Taxitaxitaxi.ru

Эволюшн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Робозвери, планы уроков и новые детали: обзор набора LEGO Education SPIKE Prime

Робозвери, планы уроков и новые детали: обзор набора LEGO Education SPIKE Prime

Робототехника — одно из самых интересных и прорывных школьных занятий. Она учит составлять алгоритмы, геймифицирует учебный процесс, знакомит детей с программированием. В некоторых школах уже с 1 класса занимаются информатикой, учатся собирать роботов и составлять блок-схемы. Чтобы дети легко понимали робототехнику и программирование, могли углубленно изучать математику и физику в средней школе, мы выпустили новый обучающий набор LEGO Education SPIKE Prime. Подробности о нем расскажем в этом посте.

LEGO Education SPIKE Prime предназначен для обучения детей 5–7 классов в школах и кружках робототехники. Набор позволяет строить алгоритмы с помощью блок-схем и любоваться, как картинки на экране превращаются в движения и действия. Для современных школьников важна наглядность и WOW-эффект, и SPIKE Prime является приманкой, которая может увлечь детей программированием и точными науками.

Обзор набора

Набор поставляется в минималистичном желто-белом пластиковом боксе. Под крышкой — картонка с инструкцией по началу работы и схемой размещения деталей в лотках. Набор спроектирован так, чтобы с ним было легко начинать работу и педагогу требовалось минимум дополнительной подготовки.

Сами детали расфасованы по пакетикам с номерами, которые соответствуют номерам ячеек в лотках.

В Базовый набор входит более 500 элементов LEGO, включая новые.

  • Несколько новых рам, которые сокращают время сборки прототипов и позволяют создавать крупные модели.
  • Новый кубик 2×4 с отверстием для осей Technic. Он позволяет объединять элементы Technic и LEGO System в одном проекте.
  • Обновлена базовая пластина из ассортимента Technic.
  • Новые узкие колеса, которые обеспечивают точность управления и повышают маневренность моделей.
  • Новое поворотное колесо в виде опорного ролика.
  • Новые зажимы для проводов, доступные в нескольких цветах, позволяют аккуратно закреплять шлейфы.

Моторы подключаются напрямую к хабу и имеют датчики вращения с точностью до 1 градуса. Эта возможность предусмотрена для синхронизации работы моторов, чтобы они могли двигаться одновременно с постоянной скоростью. Кроме этого, датчик можно использовать и для измерения скорости и расстояния движения модели.

Датчик цвета различает до 8 цветов и может использоваться как датчик освещенности. В него также встроен инфракрасный датчик, который может считывать, например, отражение света.

Датчик касания распознает следующие ситуации: кнопка нажата, отжата, сильное нажатие. При этом датчик определяет силу давления в ньютонах или в процентах.

ИК-датчик служит для определения расстояния от робота до определенной точки или для предотвращения столкновений. Способен измерять расстояние в процентах, сантиметрах и дюймах.

Расширить возможности базового набора можно с помощью ресурсного набора, который состоит из 603 деталей. В него входят: дополнительный большой набор и датчик света, два больших колеса, большие конические зубчатые шестерни, которые позволяют строить крупные поворотные платформы.

В хаб встроен гироскоп, который умеет определять его положение в пространстве: ориентацию, наклон, крен, определение грани сверху, состояние падения хаба и т. д. Встроенная память позволяет загружать и хранить до 20 программ. Номер программы отображается на пиксельном экране 5х5, куда также выводятся пользовательские изображения и статус работы хаба.

Также на хабе расположены:

  • Разъем microUSB для зарядки аккумулятора или соединения с ПК.
  • Кнопка синхронизации Bluetooth, с помощью которой можно установить беспроводную связь с ПК для программирования хаба.
  • 6 портов (A-F) для выполнения команд или получения информации с датчиков.
  • Три кнопки управления хабом.
  • Встроенный динамик.

Программное обеспечение

ПО LEGO Education SPIKE доступно для Windows, Mac OS, Android, iOS и Chromebook, его можно скачать на сайте LEGO Education. Программная среда создана на основе детского языка программирования Scratch. Она состоит из набора команд, каждая из которых представляет собой графический блок определенной формы и цвета с параметрами, которые можно изменять вручную, например, скорость и дальность движения, угол вращения и т. д.

При этом наборы команд, связанных с различными компонентами решения (моторы, датчики, переменные, операторы и т. д.), выделены разными цветами, что позволяет быстро интуитивно разобраться, как программировать то, что нужно.

Еще в самом приложении собрано множество планов уроков, а также около 30 различных инструкций по сборке моделей.

Первые шаги

После запуска приложения и выбора языка сразу же предлагается три стартовых шага:
1) Запрограммировать хаб, чтобы на экране выводился смайлик;
2) Познакомиться с работой моторов и датчиков;
3) Собрать модель «Блоха» и запрограммировать ее на движение.

Знакомство с SPIKE Prime начинается с описания возможностей подключения (через microUSB или через Bluetooth) и работы с пиксельным экраном.

Сначала необходимо задать последовательность команд, которая должна выполняться после запуска программы, а также выбрать конкретные пиксели, которые будут зажигаться на экране хаба.

Второй шаг предусматривает сборку и программирование реакции моторов на различные сигналы с датчиков. Например, можно запрограммировать мотор, чтобы он начал вращаться при поднесении руки или любого предмета к сенсору расстояния.

Читайте так же:
Регулировка фар acura mdx

Для этого мы создаем последовательность команд: если предмет находится ближе n сантиметров к датчику, то мотор начинает работать.

Третий и самый интересный шаг: собрать робота-блоху и запрограммировать ее на прыжки по команде. Для этого сначала нужно собрать из деталей и двух моторов самого робота.

Затем приступаем к программированию. Для этого задаем следующий алгоритм: при включении программы «блоха» должна дважды проскакать вперед, поэтому два мотора должны сделать два полных вращения одновременно. Скорость вращения установим на 50%, чтобы робот не прыгал слишком сильно.

На выходе у нас получился небольшой робот, который при запуске программы скачет вперед. Красота!

Робот-блоха резво устремился вперед, нашел первую жертву, но что-то пошло не так.

После этого обучение закончено, можно приступать к более сложным проектам: в приложении только блок-схем для различных частей набора (моторы, хаб, датчики и т. д.) насчитывается более 60. При этом каждую блок-схему можно слегка менять с помощью параметров. Также внутри ПО есть возможность создания переменных и собственных блок-схем.

Для учителей

К набору прилагаются методические материалы для учителей. В них входят учебные планы, задачи с готовыми решениями и задания, где ответа нет и нужно творчески подойти к решению. Это позволяет быстро приступать к работе с набором и строить программы обучения.

Всего на сайте готово 4 курса. «Отряд изобретателей» — курс для уроков технологии, который закрепляет понимание учениками процесса ведения проектной деятельности. Два курса относятся к информатике. «Запускаем бизнес» дает базовые навыки программирования и алгоритмики, а «Полезные устройства» знакомит с принципами работы интернета вещей. Четвертый курс — «К соревнованиям готовы» — предназначен для подготовки к конкурсам и требует и базовый, и ресурсный набор.

В каждом курсе от 5 до 8 уроков, куда входит готовое методическое решение, которое можно внедрить в учебный процесс для закрепления STEAM-компетенций.

Сравниваем с другими наборами

LEGO Education SPIKE Prime входит в робототехническую линейку LEGO Education, которая включает в себя наборы для детей разных возрастов:

  • Экспресс «Юный программист» для дошкольного образования.
  • WeDo 2.0 для начальной школы.
  • LEGO Education SPIKE Prime для средней школы.
  • LEGO MINDSTORMS Education EV3 для учеников старших классов и первых курсов институтов.

С помощью этого решения школьники в игровой форме смогут освоить принципы алгоритмизации, развить навыки решения задач, познакомиться с основами робототехники. После SPIKE Prime можно переходить на LEGO MINDSTORMS Education EV3, у которого есть возможность работы с MycroPython и который подойдет для изучения более сложных понятий робототехники и программирования.

Робототехника и программирование на Lego Mindstorms EV3

Курсы LEGO робототехники для школьников — это уникальное явление в IT-образовании

Курсы Lego робототехники развивают два основных навыка.

Это сборка / проектирование моделей роботов, а также — их программирование.

Заниматься робототехникой Lego Mindstorms можно с 8-9 лет

Как проходят занятия

Выполнение заданий
на закрепления темы

Разбор ошибок и
рекомендации

Занятия робототехникой помогают развить системное и инженерное мышление, а также творческие способности

Мы регулярно проводим соревнования по робототехнике внутри групп, на уровне школы и на городских турнирах.

Это отличный стимул для хорошей учебы!

На занятиях наши учащиеся:

  • Изучают принципы конструирования объектов и робо-систем
  • Проектируют собственные конструкции и модели роботов
  • Программируют Lego роботов с помощью визуальной среды программирования
  • Развивают системное и критическое мышление
  • Участвуют в соревнованиях по робототехнике

Программа курса

Тема 1

— Техника безопасности на занятии
— Введение в Робототехнику
— Области использования роботов

Тема 2

— Что такое робот?
— Органы чувств робота.
— Какие органы чувств есть у человека
— Какие органы «чувств» могут быть у роботов – домашних, промышленных, в будущем.

Тема 3

— Знакомство с конструктором Lego Mindstorms EV3
— Классификация деталей
— Крепление деталей между собой
— Главный блок, моторы, датчики.

Тема 4

— Практическая работа
— Установка программного обеспечение на компьютер
— Управление контроллером
— Интерфейс программы управления.
— Окно программы, палитра команд, пульт управления.

Тема 5

— Практическая работа
— Программирование в среде разработки.
— Правила программирования.

Тема 6

— Практическая работа.
— Сборка робота с двумя моторами.
— Приёмы соединения деталей.
— Сборка учебного робота.

Тема 7

— Практическая работа.
— Встроенное программное обеспечение («прошивка»).
— Загрузка программы.
— Загрузка «прошивки» в блок EV3.
— Создание кода управляющей программы для прямолинейного движения вперёд.
— Настройка блока движения на заданное расстояние и заданное время.

Тема 8

— Практическая работа
— Скорость и направление
— Мощность мотора
— Улучшение программы управления для точного прямолинейного движения робота методом снижения его скорости.

Тема 9

— Скорость и направление.
— Поворот и разворот.
— Практическая работа
— Подбор различных комбинаций мощности моторов робота для выполнения поворота или разворота
— Выполнение последовательности движений.

Читайте так же:
Отрегулировать клапана на зетек

Тема 10

— Точное движение.
— Ручная подстройка мощности моторов.
— Практическая работа.
— Ручная корректировка мощности моторов для точного прямолинейного движения.

Тема 11

— Контроль сигналов, управляющих моторами
— Встроенный в мотор датчик оборотов
— Настройка моторов

Тема 12

— Практическая работа.
— Синхронизация моторов при движении вперёд.
— Использование команды «Синхронизация моторов» для равномерного движения робота без ускорения и замедления.

Тема 13

— Таймер
— Изучение команды «Таймер» для движения робота на заданное время.

Тема 14

— Синхронизация моторов при движении
— Практическая работа
— Алгоритм точного движения на повороте.

Тема 15

— Практическая работа
— Датчик касания
— Обнаружение препятствия
— Выбор расположения датчиков касания для обнаружения препятствия.

Тема 16

— Практическая работа
— Структуры: цикл While
— Изучение цикла While

Тема 17

— Датчик ультразвуковой
— Обнаружение препятствия
— Получение данных от датчика расстояния.

Тема 18

— Датчик гироскопический
— Работа с гироскопическим датчиком
— Измерение угла поворота
— Использование гироскопического датчика для точного позиционирования в пространстве.

Тема 19

— Датчик света
— Работа с датчиком света
— Измерение изменений освещённости в классе
— Исследование отражающей способности разных поверхностей.

Тема 20

— Как работает датчик освещённости.
— Физические процессы работы датчика освещённости
— Задание порога освещённости для определения белого и чёрного.

Тема 21

— Практическая работа.
— Обнаружение чёрной линии.
— Применение датчика света и подбор порога уровня освещённости для обнаружения чёрной линии.

Тема 22

Особенности применения датчика света (освещённости) в отличие от датчиков касания или расстояния.

Тема 23

— Отслеживание линии
— Построение алгоритма отслеживания края линии, используя блоки «Жди темноты» и «Жди света».

Тема 24

— Движение вдоль линии с одним датчиком
— Практическая работа.
— Создание программы движения вдоль линии.
— Создание оптимального алгоритма, используя условие (Если-Иначе).

Тема 25

— Переменные.
— Введение понятия переменных для представления данных с датчиков.

Тема 26

— Переменные и функции.
— Введение понятий «переменные» и «функции» для представления связи между — данными с датчиков и выполняемыми действиями.
— Практическая работа.
— Автоматическая настройка робота перед движением с использованием «функции».
— Применение метода сохранения значения датчика освещённости в «переменные»
— Использование датчика касания для взаимодействия робота и человека

Современные дети хотят видеть красочный и быстрый результат.
Язык программирования в Lego EV3 прекрасно подходят для новичков.

Он состоит из ярких и цветных блоков, которые можно перетаскивать
и соединять в нужные алгоритмы.

Это доступный и понятный детям способ сделать первые шаги
в мире программирования робо-устройств.

Какой язык используется для изучения программирования на занятиях по робототехнике? - фото 1

Какой язык используется для изучения программирования на занятиях по робототехнике? - фото 2

Какой язык используется для изучения программирования на занятиях по робототехнике? - фото 3

А еще — роботы Lego Mindstorms понимают программы,
написанные на популярном языке Python

Идет набор в новые группы на ноябрь 2021

Звоните для уточнения расписания и наличия мест!
+375 29 127 85 20, +375 33 691 78 40

1 раз в неделю по 2 часа (120 мин.)

Группы по выходным или будням

Оставьте свои данные и мы перезвоним
Вам в ближайшее время

Нажимая на кнопку вы соглашаетесь на обработку ваших данных

График работы в учебном году:
C 9:00 до 18:00 без выходных
Обед плавающий, звоните

Синхронизация моторов омни-платформы

Конструкторы для обучения детей робототехнике

Продолжаю публиковать материалы для слушателей курсов повышения квалификации по робототехнике. Сегодня начинаем знакомство с нашим новым курсом, посвященным мобильным платформам всенаправленного движения. Это платформы, использующие омни-колеса и колеса Илона (mecanum-wheel).

Платформы могут быть с разной компоновкой (треугольные трехколесные, квадратные и прямоугольные четырехколесные с теми или иными типами колес), сейчас не будем на этом акцентироваться. Во всех этих вариантах может возникнуть неприятная ситуация: контроллер рассчитал скорость каждого колеса, подал управляющий сигнал на мотор, а он его отрабатывает некачественно, слишком быстро или слишком медленно. Например, при вычислении скорость одного мотора могла оказаться близкой к нулю; при управлении по напряжению и без обратной связи мотор может просто не стартовать, его напряжение будет слишком мало для вращения или мотор будет работать в режиме прерывистых токов (вращаться рывками). Нужна обратная связь, которая нам покажет текущую скорость мотора или количество выполненных оборотов. Можно еще регулировать и управлять мотором по току, но это отдельная тема, в образовательной робототехнике так мало кто делает; вместо этого используются широко распространенные драйверы, управляющие напряжением. Они доступны, просты в настройке и управлении, дешевы. В прошлых статьях я рассказал, как использовать энкодер мотора. Так что постараемся применить эти знания в текущей теме.

Итак, контроллер рассчитал скорости, они были поданы на моторы, но в одном из них есть неучтенное трение, в другом напряжение слишком низкое для запуска. В результате робот будет двигаться неровно, по дуге или диагонали, вместо прямых проездов. Точно так же ведет себя робот на двух колесах (дифференциальная тележка), если их не синхронизировать. Вот только про то, как это сделать для двух моторов знают многие, это описано, например, в пособии «Управление моторами тележки с контроллером Трик на JavaScript«. Автор пособия Олег Киселев рассматривает несколько алгоритмов. Я адаптирую алгоритм регулировки по ведущему колесу для многоколесной платформы.

Читайте так же:
Регулировка сцепления ссангйонг актион 2012г бензин

Омни-колеса LEGO Mindstorms EV3. Управление

За ведущее колесо я буду выбирать колесо (или мотор, что в данном случае одно и то же) с самой большой скоростью. Логика алгоритма следующая:

  1. Вычислить скорости всех моторов (Va, Vb, Vc…)
  2. Найти мотор с максимальной скоростью (Vmax)
  3. Вычислить масштабирующие коэффициенты, показывающие, во сколько раз каждое колесо медленнее самого быстрого (Ma=Va/Vmax, Mb=Vb/Vmax, Mc=Vc/Vmax…)
  4. В цикле следить за разницей в показания энкодеров: любое колесо должно наматывать меньше оборотов, чем самое быстрое, причем ровно в Ma, Mb, Mc… раз. Вот эта разница будет ошибкой регулятора.
  5. Настроить регулятор на каждый мотор. Если какой-то мотор начинает отставать или обгонять, то регулятор его ускоряет или замедляет.

Рассмотрим некоторые этапы подробнее. «Некоторые», потому что вычисление скоростей моторов зависит от конкретной механики робота. Например, для треугольной платформы на трех омни-колесах формулы могут быть следующие:

Velocity — скорость движения робота

Alpha — угол, определяющий направление движения робота.

Эти формулы подходят для моей тестовой платформы, при изменении расположения или направления вращения колес, формулы изменятся. Они подходят для прямого перемещения, без вращения. Про то, как вывести универсальные формулы для конкретной платформы я буду рассказывать на курсах повышения квалификации.

После вычисления всех скоростей необходимо найти самую большую из них. Причем самую большую по модулю — робот может вычислить и высокую отрицательную скорость. В целом это довольно очевидно и в псевдокоде может выглядеть следующим образом:

Я запоминаю не только максимальную скорость, но и тот мотор, на который она подается. Это мне понадобится при считывании показаний энкодера самого быстрого мотора.

Переходим к вычислению масштабирующих коэффициентов. Они показывают, во сколько раз каждое колесо медленнее самого быстрого. То есть, надо максимальную скорость разделить на скорость конкретного колеса. Или, наоборот, чтобы получить сразу нормированный коэффициент (его величина будет от 0 до 1, причем 0 — если текущий мотор стоит и 1 у самого быстрого мотора). Кроме того, надо проверять, не получилась ли максимальная или текущая скорость нулевой? Если проверку не делать, то произойдет деление на 0, что ни к чему хорошему не приведет (а к чему именно приведет — зависит от используемого контроллера и того, как он умеет обрабатывать ошибки). В псевдокоде этот этап может выглядеть так:

Коэффициенты получатся с разными знаками. Знак показывает, совпадает ли направление вращения у самого быстрого и текущего колеса / мотора. Теперь надо сравнить показания энкодеров моторов. Логика здесь следующая — если какой-то мотор крутится медленнее самого быстрого в M раз, то и его энкодер намотает в М раз меньше оборотов. Если проверки и сравнения делать регулярно, по 20-100 раз в секунду, то регулирование можно считать «в реальном времени» и возникающие на каждом шаге ошибки не успеют накопиться и увести систему в сторону. Робот будет двигаться с достаточной точностью (отклонение на несколько миллиметров за проезд в несколько метров).

Ошибка для каждого мотора вычисляется следующим образом (для примера используется мотор А):

Коэффициент Ma показывает, во сколько раз мотор А медленнее самого быстрого и во сколько раз меньше он намотал энкодером. Если мотор А крутился с правильной (рассчитанной ранее) скоростью, то он намотал maxEnc * Ma «тиков энкодера». Реально же он намотал encA «тиков энкодера». Если эти два числа совпадают, то ошибка errA будет нулевой.

Обратите внимание, что показания maxEnc могут быть отрицательными (если самый быстрый мотор крутится назад), а encA положительными (если мотор А крутится вперед). Если коэффициент Ma был посчитан верно, то он будет иметь отрицательный знак и «уравновесит» эти показания.

Такое вычисление ошибок надо сделать для каждого мотора. У самого быстрого ошибка всегда будет нулевой. Далее по этим ошибкам настраиваются ПИД-регуляторы на каждый мотор. Например, для того же мотора А вычисляется управляющее воздействие регулятора Ua и итоговая скорость получается их суммированием:

И так для каждого мотора.

Еще раз напомню, что за ведущее колесо выбирается самое быстрое. Для меня это «исторически так сложилось», ранее я тестировал алгоритмы масштабирования скоростей так, чтобы самое быстрое вращалось с максимально доступной скоростью, а остальные «подтягивались» к нему. Вы можете изменить программу и попробовать синхронизироваться по самому медленному. Возможно, так будет получаться ошибка с большей градацией и регулирование станет точнее, но это требует дополнительных исследований.

Данный алгоритм подходит для выполнения проездов с заранее известной скоростью на заранее известное расстояние/время. В этом случае скорости моторов вычисляются один раз, а далее поддерживаются с учетом показаний энкодеров. Если скорости постоянно будут меняться, то должны меняться масштабирующие коэффициенты, и привязка к энкодерам пропадет.

Читайте так же:
Признаки неправильной регулировки зажигания

Я тестировал этот алгоритм на роботе, собранном из Lego Mindstorms EV3. Программу писал на EV3Basic в clev3r IDE (возможно, я использовал несколько характерных именно для нее команд, поэтому перенос кода в обычный SmallBasic c надстройкой EV3 может не сработать). Для собственного удобства я собрал пару процедур синхронного движения на заданное время и количество «тиков энкодера».

Полный листинг программы:

Синхронизация моторов омни-платформы

Синхронизация моторов омни-платформы

Синхронизация моторов омни-платформы

Синхронизация моторов омни-платформы

Синхронизация моторов омни-платформы

Не пугайтесь строк 35-40, в них я перевожу привычные для понимания градусы в радианы (так как функция вычисляет косинус именно в них) и округляю до 4 знаков после запятой.

Для каждого мотора я описал только П-регуляторы, но вы можете развить до ПИД-регуляторов .

О том, как научиться работать с моторами и энкодерами в Arduino, на достаточном для выполнения описанных алгоритмов уровне, я расскажу на соответствующих курсах повышения квалификации .

На сегодня достаточно. Продолжая эту тему, можно рассмотреть измерение реальных скоростей от показаний энкодеров и регулировать моторы уже по ним. Напишите в комментариях, насколько эта тема Вам интересна и стоит ли ее развивать?

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
    • 2 датчика касания
    • 1 датчик цвета
    • 1 ультразвуковой датчик расстояния
    • 1 гироскоп

    LEG45544.JPG

    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

    Датчик касания

    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

    29_2574_3.jpg

    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

    29_2570_3.jpg

    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

    TBs_20130108_1_11.jpg

    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 мотор

    29_2552_3.jpg

    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 мотор

    $(KGrHqJHJBoFBSJE7k0WBS!DgOCklw</p data-lazy-src=

    Ниже представлена сравнительная таблица характеристик NXT и EV3:


    NXTEV3
    ПроцессорAtmel 32-Bit ARM AT91SAM7S256
    48 MHz
    256 KB FLASH памяти
    64 KB RAM памяти
    ARM9
    300 MHz
    16 Mb Flash памяти
    64 Mb RAM памяти
    Со-процессорAtmel 8-Bit ARM AVR, ATmega48
    8 MHz
    4 KB FLASH памяти
    512 Byte RAM памяти
    отсутствует
    Операционная системаПроприетарнаяLinux
    Порты ввода (для датчиков)4 порта
    Поддерживает аналоговые, цифровые датчики
    Скорость передачи данных: 9600 бит/с (I2C)
    4 порта
    Поддерживает аналоговые, цифровые датчики
    Скорость передачи данных: до 460.8 Кбит/с (UART)
    Порты вывода (для моторов)3 порта4 порта
    Передача данных по USBИспользуется режим full speed: 12 Мбит/cИспользуется режим high speed: 480 Мбит/с
    Подключение USB устройствНет возможностиВозможно последовательное подключение до 3 устройств, в том числе сетевых карт wi-fi и flash карт
    Устройство для чтения SD картОтсутствуетПоддерживает miniSD карты, максимальный объем — 32 Гб
    Подключение к мобильным устройствамВозможно подключение к устройствам с ОС AndroidВозможно подключение к устройствам с ОС Android и iOS (iPhone, iPad)
    ЭкранLCD, монохромный
    100 * 64 пикселей
    LCD, монохромный
    178 * 128 пикселей
    ВзаимодействиеBluetooth
    USB 2.0
    Bluetooth v2.1 DER
    USB 2.0 (при подключении к ПК
    USB 1.1 (при последовательном подключении нескольких устройств)
    Wi-Fi

    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.

    mindstorms-software.png

    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.
      • 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).
      • 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.

      Робо-рука
      Позволяет перемещать предметы.

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

      голоса
      Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector