樂高電路

1. 有誰知道樂高機器人的工作原理謝謝！！

你好 首先說明樂高機器人只是一個產品代名詞

而不是真正的機器人 要是搭建一個機器人至少要幾千個部件

我不知道你們老師仔細研究過沒有 樂高是一個個元件 組成的 沒有什麼整個機器人 RCX 馬達 光感 觸動 溫感 角度 連接起來就是一個自動化程序 最基礎的原理就是物理上學的那些電路知識

仔細問問你們老師把 可能使你理解錯了

哦 RCX 3個出入埠 為能量埠 輸出電能為用電器馬達 燈提供能源 3個輸出埠 接受由各種感測器收回來的信息 再傳入主晶元 RCX一共需要6節電池 有一個主處理板 一個顯示面板 4個調節按鈕 在工作時 可以儲存5個程序 同時3進3出

2. 樂高led燈怎麼安裝

關閉燈具供電電源開關。這樣是至關重要的，安全第一，把電斷了，想怎麼搞都可以，如果沒把開關關了，導線是有電的，很危險，觸電了就不好了。

翻開燈具燈罩，用螺釘，膨脹管將感應燈具固定於牆壁或天花板等使用位置。

通常吸頂燈的燈罩，有旋轉卡住，推入卡緊，或是有螺絲固定的，注意看一下不難拆開。而天花板上的洞，是要底盤對准後標示出來，再用沖擊鑽來鑽，沖擊鑽很容易用，一按開關就可以打洞了，不過要用點力住前推一下。

對於有些吸頂燈，光源是可以取下來的，如果可以取下來，最好先取下來。而對於LED吸頂燈，很多光源是與底盤固定的，這樣就取不下來了，取不下來那在安裝底盤時，要注意別弄壞了LED燈珠。

連接供電電源線與燈具電源線。先將供電電源線與燈具電源線剝掉5-7mm長的線頭，再將露出的金屬導線擰在一起，用電工絕緣膠帶纏好。要注意兩根線要保持一定的距離，如果有可能盡量不將兩線頭放在同一塊金屬片下，以免短路，發生危險。可以的話，多包一點電工絕緣膠布。

將燈罩對准燈具扣在燈具上，用力推入，將燈罩固定在燈具上。如果燈罩是螺絲固定的，那就把燈罩位置對准，把螺絲上好。而對於燈罩是有機玻璃或亞克力材料的，這些都是易碎材料，在裝的時候要小心輕放，蓋燈罩時要拿穩。

LED燈是一塊電致發光的半導體材料晶元，用銀膠或白膠固化到支架上，然後用銀線或金線連接晶元和電路板，四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，最後安裝外殼，所以LED 燈的抗震性能好。

安裝，漢語詞彙，就是按照一定的程序、規格把機械或器材固定在一定的位置上，也指按照一定的方法、規格把機械或器材等固定在一定的地方。

3. 想用樂高積木做一個多生活有用的東西，有啥子，最好有電路

樂高積木一般都沒有電路，只有NTX機器人系列有編程器和感測器可以自由編程。
另外科技系列多是遙控電機類，積木之間是機械傳動。

4. 樂高機器人編程是學的什麼

樂高機器人編程學習使用杠桿、齒輪、電機和紅外線等多種感測器，學習編程中的各種模塊和編程邏輯等。通過學習，能充分激發孩子的想像力，提升創新天賦，全面提升孩子的邏輯思維、溝通合作、解決問題等能力，挖掘孩子領導眾人的潛力。

孩子們首先要學的，是熟悉樂高各部件組件並了解其作用，以及一些基本的拼搭規則。老師在孩子們熟練掌握這一點後，可以鼓勵孩子們在搭建過程中發揮想像、融入個人創造的元素，而不拘泥於圖紙或是現有的範例。在這一過程，鍛煉的是孩子的動手能力和創新能力。

(4)樂高電路擴展閱讀

相關原理：

樂高機器人組合裡面，包含RCX、兩個馬達、兩個觸控感測器和一個紅外線感測器，各種大小的輪胎和履帶，以及數種規格的齒輪和滑輪，當然還有各種積木，幫我們解決了電子電路和機械結構的問題。剩下的撰寫程序部分，樂高公司也替它開發了一套視覺化程序編輯工具，叫做RCX Code。

就像堆積木一樣，RCX Code的使用者只要把各種代表不同程序邏輯的積木在屏幕上堆起來，就能完成RCX的程序。程序撰寫完畢後，通過過套件提供的紅外線裝置，即可把程序傳入RCX。

5. 樂高陀螺儀感測器工作原理

樂高陀螺儀用的是電橋電路，不是下樓所講的。

6. 樂高機器人用的什麼編程語言

樂高機器人編程主要用的編程語言是ROBOLAB。

ROBOLAB是樂高玩具公司於2006年8月推出的廣受歡迎的新一代玩具機器人系統，該系統包括一個由NI開發、且基於LabVIEW平台的全新推放式圖形化編程環境，是目前NXT編程廣泛應用的軟體。ROBOLAB語言通過簡單、直觀、易學原則建立編程環境。ROBOLA基於圖形化語言的編程環境，適合各個年齡段的用戶使用，程序的編寫方式類似於做邏輯表達，不過是全部圖形化的在基於ROBOLAB編程環境進行程序編寫，需要清醒的頭腦，清晰的邏輯。程序編寫完畢後通過樂高(LEGO)紅外感測器傳送至機器人(RCX)的記憶體中。ROBOLAB的出現原本旨在為相關產品做軟體支持，經過多年的發展，已經成為青少年進行機器人競賽的必備編程工具。【學少兒編程可以提高孩子邏輯思維、專注力！】

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7. 樂高機器人的萬能程序有哪些

樂高教程:
n 觸動感測器

n 光電感測器

n 角度感測器

n 溫度感測器

n 感測器的使用方法與技巧

n 其他感測器

4.1簡介

馬達通過齒輪和滑輪傳動，可以讓你搭建的機器人動起來，他們就如同是移動機器人腿和手臂的肌肉。同時，你還可以使用感測器來裝備你的機器人，它們就如同是機器人的眼睛、耳朵和手指。

機器人套裝中包含兩種感測器：觸動感測器（兩種）和光電感測器。在本章中，我們主要是描述它們的特性，對於其它的感測器你可以單獨購買，如：角度感測器和溫度感測器。每一個設備都有其特定的作用，你將會因為它們的功能強大和所能涉及的范圍之廣而感到驚訝。當然也包括這種情況,可以用一種感測器仿效另一種感測器，以用來代替不能使用的感測器。利用RCX上的紅外光電，使用一些小技巧，你可以把把你的光電感測器變成一個雷達。

在閱讀本章的過程中，我們希望你能把機器人套裝放在身邊,這樣你可以跟隨我們的例子親自動手去做。為了保持其完整性，我們還會講一些機器人套裝的擴展套裝和技術套裝的內容。若你現在還沒有這些也不要擔心，這不會影響到你搭建體積較大的機器人。

4.2觸動感測器

觸動感測器（圖4.1）是樂高感測器大家庭中最簡單、最直觀的一種。它的工作方式非常像是你家門鈴上的按鈕：當它被按下時，電路接通，電流就會通過，RCX就能夠檢測到這個數據流，你的程序就會讀取觸動感測器的當前狀態：開或者關。

圖4.1 觸動感測器

如果你已經開始使用機器人套裝，閱讀了Constructopedia，並搭建了一些模型，你可能對感測器的一般用途比較熟悉，如緩沖器。緩沖器是與周圍環境相互作用的一種簡單方式，當你的機器人遇到障礙物時，可以用它們來進行檢測，並由此而改變運動狀態。

典型的緩沖器是一個重量較輕的可移動裝置，事實上，當它碰到障礙物時會把沖擊力傳遞給觸動感測器並使之關閉。你也可以發明出很多種緩沖器，但它們的外形應該能夠反映機器人的外形，而且還能反映出環境中障礙物的外形。如圖4.2中所示一個非常簡單的緩沖器，可以很容易發現牆壁，假如房間里有像椅子一樣等復雜障礙物，它的效果就不好了。在這種情況下，我們建議你通過實驗來進行。為機器人設計一個緩沖器，在房間的周圍離地板適當高度的地方移動它，檢查它是否能夠發現所有可能的碰撞點。如果你的緩沖結構較大，當它用最佳部位撞擊到障礙物並按下觸動感測器時，不要以為這就是正確的。圖例4.2是一個不太好的緩沖器，因為當碰撞發生時，它幾乎不能用橫軸的邊緣來關閉觸動感測器，說它是一個不好的緩沖器是因為它把整個碰撞產生的力直線傳輸給了感測器，也就是說，在機器人身上安裝一個非常穩固的支架對感測器的安裝是非常有必要的。

圖4.2簡單的緩沖器

根據經驗，應該嘗試不同的碰撞來看看緩沖器在各個位置是否能很好的工作。你可以編寫一個無限循環的小程序，當感測器被按下時，發出一聲蜂鳴聲用來測試你的緩沖器。

談起緩沖器，人們往往會想到當遇到障礙物時開關會被按下。這樣說似乎有點絕對，在發生碰撞的時候同樣可以松開開關。看一下圖4.3，橡膠皮筋可以使積木輕壓著感測器，當緩沖器的前面部分接觸到物體時，開關就會被釋放。

圖4.3 平常壓下的緩沖器

實際上，向你推薦這種緩沖器有這樣幾個重要的原因：

l 沖擊力不可能直接傳遞給感測器，感測器與標準的樂高積木相比更容易受損壞，因此應避免不必要的撞擊。

l 橡皮圈可以吸收撞擊力，這對你的感測器和機器人來說都會起到保護作用，當你的機器人速度非常快，或者重量大，或者反應比較慢，或者具備其中的一個因素時，這種保護作用顯得尤其重要。

緩沖器是一個非常重要的裝置，而且觸動感測器的應用也非常廣泛。當你想告之RCX一個事件發生時，你可以使用按鈕一樣人為的把它按下去。你能想像出類似的情況嗎？事實上，有很多。比方說，你可以按下銨鈕告訴RCX」現在讀取光電感測器的值」，從而進行讀取校準（我們將在以後的部分進行討論）。

另一個常用的作用就是把觸動感測器作為一個位置控制器來用。如圖4.4，機器人向前看時（圖4.4b）就關閉了頭部（圖4.4a）的觸動感測器。通過編程可以在水平面上實時的控制頭部的旋轉（向左或向右），當感測器被按下時，機器人的頭部就能轉回到正確的位置，值的注意的是，我們在這個例子中用到的凸齒輪在與觸動感測器相配合時是非常的有用，你可以讓軸通過三個十字孔個中的一個來選擇合適的距離去關閉觸動感測器。

圖4.4 用觸動感測器定位

在本書的第三部分我們還會介紹位置控制的其它一些應用。事實上，在搭建你的機器人之前需要你去研究一些不同的方法。

我們再舉幾個事例來說明感測器的應用。假如你想搭建一個電梯。你希望電梯可以在任何一層都能停下。首先你會想到在每一層安放一個觸動感測器，當按下其中一個時，電梯室會在那一層停下。這是一個好方法，但這里有一個小問題；你僅有兩個觸動感測器，對你來說，一個電梯僅有二層不是非常實際，你可以再買一個觸動感測器，但這只能再加高一層,並沒有解決實質性的問題。此時，RCX的三個輸入埠已經全部被佔用。突然，你會想到一個辦法：為什麼不把感測器放在電梯廂上而不是外面呢？在電梯廂上固定一個感測器，這樣只需一個感測器就可以加高更多的樓層了。從最初的方案到現在更好的方案，兩個系統是完全相同的嗎？答案是否定的。首先，你需要決定廂的絕對位置，當它在第二層時，你僅是可以知道它的相對位置。那麼，你需要一個初始點，從起始點開始計算就可以推斷出廂的位置.或者程序運行時，需要廂體在一個特定的位置，或者用第二個感測器來探測一個特定的樓層。例如，在最底層放置一個感測器，因此程序一開始就降下電梯到最底層。那樣就可以計算出廂體的絕對位置了。

現在，電梯就能夠准確的升降了。但你還有最後一個問題需要解決：如何告訴你的電梯它應該去哪一層呢？在每一樓層放置一個感測器去提示電梯是不切合實際的。在RCX上只剩下一個輸入埠了。你要用這一個觸動感測器來做什麼呢？你還可以採用以前的方法嗎？可以，你可以計算一個觸動感測器被按下的次數。比如說，被按下三次表示是三樓，依次類推。現在你就可以去搭建你的電梯了。

方法與技巧

計算按下次數

下面這個例子是用偽代碼來編寫的，一個代碼並不與實際編寫語言相對應，而是界於程序語言和機器語言之間。使用偽代碼編程在專業程序員中是一種非常普遍的做法。

計算觸動感測器被按下多少次需要一些小竊門。假如你寫了一些簡單的代碼，如下：

Counter =0

repeat

if Sensor1 is on then

Counter = Counter +1

end if

end repeat

當你保持觸動感測器被按下很短的間隔內，你的程序代碼就會在你的RCX上飛快的執行。然而，在記錄下一個新的按下之前，需要松開觸動感測器：

Counter = 0

repeat

if Sensor1 is on then

Counter =Counter+1

wait until Sensor1 is off

end if

end repeat

現在，你編寫的代碼正確地記錄了從斷開到閉合的變化。在你的代碼中，有一個重要的特點需要介紹一下：當它在一段時間內接收不到觸動信息時，你希望你的計數程序停止。為了實現這一點，你需要使用一個計時器用來測量上一次按下時間與最後一次時間的間隔：

Counter=0

interval = <a proper valve>

reset Timer

repeat

if Sensor1 is on then

Counter = Counter + 1

wait until Sensor1 is off

or until Timer if greater then Interval

reset Timer

end if

until Timer is greater then Interval

假如你的時間間隔是兩秒。當計數程序開始時，計時器和計數器首先復位為0，然後開始檢測感測器的狀態。如果兩秒內沒有按下觸動感測器，它仍將保持復位狀態，如果有觸動感測器被按下，此動作將被記下並等待使用者釋放按鈕，計時器復位為零， 在程序停止運行之前，使用者可以在兩秒內第二次按下觸動感測器。

4.3光電感測器

用」看」來形容光電感測器的功能有點誇大其辭。實際上它只是用來檢測光並測量其強度。盡管受到限制，但其應用范圍仍比較廣。

圖4.5 光電感測器

光電感測器和觸動感測器的最大區別是，後者返回的是一些數值而不是單純的開/關狀態。你所讀到的數值由光電感測器在那個時候所檢測到的光強所決定。這些數值以0至100的百分數的形式返回，光值越大，百分數就越大。你可以用光電感測器來做什麼呢？你可以用它搭建一個由光電感測器所驅動的機器人，我們稱之為光的追隨者，它可以檢測周圍的環境，找到一個強光源（或者是最亮的）並朝著它前進。在一間足夠暗的房間里進行，以免產生干擾，你也可以用手電筒來控制你的機器人。

檢測外部光源的功能是非常有趣的，但是或許你不能用它來做最令人驚奇的事情。我們介紹一下光電感測器的另一個用途：它不但可以用來檢測光強，而且還可以自身發光。提供穩定光源的是一個紅色的發光二極體，因此你可以用來測量反射光並傳給感測器。

當你用來測量反射光時，你必須去避免一些來自其它光源的干擾。需要注意的是光電感測器對IR所發出的光也非常敏感，像典型的遠距離控制器發出的紅外光，如攝像機；或者是樂高紅外發射器。

設計與計劃

讀取周圍的光值

樂高光電感測器並不適合於測量外部光源來說，因為其靈敏度比較弱。紅色發光二極體所所發出的光太靠近檢光器以致於過多的影響了光值的讀取。如果你想測外部光源，你應該考慮盡可能的去減少紅色發光二極體的影響。一個簡單的辦法就是在光電感測器的前部放一個1×2的單孔積木塊，.更多的行之有效的辦法需要你對光電感測器有些細微的改動。在Ralph Hempel的網站中，他提到了如何對光電感測器作修改，既不是永久的改變也不會損害你的光電感測器。（見附錄A）

光在表面的反射率取決於許多因素，主要是表面的顏色，質地和它距光源的遠近。黑色物體的反射能力要弱於白色物體；黑色光滑表面的反射能力要強於黑色不光滑表面。另外，距離光電感測器越遠，光電感測器所檢測到的反射光就會越少。

這些因素都是相互依賴的，通過光感讀取的值，並不能說明是由哪個因素引起的。但你可以保持其它因素不便，而讓一個變化，這樣就可以通過讀取的數值來推斷出環境的一些變化。例如，如果你的光電感測器經常對著同一個物體，或者相同質地和顏色的物體，你能夠用它去測出它的相對距離。另一方面，你可以把不同的物體放置在光電感測器的前面，在恆定的距離內分辨出它們的顏色。

4.3.1測量反射光值

為了舉例說明測量反射光的原理，我們來做一個實驗。拿一個RCX並打開其電源，在任意一個輸入埠連接一個光電感測器，在你的程序中正確的設置其埠（紅色發光二極體應該發光）。准備一間光線較暗的房間，RCX有個控制模式，可以實時查看光感讀取的值。按RCX上的VIEW鍵，當小箭頭正確顯示在感測器所接的輸入埠位置。在顯示屏上會顯示出讀取的光線值。接下去你把光感放到桌上，在桌上以一定間隔（0.5cm,1cm,1.5cm）並排放置不同顏色的積木塊,保證積木之間的間距相等。查看數據，得到的是不同顏色的積木反射的光值是不同的。

再進行第二個實驗：將白色的積木快慢慢的移向光感，然後再慢慢的移開，觀察顯示屏上的數據，可以發現當光感與積木間的距離加大時數值將減小。我們的目的就是為了證明光感是不能同時判斷出距離和顏色的。我們重點強調在你使用光感時盡量避免外界光線的干擾。

方法與技巧

理解原始值的概念

了解原始值是很關鍵的，對於熟練的使用機器人套裝並不是必須的。但從另一個方面講，它可以幫助你理解感測器是如何工作的。

RCX把來自感測器（不管是什麼類型）的電信號全部轉變成范圍在0至1023之間的數字信號，我們稱之為原始數值。在程序中，你在一個埠上設置了一個特定的感測器，RCX會自動設定該感測器的原始數值范圍，例如，從觸動感測器讀取的數值范圍是1或者0，代表開或者關，當從溫度感測器讀取時就會轉變成攝氏溫度或華氏溫度。同樣地，光電感測器讀取時就會通過下面的方程式轉換成一個百分數：

百分數=146-原始數值/7

為什麼我們需要知道這種轉換呢？對於大多數應用程序來說，通過RCX返回的光感值的百分數形式更加有效，但也有這種情況，你需要所有光感變化值而百分數形式卻不能體現出光感值的一些變化。我們用一個例子來做一下說明。假設會有兩種不同的情形，光電感測器讀取707和713兩個不同的數值。把這兩個數值轉換成百分數，因為RCX只使用整數,需要將除的結果進行圓整。

146-(707/7)=146-101=45

146-(713/7)=146-101=45

在第二個方程式中數值101實際上是101.857…，去掉小數部分為101.就看部不出兩個值是不同的。我們知道在大多情況下數值的小數部分是不重要的。但也會有其它情況需要用到這樣一個微小的變化的數據

如果你用LEGO圖形化的編程環境為RCX編寫程序，你必須接受它的刻度值，否則無法處理原始數值。如果你選擇其它的編程語言，則可以直接處理沒有處理過的原始數值，在必須的時候，利用其優勢，可能會有更好的解決方案。

識別不同的顏色是光電感測器一個非常普通的應用。我們曾說過，光電感測器實際上並不是用來識別顏色的，而是用來讀取反射光值。因此，它很難把黑色和藍色的積木塊區別開。但目前來說，我們仍說它能識別顏色，在讀完之後您會明白真正的意思是什麼。

4.3.2沿線走

目前，光電感測器最普遍的使用方法就是用它搭建一個沿線走的機器人。

這個項目的設置是很簡單的，這也是之所以流行的一個原因。盡管其外觀簡單，這項工作仍需要引起足夠的重視，並需要你仔細設計和認真編程。我們將在第二部分詳細的討論這個主題的細節內容。當光電感測器在輕質地面上讀取一條黑線時，你要注意有什麼事情發生。

當把光電感測器放在地板上時，假設說讀取的數值為百分之七十，黑線為百分之三十。如果你想讓機器人緩慢的從地板移動到黑線或者是有污點的地方.你會注意到，數值不是從一個值突然跳到另一個值，而是會出現一系列的中間值。原因是光電感測器不是讀取一個點，而是光電感測器前部的一個小區域。所以當光電感測器穿過線的邊緣時，它所讀取的是地板和黑線的邊界值並返回一個中間值。

這個功能有用嗎？當然，有時有用，有時沒有用。尤其當我們涉及到沿線走時，它是有用的。實際上，你可以（或者說應該）編寫一段程序讓你的機器人沿著邊界走而不是實際的黑線。這樣當機器人需要改變它的行進路線時，它知道往哪個方向轉身：如果所讀取的值太」暗」，它應該向亮的區域前進，或有污點的區域。

技巧與提示

校準讀取值

有時，你並不能預先知道光電感測器實際上所讀取的數值是多少。假如你要參加一個沿線走的比賽：你並不能確定你的感測器所返回的地板和黑線的數值。在這種情況下，一般的習慣是，在你的程序中不寫入預期的常數值是比較好的。但可以讓你的機器人通過一個簡單的測量程序來讀取這些數值。繼續我們沿線走的例子,你可以專設一個空的輸入埠用來接入一個觸動感測器，當你把機器人放在地板上時手動按下觸動感測器，然後再放在黑線上，因此它就可以保存下讀取到的最大值和最小值。或者你可以編寫一個小的檢測程序，以取消那些限制。

當你需要控制一個更復雜的區域時,舉例來說，區域包括三種不同的顏色， 想像一個檯面被劃為白色，黑色和灰色三個不同顏色的區域。在白色和黑色之間的邊界上你如何能區別出灰色區域? 這時你不能只做一個簡單的讀取，你必須深入考慮其它的因素, 像預先讀取,或者你可以使你的機器人在一個地方收集更多的數據並推斷它所在的位置。要處理這樣的情況，對軟體的要求就會變得更加復雜。

光電感測器如同一個萬能器，它有很多種使用方法。你可以在光電感測器的前部放置一個彩色的可以移動的樂高梁來搭建一個對稱形狀的裝置.圖4.6就是一個這樣的例子。當你推或者拉梁的上部時，光電感測器就會讀取不同的光值。

圖4.6 用光電感測器作一個模擬控制

光電感測器與燈相結合（不包括在頭腦風暴套裝中）可做成一個光電管（圖4.7）；當有物體擋在光電感測器和燈之間時，機器人就會察覺。值得注意的是，我們在光電感測器的前面放置了一個1×2的單孔梁，以減少來自周圍光線的干擾。

圖4.7 光電管

4.3.3接近探測

你可以用光電感測器做成一個雷達探測器用於檢測即將碰到的障礙物。這被稱之為接近探測。這項技術所基於的特性我們已經討論並探究過了，就是光電感測器可以根據反射光線來測定相對距離。假如你的機器人要直線前進，用一個光電感測器為它在前面引路。假如你的機器人要在一個暗室里移動，除了光電感測器上的紅色發光二極體之外沒有任何的光源。在向前移動的過程中，機器人連續不斷的讀取感測器所檢測到的光值。如果讀取值趨向於迅速增大，就可以推斷出機器人正向著一個物體前進。但不能推斷出障礙物的種類及與障礙物之間的距離，如果房間內沒有物體在移動，你確信機器人正在接近障礙物。現在我們有了一套系統可以躲避障礙物而不是局限於碰撞以後再檢測它們。

注意：

RCX內部的IR LED發射的是不可見光，光電感測器的紅色二極體發射的是可見光。

遺憾地是，當房間內有光源時，這項技術工作就有問題了，原因是你的程序不能區別自身反射回的紅色光還外界環境光線。你需要在機器人身上有一個更明顯的獨立光源提供更高的參考。

令人欣慰的是，正好有一個！RCX內部有一個IR LED可以發射信息給紅外發射儀或是另一個RCX。用RCX內部的IR LED以比特的編碼形式發送信息可以被紅外發射器所接收到。關於信息的內容我們並不關心；我們需要的僅僅是光。盡管紅外光對於肉眼來說是不可見的，卻與可見光具有相同的性質，LEGO光電感測器對此卻非常敏感。

所以，現在你的程序有了使用接近探測的所有條件。發送一個IR信息並立即讀取光電感測器的值.你最好把讀取的數值進行一下平均處理，這樣可以把外部光源所導致的影響降至最低（我們將會第12節討論這個竅門）。如果你注意到在隨後的二組值中有顯著的增加，舉例來說，百分之十，說明你的機器人很有可能正朝著障礙物前進。

4.4角度感測器

我們將要研究的第三個樂高感測器是角度感測器（圖4.8）。遺可是機器人套裝中沒有包含該部件，它的多功能性僅次於光電感測器。在3801 Ultimate Accessory套裝裡麵包含一個角度感測器，還有一個觸動感測器，一個燈,遙控器 和少量的其它附件。

圖4.8 角度感測器

方法與技巧

角度感測器是如何工作的呢？

因為角度感測器有四種不同的狀態，所以會返回四種不同的值。我們稱之為A，B，C和D。對於每一次完整的旋轉，它經過了四種狀態各四次—這也就是我們為什麼要用十六來計數的原因。如果角度感測器是順時針旋轉，它會讀序列ABCD…，如果是逆時針旋轉，讀取的結果會是ADCBA…，RCX會時刻檢測感測器，當RCX檢測到狀態發生變化時，它不但可以推斷出角度感測器已經轉動，而且還可以知道所旋轉的方向。舉例來說，從A轉變到B，或從D轉變到A，計數器將增加一個單位，然而，從D到C，或者是從A到D，計數器將減少一個單位。

角度感測器，顧名思義，是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當連結到RCX上時，軸每轉過1/16圈，角度感測器就會計數一次。往一個方向轉動時，計數增加，轉動方向改變時，計數減少。計數與角度感測器的初始位置有關。當初始化角度感測器時，它的計數值被設置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復位。

通過計算旋轉的角度，你可以很容易的測出位置和速度。當在機器人身上連接上輪子（或通過齒輪傳動來移動機器人）時，可以依據旋轉的角度和輪子圓周數來推斷機器人移動的距離。然後就可以把距離轉換成速度，你也可以用它除以所用時間。實際上，計算距離的基本方程式為：

距離=速度×時間

由此可以得到：

速度=距離/時間

如果把角度感測器連接到馬達和輪子之間的任何一根傳動軸上，必須將正確的傳動比算入所讀的數據。舉一個有關計算的例子。在你的機器人身上，馬達以3:1的傳動比與主輪連接。角度感測器直接連接在馬達上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就是說，角度感測器轉三周，主動輪轉一周。角度感測器每旋轉一周計16個單位，所以16*3=48個增量相當於主動輪旋轉一周。現在，我們需要知道齒輪的圓周來計算行進距離。幸運地是，每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子，直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位)，因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。現在已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然後再乘以256。我們總結一下。稱R為角度感測器的解析度（每旋轉一周計數值），G是角度感測器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉一周角度感測器的增量。即：

I=G×R

在例子中，G為3，對於樂高角度感測器來說，R一直為16.因此，我們可以得到：

I=3×16=48

每旋轉一次，齒輪所經過的距離正是它的周長C，應用這個方程式，利用其直徑，你可以得出這個結論。

C=D×π

在我們的例子中：

C=81.6×3.14=256.22

最後一步是將感測器所記錄的數據-S轉換成輪子運動的距離-T，使用下面等式：

T=S×C/I

如果光電感測器讀取的數值為296，你可以計算出相應的距離：

T=296×256.22/48=1580 距離（T）的單位與輪子直徑單位是相同的.

實際上，在程序不僅僅會用到乘法和除法的數學運算，還有更多的需要多留心（有關內容我們將在第12章進行進一步的討論）。

使用角度感測器來控制你的輪子可以間接的發現障礙物。原理非常簡單：如果馬達運轉，而齒輪不轉，說明你的機器已經被障礙物給擋住了。此技術使用起來非常簡單，而且非常有效；唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數太多），否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它:在驅動輪旋轉的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。

在許多情況下角度感測器是非常有用的：控制手臂，頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是，當運行速度太慢或太快時，RCX在精確的檢測和計數方面會受到影響。事實上，問題並不是出在RCX身上，而是它的操作系統，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會丟失一些數據。Steve Baker用實驗證明過，轉速在每分鍾50到300轉之間是一個比較合適的范圍，在此之內不會有數據丟失的問題。然而，在低於12rpm或超過1400rm的范圍內，就會有部分數據出現丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內時，RCX也偶會出現數據丟失的問題。

這僅僅是一個小小的問題，你可以上下調整感測器來使其處在合適的范圍內。

8. 樂高控制器和單片機的區別哪個好單片機使用匯編語言和C語言編寫程序各有什麼優缺點

樂高控制器核心是單片機，或者說是用單片機做了一個可以再編程的電路板；如果您想做產品，或者做電子製作，還是學單片機吧；

學單片機直接學C語言吧，上手快，編程效率高，可借鑒的代碼多，別人寫的程序容易看懂，容易移植使用。
匯編可不要學了，匯編學的非常精闢時，可以寫出運行步驟少，速度更快，效率更高，體積更小的程序，但是因為單片機的飛速發展，單片機的自身運行速度提高很大，內部存儲空間也提高很多，所以匯編的優勢沒啥用。

9. 樂高42129要幾號電池

樂高42129要5號電池。駕駛室後面寫有ABCD電路介面標識的方形盒子，是電池艙，樂高42129需要6節AA即5號電池供能。樂高42129這輛卡車的特色是遙控的，甚至可以在爬升的時候進行轉向，動力是十分強勁的。

樂高42129構造解析

42129賓士4x4zetros測試卡車，這個模型相當的大，該款玩具卡車模型高21厘米，長48厘米，寬19厘米，所以，當你真正把它拼完的時候，真的該考慮這么大的傢伙放在哪裡好。這款賓士卡車背部採用了綠色積木設計。

而駕駛室採用了深灰色。駕駛室兩側的門都是可打開設計。可打開引擎蓋設計可以看到裡面的發動機，還有可旋轉的散熱風扇，還有一些細節設計，例如滅火器和空氣呼吸器的設計。

42129的一個驚喜就是全遙控設計，這款車採用了樂高全新的電機傳動系統，你在包裝上可以看到支持control加系統，它甚至可以在爬升的時候進行轉向。

42129的底部採用了兩個大電機，橋接到一個傳動系統，並且42129也採用了樂高新版的差速器，每個輪子後面都有變速箱設計，使得驅動系統更加緩慢，雖然齒輪降速達到五倍的程度，但是好處是獲得了更大的扭矩，也因此，這款車有了更大的扭矩。

10. 樂高 遙控器 什麼原理

紅外遙控器原理

通用紅外遙控系統由發射和接收兩大部分組成，應用編/解碼專用集成電路晶元來進行控制操作，發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、LED紅外發送器；接收部分包括光、電轉換放大器、解調、解碼電路。
發射部分的主要元件為紅外發光二極體。實際上是一隻特殊的發光二極體，由於其內部材料不同於普通發光二極體，因而在其兩端施加一定電壓時，發出的是紅外線而不是可見光。
遙控器使用的頻率都是38KHZ，是用一定方式對不同的按鍵進行編碼，通過專用的集成電路產生調制波，通過紅外線二極體發射出去。電視機接收之後進行解碼再執行相應的動作。不同頻率的紅外脈沖信號對應不同的命令，而這種脈沖是用石英實現的。通電之後石英的震動頻率非常快而且很均勻，所以可以用實現不同的脈沖頻率。