Eva 3 lego программа

Обновлено: 26.04.2024

Здесь можно выбрать свое устройство, на которое нужно установить ПО и язык. В моем случае это Windows 10 и русский язык.
Также можно уточнить системные требования, предъявляемые к выбранному устройству.

Кроме этого можно загрузить различные учебные материалы во второй закладке станицы. На данный момент все программное обеспечение MINDSTORMS EV3 является бесплатным.

учебные материалы лего

Как скачать программное обеспечение MINDSTORMS

загрузка ПО

Нажимаем на кнопку «Сохранить файл» и начнется загрузка установочного файла на выбранное устройство. После того, как файл загрузился, осталось только произвести установку.

Как установить ПО EV3

Теперь, когда установочный файл полностью загружен на ваше устройство, можно приступить к установке. Для этого дважды нажимаем левой кнопкой мыши на установочный файл. Начинается извлечение файлов, необходимых для установки ПО.

извлечение файлов

Затем необходимо выбрать путь установки для программного обеспечения MINDSTORMS. Выбираю путь, указанный по умолчанию.

каталог назначения

В следующем окне нужно выбрать ПО для ученика или для учителя. Я выбираю вариант для учителя так как там больше возможностей и информации. Но если устраивает более облегченный вариант, то можно выбрать ПО для ученика.

ПО Lego EV3 для учителя

Выбрав нужный вариант попадаем в следующее окно, где просят подтвердить лицензионное соглашение.

лицензионное соглашение

Нажимаем на кнопку далее и появляется новое окно с лицензионным соглашением. Подтвердив соглашение опять нужно нажать кнопку «далее». Начинается установка и по индикаторам можно проследить ход ее выполнения.

установка ПО EV3

После того, как установка закончена нажимаем на кнопку «завершить». На рабочем столе появляется ярлык LEGO MINDSTORMS Education EV3.

ярлык Lego EV3

Двойное нажатие левой кнопкой мыши позволяет открыть программное обеспечение MINDSTORMS.

ПО Lego EV3

Можно приступать к изучению ПО и написанию первых простейших программ.

Установка программного обеспечения для Lego EV3

Программирование EV3 происходит сразу после того как вы создали своего робота. Нужно научить робота EV3 выполнять различные команды.

лего программирование

Запрограммировать робота с микрокомпьютером EV3 можно несколькими различными способами:

Первый и самый простой способ – это при помощи интерфейса микроконтроллера EV3;

Среда программирования EV3 позволяет при помощи визуального программирования создавать достаточно сложные программы:
При помощи других языков программирования.

Программирование на микроконтроллере EV3

Самым простым является программирование при помощи самого интерфейса микрокомпьютера EV3.

Микропроцессор EV3 поставляется с уже установленным на нем программным обеспечением.

После включения модуля EV3 можно увидеть экран с четырьмя основными закладками.

Для программирования модуля требуется перейти в третью закладку при помощи кнопок управления. Затем открыть окно приложения Brick Program. Сразу отображаются два блока – это блок «Начало» и блок «Цикл».

программирование блока лего

В этом окне можно создавать простые программы при помощи двух типов блоков. Всего в палитре существует одиннадцать блоков ожидания и шесть блоков действия.

Среда программирования EV3

редактор EV3

Также в ПО существуют задания по программированию, которые позволяют быстро научиться программировать роботов EV3. Программное обеспечение является пиктографическим. Оно обеспечивает простое и интуитивно понятное визуальное программирование.

Существенным недостатком является то, что при написании сложных и разветвленных программ, это ПО достаточно сильно грузит систему. При этом слабые компьютеры сильно тормозят. Поэтому желательно иметь компьютеры с хорошими характеристиками. На сайте опубликованы минимально допустимые характеристики компьютеров.

требования к оборудованию

EV3 является целой платформой, которую можно использовать в игровых и образовательных целях. При помощи платформы Lego Mindstorms EV3 можно обучать основам робототехники, программирования, изучать различные алгоритмы. При этом не нужно иметь знаний схемотехники и различных протоколов.

Программирование EV3 Basic

Small Basic

Основными достоинствами EV3 Basic являются:

Простота установки;
EV3 Basic является свободным программным обеспечением
Microsoft Small Basic специально разрабатывался для того, чтобы обучать программированию;
Не нужно перепрошивать микрокомпьютер EV3;
Поддерживает русский язык;
Имеет встроенную справку;
Имеет понятный интерфейс;
Есть множество примеров;
Поддерживает все возможности среды программирования Lego EV3.

Программирование EV3 на RobotC

Среда программирования RobotC специально разработана для образовательной робототехники. Этот язык может использоваться и новичками, и опытными программистами и является кросс-платформенным. Есть базовый и расширенный режим программирования.

RobotC

В среде программирования присутствует C-подобный язык и язык RobotC. Язык RobotC – это переходный язык от визуального программирования к текстовым блокам. Для использования RobotC требуется перепрошивка микроконтроллера EV3. Использовать RobotC можно со многими робототехническими платформами. Это такие платформы как :

VEX IQ;
VEX CORTEX (EDR);
VEX PIC (Legacy Support);
LEGO MINDSTORMS EV3;
LEGO MINDSTORMS NXT;
TETRIX;
RCX (поддержка прежних версий);
UNO Arduino / MEGA 1280, MEGA 2560;

Среда программирования RobotC похожа на среду программирования Visual Studio и имеет интерфейс на английском языке. RobotC является платным с десятидневным бесплатным периодом.

После окончания бесплатного периода нужно приобретать лицензию. Стоимость годовой лицензии:

На один компьютер 49 долларов;
На шесть рабочих мест 149 долларов;
На тридцать рабочих мест 299 долларов.
Кроме этого предлагаются бессрочные лицензии.

Операционная система для RobotC должна быть из семейства Microsoft Windows. При помощи среды программирования RobotC можно создавать эффективные программы с использованием сложных математических выражений.

Программирование EV3 на Python

Одним из наиболее популярных языков программирования в мире является Python. Он имеет небольшое синтаксическое ядро и объемную стандартную библиотеку функций. В операционной системе Linuх язык программирования Python установлен. При желании можно установить нужный вам текстовый редактор.

На микрокомпьютере EV3 установлена операционная система Linux. Для того, чтобы программировать EV3 на Python нужно установить Linux ev3dev на модуль EV3.

ev3dev

Затем нужно установить образ на карту памяти microCD. Желательно, чтобы класс карты был не менее десяти. Объем карты памяти от двух до тридцати двух гигабайт. Можно также использовать карту памяти microSDHC.

После этого карту с образом можно вставлять в микрокомпьютер EV3 и включать его. Подсветка кнопок будет мигать оранжевым цветом. Это означает что происходит загрузка операционной системы. После загрузки на экране блока EV3 будет видно меню программы.

Затем нужно настроить соединение с компьютером и можно приступать к работе. Настройки соединения с компьютером нужно описывать отдельно так как они достаточно сложные. Для написания программ нужен еще редактор кода.

В качестве одного из вариантов можно установить редактор кода PyCharm Edu. Есть бесплатная версия с наличием подсказок, проверкой кода и подсвечиванием синтаксиса. Созданный в программе файл можно передать в блок EV3 при помощи программы PuTTY. Эта программа помогает установить SSH соединение операционной системы Windows с микроконтроллером EV3.

PuTTY

Программирование EV3 при помощи Scratch

Scratch является графической средой программирования. Программировать EV3 при помощи Scratch можно если установить нужное программное обеспечение и настроить его. Программное обеспечение можно установить на любые операционные системы. Для примера выберем операционную систему Windows.

Scratch_2_0

Как и в случае с программированием на Python, потребуется карта памяти с такими же параметрами. Карту памяти нужно отформатировать в файловой системе FAT32. На компьютер надо установить виртуальную Java-машину под названием leJOS.

Затем устанавливаем виртуальную машину на компьютер со всеми компонентами.

После этого устанавливаем образ на карту памяти. В дальнейшем при включении микрокомпьютера EV3 с картой памяти будет загружаться leJOS EV3. Без карты памяти будет происходить загрузка стандартного программного обеспечения Lego EV3.

Также на компьютере должна быть установлена свежая версия Adobe AIR. Затем можно установить редактор Scratch.

Установка редактора не занимает много времени.

Следующим шагом является установка ev3-scratch-helper-app. Это приложение служит для связи редактора Scratch и микроконтроллера EV3. Также в редакторе можно в настойках установить русский язык и нужно добавить блоки EV3 в редактор Scratch. После добавления блоков можно приступать к написанию программ.

В статье приведены не все возможные варианты программирования EV3, а только наиболее простые и не требующие каких-либо специальных знаний. Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки. Остается только выбрать что больше всего подходит в каждом конкретном случае.

Приложения EV3 находятся в третьем окне микрокомпьютера Lego EV3. При помощи этих приложений можно производить просмотр портов блока, управлять моторами, создавать несложные программы, производить эксперименты. Всего в блоке находится пять заранее установленных приложений. В этой статье я разберу два первых приложения EV3 — Port View и Motor Control.

приложения Lego EV3

Port View – вид порта

Приложение EV3 вид порта или port view позволяет достаточно быстро узнать куда подсоединены моторы и датчики. Также можно посмотреть их показания в реальном времени. Такая возможность бывает полезной на различных конкурсах и соревнованиях по робототехнике.

Например, в соревнованиях «Движение по линии» скорость и плавность движения робота будет очень сильно зависеть от внешнего освещения и полигона. Можно сразу на месте узнать значение яркости отраженного света от черной линии и от белого поля и скорректировать управляющую программой.

Для того чтобы просмотреть куда присоединены сенсоры и двигатели нужно найти третье окно на экране микроконтроллера EV3.

Затем зайти в первое приложение EV3 сверху и нажать центральную кнопку на передней панели микроконтроллера EV3. После этого мы попадаем окно где можно увидеть все порты блока. В нем отображаются все присоединенные сервомоторы и сенсоры.

порты модуля EV3

Также есть возможность посмотреть их значения и изменить установки. Например, можно для датчика цвета изменить режим яркости отраженного света на режим внешнего освещения или на режим цвет.

Кнопки управления блоком EV3 позволяют перейти к любому порту. В верхней части окна находятся порты вывода, которые позволяют посмотреть подключенные к ним моторы и их показания. В нижней части находятся входные порты. Они предназначены для просмотра подключенных датчиков, изменения их настроек и просмотра показаний в режиме реального времени.

Установка датчиков в порты по умолчанию

По умолчанию датчики устанавливаются:

Датчик касания – в порт под номером один;
Датчик гироскоп – в порт под номером два;
Датчик цвета – в порт под номером три;
Датчик ультразвука, а также датчик инфракрасный – в порт под номером четыре.

1.На экране при присоединенном датчике касания можно показания ноль или единица. Ноль означает что датчик касания разомкнут т.е. кнопка не нажата. Единица показывает, что кнопка датчика касания нажата и датчик находится в замкнутом состоянии.

показания датчиков

2. Гироскопический датчик можно настроить на измерение угла поворота или измерение скорости поворота. Переключение режимов производится нажатием центральной кнопки и перемещением кнопками «Вверх» и «Вниз» на нужный режим. Повторное нажатие центральной кнопки на нужном режиме подтверждает выбор.

Если поворачивать датчик вправо, то можно увидеть на экране увеличение показаний угла поворота. Поворачивая датчик гироскопа влево можно наблюдать уменьшение текущих значений. Если поворачивать датчик вправо, то можно увидеть на экране увеличение показаний угла поворота. Поворачивая датчик гироскопа влево можно наблюдать уменьшение текущих значений.

3.Датчик цвета распознает семь разных цветов, измеряет яркость отраженного света и измеряет внешнее освещение. Если в режиме «Яркость отраженного цвета» произвести измерение показаний различных цветов, то можно увидеть, что показания отличаются. Сенсор цвета в этом режиме различные цвета определяет, как серый с разной яркостью.

При переключении режима в режим «Цвет», каждому цвету будет на экране микроконтроллера EV3 будет присвоено число от нуля до семи. Так, например, желтому цвету будет соответствовать цифра четыре, черному цвету семь, если цвет нельзя определить, т.е. нет цвета цифра ноль.

4.Ультразвуковой датчик определяет расстояние до предмета. Если изменять расстояние от датчика ультразвука до объекта, то будет наблюдаться изменение показаний. То же самое относится и к инфракрасному датчику. Но инфракрасный датчик будет измерять расстояние до объекта в условных единицах.

Просмотр показаний моторов EV3

Для перехода к просмотру текущих показаний сервомоторов нужно перейти в верхнюю часть окна Port View первого приложения EV3. В этой вкладке отражены все присоединенные к микроконтроллеру моторы. Покрутив ось любого мотора будет видно изменение текущих значений энкодеров.

Также можно посмотреть показания угла поворота оси сервомотора и количество оборотов оси. Если есть необходимость точного измерения расстояния какой-либо кривой, то это расстояние можно измерить если прокатить робота по этой кривой. При этом сервомотор с колесом используется как курвиметр.

показания моторов

Точные показания энкодера будут отражены на экране модуля EV3. После этого остается только вычислить длину линии для диаметра колеса. Измерение длины линии тоже иногда бывает нужно быстро вычислить на соревнованиях по робототехнике.

Для перехода к просмотру текущих показаний сервомоторов нужно перейти в верхнюю часть окна Port View первого приложения EV3. В этой вкладке отражены все присоединенный к микроконтроллеру моторы. Покрутив ось любого мотора будет видно изменение текущих значений энкодеров.

Текущие показания энкодера будут отражены на экране модуля EV3. После этого остается только вычислить длину линии для диаметра колеса. Измерение длины линии тоже иногда бывает нужно быстро вычислить на соревнованиях по робототехнике.

Motor Control – управление моторами

Приложение «Motor Control» является второй сверху строкой в окне приложения EV3. Это приложение служит для ручного управления серовомоторами. «Управление моторами» позволяет управлять прямым и обратным вращением любого сервомотора, который подключен к одному из выходных портов.

Есть два режима управления моторами. В первом режиме происходит управление моторами, которые подключены к порту А и D. Кнопки «Вверх» и «Вниз») управляют мотором в порту A, кнопки «Влево» и «Вправо» управляют мотором в порту D.

моторы лего

Во втором режиме можно управлять сервомоторами, подсоединенными к порту B и C. Кнопки «Вверх» и «Вниз» управляют мотором в выходном порту B, кнопки «Влево» и «Вправо управляют мотором в порту C.

Средним мотором EV3 можно управлять если подключить его к любому из выходных портов и выбрав подходящий для этого порта режим.

Robot Commander представляет собой управляющее приложение для LEGO® MINDSTORMS®. БЕСПЛАТНАЯ загрузка для большинства смартфонов и планшетов; Robot Commander подключается к модулю EV3 по Bluetooth®. Это простое в использовании приложение позволяет взаимодействовать с вашими уникальными роботами EV3, даже не подключаясь к компьютеру! Это означает, что вы можете мгновенно начать игру с вашими собственными роботами!

Приложения для компьютеров и планшетов

Приложения LEGO® MINDSTORMS® EV3 Home для macOS, Windows 10 и планшетов на iOS и Android

Загрузите, установите, подключите и выполняйте задания по программированию. Для пяти основных роботов есть до пяти задач по программированию. Благодаря более продвинутому, но хорошо знакомому интерфейсу программирования и пяти сложным заданиям для вас и ваших роботов-героев, приложение EV3 Home для PC, Mac и планшетов сможет поднять ваши навыки робототехники на новый уровень!

Важная информация относительно программного обеспечения и приложений LEGO® MINDSTORMS® EV3!

Мы рады сообщить, что пользователям LEGO MINDSTORMS EV3 теперь будут доступны новые возможности при сборке и программировании их творений.

Новое приложение LEGO MINDSTORMS EV3 Home с языком программирования на основе Scratch заменит используемое в настоящее время ПО LEGO MINDSTORMS EV3 Home Edition (Labview) для Windows 10 и macOS, а также приложение LEGO MINDSTORMS EV3 Programmer для планшетов на iOS/Android.

Приложение LEGO MINDSTORMS EV3 Programmer будет удалено из магазинов приложений в конце июня 2021 года.

Выведенное из эксплуатации ПО LEGO MINDSTORMS EV3 Home Edition (Labview) для Mac и PC можно найти ниже. Обратите внимание, что это ПО больше не поддерживается LEGO Group.

Привет, Хабр! Мы уже рассказывали о платформе LEGO MINDSTORMS Education EV3. Основные задачи этой платформы — обучение на практических примерах, развитие навыков STEAM и формирование инженерного мышления. В ней можно проводить лабораторные работы по изучению механики и динамики. Лабораторные стенды из кубиков LEGO и утилиты по регистрации и обработке данных делают опыты еще интереснее и нагляднее и помогают детям лучше понять физику. Например, школьники могут собрать данные о температуре плавления и с помощью приложения систематизировать их и представить в виде графика. Но это только начало: сегодня мы расскажем, как дополнить этот набор средой программирования MicroPython и использовать его для обучения робототехнике.

Учим программированию с помощью EV3

Современные школьники хотят видеть красочный результат. Да, им скучно, если программа выводит в консоль числа, и они хотят рассматривать цветные графики, диаграммы и создавать настоящих роботов, движущихся и выполняющих команды. Обычный код тоже кажется детям слишком сложным, поэтому обучение лучше начинать с чего-нибудь полегче.

Базовая среда программирования EV3 создана на основе графического языка LabVIEW и позволяет задавать алгоритмы для робота визуально: команды представлены в виде блоков, которые можно перетаскивать и соединять.

Такой способ хорошо работает, когда нужно показать, как строятся алгоритмы, но он не подходит для программ с большим количеством блоков. При усложнении сценариев необходимо переходить на программирование с помощью кода, но детям трудно сделать этот шаг.

Здесь есть несколько хитростей, одна из которых — показать, что код выполняет те же задачи, что и блоки. В среде EV3 это можно сделать благодаря интеграции с MicroPython: дети создают одну и ту же программу в базовой среде программирования с помощью блоков и на языке Python в Visual Studio Code от Microsoft. Они видят, что оба способа работают одинаково, но кодом решать сложные задачи удобнее.

Переходим на MicroPython

Среда EV3 построена на базе процессора ARM9, и разработчики специально оставили архитектуру открытой. Это решение позволило накатывать альтернативные прошивки, одной из которых стал образ для работы с MicroPython. Он позволяет использовать Python для программирования EV3, что делает работу с набором еще ближе к задачам из реальной жизни.

Чтобы начать работать, нужно скачать образ EV3 MicroPython на любую microSD-карту, установить ее в микрокомпьютер EV3 и включить его. Затем нужно установить бесплатное расширение для Visual Studio. И можно приступить к работе.

Программируем первого робота на MycroPython

На нашем сайте есть несколько уроков для освоения базовых понятий робототехники. Модели на EV3 знакомят детей с азами, которые используются в самоуправляемых автомобилях, заводских роботах-сборщиках, станках с ЧПУ.

Мы возьмем для примера чертежную машину, которую можно научить рисовать узоры и геометрические фигуры. Данный кейс является упрощенным вариантом взрослых роботов-сварщиков или фрезеровщиков и показывает, как можно использовать EV3 совместно с MicroPython для обучения школьников. А еще чертежная машина может разметить отверстия в печатной плате для папы, но это уже другой уровень, требующий математических расчетов.

Для работы нам понадобятся:

базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3;
большой лист клетчатой бумаги;
цветные маркеры.

Сначала инициализируем библиотеку модулей EV3:

Настраиваем платформу, которая вращает ручку как мотор в порте B. Задаем передаточное отношение двухступенчатой зубчатой передачи с количеством зубьев 20-12-28 соответственно.

Настраиваем подъемный механизм для ручки как мотор в порте C:

Настраиваем гироскоп, измеряющий угол наклона ручки, в порте 2:

Настраиваем цветовой датчик в порте 3. Датчик используется, чтобы определять белую бумагу под чертежной машиной:

Настраиваем датчик касания в порте 4. Робот начинает рисовать, когда датчик нажат:

Определяем функции, которые поднимают и опускают ручку:

Определяем функцию для поворота ручки на заданный угол или до определенного угла:

Если целевой угол больше, чем текущий угол гироскопического датчика, продолжаем движение по часовой стрелке с положительной скоростью:

Если целевой угол меньше, чем текущий гироскопического датчика, то двигаемся против часовой стрелки:

Останавливаем вращающуюся платформу, когда целевой угол будет достигнут:

Устанавливаем начальное положение ручки в верхнем положении:

Теперь идет основная часть программы — бесконечный цикл. Сначала EV3 ожидает, когда датчик цвета обнаружит белую бумагу или синюю стартовую клетку, а датчик касания будет нажат. Затем он рисует узор, возвращается в исходное положение и повторяет все заново.

Когда устройство не готово, светодиоды на контроллере принимают красный цвет, и на ЖК-экране отображается изображение «палец вниз»:

Дожидаемся, когда датчик цвета считает синий или белый цвет, устанавливаем цвет светодиодов зеленым, отображаем на ЖК-экране изображение «палец вверх» и сообщаем, что устройство готово к работе:

Дожидаемся нажатия датчика касания, присваиваем гироскопическому датчику значение угла 0 и начинаем рисовать:

Поднимаем держатель ручки и возвращаем его в исходное положение:

Вот такая несложная программа у нас получилась. И теперь запускаем ее и смотрим на робота-чертежника в деле.

Что дают такие примеры

EV3 — это инструмент для профориентации в рамках профессий STEM и точка входа в инженерные специальности. Так как на нем можно решать практические задачи, дети получают опыт технических разработок и создания промышленных роботов, учатся моделировать реальные ситуации, понимать программы и анализировать алгоритмы, осваивают базовые конструкции программирования.

Поддержка MicroPython делает платформу EV3 подходящей для обучения в старших классах. Ученики могут попробовать себя в роли программистов на одном из самых популярных современных языков, познакомиться с профессиями, связанными с программированием и инженерным проектированием. Наборы EV3 показывают, что писать код — это не страшно, готовят к серьезным инженерным задачам и помогают сделать первый шаг к освоению технических специальностей. А для тех, кто работает в школе и связан с образованием, у нас подготовлены программы занятий и учебные материалы. В них детально расписано, какие навыки формируются при выполнении тех или иных задач, и как полученные навыки соотносятся со стандартами обучения.

Читайте также: