, benötigen wir noch eine Masseverbindung. Sollten wir nur ein paar LEDs ansteuern, können wir auch die 5V Betriebsspannung vom TX bekommen.

Adressierung PCF8574

Der PCF8574 hat drei Adresspins (A0..A2). Damit lassen sich maximal 8 Schaltkreise an einem gemeinsamen Bus betreiben. Da jeder über 8  Eingänge /Ausgänge verfügt könnte man damit zum Beispiel 64 LED´s steuern. Im einfachsten Fall setzt man alle Adresspins auf Masse und der Schaltkreis hat die Adresse 20Hex.

 

A2 A1 A0 PCA8574 PCA8574A
0 0 0  20h 38h
0 0 1  21h 39h
0 1 0  22h 3Ah
0 1 1  23h 3Bh
1 0 0  24h 3Ch
1 0 1  25h 3Dh
1 1 0  26h 3Eh
1 1 1  27h 3Fh

Vom PCF8574 existieren verschiedene Ausführungen, erkennbar am Buchstaben nach “PCF8574”. Somit könnte man theoretisch auch mehr als 8 IC pro Bus ansteuern.

Der PCF8574 als Ausgangstreiber

Der PCF8574 hat sogenannte Open Collektor Ausgänge. Diese schaltet im aktiven Zustand den Ausgang nach Masse durch. Im einfachsten Fall kommt an den Ausgang eine LED mit Vorwiderstand gegen die Betriebspannung. Maximal verkraften die Ausgänge 25mA pro Port  bzw. 200 mA in Summe. Ein kleines Leiterplattenrelais könnte man damit schon ansteuern. Für größere Lasten braucht man eine Transistorstufe. Durch den Open Collektor Ausgang könnte man aber auch die Ausgängen an ein einen anderen Spannungspegel legen. Zum Beispiel an die 9Volt der fischertechnik. Die Widerstände müssen dann etwas höher ausfallen.

Bei höherem Strombedarf der I2C Komponenten ist es sowieso notwendig diese aus einer separaten Spannungsquelle mit den benötigten 5 Volt zu betreiben. In diesem Beispiel ist aber die Spannungsversorgung des EXT2 Anschlusses beim TX Controller ausreichend.

Hier noch mal die Anschlussbelegung des TX Controllers:

fischertechnik Robo TX connections

fischertechnik Robo TX connections

 

Portexpander PCF8574 LED Ausgänge

Portexpander PCF8574 LED Ausgänge auf Breadboard
Portexpander PCF8574 LED Ausgänge auf Breadboard

 

Die Ansteuerung des PCF8574 in ROBO Pro

Bei der aktuellen ROBO Pro Version gibt es diverse I2C Bibliotheken.
Ich verwende hier die” IOPort-PCF8574″. Speziell für die Ausgabe reicht die Funktion “I2C-Port Set”. Als erstes prüft man am besten ob die Funktion immer über den Error Zweig verlassen wird. Dann gibt es entweder ein Verkabelungsproblem mit dem Bus oder die Adresse des PCF8574 ist nicht richtig eingestellt. Bitte auch die Pins 1 bis 3 auf entsprechenden Spannungspegel setzen.

ROBO Pro und Portexpander PCF8574 als Ausgangserweiterung bei fischertechnik
ROBO Pro und Portexpander PCF8574 als Ausgangserweiterung bei fischertechnik

Das Programmbeispiel zählt einfach von 0 bis 255 hoch und setzt dem entsprechend die 8 LEDs im Binärcode.

 

Wie man den PCF8574 bei Lego Mindstorms NXT einsetzt, ist hier beschrieben  >>>

 

 

Lego NXT Mindstorms – Sortierboxen für Baukästen

Neben Lego bieten auch andere Hersteller wie fischertechnik oder Kosmos ihre Baukästen in Pappschachteln an, in denen die Bauteile meist in Folienbeuteln verpackt sind. Nach dem Erstgebrauch gleicht alles einem großen Durcheinander. Vielleicht ist dieses Durcheinander auch der Grund, warum das Interesse nach dem ersten Bauobjekt schnell wieder erlahmt. Abhilfe schafft da schon ein Sortierkasten für 10€ vom Baumarkt.

Da ich gerade einen Lego NXT Baukasten erstanden hatte, war auf auf der Suche nach einer adäquaten Bleibe für den Inhalt dieses doch recht hochwertigen Baukastens. Fündig wurde ich bei Hornbach mit einen Werkzeugkoffer von Küpper. Die Abmessungen sind mit 10x37x42 schon recht groß. Wie man aber auf dem Bild erkennen kann ist nicht viel Platz übrig. Insgesamt macht der Koffer einen recht hochwertigen Eindruck.
Die blauen Boxen kann man herausnehmen und im geschlossen Zustand verschließt der Deckel alle Boxen, so das keine Bauteile durcheinander kommen. Der Preis ist mit 16€ angemessen, wenn man bedenkt, das er einen Inhalt beschützt, welcher mit ca. 270€ gehandelt wird.

Die verwendete Küpper Werkzeugkoffer  50300 scheint noch recht neu zu sein. Weder Google noch bei Küpper selber fand ich ihn.
Wenn man auf etwas mehr Fächer steht, kann auch ein Auge auf die Koffer mit 2 Etagen werfen (Modell 50010, 50110). Ich fand sie jedoch für Kinder zu schwer.

Küpper Box 50300 lego Aufbewahrung

Folgende Aufteilung habe ich verwendet:

Festes Fach:
TX Baustein und Kabel

2x große herausnehmbare Boxen:
Motoren und Sensoren
Räder, Ketten und Zahnräder

6x kleine heraus nehmbare Boxen:
gerade Leisten
gekrümmte Leisten
Stangen und deren Verbinder
Gehäuseteile
Verbinder klein
Verbinder gross

 

Android Apps für Lego NXT

Etwas versteckt auf der Roberta Hompage findet sich ein Manual, mit einer Anleitung zur Erstellung von Android Apps um Lego Roboter zu steuern. Grundlage ist der App Inventor von Google.

Roberta Manual zum Entwickeln von Android Apps