Краткий обзор LEGO Mindstorms EV3 — Январь 2016

Занимательная робототехника

Краткий обзор LEGO Mindstorms

LEGO Mindstorms — безусловно самая популярная модель конструируемых роботов для детей и не только. Это отличный вариант и по соотношению цена/качество, и по соотношению доступность/возможности. Именно этими конструкторами оснащено большинство кружков робототехники (для образовательных учреждений выпускается специальный вариант, включающий пластмассовый контейнер, содержание отличается незначительно) . Безусловно, это отличная модель и для домашнего использования.

Производитель указывает начальный рекомендуемый возраст использования наборов — 10 лет. Наш опыт говорит о том, что их можно использовать примерно лет с 5-7.

Наборы LEGO Mindstorms представлены в различных вариациях, мы рассмотрим две последние базовые (для домашнего использования) модели: NXT 2.0 2009 года и EV3 2013.

NXT содержит:

  • NXT brick, используется как контроллер, имеет ЖК экран, 4 кнопки, динамик, Bluetooth передатчик, USB порт, 3 порта на выход и 4 на вход
  • 3 сервомотора с шагометром
  • Ультразвуковой датчик расстояния
  • Две кнопки
  • Трехцветный светодиод, датчик освещенности и цвета в одном корпусе
  • Кабеля
  • ПО: драйвер и программа для визуального программирования
  • Около 600 различных деталей LEGO Technic

EV3 содержит:

  • EV3 brick, используется как процессор, имеет ЖК экран, 6 кнопок, динамик, Bluetooth и Wi-Fi передатчики, USB и SD порты, 4 порта на вход и 4 на выход
  • 3 сервомотора с шагометром
  • Инфракрасный датчик расстояния
  • Кнопка
  • Датчик цвета
  • Инфракрасный маяк и пульт в одном корпусе
  • Кабеля
  • Около 550 различных деталей LEGO Technic

Контроллеры и датчики в этих наборах имеют для своих целей довольно хорошие характеристиками, однако можно отметить маломощность моторов. Недостаток и в том, что пластмассовые детали LEGO весьма хрупкие. В целом наборы отлично подходят для детей.

Купить такой набор можно, например, в интернет-магазинах OZON, EduCube.

Не знаете где купить Lego Mindstorms? Коробочную версию — в магазинах игрушек и многих интернет-магазинах, например, OZON, образовательную версию у официального дистрибьютера Educube.

LEGO Mindstorms Education EV3 — Обзор конструктора. Читать последние новости из мира Лего – EduCube

LEGO Mindstorms Education EV3 — Обзор конструктора

В данной статье речь пойдет о новой версии конструктора — LEGO Mindstorms Education EV3. Но прежде чем рассказывать о нововведениях EV3, давайте познакомимся с серией конструкторов LEGO Mindstorms поближе.

LEGO Mindstorms – робототехнический конструктор для ребят в возрасте от 10 лет. В качестве строительных блоков для робота используются детали LEGO Techniс – многие ребята уже знакомы с ними по конструкторам «Технология и физика», «Пневматика», «Возобновляемые источники энергии». Но построить каркас робота недостаточно: надо «научить» его получать информацию из окружающей среды и реагировать на нее. Для этого используются специальные устройства – сенсоры: они позволяют определять цвет, освещенность, расстояние до ближайших предметов и многое другое. Реагировать на «раздражители» робот может с помощью моторов – либо уехать куда-нибудь, либо что-нибудь сделать – например, укусить обидчика за палец. А «мозгом» робота является специальный программируемый блок, к которому и подключаются все моторы и датчики.

Перейдем к составу набора LEGO Mindstorms EV3. Вот что входит в образовательную версию набора:

  • 1 программируемый блок
  • 3 мотора:
    • 2 больших мотора
    • 1 средний мотор
  • 5 датчиков:
    • 2 датчика касания
    • 1 датчик цвета
    • 1 ультразвуковой датчик расстояния
    • 1 гироскоп
  • Аккумуляторная батарея для робота
  • 528 деталей Lego Technic

Датчики и моторы

Рассмотрим, что же изменилось в EV3 по сравнению со старой версией NXT.

В наборе будет 3 мотора, но один из них будет отличаться как по размерам так и по техническим характеристикам.

Датчик звука был заменен на гироскоп. Остальные типы датчиков остались прежними.

Еще одной особенностью является авто-определение датчиков и моторов при их подключении к блоку – о данной особенности я расскажу в разделе, описывающем новую среду программирования EV3.

Характеристики датчиков и моторов представлены ниже.

Датчик касания EV3 очень похож на датчик предыдущей версии. Он определяет, когда кнопка нажата или отпущена, также он может подсчитывать одиночные или многократные нажатия.

Датчик цвета EV3 различает 7 цветов и может определить отсутствие цвета. Как и в прошлой версии он может работать как датчик освещенности.

  • Измеряет отраженный красный свет и окружающее освещение
  • Способен определять различия между белым и черным или цветами: синим, зеленым, желтым, красным, белым и коричневым
  • Частота работы: 1 кГц
Читать еще:  Краткий обзор Scarlett SC-CG44502 — Апрель 2020

Гироскопический датчик EV3 измеряет вращательное движение робота и изменение его положения.

  • Может использоваться для определения текущего направления вращения
  • Точность: +/- 3 градуса на 90 градусов оборота (в режиме измерения наклона)
  • Может определить максимум 440 градусов/c (в режиме гироскопа)
  • Частота работы: 1 кГц

Ультразвуковой датчик расстояния

К основной функции ультразвукового датчика EV3 добавилась еще одна — он также может «слушать» ультразвуковые колебания, испускаемые другими датчиками ультразвука.

  • Может измерять расстояние в диапазоне 3 — 250 см.
  • Точность измерений : +/- 1 см
  • Дискретность результата измерений: 0.1 см.
  • Может быть использован для поиска других активных ультразвуковых датчиков (режим прослушивания)
  • Красная LED подсветка вокруг «глаз»

Большой сервомотор EV3 очень похож на предыдущую версию мотора NXT, однако корпус мотора стал чуть больше (виртуально он теперь занимает 14x7x5 отверстий против бывших 14x6x5). Также были изменены места крепления моторов и их тип.

  • Максимальные обороты — 160- 170 об/мин.
  • Заданный крутящий момент — 40 Н/см
  • Реальный крутящий момент — 20 Н/см.
  • Встроенный датчик угла поворота (энкодер) мотора с точностью 1 градус

Средний сервомотор EV3 основан на Power Function моторе аналогичного размера. Дополнительное место потребовали только датчик угла поворота и порт для подключения. Этот мотор отлично подойдет для работы под низкими нагрузками и высокими скоростями.

  • Максимальные обороты — 240- 250 об/мин.
  • Заданный крутящий момент — 12 Н/см
  • Реальный крутящий момент — 8 Н/см.
  • Встроенный датчик угла поворота (энкодер) мотора с точностью 1 градус

NXT датчики, моторы и кабели совместимы с EV3, таким образом все ранее построенные роботы могут управляться новым блоком.

Программируемый блок EV3

Серьезные изменения произошли и с микрокомпьютером EV3. По сравнению с NXT, EV3 блок имеет более быстрый процессор, больше памяти. Прошивка блока EV3 базируется на свободно распространяемой ОС Linux, что дает возможность создавать свои прошивки для блока. Подключить робота к компьютеру теперь возможно не только через USB и Bluetooth, но и по Wi-Fi. Между собой роботы также могут «общаться» по USB, Bluetooth и Wi-Fi.

Ниже представлена сравнительная таблица характеристик NXT и EV3:

С EV3 в комплекте поставляется новая графическая среда разработки на базе LabView, похожая на NXT-G. Работать она будет, как и NXT-G, на ОС Windows и Mac.

Среда разработки EV3 была значительно улучшена. Теперь все материалы для робота: программы для робота, документацию, результаты экспериментов, фото и видео — можно хранить в проекте. Был также добавлен инструмент zoom, который позволяет масштабировать программу, чтобы, например, увидеть всю программу целиком. Стоит отметить, что NXT блок можно программировать с помощью новой среды EV3, однако старый блок поддерживает не все особенности нового языка программирования.

Перечислим основные нововведения среды программирования EV3:

  • Тесная интеграция среды программирования с блоком:
    • Добавлена специальная страница с подключенным оборудованием. Она позволяет отслеживать статус EV3 блока и получать значения с датчиков в реальном времени.
    • Датчики и моторы распознаются при подключении автоматически, благодаря функции auto-id. Это позволяет не указывать, что к такому-то порту подключен такой-то датчик или мотор.
  • Новый режим отладки:
    • В процессе работы программы подсвечивается выполняемый блок. Это позволяет точно понимать поведение программы.
    • На программном блоке загорается специальный символ, если к данному порту подключен другой датчик или мотор.
    • Добавлена возможность просматривать значения, передаваемые через каналы данных (data wires).
  • Новые возможности программных блоков:
    • Сцепление блоков друг с другом позволило отказаться от «балки исполнения», на которой располагались блоки в среде NXT-G.
    • У блоков нет такого понятия, как панель настройки, — поведение теперь настраивается непосредственно на блоке, что привело к увеличению их размера. Программу теперь намного легче читать – сразу видно как настроены датчики и моторы.
    • Появились блоки «ждать изменения», которые позволяют реагировать на факт изменения значения, а не на изменение до определенного значения как в NXT-G.
    • Улучшения в передачи данных от блока к блоку позволяют упростить преобразование типов (теперь не нужно вручную преобразовывать, например, число в строку).
    • Добавлена возможность работы с массивами.
    • Стал возможен досрочный выход из цикла.

Кроме нового языка программирования появились программы под Android и iPhoneiPad для управления роботом. Также на базе программы Autodesk Invertor Publisher создана программа для создания и просмотра пошаговых 3D инструкций. В этой программе можно масштабировать и вращать модель на каждом этапе сборки, что позволяет строить более сложных роботов по инструкциям.

В образовательный набор включены инструкции для сборки 5 роботов:

Color Sorter
Классическая задача по сортировке предметов (в данном случае — Lego деталей) по цвету.

Gyro Boy
Робот-сигвей, использующий гироскоп для балансировки.

Puppy
Робот-собачка, которую можно гладить, кормить. Спать и справлять нужду она также умеет 🙂 Напоминает тамагочи.

Читать еще:  Краткий обзор Гейнер «Serious Mass» от Optimum Nutrition — Январь 2019

Робо-рука
Позволяет перемещать предметы.

Для EV3 набора был подготовлен ресурсный набор LEGO MINDSTORMS Education EV3, позволяющий собирать другие модели, используя новые детали.

Обзор игрушки Lego Mindstorms 31313 Лего Майндстормс EV3

Доброго дня друзья, к чему бы такое начало? А вот к чему: сегодня в наши цепкие лапки попал потрясающий, нет, не то слово, фантастически прекрасный набор конструктора LEGO — 31313 Лего Майндстормс! Чем же он так интересен, спросите Вы? Дело в том, что этот набор позволяет собирать самых настоящих роботов и программировать их, а ещё, его можно использовать в качестве набора датчиков, сервомоторчиков сенсоров и других полезных штук, чтобы оживить свои модели!

Всех слабонервных просим отойти от мониторов или перейти на другую страницу нашего сайта, потому что мы приступаем. В этот раз обзор будет очень подробным, мы постараемся не упустить ни одной мелочи. Поехали!

Часть первая. Прелюдия.

Мы не будем мучить Вас рассказами об истории компании LEGO. Просто предоставим несколько сухих фактов: — первые кубики Лего появились в 1949 году — 1963 год — набор впервые комплектуется инструкцией по сборке — классический человечек Лего впервые был вложен в набор в 1978 году — сегодня каждую секунду производится 630 деталей в секунду Неплохо для «маленького семейного предприятия» из датского городка Биллунд, не так ли?

Теперь поговорим о роботах. Это не первый набор с программируемыми моделями, впервые набор серии Mindstorms появился в продаже в 1998 году и с тех пор получил 3 «апдейта»: в 2006, 2009 и 2013 годах. Неизменным оставался принцип комплектации набора: блок управления, вокруг которого строится робот, набор различных сенсоров (звуковой, сенсор расстояния, освещённость, касания, моторы) и стандартные детали ЛЕГО для строительства оболочки.

Во многих странах наборы серии Mindstorms используются в процессе обучения в школах и колледжах, а также проводятся ежегодные соревнования — Всемирная Олимпиада Роботов или WRO. Россия не стала исключением и с 2000 года проводятся отборочные региональные мероприятия, а затем финал в Москве: Московские соревнования роботов, победители которого переходят на международный уровень. А ещё робот Mindstorms побывал на МКС, и с его помощью был поставлен ряд экспериментов в условиях невесомости.

Часть вторая. «Ну что, кто хочет первым сорвать с него плёночку?» (с) Шелдон Купер

Коробка этого набора настолько же необычна, насколько и он сам. Во-первых, не выбрасывайте пластиковый «рукав» с коробки — его надо развернуть и он превратится в разноцветную трассу для движения роботов с сенсорами цвета.

На передней части коробки подписаны все датчики и, кроме основной модели, предложены ещё 4 варианта сборки.

Сзади — о них же, но более подробно. Более подробно об игровых функциях, линия разрезания и маленькая пасхалка от LEGO. Нашли? Ладно, подскажу: надпись Create & Command написана тем же шрифтом и очень напоминает логотип знаменитой серии RTS стратегий от компании Westwood: Command & Conquer.

Торцы стандартные: информация о системных требованиях, элементах питания, фото детали в масштабе 1:1 — ничего необычного.

Клапанов нет, аккуратно отклеиваем скотч и высыпаем содержимое коробки на стол.

Что мы имеем в итоге: инструкция по сборке 1 (одной) модели, а за остальными милости просим к нам на сайт, на страницу продукта, или на сайт Lego. Лист с наклейками (ох уж эти наклеечки), могли бы и принты на деталях сделать. Отдельная коробочка с «сердцем набора» — кубиком EV3. Батарейки, как обычно, в комплект не входят.

Всего их требуется 8: 6 стандарта АА в кубик и 2 AAA для питания ИК-маяка. О «кубике» мы расскажем очень подробно чуть ниже. 11 пакетиков с деталями, проводами и другими полезными мелочами.

Часть 3. А вместо сердца — пламенный…кубик

Новый блок управления EV3 серьёзно отличается от своего предшественника. Он поддерживает подключение до 4 сенсоров при помощи специальных портов. Экран так и остался монохромным LCD, но разрешение стало выше: 178 * 128 пикселей (у блока NXT 100*64). Внутри установлен процессор на платформе ARM9 от Texas Instruments с частотой 300 МГц Sitara AM1808. Объём оперативной памяти вырос до 64 МБ, установлен твердотельной накопитель на 16 МБ и добавлен слот для расширения ПЗУ с помощью карты памяти microSD объёмом до 32 ГБ.

Серьёзным преимущество стало добавление порта USB-хост, при помощи которого к устройству можно подключать внешние устройства, например Wi-Fi приёмник или соединять блоки управления EV3 (до 4 устройств) в единую цепочку, что позволяет конструировать очень сложных и многофункциональных роботов. Также была добавлена поддержка устройств от компании Apple: приятно же управлять роботом или механизмом со своего айфона или айпеда. Модуль Bluetooth оставили без изменений. А вот динамик стал заметно громче.

Читать еще:  Краткий обзор Tefal YG500132 — Апрель 2019

Компания ЛЕГО очень серьёзно подошла к вопросу совместимости сенсоров из наборов предыдущего поколения с новым кубиком. Все сенсоры Mindstorms NXT совместимы с новым блоком управления.

Для соединения с компьютером теперь вместо USB A используется порт mini USB. Если нужно заложить какую-то простенькую программу или внести корректировку «на лету» подключать его к PC нет необходимости. На корпусе расположено 6 кнопок с изменяемой подсветкой (3 цвета), которых вполне достаточно для управления моделью.

Часть 4. Што у хобитца в карманцах?

Теперь поговорим о том, что ещё находится в коробке. XXX деталей Lego Technic: элементы для создания каркаса и корпуса моделей, шестерёнки, классические пины, 2 резиновые гусеницы, 4 колеса, комплект проводов, а также 7 датчиков. Преобладающие цвета деталей: чёрный, красный и серый.

а). Прекрасные сервомоторы размера L (2 штуки). Эти моторы предназначены для обеспечения движения вашей роботизированной модели. Они автоматически определяются блоком управления и, благодаря специальному датчику вращения, могут синхронизироваться между собой, обеспечивая постоянную скорость движения. Также этот датчик передаёт всю необходимую информацию о скорости движения и пройденному расстоянию.

b). Сервомотор размера «М», то есть средний. Эта новинка набора Mindstorms EV3. Кроме более компактных размеров он отличается чуть меньшим временем реагирования на команды блока управления и высокими максимальными оборотами (до 250 в минуту). Также как и большие собратья автоматически «подцепляется» блоком EV3.

с). Инфракрасный маяк и цифровой ИК-датчик. Одни из самых интересных частей набора. Эта связка обеспечивает дистанционное управление моделью на расстоянии до 2 метров. Для работы маяка в него требуется установить 2 «мизинчиковые» батарейки (стандарт ААА).

d). Сенсор касания. Впервые такие датчики появились в наборах Lego в далёком 1997 году в топовом конструкторе серии Technic «Грузовик со штрих-кодом» 8479. Прекрасный был набор, также позволявший заложить программу в специальный блок управления, но используя другой принцип: считывания штрих-кода действия со специального листа. Внешне он, конечно, выглядит иначе, но функционал остался прежним: трёхступенчатая реакция на касание, касание до щелчка и освобождение сенсора.

e). Сенсор освещённости/различения цветов. Определяет 8 разных цветов, а также уровень освещённости. Классная вещь, например, для активации режима патрулирования после выключения света в помещении. Или движения по маршруту, построенному на считывании различных цветовых меток. Для него-то нам и пригодится пример такой трассы, который напечатан на внутренней стороне «рукава» коробки.

Лайфхак. В расширенных вариантах набора можно дополнительно найти ультразвуковой датчик (можно использовать по принципу сонара) и гироскопический сенсор. А если как следует поискать в интернете, то и другие сенсоры от сторонних производителей, поддерживающиеся блоком EV3. Крайне рекомендуем обратить внимание на S-block.

Так он собирается. Инструкция подробная, понятная, впрочем — как обычно.

Без навешивания датчиков получаем такою вот конструкцию:

Часть 5. Заключительная.

Плюсы набора:
+ Набор открывает практически неограниченные просторы для конструирования собственных или модернизации существующих моделей из Лего с программируемым блоком.
+ Отличная комплектация набора: всё необходимое сразу находится в одной коробке.
+ Возможность перепрошить блок управления для программирования на любом популярном языке.
+ Совместимость с предыдущими наборами Mindstorms.
+ Дружелюбный и понятный интерфейс ПО для работы с блоком управления, включающий курс обучения.
+ Высочайшее качество деталей конструктора.

Минусы набора:
— Как и любая другая хорошая, интересная и полезная игрушка этот набор стоит дорого. Но тут каждый должен решить сам, что ему важнее: длительный, увлекательный процесс игры, программирования и потенциальная возможность участвовать в соревнованиях и связать свою жизнь с робототехникой или ворох странных, ломающихся игрушек.
— Наклейки на некоторые детали. Их не всегда получается наклеить ровно, а при создании собственных моделей они иногда оказываются «не в тему». Но этот момент легко исправить: просто не приклеивать их)))
— Отсутствие встроенного аккумулятора в блок управления. Всё-таки 6 батареек это не литий-полимерный аккумулятор. И весят они больше, и заряда хватает на меньший срок, да и стоимость их растёт с каждым месяцем. Но и это решаемо: можно заказать специальный аккумулятор от компании Лего.

Давайте подведём итоги нашего сегодняшнего рассказа. Набор, действительно, очень классный. Он надолго увлечёт вашего сына, а заодно и вас, ведь возможности действительно безграничны. Если Вам надоест пользоваться приложением для программирования, которое предлагается вместе с набором — перепрошейте его и пишите программу практически на любом известном языке программирования. Он станет прекрасным подарком на любой праздник. Лего предлагает его для детей в возрасте от 10 лет и старше, но по опыту можем сказать, что и 7летний мальчик прекрасно справляется со сборкой модели и программированием базовых функций. Купить набор Lego Mindstorms 31313 можно в интернет-магазине игрушек Toy.ru по очень привлекательной цене. А на десерт предлагаем посмотреть видеообзор на этот набор от Товарища Сафронова!

Источники:

http://edurobots.ru/2014/02/mindstorms/
http://educube.ru/news/1206/
http://www.toy.ru/reviews/obzor_lego_mindstorms_31313_lego_mayndstorms_ev3/

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector