Как сделать клешню из лего ev3 инструкция
Добавил пользователь Alex Обновлено: 19.09.2024
Основные команды движения робота, вперед, назад, вправо , влево.
Циклические алгоритмы с датчиками. Движение до препятствия
Условные алгоритмы, переключатели. Условия на данные датчиков
Пример программирвоания робота лего Ev3 для соревнований кегельринг. Пример циклических алгоритмов
Программируем робота для соревнований Сумо.
Программа для EV3 движения вдоль черной линии.
Задание и использование перменных в Ev3.
Простейшие операции с переменными и вывод результата на экран блока Ev3
Алгоритм пропорционального регулятора с одним датчиком
Алгоритм пропорционального регулятора двумя датчиками. Программа для движения по черной линии Ev3
Известная во всем мире компания LEGO занимается не только созданием разноцветных кирпичиков и человечков, но и производит детали для настоящих программируемых роботов. Это направление развивается в компании с 1998 г. В 2013 г. вышла их последняя версия LEGO Mindstorms EV3 – третье поколение робо-конструктора.
Виды робо-конструкторов EV3
В настоящее время существует 3 версии конструктора Mindstorms Lego EV3:
- домашняя (31313);
- базовая, или обучающая (45544);
- ресурсная (45560), которая расширяет возможности базового набора.
Между наборами есть некоторые отличия по комплектующим. Используя каждый из них, можно собрать более 15 основных моделей киборгов.
Конструктор 31313 (домашняя версия) выпускается в большой синей коробке и включает в себя детали для создания следующих роботов:
Помимо вышеперечисленных вариантов, каждый новоявленный робототехник, получив соответствующие навыки, может собрать другие модели собственного изобретения из тех же деталей.
Управлять полученными роботами можно с помощью мобильных устройств – смартфона или планшета – или же пультом ДУ.
Образовательная версия комплекта выпускается в пластиковом контейнере. Она позволяет также создать 5 базовых роботов, которые к тому же будут более совершенными.
Роботы обучающей версии обладают большей автономностью. В набор дополнительно входят датчик касания, гироскопический и ультразвуковой датчики.
Основным отличием от домашней версии является отсутствие возможности ее приобретения в розничных магазинах, т.к. она предназначена для специализированных образовательных учреждений.
Благодаря образовательному набору LEGO Mindstorms EV3 можно создать такие модели:
- Робот-щенок – выглядит как подобие собаки. Позволяет имитировать кормление, задирает лапку, имеет соответствующее звуковое сопровождение. Реагирует на прикосновения, умеет садиться и вставать. На экране-мордочке отражаются глаза, которые могут моргать и превращаться в сердечки.
- Гироскутер (Gyro Boy).
- Сортировщик деталей по цвету.
- Рука-робот.
- Робот-транспортировщик (грузчик).
Lego Mindstorms EV3 Education 45544 — образовательная версия конструктора, предназначенная для образовательных учреждений.
Ресурсный набор выпускается в таком же контейнере, как и базовый. В своем составе он имеет детали механики, которые позволяют собрать еще 5 различных машин:
- Танк.
- Робот Znap – гусеничный ход, глаза, устрашающие челюсти и подобие ушей делают эту модель похожей на невиданную зверушку. Лего-робот реагирует на прикосновения и движения, правда, несколько агрессивным образом – шипит и пытается укусить.
- Вездеход.
- Слон.
- Фабрика спиннеров.
Назначение конструкторов
Ребенку придется не только собрать из деталей целого робота, но и запрограммировать его с помощью специального программного обеспечения. Последнее бесплатно можно скачать с официального сайта LEGO.
Благодаря Mindstorms EV3 его пользователь учится конструированию и программированию, осваивает основы робототехники, ведь из деталей возможно собрать не только предложенные модели, но и придумать собственного робота, а также написать для него индивидуальную программу (для этого создано бесплатное приложение EV3 ProgrammerApp). Особенно полезна в этом отношении базовая (образовательная) версия конструктора.
Домашняя версия подойдет детям младшего возраста, для которых собранный ими робот в первую очередь будет игрушкой, которой можно управлять с помощью пульта ДУ.
Для тех же, кто хочет заниматься робототехникой на более высоком уровне, выгодным приобретением станет базовая версия конструктора (Mindstorms Education).
Из деталей Lego EV3 можно собрать множество различных ботов, например, робота-кубера, который способен собрать кубик Рубика всего за 1-1,5 минуты.
Что входит в набор
В каждую обязательно входит микроконтроллер EV3, 1-2 датчика касания, севомоторы, USB-кабель и кабели для соединения, а также мелкие детали (оси, шарниры, колеса, штифты и т. д.).
Детали, которые отличаются в комплектациях, перечислены в таблице.
| HOME | EDUCATION (базовый) |
| Инфракрасный маяк (пульт ДУ) | Контейнер для хранения деталей |
| Инфракрасный датчик-приемник (одновременно и датчик расстояния) | УЗ-датчик расстояния, гироскопический датчик, дополнительный датчик касания |
| Готовые гусеницы | Сборные гусеницы |
| Понадобится 6 батареек АА + 2 батарейки ААА | Батарея-аккумулятор (зарядное устройство приобретается отдельно) |
| Всего 601 деталь | Всего 541 деталь |
Каждый из датчиков, входящих в комплект конструктора, имеет свои особенности и функции:
- Ультразвуковой датчик дистанции определяет расстояние до объекта с помощью отраженных от него ультразвуковых волн. Интервал для измерения составляет от 3 до 250 см. Также данное устройство можно применяться и как датчик звука. При этом режиме работы его индикатор будет мигать. Если же устройство излучает ультразвуковые волны, индикатор на корпусе светится непрерывно.
- Датчик (или кнопка) касания имеет трехступенчатую реакцию, распознает нажатия и их количество.
- Цифровой гироскопический датчик обнаруживает вращательные движения по одной оси, определяет скорость вращения в градусах за 1 секунду. Максимально распознаваемая скорость — 440°/сек. Плоскость, в которой работает устройство, можно определить, посмотрев на его корпус (там имеются стрелки-указатели).
- Свето-цветовой датчик различает 8 цветов (синий, желтый, зеленый, коричневый и др.), предназначен для определения степени освещенности в широком диапазоне – от темноты до яркого солнечного света. Способен отличить цветное изображение от черно-белого.
- ИФ-датчик – предназначен для обнаружения ИФ-света, который отражается от объектов; определяет наличие препятствий, чувствителен к пульту ДУ.
- Севомоторы – обеспечивают подвижность моделей.
Инструкции по сборке роботов EV3
В каждой коробке конструктора есть только 1 инструкция по сборке. Множество других схем можно найти на официальном сайте LEGO, база которого постоянно пополняется.
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Тип занятия: занятие изучения ногово материала
Форма занятия: комбинированное занятие
познакомить обучающихся с основными деталями конструктора Lego Mindsorms, изучить названия элементов конструктора Lego Mindstorms,
Обучающие: расширить знания о конструктуре Lego Mindstorms, учить применять эти знания
Воспитательные: воспитание информационной культуры обучающихся, внимательности, памяти, аккуратности в работе
Развивающие: способствовать развитию мелкой моторики, умения выделять главное в задании, навыков коллективной работы, взаимопомощи и поддержки.
Ожидаемые результаты:
Учащиеся должны знать/понимать:
§ названия элементов конструктора;
§ предназначение различных видов деталей;
§ возможности крепления одной детали к другой;
§ основные правила работы с конструктором;
§ правила безопасности при работе с конструктором.
Учащиеся должны уметь:
§ быстро найти нужную деталь конструктора;
§ скреплять детали конструктора между собой;
§ выделять путь решения в зависимости от поставленной задачи.
Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, наглядный, частично-поисковый, исследовательский.
Ход занятия:
1. Организационный этап урока:
Здравствуйте, ребята. Сегодня мы с вами познакомимся с интереснейшим робототехническим конструктором Lego Mindstorms EV 3.
2. Постановка цели и задач урока:
Ребята, как Вы думаете, что мы с Вами сегодня будем изучать на уроке?
А какие конструкторы компании Lego вы знаете?
Как вы думаете, чему мы должны с вами сегодня научиться?
Задачи нашего урока: ознакомиться с элементами конструктора, узнать предназначение различных видов деталей, рассмотреть возможности крепления одной детали к другой, научиться быстро, найти нужную деталь конструктора, выделять путь решения в зависимости от поставленной задачи.
3) Актуализация знаний обучающихся.
Предлагаю Вам разгадать кроссворд.
Вопросы к кроссворду:
По вертикали:
1. Набор деталей для сборки и моделирования разнообразных предметов.
3.Синоним слова "двигатель"
По горизонтали:
2. Компания, которая производит популярные конструкторы для детей
4. Устройство с помощью которых робот воспринимает окружающий мир.
5. Круг, вращающийся на оси и служащий для приведения в движение механизма.
6. "Мозг" робота
7. Набор деталей для сборки и моделирования разнообразных предметов.
8. Процесс создания, построение и изучение моделей, называется.
4) Объяснение нового материала.
Набор Lego Mindstorm EV3 содержит в наборе свыше 500 деталей, совместимых с деталями серии LEGO Technic. Набор выпускается в нескольких комплектациях: для класса, для индивидуального пользователя, ресурсный. Сердцем набора является микрокомпьютер EV3, управляющий моторами и датчиками. Он также обеспечивает связь микрокомпьютера EV3 и персонального компьютера или планшета по радио каналам Bluetooth и Wi-Fi (поддерживается WiFi адаптер NETGEAR WNA1100 Wireless-N 150), а также способен регистрировать экспериментальные данные. Микрокомпьютер EV3 также имеет программный интерфейс, позволяющий создавать программы и настраивать регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере EV3. Микрокомпьютер совместим с мобильными устройствами и питается батареями типа АА или аккумуляторной батареей EV3. Также в состав набора входят 3 серво мотора различной мощности (2 больших и 1 средний), 5 датчиков (гироскопический и ультразвуковой датчики, датчик света/цвета и два датчика касания), перезаряжаемая аккумуляторная батарея и соединительные провода.
Электронные компоненты EV 3:
1 .Микроконтроллер EV3 содержит 6 кнопок с LED- подсветкой, 4 порта для моторов, дисплей 178х128, слот для карт памяти mini SD, порт USB 2.0 тип A, Bluetooth, Wi-Fi, громкий динамик.
2. Большой сервомотор: Мощный мотор со встроенным датчиком угла поворота с точностью до 1 градуса; 160-170 об/мин; момент вращения 335 г*см, момент удержания 670 г*см; может быть
синхронизирован с другим мотором для движения строго по прямой; автоматически распознается встроенным программным обеспечением.
3. Средний сервомотор: Скорость вращения 240-250 об/мин;
встроенный датчик угла поворота с точностью до 1 градуса; момент вращения 115 г*см; момент удержания 170 г*см; автоматически распознается встроенным программным обеспечением.
4. Ультразвуковой датчик расстояния: Измеряет расстояние
до отражающего звук предмета в интервале 3-250 см с точностью
+/- 1 см; может использоваться как датчик звука; индикатор светится непрерывно, когда датчик излучает, и мигает, когда слушает; автоматически распознается встроенным программным обеспечением.
5. Датчик касания (кнопка): Определяет, нажата
или отпущена кнопка, умеет подсчитывать одиночные и многократные
нажатия; автоматически распознается встроенным программным обеспечением.
7. Датчик цвета/света: Цифровой датчик цвета различает 8 цветов и определяет освещенность в широком диапазоне: от темноты до яркого солнечного дня. Меряет отраженный красный свет и общий фоновый. Различает синий, зеленый, желтый, красный белый и коричневый, а также различает цветное и черно-белое изображение. Частота опроса 1 кГц; автоматически распознается встроенным ПО.
8. Инфракрасный датчик-поисковик: Цифровой инфракрасный
датчик-поисковик определяет близость к роботу и считывает сигналы инфракрасного маяка. Близостью считается расстояние в 50-70 см. Рабочая дистанция от маяка до 2 метров. Поддерживает 4 сигнальных канала. Принимает команды с пульта управления. Автоматически распознается встроенным ПО.
9. Инфракрасный маяк – пульт дистанционного управления:
4 инфракрасных канала; кнопка активации/деактивации; зеленый светодиод сигнализирует об активности маяка; автоматическое
выключение, если нет активности в течение часа; рабочее расстояние дo двух метров; питание от двух батареек ААА.
5) Первичная проверка понимания.
Мы познакомились с основными элементами конструктора Lego Mindstorm EV 3.
Задание: подпишите названия элементов конструктора.
6) Первичное закрепление.
Практическое задание: Подберите все детали, которые необходимы для создания Робота с клешней.
Для этого мы разделимся на три команды и будем собирать детали для робота.
Задание для группы №1. Из конструктора EV 3 подберите детали, которые предложены на рисунке.
Роботы LEGO Mindstorms - занимательная робототехника
Конструктор LEGO Mindstorms представляет собой набор электронных блоков и сопрягаемых деталей, предназначенный для создания программируемого робота. Первый набор Mindstorms компания LEGO представила еще в 1998 году, а спустя 8 лет, в 2006 году, была выпущена в свет первая версия набора LEGO Mindstorms NXT 1.0, еще через 3 года, в 2009 году вышла вторая версия набора — LEGO Mindstorms NXT 2.0, и, наконец, в 2013 году появился в продаже набор LEGO Mindstorms EV3.
Набор LEGO Mindstorms включает в себя как стандартные детали LEGO, такие как оси, шестерни, балки, колеса и сервомоторы, так и двигатели, сенсоры, и программируемый блок. Эти наборы подразделяются на ресурсный и базовый.
Базовый набор LEGO MINDSTORMS NXT есть трех версий:
8527 LEGO MINDSTORMS содержит 577 деталей, 2006 года выпуска. Это - первая версия коммерческого набора;
9797 LEGO MINDSTORMS Education NXT Base Set содержит 431 деталь, 2006 года выпуска. Это — базовый набор для обучения, образовательный набор;
8547 LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 содержит 619 деталей, 2009 года выпуска. Это - вторая версия коммерческого набора.
Каждый из трех наборов включает в себя интеллектуальный блок NXT одной и той же версии. Прошивки отличаются, но легко обновляются, поэтому наборы можно считать в принципе равноценными.
Ресурсный набор LEGO MINDSTORMS Education Resource Set есть двух версий:
9648 LEGO MINDSTORMS Education Resource Set;
9695 LEGO MINDSTORMS Education Resource Set.
Ресурсный набор 2010 года выпуска содержит 817 деталей, они более разнообразны.
Наборы LEGO Mindstorms комплектуются блоками управления на микроконтроллерах нескольких версий RCX, NXT и EV3. На текущий момент их три, кроме того есть модификации 1.0; 2.0 и 3.0.
Огромное количество сенсоров, которыми комплектуются наборы LEGO Mindstorms открывают широкие возможности для творчества. Сенсоры выпускают и сторонние производители, такие как Mindsensors и HiTechnic. Вот лишь несколько примеров стандартных сенсоров для LEGO Mindstorms NXT: сервомотор-тахометр NXT, ультразвуковой сенсор расстояния NXT, сенсор касания NXT, сенсор звука NXT, сенсор освещенности NXT. Вообще, список довольно обширен.
Давайте же рассмотрим, что представляет собой набор LEGO MINDSTORMS EV3.
Что касается начинки EV3, то интеллектуальный блок оснащен процессором Sitara AM1808 (ARM9) частотой 300 МГц от Texas Instruments, имеет 64 Мб оперативной памяти, 16 Мб Flash-памяти, также есть слот для карт памяти microSDHC до 32 Гб. В наличии USB-хост и Bluetooth, возможен Wi-Fi через USB-донгл, поддерживаются устройства Apple. Также блок оснащен монохромным LCD-дисплеем, разрешением 178x128. Все моторы и NXT-сенсоры полностью совместимы с блоком EV3. Кстати, NXT-блок может быть запрограммирован под EV3, но некоторые функции будут недоступны.
Коробка с конструктором может быть развернута в трассу с разноцветными зонами, и сенсоры цвета отлично будут с ними взаимодействовать. Детали, находящиеся в коробке, изначально разложены в несколько отдельных пакетиков. Кроме того, есть в комплекте набор наклеек и инструкция.
Интеллектуальный блок EV3 является сердцем конструктора. Питание осуществляется 6 пальчиковыми батарейками. Для управления служат 6 кнопок, причем подсветка имеет три цветовых режима индикации. Для подключения датчиков имеется 4 порта ввода, также присутствуют 4 порта вывода команд. Для подключения блока к компьютеру — гнездо miniUSB, порт USB-хост для организации соединений, встроенный динамик и, как упоминалось ранее, слот для карты памяти. Программный интерфейс позволяет создавать и настраивать программы непосредственно с блока.
Кроме интеллектуального блока, в комплект включены:
2 больших сервомотора, оснащенные точными датчиками вращения, и могущие развить 170 оборотов в минуту при максимальном крутящем моменте в 40 Нсм.
Также есть один средний сервомотор, крутящий момент здесь меньше — до 12 Нсм, однако обороты могут достигать 250 в минуту.
Датчик цвета и освещенности с возможностью различать 8 цветов с частотой опроса до 1 кГц.
Датчик касания, способный распознавать щелчок, прикосновение, освобождение и считать их количество.
ИК-датчик расстояния, применимый и для ДУ, способный принимать сигнал даже с 2 метров, с диапазоном измерения расстояния в радиусе до 70 см. Доступны 4 канала для индивидуального приема сигналов, управляющих команд.
Инфракрасный маяк для ИК-датчика, может работать как пульт ДУ. На корпусе есть зеленый индикаторный светодиод и переключатель каналов. Может предавать в 4 отдельных канала в радиусе до 2 метров. Автоматически отключается через час простоя. Питается от двух мизинчиковых батареек.
Кроме включенных в комплект датчиков, могут использоваться и другие датчики:
Гироскопический датчик для измерений вращательных движений робота с точностью в 3 градуса, чувствительный к моментам до 440 градусов в секунду. Частота опроса до 1 кГц.
Ультразвуковой датчик, служащий для измерения расстояний посредством передачи и приема отраженных волн. Может работать как сонар и как приемник звуковых волн в качестве управляющих сигналов. Способен измерять расстояния до 2,5 метров с точностью в 1 см.
Поддерживаются не только сенсоры и аксессуары LEGO, но и модели сторонних производителей, например Mindsensors и HiTechnic. Это могут быть джойстики, компасы, акселерометры и т. д. Ассортимент всевозможных решений очень-очень широк.
Для программирования робота можно использовать программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3 Home Edition для Windows или OS X, которое легко скачивается на официальном сайте LEGO. Там же есть обилие прошивок, обучающих материалов по программированию, видеороликов, интерактивных инструкций, описаний миссий.
Разумеется, EV3 может управляться со смартфона на Android или iOS, для этого есть отдельные приложения. Программирование возможно и на Java и на множестве других языков:
На официальном сайте LEGO можно найти 17 моделей с инструкциями для сборки разных роботов из комплекта EV3. Вот эти модели:
TRACK3R - робот на гусеничном ходу высокой проходимости с четырьмя взаимозаменяемыми инструментами.
SPIK3R – робот-скорпион, может резко разворачиваться, хватать клешней-дробилкой предметы, а хвост-молния даст отпор всему, что окажется на его пути.
R3PTAR – робот-кобра высотой 35см, может скользить по полу, атаковать предметы клыками с высокой скоростью.
GRIPP3R – этот робот способен поднимать тяжести, может захватить, поднять и кинуть жестяную банку.
EV3STORM – робот на гусеничном ходу со множеством миссий.
BOBB3E – робот-погрузчик Bobcat® с возможностью дистанционного управления посредством кнопок ИК-маяка, может двигаться или поднимать различные предметы.
BANNER PRINT3R – робот-принтер. Он умеет рисовать обычным маркером, проводя линии. Можно задавать собственный рисунок.
RAC3 TRUCK – гоночный грузовик на дистанционном управлении. Можно добавить прицеп.
DINOR3X - робот-трицератопс ходит и поворачивается на четырех ногах.
KRAZ3 – робот реагирует на ИК-маяк своего друга-жучка. Можно также управлять роботом с помощью настраиваемой программы или запрограммировать так, чтобы он двигался исключительно за жучком;
EV3D4 - созданный по мотивам “Звездных войн”, может следовать за владельцем, перемещаться по ИК-маяку, общаться. Поддерживает обширный набор сценариев, которые можно программировать и расширять, используя новое ПО EV3.
EL3CTRIC GUITAR - Ударяя по одной струне, перебирая пальцами по безладовому грифу, используя тремоло-систему, можно исполнять невероятные соло на этой гитаре!
EV3MEG - робот-помощник, способный перемещаться точно по линиям определенного цвета, благодаря датчику освещенности. Обнаруживает препятствия на пути и реагирует на них. Способен перемещаться как самостоятельно, так и управляться с помощью ИК-маяка.
Игра EV3 – робот умеет прятать мячик под стаканчик, затем менять стаканчики местами, а вам предстоит угадать, где мячик. Используя ИК-маяк можно задавать уровень.
MR.B3AM - измеряет длину балок LEGO® Technic, определяет цвет и размер балок.
ROBODOZ3R – робот-бульдозер. Может двигаться самостоятельно или управляться дистанционно. Расчищает себе путь, отваливая и отодвигая с пути мешающие предметы.
В силу того, что данные наборы заставляют думать, моделировать, изобретать, в общем побуждают к творчеству и развитию, вовсе не удивительно, что во множестве стран весьма широко внедрено обучение в колледжах и школах с использованием наборов LEGO Mindstorms.
Стали довольно популярны соревнования роботов, в которых каждое учебное заведение может выставить свои команды роботостроителей на соревнования. Проводятся такие соревнования и в России, самое известное из таких мероприятий — РобоФест. Лучшие из лучших попадают на Всемирную Олимпиаду Роботов - WRO (World Robot Olympiad).
Где купить LEGO Mindstorms EV3?
Цена LEGO Mindstorms EV3 зависит от комплектации набора. Различные комплектации LEGO Mindstorms, его образовательные версии, можно приобрести у специализированных продавцов LEGO Education.
Читайте также: