Датчики для лего майндстормс ev3

Обновлено: 16.05.2024

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Обращаем Ваше внимание, что c 1 сентября 2022 года вступают в силу новые федеральные государственные стандарты (ФГОС) начального общего образования (НОО) №286 и основного общего образования (ООО) №287. Теперь требования к преподаванию каждого предмета сформулированы предельно четко: прописано, каких конкретных результатов должны достичь ученики. Упор делается на практические навыки и их применение в жизни.

Мы подготовили 2 курса по обновлённым ФГОС, которые помогут Вам разобраться во всех тонкостях и успешно применять их в работе. Только до 30 июня Вы можете пройти дистанционное обучение со скидкой 40% и получить удостоверение.

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

Министерство образования Республики Саха (Якутия)
Муниципальное казенное учреждение «Управление образования»
муниципального образования «Кобяйский улус (район)»

МКОУ-Ситтинская СОШ имени В.Е. Колмогорова

УЧЕБНО–МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

«РОБОТОТЕХНИКА»

Для MINDSTORMS Education EV 3»

приложение к дополнительной образовательной программе

РУКОВОДИТЕЛЬ КРУЖКА: Дьяконов Н.Н
учитель физики и информатики

Раздел 1. Введение в образовательную робототехнику

1.2 Введение в образовательную робототехнику

Раздел 2. Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3

2.1. Компоненты базового набора

2.2. Система программирования LEGO MINDSTORMS Education EV3

Раздел 3. Практические задания для самостоятельного выполнения

3.1 Вездеход «Тундра»

3.2 Сортировщик шариков

3.5 Вездеход 4 WD

3.6 Робот кресло

3.7 Робот мусорная корзина

3.8 Робот на Треножере

3.9 Амфибия СЛ -007

4. Ожидаемый результат

7. Список использованной литературы.

1.1 ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методические материалы (приложение к дополнительной образовательной программе «Робототехника») разработаны для руководителей кружков по робототехнике и предназначена для формирования практических умений и навыков использования базового набора LEGO MINDSTORMS Education EV 3 v 45544.

Учебно-методические материалы документ, фотографии, иллюстрации, проекты детей, доклады и другие графические материалы для самостоятельного выполнения.

Современный человек участвует в разработке, создании и потреблении огромного количества артефактов: материальных, энергетических, и нформационных. Соответственно, он должен ориентироваться в окружающем мире как сознательный субъект, адекватно воспринимающий появление нового, умеющий ориентироваться в окружающем, постоянно изменяющемся мире, готовый непрерывно учиться. Понимание феномена технологии, знание законов техники, позволит младшему школьнику соответствовать запросам времени и найти своё место в современной жизни. Особенно важно не упустить имеющийся у младшего школьника познавательный интерес к окружающим его рукотворным предметам, законам их функционирования, принципам, которые легли в основу их возникновения.

Программа «Робототехника» предназначена для того, чтобы положить начало формированию у учащихся начальной школы целостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире. Реализация данного курса позволяет стимулировать интерес и любознательность, развивать способности к решению проблемных ситуаций умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их, расширить технический и математический словари ученика.

Кроме этого, реализация этого курса в рамках начальной школы помогает развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности.
Курс разработан для учащихся групп начальной школы.
Учащиеся, работая по инструкциям и заданиям учителя, испытывают собранные модели и анализируют предложенные конструкции. Далее они выполняют самостоятельную работу по теме, предложенной учителем. Помощь учителя при данной форме работы сводится к определению основных направлений работы и к консультированию учащихся.
Самостоятельная работа выполняется учащимися в форме проектной деятельности, может быть индивидуальной, парной и групповой. Выполнение проектов требует от детей широкого поиска, структурирования и анализирования дополнительной информации по теме.

Занятия направления «Робототехника» представляют уникальную возможность для детей младшего школьного возраста освоить основы робототехники, создав действующие модели роботов Mindstorms WEDO и Mindstorms ev 3 45544 .

Благодаря датчикам поворота и расстояния, созданные конструкции реагируют на окружающих мир. С помощью программирования на персональном компьютере ребенок наделяет интеллектом свои модели и использует их для решения задач, которые, по сути, являются упражнениями из курсов математики, информатики.

Программа «Робототехника»рассчитана на 9 час в неделю на протяжении всего учебного года.

Успешность изучения «Робототехника» обеспечивает результативность обучения начальной школы.

На современном этапе экономического и социального развития общества по требованиям ФГОС образования должно быть ориентировано на:

Ø формирование у подрастающего поколения адекватной современному уровню знаний картины мира;

Ø обеспечение самоопределения личности;

Ø создание условий для самореализации личности;

Ø формирование человека, интегрированного в современное общество и нацеленного на совершенствование этого общества;

Ø воспроизводство и развитие кадрового потенциала общества.

Новизна: заключается в изменении подхода к обучению ребят, а именно – внедрению в образовательный процесс новых информационных технологий, побуждающих учащихся решать самые разнообразные логические и конструкторские проблемы

Актуальность: в связи с современным глобальным развитием компьютеризации и роботизации данная дополнительная образовательная программа является актуальной.

Цель программы:

Ø организация внеурочной деятельности детей, раскрытие их творческого потенциала с использованием возможностей робототехники и практическое применение учениками знаний, полученных в ходе работы по курсу, для разработки и внедрения инноваций в дальнейшей жизни, воспитание информационной, технической и исследовательской культуры.

Задачи программы:

Ø развитие интереса к научно-техническому творчеству, технике, высоким технологиям;

Ø развитие алгоритмического и логического мышления;

Ø развитие способности учащихся творчески подходить к проблемным ситуациям и самостоятельно находить решения;

Ø умение выстраивать гипотезу и сопоставлять ее с полученным результатом;

Ø воспитание интереса к конструированию и программированию;

Ø овладение навыками научно-технического конструирования и моделирования;

Ø развитие обще учебных навыков, связанных с поиском, обработкой; информации и представлением результатов своей деятельности;

Ø формирование навыков коллективного труда;

Ø развитие коммуникативных навыков;

Ø робототехника помогает совместно обучаться в рамках одной бригады;

Ø распределять обязанности в своей бригаде;

Ø проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;

Ø проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;

Ø создавать модели реальных объектов и процессов;

Ø видеть реальный результат своей работы позволяет учащимся.

Просветительно- досуговая работа:

Ø основной задачей просветительной и досуговой работы является: знакомство детей с творчеством ведущих конструкторов, с историей развития роботов, развитие электронного творчества, формирование нравственных и эстетических взглядов, мировоззрения, расширение общего кругозора, развитие культуры общения.

Структура и содержание программы.

В программе «Робототехника»включены содержательные линии:

- аудирование (А)- умение слушать и слышать, т.е. адекватно воспринимать инструкции.

- чтение (Ч) – осознанное самостоятельное чтение языка программирования.

- говорение (Г) – умение участвовать в диалоге, отвечать на заданные вопросы, создавать монолог, высказывать свои впечатления.

- пропедевтика (П) – круг понятий для практического освоения детьми с целью ознакомления с первоначальными представлениями о робототехнике и программирование.

- творческая деятельность(Т)- конструирование, моделирование, проектирование.

В структуре изучаемой программы выделяются следующие основные разделы - «Конструирование» и «Программирование».

Курс носит сугубо практический характер, поэтому центральное место в программе занимают практические умения и навыки конструирования и работы на компьютере.

Изучение каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий, реализуемых с помощью изучаемых технологий.

Программа предусматривает проведение занятий во внеурочной деятельности с нетрадиционными формами обучения (игровые упражнения, творческие упражнения, создание проектов).

Форма промежуточной аттестации – обобщающий урок рефлексии и защита проектов.

Основные методы обучения , применяемые в прохождении программы в начальной школе:

Образовательная робототехника — современный подход к организации детского технического творчества. Робототехника вошла в мир в 60-е годы как одно из передовых направлений машиностроения. Ее фундаментом были механика и вычислительная техника, электроника и энергетика, измерительная техника, теория управления и многие другие, научные и технические дисциплины. В начале XXI века робототехника и мехатроника пронизывают все без исключения сферы экономики. Высокопрофессиональные специалисты, обладающие знаниями в этой области, необычайно востребованы. Готовить таких специалистов, с учетом постоянного роста объемов информации, необходимо со школьной скамьи.

Таким образом, для допрофессиональных ступеней образования востребовано и перспективно обучение, направленное на формирование и развитие конструкторских, исследовательских, технико-ориентированных компетенций обучаемых. При этом, одним из принципов построения методической системы допрофессиональной подготовки должен являться принцип преемственности при продвижении по этапам обучения.

Для того, чтобы сделать программирование роботов EV3 более простым и интуитивно понятным в среде программирования EV3 используется палитра блоков. Это блоки программирования различного цвета.

палитра блоков редактора Lego EV3

Всего палитра блоков состоит из шести закладок разного цвета слева направо:

Зеленая – «Действие»
Оранжевая – «Управление операторами»
Желтая – «Датчики»
Красная – «Операции с данными»
Синяя – «Дополнения»
Зеленая – «Мои блоки»

Каждая из этих закладок содержит различные блоки программирования. Кратко опишу состав каждой закладки из палитры блоков.

Закладка «Действие»

Это закладка зеленого цвета и каждый блок имеет в своей верхней части зелёную полосу. Всего в закладке находится семь блоков действия. При помощи этих блоков можно программировать управление моторами, экраном, звуками и индикатором состояния модуля. Блоки действия используются очень часто даже начинающими робототехниками.

программные блоки «Действие»

Перечислю названия блоков:

Блок – «Средний мотор»
Блок – «Большой мотор»
Блок – «Рулевое управление»
Блок – «Независимое управление моторам»
Блок – «Экран»
Блок – «Звук»
Блок – «Индикатор состояния модуля»

Закладка «Управление операторами»

В палитре блоков это закладка оранжевого цвета. При помощи блоков программирования из этой закладки можно реализовывать достаточно сложные программы управления роботом EV3. В ней содержатся сложные алгоритмические конструкции.

вкладка «Управление операторами»

Всего в закладке «Операторы» пять блоков:

Блок – «Начало»
Блок – «Ожидание»
Блок – «Цикл»
Блок – «Переключатель»
Блок – «Прерывание цикла»

Работа с этими блоками более понятна, чем использование тех же самых конструкций в любом текстовом языке программирования.

Закладка «Датчики»

Это закладка желтого цвета. Для создания обратной связи с робототехнической системой необходимо применять различного типа датчики. Ещё их называют сенсорами. Датчики Lego EV3 позволяют автономно управлять роботом EV3.

Использование датчиков уже дает возможность сделать не просто электромеханическую систему. Это позволяет создать полноценного робота, способного реагировать на изменения в окружающей среде.

Всего в закладке «Датчики» одиннадцать блоков:

Блок – «Кнопки управления модулем»
Блок – «Датчик цвета»
Блок – «Гироскопический датчик»
Блок – «Инфракрасный датчик»
Блок – «Вращение мотора»
Блок – «Температурный датчик»
Блок – «Таймер»
Блок – «Датчик касания»
Блок – «Ультразвуковой датчик»
Блок – «Счетчик электроэнергии»
Блок – «Датчик звука NXT»

У всех блоков датчиков из палитры блоков Lego EV3 есть режимы измерения и сравнения. В некоторых блоках еще добавлен режим калибровки и сброса.

Палитра блоков. Закладка «Операции с данными»

Это закладка красного цвета. Здесь можно производить различные математические операции с константами, переменными, массивами. Без использования блоков операций с данными сложно принимать участие в различных конкурсах и соревнованиях.

«Операции с данными»

Закладка «Операции с данными» состоит из десяти блоков программирования:

Блок – «Переменная»
Блок – «Константа»
Блок – «Операции над массивами»
Блок – «Логические операции»
Блок – «Математика»
Блок – «Округление»
Блок – «Сравнение»
Блок – «Интервал»
Блок – «Текст»
Блок – «Случайное значение»

В этой закладке палитры блоков широко используется булева алгебра, различные логические операции и операции с массивами.

Палитра блоков. Закладка «Дополнения»

Закладка синего цвета. Блоки программирования в закладке дополнений позволяют значительно расширить возможности робототехнических систем Lego EV3. С их помощью можно организовать совместную работу нескольких роботов. При помощи блока EV3 удаленно управлять другим Lego роботом и многое другое.

блоки «Дополнения» ПО Лего EV3

Закладка «Дополнения» в палитре блоков состоит из десяти блоков программирования:

На начальном этапе изучения программирования роботов Lego EV3 эти блоки не понадобятся. Но с ростом знаний и усложнением решаемых задач без этих блоков будет тяжело обойтись.

Палитра блоков. Закладка «Мои блоки»

Это закладка зеленого цвета. Изначально в ней не содержится ни одного блока. Все блоки создает сам пользователь в том случае, когда есть часто повторяющиеся конструкции. Это позволяет не писать код каждый раз. Вместо этого можно использовать собственный сохраненный блок.

вкладка «Мои блоки»

Каждую из закладок палитры блоков я разберу отдельно в статьях. Также приведу примеры использования блоков программирования.

Блоки программирования Лего EV3

Инфракрасный датчик Lego EV3 является цифровым дистанционным датчиком. Датчик предназначен для обнаружения инфракрасного света, который отражается от сплошных предметов (объектов).

инфракрасный датчик

Инфракрасное излучение также называют тепловое излучение. Спектральная область инфракрасного излучения располагается между красным концом видимого света, которое имеет длину волны λ = 0,74 мкм с частотой 430 ТГц и микроволновым радиоизлучением λ ~ 1—2 мм с частотой 300 ГГц.

что такое инфракрасное излучение

Принцип работы датчика взят из живой природы. Для ориентации в пространстве и охоты некоторые виды животных используют тепловое излучение. К таким живым организмам относятся кальмары, летучие мыши-вампиры, некоторые виды змей и другие животные.

Режимы работы инфракрасного датчика

Инфракрасный датчик находится в составе домашней версии робототехнического конструктора Lego Mindstorms EV3 с артикулом 31313. В состав образовательной версии Lego EV3 датчик не входит. При необходимости инфракрасный датчик приобретается отдельно. Инфракрасный сенсор является бесконтактным датчиком.

В комплекте домашней версии присутствует инфракрасный маяк, который предназначен для подачи инфракрасных световых сигналов. Инфракрасный датчик в состоянии обнаруживать эти сигналы. Также при помощи связки инфракрасный датчик плюс инфракрасный маяк можно организовать удаленное управление роботом,

инфракрасный датчик с проводом

У инфракрасного датчика есть три режима, в которых он может работать:

В режиме приближения
В режиме маяка
В дистанционном режиме

Основные характеристики инфракрасного датчика

В режиме «Приближение» инфракрасный датчик определяет расстояние между сенсором и предметом. Для этого используются отраженные от объекта световые волны. В этом режиме не используется измерение в сантиметрах или дюймах. Используются условные единицы от 0 что значит очень близко до100 очень далеко. Приблизительное расстояние, на котором можно использовать датчик около 70 сантиметром. На точность измерения влияет размер и форма предмета.

Режим «Маяк» использует совместно инфракрасный датчик с инфракрасным маяком. Этот режим позволяет приблизительно определить, где расположен инфракрасный маяк перед инфракрасным датчиком. Датчик может выдавать логическое значение истина или ложь при обнаружении маяка. В условных единицах от 0 до 100 показывает относительное расстояние до маяка. В этом режиме максимальное расстояние обнаружения маяка около двух метров. Также в условных единицах от -25 до 25 показывает направление маяка. При этом 0 означает, что маяк находится перед датчиком.
В режиме «Дистанционное управление» можно управлять роботом на расстоянии. В этом режиме датчик может распознавать, какие кнопки нажаты на маяке.

Инфракрасный датчик не является очень точным, и погрешность измерения может достигать 20 процентов. Подключение к контроллеру EV3 стандартным плоским кабелем. Можно подключать датчик к любому порту входа, но по умолчанию подключение происходит к 4 порту. При подключении к любому порту модуль EV3 определит датчик автоматически.

ДАТЧИКИ LEGO EV 3

ГИРОСКОПИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

Датчик гироскоп — это цифровой датчик, который способен отслеживать вращение всего по одной оси. На верхней стороне датчика расположены две стрелки. Эти стрелки показывают плоскость работы гироскопического датчика.

Рисунок 1. Гироскопический датчик

Для правильной работы датчика его нужно включать в контроллер EV3 в полностью неподвижном состоянии. Робот должен стоять без движения, иначе датчик будет работать некорректно. При помощи этого датчика можно легко программировать повороты робота вокруг оси.

Гироскопический датчик можно подключить к любому входному порту, который обозначен цифрами от 1 до 4. Но по умолчанию датчик подключается ко второму порту.

ДАТЧИК КАСАНИЯ

Датчик касания является обычной подпружиненной кнопкой. Очень похожая кнопка у обычных дверных звонков. Когда нажимаешь на кнопку, раздается звонок. Если нажатия нет, то контакт под действием пружины возвращается обратно.

Датчик представляет собой специальную кнопку, которая может находиться в трех состояниях:

Датчик касания не определяет с какой силой происходит нажатие на кнопку. Но можно осуществлять подсчет нажатий. Часто датчик касания служит для остановки робота на определенном расстоянии от препятствия. Это расстояние может регулироваться закрепленными красной кнопке осями. Для крепления осей есть специальное крестообразное отверстие.

Используя вводы датчика касания, робота можно запрограммировать таким образом, чтобы он воспринимал мир, как его может воспринимать слепой человек, когда он протягивает руку и реагирует при соприкосновении с чем-либо (нажатие).

Вы можете построить робота с датчиком касания, который прижат к поверхности под ним. Вы можете запрограммировать робота так, чтобы он реагировал (Стоп!), когда он вот-вот скатится с края стола (когда датчик отпущен).

Боевой робот может быть запрограммирован так, чтобы он продолжал двигаться вперед на своего соперника до тех пор, пока соперник не отступит. Эта пара действий — нажатие и затем отпускание — образуют щелчок.

Для работы нам понадобится желтая палитра программирования Датчик

ДАТЧИК ЦВЕТА

Датчик цвета — это цифровой датчик, который может определять цвет или яркость света , поступающего в небольшое окошко на лицевой стороне датчика.

Режимы датчика

в режиме "Цвет" датчик может определить цвет поднесенного к нему предмета.

в режиме "Яркость отраженного света" датчик направляет световой луч на близкорасположенный предмет и по отраженному пучку определяет яркость предмета.

в режиме "Яркость внешнего освещения" датчик может определить - насколько ярко освещено пространство вокруг.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК

Ультразвуковой датчика нужен для определения расстояния до предметов, находящихся перед ним. Для этого датчик посылает звуковую волну высокой частоты (ультразвук), ловит обратную волну, отраженную от объекта и, замерив время на возвращение ультразвукового импульса, с высокой точностью рассчитывает расстояние до предмета.

Рисунок 1. Ультразвуковой датчик

Ультразвуковой датчик может выдавать измеренное расстояние в сантиметрах или в дюймах. Диапазон измерений датчика в сантиметрах равен от 0 до 255 см, в дюймах - от 0 до 100 дюймов. Датчик не может обнаруживать предметы на расстоянии менее 3 см (1,5 дюймов). Так же он не достаточно устойчиво измеряет расстояние до мягких, тканевых и малообъемных объектов.

Режим «Присутствие/слушать» - датчик не излучает ультразвуковые импульсы, но способен обнаруживать импульсы другого ультразвукового датчика. Результатом обнаружения является логическое значение: «Да», если найдено ультразвуковое излучение, или «Нет», если ничего не найдено. Данный режим можно использовать, например, в состязаниях роботов-шпионов (описание режима уже говорит о том, что для его использования необходимо минимум два робота).

Введение:

Инфракрасный датчик входит домашнюю версию набора Lego mindstorms EV3. Это единственный датчик, который может применяться как самостоятельно, так и в паре с инфракрасным маяком, тоже являющимся частью домашнего набора. Следующие два урока мы посвятим изучению этих двух устройств, а также их взаимодействию между собой.

8.1. Изучаем инфракрасный датчик и инфракрасный маяк

Инфракрасный датчик (Рис. 1) в своей работе использует световые волны, невидимые человеку - инфракрасные волны*. Такие же волны используют, например, дистанционные пульты управления различной современной бытовой техникой (телевизорами, видео и музыкальными устройствами). Инфракрасный датчик в режиме "Приближение" самостоятельно посылает инфракрасные волны и, поймав отраженный сигнал, определяет наличие препятствия перед собой. Еще два режима работы инфракрасный датчик реализует в паре с инфракрасным маяком (Рис. 2). В режиме "Удаленный" инфракрасный датчик умеет определять нажатия кнопок инфракрасного маяка, что позволяет организовать дистанционное управление роботом. В режиме "Маяк" инфракрасный маяк посылает постоянные сигналы, по которым инфракрасный датчик может определять примерное направление и удаленность маяка, что позволяет запрограммировать робота таким образом, чтобы он всегда следовал в сторону инфракрасного маяка. Перед использованием инфракрасного маяка в него необходимо установить две батарейки AAA.

Рис. 1

Рис. 2

8.2. Инфракрасный датчик. Режим "Приближение"

Этот режим работы инфракрасного датчика похож на режим определения расстояния ультразвуковым датчиком. Разница кроется в природе световых волн: если звуковые волны отражаются от большинства материалов практически без затухания, то на отражение световых волн влияют не только материалы, но и цвет поверхности. Темные цвета в отличие от светлых сильнее поглощают световой поток, что влияет на работу инфракрасного датчика. Диапазон работы инфракрасного датчика также отличается от ультразвукового - датчик показывает значения в пределах от 0 (предмет находится очень близко) до 100 (предмет находится далеко или не обнаружен). Еще раз подчеркнем: инфракрасный датчик нельзя использовать для определения точного расстояния до объекта, так как на его показания в режиме "Приближение" оказывает влияние цвет поверхности исследуемого предмета. В свою очередь это свойство можно использовать для различия светлых и темных объектов, находящихся на равном расстоянии до робота. С задачей же определения препятствия перед собой инфракрасный датчик справляется вполне успешно.

Решим практическую задачу, похожую на Задачу №14 Урока №7, но, чтобы не повторяться, усложним условие дополнительными требованиями.

Задача №17: написать программу прямолинейно движущегося робота, останавливающегося перед стеной или препятствием, отъезжающего немного назад, поворачивающего на 90 градусов и продолжающего движение до следующего препятствия.

У робота, собранного по инструкции small-robot-31313, впереди по ходу движения установлен инфракрасный датчик. Соединим его кабелем с портом "3" модуля EV3 и приступим к созданию программы.

Рассмотрим программный блок "Ожидание" Оранжевой палитры, переключив его в Режим: "Инфракрасный датчик" - "Сравнение" - "Приближение" (Рис. 3). В этом режиме программный блок "Ожидание" имеет два входных параметра: "Тип сравнения" и "Пороговое значение". Настраивать эти параметры мы уже умеем.

Рис. 3

Решение:

Начать прямолинейное движение вперед
Ждать, пока пороговое значение инфракрасного датчика станет меньше 20
Прекратить движение вперед
Отъехать назад на 1 оборот двигателей
Повернуть вправо на 90 градусов (воспользовавшись знаниями Урока №3, рассчитайте необходимый угол поворота моторов)
Продолжить выполнение пунктов 1 - 5 в бесконечном цикле.

Попробуйте решить Задачу № 17 самостоятельно, не подглядывая в решение.

Рис. 4

А теперь для закрепления материала попробуйте адаптировать решение Задачи №15 Урока №7 к использованию инфракрасного датчика! Получилось? Поделитесь впечатлениями в комментарии к уроку.

8.3. Дистанционное управление роботом с помощью инфракрасного маяка

Инфракрасный маяк, входящий в домашнюю версию конструктора Lego mindstorms EV3, в паре с инфракрасным датчиком позволяет реализовать дистанционное управление роботом. Познакомимся с маяком поближе:

Пользуясь инфракрасным маяком, направляйте передатчик сигнала (Рис. 5 поз. 1) в сторону робота. Между маяком и роботом должны отсутствовать любые препятствия! Благодаря широкому углу обзора инфракрасный датчик уверено принимает сигналы, даже если маяк располагается позади робота!
На корпусе маяка расположены 5 серых кнопок (Рис. 5 поз. 2), нажатия которых распознает инфракрасный датчик, и передает коды нажатий в программу, управляющую роботом.
С помощью специального красного переключателя (Рис. 5 поз. 3) можно выбрать один из четырех каналов для связи маяка и датчика. Сделано это для того, чтобы в непосредственной близости можно было управлять несколькими роботами.

Рис. 5

Задача №18: написать программу дистанционного управления роботом с помощью инфракрасного маяка.

Мы уже знаем, что для реализации возможности выбора выполняющихся блоков необходимо воспользоваться программным блоком "Переключатель" Оранжевой палитры. Установим режим работы блока "Переключатель" в "Инфракрасный датчик" - "Измерение" - "Удалённый" (Рис. 6).

Рис. 6

Для активации связи между инфракрасным датчиком и маяком необходимо установить правильное значение параметра "Канал" (Рис. 7 поз. 1) в соответствии с выбранным каналом на маяке! Каждому программному контейнеру блока "Переключатель" необходимо сопоставить один из возможных вариантов нажатия серых клавиш (Рис. 7 поз. 2). Заметьте: некоторые варианты включают одновременное нажатие двух клавиш (нажатые клавиши помечены красным цветом). Всего в программном блоке "Переключатель" в этом режиме можно обрабатывать до 12 различающихся условий (одно из условий должно быть выбрано условием по умолчанию). Добавляются программные контейнеры в блок "Переключатель" нажатием на "+" (Рис. 7 поз.3).

Рис. 7

Предлагаем реализовать следующий алгоритм управления роботом:

Нажатие верхней левой кнопки включает вращение левого мотора, робот поворачивает вправо (Рис. 7 поз. 2 значение: 1)
Нажатие верхней правой кнопки включает вращение правого мотора, робот поворачивает влево (Рис. 7 поз. 2 значение: 3)
Одновременное нажатие верхних левой и правой кнопок включает одновременное вращение вперед левого и правого мотора, робот двигается вперед прямолинейно (Рис. 7 поз. 2 значение: 5)
Одновременное нажатие нижних левой и правой кнопок включает одновременное вращение назад левого и правого мотора, робот двигается назад прямолинейно (Рис. 7 поз. 2 значение: 8)
Если не нажата ни одна кнопка маяка - робот останавливается (Рис. 7 поз. 2 значение: 0).

При разработке алгоритма дистанционного управления вы должны знать следующее: когда нажата одна из комбинаций серых кнопок - инфракрасный маяк непрерывно посылает соответствующий сигнал, если кнопки отпущены, то отправка сигнала прекращается. Исключение составляет отдельная горизонтальная серая кнопка (Рис. 7 поз 2 значение: 9). Эта кнопка имеет два состояния: "ВКЛ" - "ВЫКЛ". Во включенном состоянии маяк продолжает посылать сигнал, даже если вы отпустите кнопку (о чём сигнализирует загорающийся зеленый светодиод), чтобы выключить отправку сигнала в этом режиме - нажмите горизонтальную серую кнопку еще раз.

Приступим к реализации программы:

Наш алгоритм дистанционного управления предусматривает 5 вариантов поведения, соответственно наш программный блок "Переключатель" будет состоять из пяти программных контейнеров. Займемся их настройкой.

Вариантом по умолчанию назначим вариант, когда не нажата ни одна кнопка (Рис. 7 поз. 2 значение: 0). Установим в контейнер программный блок "Независимое управление моторами", выключающий моторы "B" и "C".
В контейнер варианта нажатия верхней левой кнопки (Рис. 7 поз. 2 значение: 1) установим программный блок "Большой мотор", включающий мотор "B".
В контейнер варианта нажатия верхней правой кнопки (Рис. 7 поз. 2 значение: 3) установим программный блок "Большой мотор", включающий мотор "C".
В контейнер варианта одновременного нажатия верхних левой и правой кнопок (Рис. 7 поз. 2 значение: 5) установим программный блок "Независимое управление моторами", включающий вращение моторов "B" и "C" вперед.
В контейнер варианта одновременного нажатия нижних левой и правой кнопок (Рис. 7 поз. 2 значение: 8) установим программный блок "Независимое управление моторами", включающий вращение моторов "B" и "C" назад.
Поместим наш настроенный программный блок "Переключатель" внутрь программного блока "Цикл".

По предложенной схеме попробуйте создать программу самостоятельно, не подглядывая в решение!

Рис. 8

Загрузите получившуюся программу в робота и запустите её на выполнение. Попробуйте управлять роботом с помощью инфракрасного маяка. Всё ли у вас получилось? Понятен ли вам принцип реализации дистанционного управления? Попробуйте реализовать дополнительные варианты управления. Напишите свои впечатления в комментарии к этому уроку.

* Хотите увидеть невидимые волны? Включите режим фотосъемки в мобильном телефоне и поднесите излучающий элемент дистанционного пульта от телевизора к объективу мобильного телефона. Нажимайте кнопки пульта дистанционного управления и на экране телефона наблюдайте свечение инфракрасных волн.

. Никак не могу сообразить - как сделать программу чтобы совместить в ней и работу кнопки и датчика? Помогите пожалуйста. Полагаю, нужно использовать блок "переключатель"

Здравствуйте, Антон!
Попробуйте в бесконечном цикле опрашивать поочерёдно нужные вам датчики с помощью жёлтой палитры команд. При появлении нужного значения на датчике - вызывайте нужную подпрограмму действия!

Внимание!
Возрастная категория посетителей сайта - (10+).
Все комментарии перед публикацией проходят модерацию.

Читайте также: