Lego mindstorms ev3 31313 состав набора

Обновлено: 12.05.2024

Конструктор Lego Mindstorms EV3 появился в 2013 году и сразу же завоевал популярность. Полностью название набора звучит как Lego Mindstorms Education EV3. Где EV 3 – это evolution 3, то есть эволюция, развитие. Соответственно третья версия Lego Mindstorms. Первая версия конструктора комплектовалась микроконтроллером или микрокомпьютером RCX, вторая NXT.

Есть две разновидности конструктора Лего EV3.

Lego Mindstorms EV3 31313 – для домашнего пользования.
Lego Mindstorms EV3 45544 базовый набор – для образовательных целей.

Также выпускается несколько дополнительных наборов, которые расширяют возможности Лего EV3. Например ресурсный набор Lego Mindstorms EV3 45560, который дополняет базовый набор.

Lego Mindstorms EV3 31313

Это так называемая домашняя версия. Хотя ее также можно использовать в образовательных целях в школах, кружках и т.д. Она больше предназначена для детей и любителей робототехники. Lego 31313 часто продается в магазинах игрушек.

Lego Mindstorms EV3 31313

Это коробочная версия и в ней нет пластиковой коробки для деталей. Инструкции для создания моделей роботов можно скачать с официального сайта. Программное обеспечение также скачивается с официального сайта.

официальный сайт Lego

На базе Lego Mindstorms EV3 31313 можно построить пять различных моделей роботов.

Робот скорпион
Робот высокой проходимости на гусеницах
Робот кобра
Робот трактор с захватом
Человекообразный робот

Также дополнительно можно создать еще 12 бонусных моделей.

В конструктор Lego Mindstorms EV3 31313 входит инфракрасный пульт дистанционного управления и инфракрасный датчик. С их помощью можно дистанционно управлять роботом.

инфракрасный маяк и датчик

Также инфракрасный пульт может использоваться как инфракрасный маяк. Роботом можно управлять и со смартфона при помощи специального приложения.

Базовый набор Lego Mindstorms Education EV3

Базовый набор считается образовательной версией и предназначен больше для использования в образовательных учреждениях.

Lego Mindstorms EV3 45544 базовый набор

Его также можно использовать и дома. В его комплект входит удобная пластиковая коробка с отсеком для деталей. Конструктор Lego Mindstorms EV3 45544 не имеет в комплекте инфракрасного датчика и инфракрасного маяка.

Вместо них в комплект входит ультразвуковой датчик. В настоящее время программное обеспечение также находится в свободном доступе на официальном сайте. При помощи базового набора можно собрать четыре стандартных модели роботов.

Робот гиробой – самобалансирующийся робот
Сортировщик цветов
Робот щенок
Рука робота H25 – манипулятор

Также в состав EV3 45544 входит инструкция для сборки мобильной платформы.

мобильная платформа Lego EV3

Мобильная платформа позволяет быстро начать изучение различных типов движения робота с использованием датчиков.

Кроме учебного программного обеспечения на официальном сайте доступны комплекты учебных материалов.

Космические проекты EV3
Инженерные проекты EV3
Программа по информатике EV3
Физические эксперименты EV3

Ресурсный набор Lego Mindstorms EV3 45560

Конструктор Lego Mindstorms EV3 45544 базовый набор может дополнятся ресурсным набором Lego Mindstorms EV3 45560.

Он расширяет функциональные возможности базового образовательного набора. В состав ресурсного набора также входит пластиковая коробка с отсеком для деталей. Набор содержит детали механики. С помощью ресурсного набора можно дополнительно по инструкциям собрать и запрограммировать ещё пять стандартных моделей.

Робот танк
Робот Знап
Лестничный вездеход
Робот слон
Фабрика спиннеров
Пульт дистанционного управления

Все инструкции по сборке и программы для роботов находятся в программном обеспечении, которое устанавливается на компьютер. Но если понадобится собрать свою сложную модель, то деталей двух наборов может не хватить. Тогда, возможно, появится необходимость в приобретении дополнительных деталей.

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

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

Часть первая. Прелюдия.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Часть 3. А вместо сердца — пламенный…кубик

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

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

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

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

Часть 4. Што у хобитца в карманцах?

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

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

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

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

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

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

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

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

Без навешивания датчиков получаем такою вот конструкцию:

Часть 5. Заключительная.

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

Робототехнический конструктор LEGO Mindstorms считается одним из самых распространенных в мире. К моменту написания статьи компания LEGO выпустила конструкторы третьего поколения –EV3 (предшественниками были серии RCX и NXT). О том, как происходила робототехническая эволюция серии Mindstorms можно подробнее прочитать в статье «История образовательного конструктора LEGO Education»

В свою очередь, серия Mindstorms EV3 включает в себя две версии – Home и Education. Как несложно догадаться, версия Home ориентирована на частное использование, в то время как Education предназначается для освоения робототехники в рамках кружков и секций (к слову последнее пятилетие наблюдается бум секций робототехники в России).

Не важно, держите ли вы в руках самый первый конструктор RCX или последнюю версию EV3, концепция конструктора не менялась с годами. Набор состоял и состоит из двух частей, первая из которых – это детали серии LEGO Technic (позволяющие собрать разнообразные модели роботов и не только), а вторая – электронные компоненты (моторы и датчики) «во главе» с контроллером, с помощью которого происходит программирование робота и управление электронными модулями. Одна из причин, по которой конструктор получил такую повсеместную известность – это достаточно понятная для освоения графическая среда программирования.

Пожалуй, для вступительного слова достаточно, поэтому перейдем к рассмотрению «начинки» и функциональных возможностей обоих версий EV3 в сравнении друг с другом (в будущем будут выпущены детальные обзоры, посвященные каждому набору).

Официальные названия конструкторов, включая цифровой артикул:

LEGO Mindstorms EV3 Home (31313)
LEGO Mindstorms EV3 Education Core Set (45544)

1. Упаковка

Версия для домашнего использования EV3 31313 упакована в классическую картонную упаковку, характерную для большинства наборов Lego. Ставка компании сделана на дизайн упаковки – на ней изображен крупным планом и во всей своей красе робот-андроид EV3RSTORM. Изображение дает покупателю общее представление о возможностях набора и его составе. Также стимулирует к покупке слоган «Create&Command your own robots» / «Создай и управляй своими роботами».

Однако несмотря на удачную маркетинговую стратегию такой упаковки, покупатель сталкивается с трудностями при хранении деталей набора.

В то же время образовательная версия идёт в комплекте с удобным и вместительным пластиковым контейнером. В дополнение к самому контейнеру предусмотрен специальный лоток для сортировки деталей по их назначению и размеру. А в нижней части достаточно места для хранения крупных деталей и электронных компонентов. Неоспоримый плюс заключается в том, что все детали имеют своё определенное место – на внутренних стенках отсека лотка можно найти наклейку с «местными» деталями. Подобный порядок в размещении деталей позволяет ускорить процесс сборки, так как дети спустя несколько занятий отлично ориентируются в ячейках и знают, где лежит определенная деталь.

Очевидно, что хранить детали в отдельном контейнере удобнее, чем россыпью, поэтому если вы владелец версии EV3 Home 31313, то обязательно приобретите отдельно специальный лоток.

2. Состав набора (детали Lego)

Оба набора представлены широким набором, так называемых «строительных» деталей, преимущественно серии Technic. Но при тщательном рассмотрении можно увидеть отличия – по составу, количеству и цветовой гамме.

«Домашняя» версия EV3 Home 31313 содержит 601 деталь. Доминирующий цвет деталей – черный, контраст добавляет красный цвет, а часть деталей серого цвета. Также в наборе есть декоративные элементы белого цвета, которые придают роботам более «эффектный» внешний вид (в комплекте к набору идут наклейки для этих белых панелей).

Преобладают среди строительных элементов балки (прямые и угловые), однако отсутствуют балки цветов, которые бы распознавал датчик цвета (синие, желтые, зеленые). Максимальная длина осей из домашней версии EV3 – 9 модулей. Соединительные элементы достаточно разнообразны: шесть типов штифтов и 21 тип деталей серии Technic. Зубчатых колес в наборе 8 типов, в сумме 21 шестерня, большая часть из которых – конические.

Из движителей – четыре колеса среднего диаметра и резиновые гусеницы, обеспечивающие достаточно хорошее сцепление с поверхностью. Однако со временем гусеницы могут быть растянуты, что приведет к проскальзыванию при движении.

В дополнение к декоративным деталям (отвечающим за эффектность робота) есть специальная обойма с 3 красными шарами – для поражения роботов-неприятелей или стрельбы по мишеням. Ещё одни «непрактичные» детали – мечи, в количестве аж 6 шт.

Рассмотрим образовательную версию EV3 Education Core Set 45544. Деталей заявлено меньшее количество – 541 штука. Но если исключить все декоративные элементы из версии 31313, то мы получим близкие друг к другу значения. Основные цвета – серый и белый, и лишь некоторые детали представлены черным и красным цветами.

Также, как и в домашней версии имеется множество таких деталей как балки и угловые балки, а также прямые трехмодульные балки 5 разных цветов — красный, зеленый, синий, желтый, черный для реализации алгоритмов с распознаванием цвета. Максимальная длина осей – 12 модулей (оси длиннее, чем в Home). Для соединения имеется семь типов штифтов и 18 типов деталей серии Technic. Зубчатые колеса в наборе представлены в количестве 30 деталей, причем пропорции цилиндрических и конических шестерен близки. А также есть уникальный элемент – поворотная зубчатая платформа.

Из движителей – два больших колеса, шаровая опора с металлическим шаром (отличительный элемент образовательной версии), гусеничный привод (54 трака гусениц и специальные колеса-«звездочки»). По сравнению с резиновым приводом можно отметить меньшее сцепление с поверхностью, но этот вопрос можно решить установкой в звенья гусениц специальные резиновые вставки (например, из ресурсного набора 45560).

Декоративных деталей нет в таком количестве, но всё же разработчики добавили четыре панели серии Technic.

Если подвести итог, то с точки зрения элементной базы обе версии схожи, но по своему составу за счет уникальных элементов, таких как шаровая опора, поворотная платформа, отдельные звенья гусениц и др., с небольшим перевесом выигрывает версия EV3 Education Core Set 45544.

3. Состав набора (электронные компоненты)

Перейдем к рассмотрению одной из самых основных составляющих наборов (обоих версий) – электронные элементы. Как будет понятно ниже, принципиальных отличий в электронной базе не так много, поэтому подчеркнем общие для обоих версий компоненты, и больше внимания обратим на отличительные особенности.

3.1 Блок EV3 (EV3 Brick)

По сути своей блок EV3 является микроконтроллером на базе процессора ARM9 с ОС Linux. Он оснащен дисплеем, кнопками управления, динамиком, 4 портами для подключения сенсоров, 4 портами для подключения моторов, потами miniUSB и USB, а также слотом для карт MicroSD (до 32 ГБ). Связь с блоком EV3 возможна через USB-кабель, а также через встроенные модули Bluetooth или WiFi (при подключении внешнего модуля WiFi к USB-порту блока).

Автономность блока EV3 обеспечивается питанием от шести батареек типа АА, либо с помощью специализированного аккумулятора от Lego. К слову аккумулятор идёт в комплекте с образовательной версией, и отсутствует в домашней (но и здесь её небольшой минус – для зарядки потребуется купить отдельное зарядное устройство).

3.2 Моторы (Motors)

Обе версии EV3 укомплектованы одинаковым наборов моторов – два больших и один средний. Все три мотора имеют встроенный датчик вращения (энкодер), что позволяет управлять вращением с неплохой точностью – до 1 градуса. Как правило, большие моторы используются для задания движения роботу, а средний мотор – для выполнения вспомогательных операций.

3.3 Датчики (Sensors)

Версия 31313

Версия 45544

3.3.1 Датчик касания (Touch sensor)

Датчик касания входит в комплект обоих версий, однако в домашней – датчик всего один, а в образовательной 2шт. К слову кнопки на блоке EV3 тоже по своей сути – датчики касания. Как правило, датчик используется для запуска или остановки робота, подсчета количества нажатий.

3.3.2 Датчик цвета (Color sensor)

Датчик цвета также есть в обоих наборах. Распознает несколько оттенков цвета (разработчик заявляет до 8 цветов), а также может работать в режимах измерения интенсивности освещённости и степени отраженного света.

3.3.3 Гироскоп (Gyro sensor)

Гироскоп включен только в состав образовательной версии. Позволяет измерять угловое положение и определять положение робота по всем осям вращения. Основное применение – создание балансирующих роботов (один из самых известных – Gyro Boy), а также помогает определять крен робота.

3.3.4 Датчик расстояния (Distance sensor)

Датчики расстояния есть как в Home, так и в Education версиях, однако по своей физической природе измерения расстояния они отличаются друг от друга.

В образовательную версию входит ультразвуковой датчик. Принцип измерения заключается в генерации ультразвуковых волн, которые при столкновении с препятствием отражаются и возвращаются к датчику. Время, прошедшее между генерацией и возвращением сигнала, используется для оценки расстояния до препятствия. Диапазон измерения составляет от 1 до 250 см.

В домашнюю версию входит инфракрасный датчик. Сам принцип измерения идентичен, только вместо ультразвуковых волн, датчик генерирует инфракрасное излучение. Измерения при этом получаются менее точными, даже цвет объекта влияет на измерение. В свою очередь, разработчики определяют этот сенсор, как датчик некоей «близости» к объекту. Диапазон измерения составляет от 1 до 70 см. В то же время основная функция данного датчика – не измерять расстояние, а принимать сигналы от пульта дистанционного управления, который также использует ИК-технологию для связи.

3.3.5 Удаленный контроль (IR-Remote control)

Пульт для дистанционного управления с ИК-технологией (Infrared или IR) входит только в домашнюю версию EV3 (название он получил ИК-Маяк). Для управления роботом на пульте есть 5 программируемых кнопок (а если учесть их комбинации – то получится 11 программируемых действий). Зона передачи сигналов ограничена 2м (в поле зрения датчика не должно быть препятствий), а также используется 4 канала передачи данных.

В заключении обзора электронных компонентов можно отметить, что их состав в большей степени отвечает целям, которые преследует счастливый владелец той или иной версии. Домашняя – снабжена пультом управления, для большей динамики в программировании и управлении роботом, а образовательная – гироскопом – для исследования состояния робота и окружающего мира, и в то же время датчик расстояния обладает в образовательной версии более высокой точностью измерений. Но что дополнительно объединяет обе версии конструктора EV3 – это хрупкость соединительных кабелей (самый хрупкий элемент – защелка разъема). А также состав датчиков обоих наборов можно расширить, дополнительно купив либо недостающие датчики Lego, либо специализированные датчики серии HiTechnic.

4. Среда программирования

Роботы из конструктора EV3 могут быть запрограммированы несколькими способами. Основной способ – это через специальную среду, разработанную на основе программного продукта LabView. Все периферийные устройства (моторы, датчики, кнопки блока EV3 и др.) представлены в программе в виде специальных графических блоков. Сам язык программирования получил название EV3-G. Программирование возможно, как на компьютере (ноутбуке), так и на планшете. Подробности работы в среде программирования мы рассмотрим в отдельной статье. Однако отметим, что функциональные возможности у программной среды для образовательной версии шире, и дополнительно включают разделы учебных материалов, инструменты по документированию проектов, регистрации данных и др.

Также алгоритм для работы робота можно написать с помощью встроенного в сам блок EV3 программном редакторе (Brick Program) – однако в этом случае просмотр всей программы ограничен дисплеем блока, что затрудняет написание сложных алгоритмов.

И для самых продвинутых пользователей есть возможность написания программ на текстовых языках EV3Basic и Robot-C, или даже более классических, например, Java или Python (после установки новой ОС на EV3).

5. Дополнительные материалы

К каждому из наборов были разработаны дополнительные материалы – обучающие ролики, инструкции по сборке моделей, примеры алгоритмов.

В комплекте с версией EV3 Home идёт пять готовых моделей роботов (их можно было увидеть на упаковке набора): EV3STORM – робот-андроид с «пушкой», R3PTAR — кобра, GRIPP3R – робот с хватом, TRACK3R — танк и SPIK3R — скорпион. Помимо пошаговых инструкций по сборке представлены и пошаговые инструкции по программированию – что позволяет создавать и тестировать программы самостоятельно. Также имеется возможность загрузить дополнительные модели с готовым алгоритмом.

В то же время в комплекте с образовательной версией EV3 Education Core Set разработчиком заявлено 10 уникальных моделей. Однако есть нюанс – собрать из деталей набора 45544 можно только четыре из них — Robot Arm (Роботизированная рука), Gyro Boy (Балансирущий робот), Color Sorter (Сортировщик по цвету) и Puppy (Щенок). Оставшиеся шесть моделей требуют для сборки деталей из ресурсного набора 45560, который приобретается отдельно. Среди этих моделей: Elephant (Шагающий слон), Tank Bot (Танк), Stair Climber (Ступенеход), Znap (Монстр «Знап» на гусеницах) , Spinner Factory (Фабрика «вертушек») и Remote Control (Пульт дистанционного управления) – для последнего потребуется два блока EV3. Ещё один достаточный минус – программы для указанных моделей идут готовыми и новичку, который в первый раз держит набор EV3, разобраться в алгоритме будет крайне сложно. Помимо моделей для сборки имеется учебное пособие по робототехнике и вспомогательные материалы по работе со средой программирования.

ИТОГИ

Обе версии платформы EV3 являются самодостаточным продуктом, и отвечают именно тем целям, которые вы преследуете. Это дополнительно подчеркивают и сами названия версий – домашняя и образовательная. Элементная база, как деталей, так и электронных компонентов позволяет создавать уникальные проекты.

Если вы приобретаете набор EV3 для частного использования – то версия 31313 станет отличный выбором (только не забудьте купить отдельный контейнер для хранения). С другой стороны, если вы решили укомплектовать кружок робототехники, то остановите свой выбор на версии 45544 и никак иначе.

Микрокомпьютер EV3 начали выпускать в 2013 году. Он пришел на смену микрокомпьютеру NXT и является более современной моделью.

Микрокомпьютер EV3 часто называют микроконтроллер EV3, блок управления EV3, модуль EV3, интеллектуальный блок. Также часто можно встретить в литературе название «P — кирпич» или «P — brick».

Это название является сокращением от Programmable brick — то есть программируемый блок (кирпич).

блок EV3

Микрокомпьютер EV3 входит в состав робототехнических конструкторов Lego Mindstorms Education EV3 образовательной и домашней версии. Микроконтроллер EV3 является компьютерным мозгом робота. Операционной системой микрокомпьютера является Linux. Датчики опрашиваются со скоростью в 1 Гигагерц.

Интерфейс управления микрокомпьютера EV3

В модуле EV3 реализован шестикнопочный интерфейс управления. Этот интерфейс имеет программируемую визуальную индикацию состояний — подсветка различных цветов.

Ход выполнения программы может контролироваться при помощи подсветки модуля. В этом случае подсветка выполняет роль индикатора состояния контроллера EV3. Индикатор может приобретать зеленый, оранжевый или красный цвет. Также индикатор может мигать. Индикатор состояния модуля имеет следующие коды:

Красный цвет означает запуск. Также он сигнализирует об обновлении или показывает завершение работы
Если красный цвет мигает, то микроконтроллер занят
Оранжевый цвет — это оповещение, блок работает
Когда зеленый цвет пульсирует это значит, что происходит выполнение программы

Для лучшего понимания на каком этапе находится программа можно отдельно программировать индикатор блока EV3. Тогда при выполнении различных условий индикатор сможет гореть различными цветами и пульсировать.

Порты модуля EV3

С одной стороны, блок EV3 оснащен четырьмя портами входа для подключения различных датчиков.

порты блока

Также сбоку есть дополнительный USB — порт, который можно использовать для чтения USB-flash накопителей, подключения Wi-Fi приемника WiFi. Адаптер нужно приобретать отдельно. Flash память адаптера 16 Мб. При помощи этого порта можно создать последовательную цепь микрокомпьютеров EV3. Всего можно последовательно соединить до четырех программируемых блоков управления EV3.

соединение микроконтроллеров

Порты входа обозначаются цифрами от одного до четырех. На другой стороне модуля есть четыре порта выхода, куда происходит подключение моторов. Это позволяет создавать сложные и функциональные модели роботов. Порты выхода обозначаются буквами A, B, C, D. Также со стороны портов выхода имеется мини – USB порт. Он позволяет при помощи USB кабеля соединять модуль EV3 с компьютером.

С этой же стороны блока есть слот для чтения карт формата микро-USB. Этот слот позволяет увеличить объем памяти доступной для хранения данных микрокомпьютера EV3 до 32 гигабайт. SD карта в комплект не входит и покупается отдельно.

Динамик EV3

С другой стороны блока расположен высококачественный встроенный динамик. Этот динамик может воспроизводить любые звуки программируемого блока EV3. Качество звука всегда будет хорошим если динамик микроконтроллера не будет закрыт.

динамик блока EV3

Динамик позволяет эффективно использовать звуковые функции микроконтроллера EV3. Благодаря дополнительному объему памяти и улучшенным характеристикам встроенного динамика увеличились возможности использования звука и вышли на новый качественный уровень.

Программирование с помощью интерфейса микрокомпьютера EV3

В микрокомпьютере есть возможность программирования при помощи самого микрокомпьютера. Есть двенадцать программируемых блоков при помощи которых можно создавать программы.

программирование с помощью интерфейса микрокомпьютера EV3

Можно писать сложные программы без использования компьютера. Эту программу можно экспортировать на компьютер. На компьютере программу можно улучшить при помощи программного обеспечения EV3. После этого ее снова можно загрузить на микрокомпьютер и проверить на практике. Это является очень полезной функцией.

Как соединить микроконтроллер EV3 с компьютером

Всего существует три способа установить соединение микроконтроллера с компьютером:

Через USB – кабель
С помощью встроенного модуля Bluetooth
Через Wi — Fi приемник

Установка и зарядка батарей блока EV3

На нижней стороне модуля находится литиево — ионный аккумулятор. Конструкция аккумулятора выполнена таким образом, что позволяет плотно устанавливать блок и детали модели робота. Когда батарея используется в первый раз или в случае полностью разряженной батареи нужно в течении как минимум двадцати минут произвести зарядку батареи.

Производить зарядку батареи можно, не вынимая ее из собранной модели. Это значит, что не нужно тратить время на разборку и сборку робота, чтобы заменить аккумулятор.

аккумуляторы и батареи ev3

Батарея заряжается при помощи стандартного адаптера Lego EV3, который входит в комплект. Когда батарея разряжена, то при включении в розетку через адаптер индикатор начинает гореть красным светом. После завершения зарядки индикатор начинает гореть зеленым цветом, а индикатор красного цвета гаснет.

При использовании программируемого микроконтроллера EV3 во время зарядки аккумулятора время зарядки увеличивается. Для зарядки аккумулятора нужно три – четыре часа. Когда аккумуляторная батарея используется в первый раз, рекомендуется, чтобы она имела полную зарядку.

При этом модуль при использовании аккумулятора работает дольше, чем при использовании батареек. Чтобы батарея дольше сохраняла работоспособность есть несколько простых правил:

Если батарея не используется, то ее лучше на время вынуть
Каждый комплект батарей должен хранится отдельном контейнере для совместного использования
Громкость динамик лучше уменьшить
Произвести правильные настройки параметров спящего режима
Если вы не используете Bluetooth и Wi-Fi, то их нужно отключить
Стараться избегать ненужного износа моторов

Технические характеристики микрокомпьютера EV3

Микрокомпьютер Lego EV3 имеет следующие характеристики:

Процессор — ARM9
Микрокомпьютер EV3 имеет операционную систему Linux
Контроллер блока программирования — ARM9 с частотой 300 МегаГерц
Объем flash-памяти составляет 16 МБ
Объем оперативная памяти — 64 МБ
Модуль EV3 имеет монохромный черно-белый экран с разрешение 178×128 px
При осуществлении связь с главным компьютером через шину USB 2 .0 скорость передачи данных достигает 480 Мбит/с
При осуществлении связь с главным компьютером через шину USB 1 .1 скорость передачи данных до 12 Мбит/с
Карта памяти типа Micro SD с поддержкой SDHC, версии 2 .0. Максимальный объем памяти карты 32 ГБ
По 4 входных и выходных порты для подключения моторов и датчиков
Соединение осуществляются при помощи кабелей с коннекторами типа RJ12
Поддерживается автоматическая идентификация сенсоров и моторов
Электропитание от 6 батареек типа AA (батарейки можно заменить на литиевые аккумуляторы) или от аккумуляторной батарея

EV3 является третьей версией конструктора Lego Mindstorms Education. Вторая версия носила название NXT, первая версия – RCX.

Как включить микрокомпьютер EV3

Для включения микрокомпьютера EV3 нужно нажать на кнопку, находящуюся в центре шестикнопочного интерфейса микрокомпьютера EV3. После нажатия индикатор статуса модуля загорится красным цветом.

подсветка блока EV3

По умолчанию будет выбран вариант «Прервать X». При помощи кнопки «Вправо» нужно выбрать вариант «Принять». После этого нажмите центральную кнопку (OK). Теперь микрокомпьютер EV3 выключен. Если нажать OK, то при выбранном варианте Х, произойдет возврат в окно «Запустить последнюю».

EV3 Home является детским робототехническим набором Lego и имеет артикул 31313. По составу деталей он немного отличается от образовательной версии конструктора. Продается конструктор Lego 31313 Mindstorms EV3 в яркой и красивой коробке.

лего ev3 home

Почти все магазины, которые реализуют конструкторы лего имеют в своем ассортименте неборы Lego EV3 Home. Поэтому приобрести набор не составит особого труда. Стоимость домашней версии робототехнического набора Lego EV3 меньше, чем образовательной версии. Но для соревнований образовательная версия конструктора подходит больше.

Программное обеспечение

TRACK3R – гусеничный робот
SPIK3R – робот скорпион
R3PTAR – робот кобра
GRIPP3R – робот для поднятия грузов
EV3RSTORM – человекоподобный робот

Дополнительно можно скачать с официального сайта еще двенадцать инструкций.

Привести роботов в движение можно несколькими способами:

Запрограммировать при помощи ПО
Использовать инфракрасный маяк как пульт удаленного управления в комплекте с инфракрасным датчиком
При помощи приложения Commander на смартфоне
При помощи приложения на планшете

Системные требования к компьютерам

Чтобы установить и использовать программное обеспечение EV3 существуют следующие требования к компьютерам и ноутбукам:

1. Персональные компьютеры с ОС Windows

32-битная версия XP и 32-битная Vista с установленными актуальными пакетами обновлений, кроме Starter Edition. 32/64-битная Windows 7 и Windows 8 для стационарных с установленными актуальными пакетами обновлений, включая Starter Edition

Двуядерный процессор на 2,0 Гц или мощнее
2 Гб оперативки и выше
Свободное пространство на винчестере не менее 2 Гб
Дисплей XGA (1024 × 768)
Один свободный USB порт

2. Персональные компьютеры Apple Macintosh (OS X)

Mac OS 10.6, 10.7 и 10.8 с актуальными пакетами обновлениями
Двуядерный процессор на 2,0 Гц или мощнее

2 Гб оперативки и выше
Свободное пространство на винчестере не менее 2 Гб
Дисплей XGA (1024 × 768)
Один свободный USB порт

Что входит в комплект робототехнического конструктора Lego EV3 Home

Самыми главными и дорогими элементами робототехнического конструктора EV3 Home являются:

микроконтроллер EV3

Датчик цвета EV3 и два датчика касания

датчик цвета и датчик касания

Инфракрасный датчик и инфракрасный маяк

инфракрасный датчик и инфракрасный маяк

Моторы EV3 — два больших и один средний

сервомоторы лего

Для связи с компьютером есть один USB – кабель

USB кабель

Семь соединительных кабелей с разъемом RJ12

соединительные кабели

Роботехнический набор Lego Mindstorms EV3 Home Edition содержит 601 деталь.

В их число входят оси, штифты, балки, зубчатые колеса, декоративные элементы и многое другое.

Программирование EV3 Home

Программировать Lego Mindstorms EV3 31313 можно:

При помощи самого модуля EV3, правда большие программы не получиться сделать;
При помощи ПК – этот способ дает больше всего возможностей при программировании;
При помощи планшета.

Для Lego EV3 существует четыре бесплатных приложения

Пиктографическое приложение для компьютеров – визуальное программирование
EV3 Programmer для программирования с планшета
Головоломка «Почини Фабрику»
Robot Commander для дистанционного управления EV3 роботом

При помощи приложений можно запрограммировать EV3 робота на различные задачи. После создания программы нужно ее перенести на микрокомпьютер Lego EV3 при помощи USB – кабеля и запустить программу на выполнение. Также перенести программу можно с использованием Bluetooth или Wi-Fi.

Достоинства и недостатки Lego EV3 Home

К достоинствам набора можно отнести:

Качество деталей;
В наборе есть все необходимое;
Существует возможность перепрошивки модуля EV3 на множество популярных языков программирования;
Конструктор является совместимым с предыдущими версиями;
Хорошее программное обеспечение и обучающий курс.

Относительно большая стоимость набора;
Нет пластикового контейнера для деталей;
В наборе нет аккумулятора и зарядного устройства к нему, их нужно приобретать дополнительно.

Робототехнический конструктор Lego 31313 Mindstorms EV3 является хорошим набором с большими возможностями. Он предназначен для детей в возрасте от десяти лет, но и начиная с семи – восьми лет многие дети с ним успешно справляются.

Читайте также: