Lego mindstorms ev3 блок управления

Обновлено: 15.06.2024

В оранжевой закладке палитры редактора Lego EV3 находятся блоки «Управление операторами». Это алгоритмические структуры, без которых невозможно создавать программы. С их помощью происходит запуск кода, переключение, прерывание, зацикливание и прочее. Еще их называют блоками последовательности действий. В верхней части пиктограмм расположена узкая оранжевая горизонтальная полоса.

управление операторами Lego Education EV3

блоки управления операторами Lego Education EV3

Всего во вкладке «Управление операторами» находится пять иконок слева направо:

  1. Начало
  2. Ожидание
  3. Цикл
  4. Переключатель
  5. Прерывание

«Начало»

Он всегда расположен в начале и служит для запуска программы на выполнение. На пиктограмме изображена стрелка зеленого цвета. Без него код работать не будет и другие значки не будут активными. В окне редактора если значка «Начало» нет или он не соединен с другими, остальные фрагменты программы выглядят немного замутненными.

Программный блок Lego EV3 Начало

программный блок «Начало»

Если добавить еще одну или несколько пиктограмм «Начало» в окно редактора Lego, то можно создать несколько параллельных программ, работающих независимо друг от друга. При отладке каждую подпрограмму можно запустить отдельно. Но при запуске на выполнение все параллельные ветки работают одновременно и автономно.

«Ожидание»

На значке нарисованы песочные часы. С помощью ожидания можно ждать наступления какого-нибудь события. Если это событие наступит, то происходит переход программы к другой части.

Всего есть тринадцать вкладок с типами сенсоров, кнопками, счетчиками и т.д. в блоке ожидания EV3:

У каждой закладки есть режимы сравнения, изменения или обновления, которые имеют свои подпункты. В целом это мощный инструмент, позволяющий создавать сложные программы, зависящие от конкретных условий.

Для того чтобы повторить нужную последовательность кода определенное число раз при соблюдении нужных условий в редакторе Lego Education EV3 предусмотрен программный блок. Фактически он представляет собой контейнер с визуальным кодом. Проверка условий происходит после однократного выполнения кода. Конструкция «Цикл» является алгоритмической структурой типа «while» с постусловием.

Фрагмент программы внутри контейнера будет повторяться. Блоки, не входящие в него повторяться не будут. По завершению произойдет переход к следующим блокам, которые не входят в цикл. Иконка цикла расположена третьей по счету слева во вкладке «Управление операторами». Управление режимами находится в правом нижнем углу пиктограммы.

блок Цикл Lego Mindstorms-EV3

программный блок «Цикл» Lego Mindstorms-EV3

Всего есть шестнадцать закладок. Тринадцать из них такие же, как и у блока «Ожидание». Добавлены еще три пункта:

  1. Неограниченный
  2. Подсчет
  3. Логическое значение

В левой части иконки расположен вывод «Параметры цикла». С его помощью можно выполнить подсчет числа повторений, времени, логического значения, типов сравнения, порогового значения и прочее. Введенное значение зависит от заданного режима или от переданного по шине данных значения от выводов других блоков.

Циклы можно вкладывать друг в друга. Если в конструкцию добавляются фрагменты, то размер значка увеличивается. Также размер пиктограммы можно изменять с помощью маркеров, находящихся на границах изображения. Это очень похоже на изменения размера картинки в документе Word.

«Переключатель»

Находится четвертым слева в оранжевой закладке алгоритмических структур. По сравнению с циклом у него на одну вкладку меньше. Отсутствует пункт «Неограниченный». Он соответствует конструкции «if»… «else» или «если»… «то».

Блок Переключатель EV3

блок «Переключатель» Lego EV3

«Переключатель» может включать в себя 2 и более последовательности блоков. Эти последовательности называют вариантами. В зависимости от выбранной закладки определяется входное значение сенсора или какого-нибудь параметра. Исходя из входного параметра запускается только один из возможных вариантов.

Если нужно чтобы проверка вариантов выполнялась несколько раз, «Переключатель» нужно поместить в циклический блок.

«Прерывания цикла»

Это последний пятый значок во вкладке «Управление операторами». Он предназначен для завершения циклического блока. Имя прерывания выбирается в верхней части пиктограммы и больше никаких настроек нет.

Программный блок Прерывание цикла

программный блок «Прерывание цикла»

«Прерывание цикла» можно использовать по условиям, можно прерывать цикл, находящийся в цикле, из другой подпрограммы или ветки. После остановки последовательности начнут выполняться блоки, расположенные после циклического.

Для того, чтобы лучше понимать принципы работы модуля Lego EV3, нужно освоить управление блоком EV3. Микрокомпьютер Lego EV3 является пунктом управления, при помощи которого можно приводить в действие созданных вами роботов.

Управление блоком EV3

управление микроконтроллеромEV3

После включения микроконтроллера EV3 можно увидеть на экране его меню. На экране видно, что происходит внутри блока и теперь доступно использование интерфейса микрокомпьютера EV3, который содержит четыре окна.

При помощи интерфейса микроконтроллера EV3 можно выполнять множество функций. Это может быть просмотр значений датчиков, включение и выключение программ, написание программ и так далее.

Управление EV3 при помощи интерфейса модуля EV3

Управлять модулем EV3 можно при помощи его интерфейса. Меню микрокомпьютера EV3 содержит четыре закладки слева направо:

  1. Лобби
  2. Выбор файла
  3. Приложения
  4. Настройки

Переключение между закладками меню выполняется при помощи четырех кнопок, которые расположены вокруг центральной. Кнопка «назад», расположенная вверху слева позволяет отменять или возвращаться на действие, которое было раньше.

Переключение между закладками

переключение между закладками модуля

Кнопки переключения

кнопки переключения

По умолчанию выбирается вариант «прервать Х». Правой кнопкой передвигаемся на вариант «Принять V», нажимаем кнопку в центре блока кнопок для подтверждения, загорается красная подсветка и микрокомпьютер выключается через двадцать — тридцать секунд. Если нажать вариант «Принять X», то вернемся в окно с запуска последнего действия.

Также в верхняя часть экрана включает в себя:

  • Слева значки состояния беспроводного соединения;
  • Посередине название модуля;
  • Справа подключение по USB к другому устройству и уровень зарядки батареи.

Лобби

В закладке лобби показаны все программы, которые были запущены. Если была запущена программа Demo, то ее можно увидеть на экране.

Лобби

lobby

Выбор файла

Это закладка для работы с файловой системой, где можно получать доступ и управлять файлами в микропроцессоре EV3, включая те файлы, которые хранятся на SD-карте. Файлы сгруппированы по папкам проектов. Эти проекты кроме программных файлов, также включают в себя звуки и изображения, использующиеся в этих проектах.

Файлы можно перемещать или удалять. В этом помогает навигатор по файлам. Программы, которые были созданы при помощи среды программирования блока, сохраняются в отдельной папке. На новом модуле находится только папка с программой Demo. Программа запускается после выделения файла нажатием на центральную кнопку.

Управление EV3 при помощи приложений

На модуль EV3 предварительно установлены приложения, готовые к использованию. В программном обеспечении микроконтроллера EV3 есть возможность для создания своих собственных приложений. После загрузки в микрокомпьютер EV3 эти приложения отображаются в закладке «Приложения».

Приложения

приложения

Более подробно закладка приложения будет освещена в отдельной статье.

Управление EV3 закладка «Настройки»

Эта закладка позволяет просматривать и изменять различные общие настройки модуля EV3. Здесь можно изменять параметры подключения, звука, спящего режима и другие.

Настройки

настройки

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).

Микрокомпьютер EV3

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 ввода

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.

Последовательное соединение блоков

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 модуля EV3

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

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:

  1. Через USB – кабель
  2. С помощью встроенного модуля Bluetooth
  3. 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.

батареи ev3

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.

Индикация модуля EV3

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».

Соединение двух и более блоков EV3

Подключение USB

LEGO Mindstorms EV3 может подключаться к ПК или другому EV3 посредством USB-соединения. Скорость соединения и стабильность в данном случае лучше, чем при любом другом способе, включая Bluetooth.

LEGO Mindstorms EV3 имеет два порта USB.

подключение к ПК, подключение к другому LEGO EV3.

подключение Wi-Fi модуля (покупается отдельно), а также флеш-памяти. Подключение к другому LEGO EV3

Связь между LEGO EV3 и другими блоками LEGO EV3 в режиме подключения шлейфом.

1

Режим подключения шлейфом служит для соединения двух и более блоков LEGO EV3.

  • предназначен для подключения более одного LEGO Mindstorms EV3;
  • служит для подключения большего количества датчиков, моторов и других устройств;
  • позволяет осуществить связь между несколькими LEGO Mindstorms EV3 (до 4), что даёт нам до 16 внешних портов и такое же количество внутренних портов;
  • даёт возможность управлять всей цепочкой с главной LEGO Mindstorms EV3;
  • не может функционировать при активном подключении Wi-Fi или Bluetooth.

Для включения режима подключения шлейфом перейдем в окно настройки проекта и поставим галочку.

2

Когда выбран этот режим, то для любого мотора мы можем выбрать блок EV3, который будет задействован, и необходимые датчики.

3

В таблице приведены варианты применения блоков EV3:

Подключение через Bluetooth

Bluetooth позволяет LEGO Mindstorms EV3 подключиться к ПК, другому LEGO Mindstorms EV3, смартфонам и другим Bluetooth-устройствам. Дальность связи по каналу Bluetooth – до 25 м.

Последовательность соединения EV3 через Bluetooth

Для того чтобы соединить два и более блоков EV3 между собой по Bluetooth, нужно выполнить следующие действия:

1. Открыть вкладку Настройка.

2. Выберите Bluetooth и нажмите центральную кнопку.

3. Ставим Флажок видимости Bluetooth.

5. Сделайте упомянутую выше процедуру для нужного количества блоков EV3.

6. Войдите во кладку Подключение (Connection):

7. Нажмите на кнопку Поиск (Search):

8. Выберите EV3, которое вы хотите подключить (или к которому вы хотите подключиться) и нажмите центральную кнопку.

9. Соединяем между собой один и второй блок с ключом доступа.

Если сделать всё правильно, то в верхнем левом углу появится значок "<>", аналогично выполняется подключение других блоков EV3, если их больше двух.

Если вы выключили LEGO EV3, то связь пропадет и вам все пункты необходимо будет повторить.

Важно: для каждого блока должна быть написана своя программа.

16

Первый блок: при нажатии датчика касания первый блок EV3 передает текст на второй блок с задержкой 3 секунды (главный блок).

Пример программы для 2 блока:

17

Второй блок ожидает принятия текста с первого блока, и как только он его получил, выведет на экран слово (в нашем примере это слово "Hello") в течение 10 секунд (подчинённый блок).

18

Подключение через Wi-Fi

Более дальняя связь возможна при подключении Wi-Fi Dongle к порту USB на EV3.

Чтобы использовать Wi-Fi, нужно установить на блок EV3 специальный модуль, используя USB-разъем (Wi-Fi адаптер (Netgear N150 Wireless Adapter (WNA1100), а также можно подключить Wi-Fi Dongle.

Несмешной и баянистый анекдот, но нельзя просто так взять и начать эту публикацию не с него – он в лучшем виде отображает суть того, о чём пойдёт речь далее. Впрочем, из заголовка вы и так поняли, о чём речь.


Осторожно! Публикация может вызвать непреодолимое желание завести сына.

Урок истории

Компания LEGO (название произошло от датской фразы «leg godt», «Играй с удовольствием») не нуждается в представлении – она была основана в далёком 1932 году, хотя первые знакомые всем пластиковые кубики появились значительно позже, в 1947. Примечательно, что кубики LEGO, выпускаемые в те годы, полностью совместимы с теми, что выпускаются сейчас.

История создания компании, выпущенная компанией Pixar к 80-летнему юбилею LEGO:

Сейчас компания производит около 20 миллиардов деталек в год, то есть более 630 штук в секунду. В текущем модельном ряду более 600 различных конструкторов и так уж получилось, что серия Mindstorms является своего рода вершиной технической мысли, самым-самым навороченным конструктором. Если вкратце, то она позволяет делать вполне себе полноценных роботов.

Как гласит википедия, серия LEGO Mindstorms была впервые представлена в 1998 году. Через 8 лет (в 2006) на свет появился набор LEGO Mindstorms NXT 1.0, а уже в 2009 — набор LEGO Mindstorms NXT 2.0. Сегодня речь пойдёт о LEGO Mindstorms EV3 – последнем (третьем) поколении терминатора конструктора, который был представлен почти год назад, 4 января 2013 года (в продаже появился только спустя полгода).

Отличия EV3 от NXT 2.0

В принципе, главная идея осталась прежней – серия предназначена для сборки программируемых роботов. Поэтому первым встаёт вопрос, а что же поменялось с момента выхода предыдущего конструктора и стоит ли покупать новый? Основное отличие заключается в обновленных датчиках/моторах и, самое главное, в интеллектуальном блоке EV3 (EV означает EVolution):

EV3 NXT
Дисплей Монохромный LCD, 178x128 Монохромный LCD, 100x64
Процессор 300 МГц
Texas Instruments
Sitara AM1808 (ARM9)
48 МГц Atmel
AT91SAM7S256
(ARM7TDMI)
Память 64 Мб RAM
16 Мб Flash
Слот microSDHC (до 32 Гб)
64 Кб RAM
256 Кб Flash
USB-хост Есть Нет
Wi-Fi Опционально, через USB-донгл Нет
Bluetooth Есть Есть
Поддержка Apple-устройств Есть Нет
Как видите, разница довольно существенна – было бы странным, если бы за 4 года поменяли только разрешение экрана и набор наклеек.

Ещё одно отличие заключается в том, что серия NXT продавалась в нескольких версиях (в разные годы) и представляла собой разные наборы, базовые и ресурсные. У нового EV3 с этим попроще – пока он продаётся в основном варианте – 31313 (601 деталь), из которого можно наделать кучу всего. Но при желании можно докупить базовый набор 45544 (541 деталь) с дополнительными сенсорами и детальками (использовать детали от обычных конструкторов также никто не мешает). Кстати, обратите внимание на пятизначные артикулы – на такую нумерацию компания перешла в 2013 году.

Что касается совместимости, то тут было проделано всё возможное. Все NXT-сенсоры и моторы совместимы с EV3 и распознаются как NXT. EV3-сенсоры не работают с NXT, но EV3-моторы вроде как совместимы. NXT-кирпичик может быть запрограммирован софтом от EV3, но некоторые функции могут быть недоступны, а вот запрограммировать EV3-кирпичик NXT-софтом без сторонних решений не получится.

Внутри коробки

Ещё когда я сам был маленький и ездил с родителями в центральный Детский Мир (когда он ещё был), на Лубянку – уже тогда я не мог оторвать глаз от коробок с LEGO. Тогда не было ни Гиктаймс, ни даже Хабра, но с тех пор коробки остались всё такими же яркими и сочными, даже во взрослом возрасте активируют процесс слюновыделения ) В этом плане другим производителям есть чему поучиться.


Часть коробки, на самом деле, представляет собой (если её разрезать) трассу с различными цветовыми зонами, которую можно использовать для роботов с сенсорами цвета.

Все детальки аккуратно разложены по пакетикам, в комплекте – инструкция и набор наклеек. Давайте вкратце пройдёмся по тому, что положили в комплект.



Сам EV3, он же интеллектуальный блок, он же сердце системы, он же «кирпичик» или «кубик». Служит центром управления и энергетической станцией для вашего робота и имеет следующие функциональные элементы:


– Многофункциональный монохромный дисплей с разрешением 178х128
– Шестикнопочный интерфейс управления с функцией изменения подсветки (3 цвета) для индикации режима работы
– 4 порта ввода (1, 2, 3, 4) для подключения датчиков
– 4 порта вывода (A, B, C, D) для выполнения команд
– 1 разъём miniUSB для подключения EV3 к компьютеру
– 1 порт USB–хост (для соединения нескольких EV3 в одну цепь, например)
– 1 слот для карт памяти формата microSD (до 32Гб) – для увеличения объёма доступной памяти EV3
– Встроенный динамик




Кубик EV3 также поддерживает Bluetooth, WiFi (через USB-адаптер NETGEAR WNA1100 Wireless-N 150), для связи с компьютерами имеет программный интерфейс, позволяющий создавать программы и настраивать регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере EV3.

» Большой EV3-сервомотор (2 штуки). Cоздан для работы с микрокомпьютером EV3 и имеет встроенный датчик вращения с точностью измерений до 1 градуса. Используя этот датчик, мотор может соединяться другими моторами, позволяя роботу двигаться с постоянной скоростью. Кроме того, датчик вращения может использоваться и при проведении различных экспериментов для точного считывания данных о расстоянии и скорости.


– Встроенный датчик вращения с точностью измерений до 1 град
– Максимальные обороты до 160-170 об/мин
– Максимальный крутящий момент в 40 Нсм
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Средний EV3-сервомотор. Идеален для задач, когда скорость и быстрота отклика, а также размер робота важнее его грузоподъёмности.


– Встроенный датчик вращения с точностью измерений до 1 градуса
– Максимальные обороты до 240-250 об/мин
– Максимальный крутящий момент в 12 Нсм
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Датчик цвета (EV3). Способен определить 8 различных цветов, хотя также может использоваться как датчик освещённости.


– Измеряет отраженный красный свет и внешнее рассеянное освещение, от полной темноты до яркого солнечного света
– Фиксирует и определяет 8 цветов
– Частота опроса до 1 кГц
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Датчик касания (EV3). Позволяет роботу реагировать на касания, распознает три ситуации: прикосновение, щелчок и освобождение. Также способен определить количество нажатий, как одиночных, так и множественных.

» Цифровой ИК-датчик (EV3). Для определения приближения робота. Также способен улавливать ИК-сигналы от ИК-маяка, позволяя создавать дистанционно управляемых роботов, навигационные системы для преодоления препятствий.


– Измерения приближения/удаления в радиусе 50-70 см
– Радиус улавливания ИК-сигналов до 2 метров
– До 4 индивидуальных каналов приёма сигнала
– Получение удаленных ИК-команд управления
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Удалённый инфракрасный маяк. Разработан для использования с ИК-датчиком EV3. Маяк излучает ИК-сигнал, улавливаемый датчиком – может использоваться в качестве пульта дистанционного управления микрокомпьютера EV3, передавая сигналы на ИК-датчик.

– До 4 индивидуальных каналов передачи сигнала (переключатель прямо на корпусе)
– Имеет кнопку и тумблер для включения/выключения
– При работе ИК-маяка горит зелёный светодиод
– Автоматическое отключение при простое более 1 часа
– Радиус действия до 2 метров

В отдельном пакетике смотаны провода для подключения датчиков и моторов к кубику, а также USB-шнур для подключения кубика к компьютеру.


Стоит отметить два важных момента. Во-первых, существуют другие датчики Lego, такие как:

» Гироскопический датчик (EV3). Цифровой гироскопический датчик EV3 позволяет измерять движение вращения робота, а также улавливать изменения в его движении и положении. Режим измерения углов с точностью до ± 3 градуса; встроенный гироскоп улавливает вращения с моментом до 440 град/с; частота опроса до 1 кГц.

» Ультразвуковой датчик (EV3). Генерирует звуковые волны и фиксируюет их отражения от объектов, тем самым измеряя расстояние до объектов. Также может использоваться в режиме сонара, испуская одиночные волны. Может улавливать звуковые волны, которые будут являться триггерами для запуска программ. Измеряет расстояния в пределах от 1 до 250 см, а точность измерений составляет ± 1 см.

А во-вторых, поддерживаются сенсоры и прочие аксессуары от сторонних производителей, таких как HiTechnic и Mindsensors – они предлагают всевозможные джойстики, инфракрасные датчики расстояний, магнитные датчики, компасы, гироскопы, акселерометры, таймеры, мультиплексоры, шаровые опоры, и т.д. Так что, если задаться вопросом, можно найти много всего интересного.


В общем, как вы уже поняли, LEGO – это для реальных пацанов!

Первая модель

В комплекте с конструктором идёт бумажная инструкция, по которой можно собрать одну-единственную модель – некое подобие гусеничной самоходной машины.


Сначала я удивился, ведь даже в самых простых наборах (серии типа LEGO Creator) всегда идёт несколько инструкций, а тут вдруг бумаги пожалели или места в коробке не нашли. Оказалось… что только на официальном сайте из набора деталей предлагается собрать 17 разных роботов! Поэтому 17 инструкций в коробке были бы действительно лишними (и для логистики, и для лесов природы). Вот названия роботов: EV3RSTORM, GRIPP3R, R3PTAR, SPIK3R, and TRACK3R. ROBODOZ3R, BANNER PRINT3R, EV3MEG, BOBB3, MR-B3AM, RAC3 TRUCK, KRAZ3, EV3D4, EL3CTRIC GUITAR, DINOR3X, WACK3M, и EV3GAME – инструкции для них придётся качать из инета, равно как и софт для подключения EV3 к компьютеру.


Инструкция наиподробнейшая, накосячить сложно. Сын сказал , что детали в пакетиках расфасованы не очень удачно – на первой же странице может потребоваться вскрыть 3 разных пакета, но это тоже мелочи.


Кубик EV3 необходимо запитать, для чего можно использовать аккумулятор (нет в комплекте) или 6 пальчиковых батареек. Забегая вперёд – ещё 2 батарейки (но уже мизинчиковых) понадобятся для питания ИК-маяка (он же пульт ДУ).


Первую модель ребёнок (7 лет) собрал примерно минут за 30.


Процесс оказался не таким увлекательным, как, например, сборка моделей LEGO Technics – в инструкции предлагается собрать далеко не самого интересного робота: в нём лишь крупные детали, среди которых были практически все датчики и двигатели – видимо, чтобы продемонстрировать работу каждого из них.



Но вот результат превзошёл все детские ожидания – впервые он собрал модель, которая могла двигаться сама: вперёд-назад, поворот, разворот на месте, крутила щупальцами…



Запуск осуществляется с кубика EV3, для чего следует нажать пару кнопок на лицевой панели. Некоторые действия можно запрограммировать прямо на кубике: выбрать количество итераций, настроить подачу звукового сигнала и так далее – в одной статье всего не рассказать, курите мануалы.



Программировать через компьютер собранную выше модель не пришлось. Тем не менее, возможность такая есть, при этом на разных уровнях хардкорности.

Ребёнку проще всего будет начать с предлагаемого производителем софта, который есть как под Windows, так и под OS X. Во втором случае дистрибутив весит 666 Мб, а установленное приложение займёт гигабайт. Оно называется LEGO Mindstorms EV3 Home Edition и разработано совместно с небезызвестной компанией LabView. На сайте LEGO довольно много обучающих программированию материалов.

Сразу после запуска перед нами возникает интерактивный «гараж» из роботов, которых можно собрать из набора:


Выбираем понравившегося и начинаем собирать: перед нами появится интерактивная инструкция по сборке, видеоролики, а также подборка различных миссий, которые можно выполнить с собранным роботом. Вот почему дистрибутив весил так много.




Не вижу смысла описывать всё в деталях: вы быстрее скачаете приложение сами и увидите, что там есть и на каком уровне. Разве что упомяну один из недостатков, который мне больше всего запомнился: не самый дружелюбный (особенно для детей) интерфейс – от приложения попахивает каким–то банк-клиентом.

Нельзя ещё раз не отметить, что кубиком EV3 можно управлять со смартфона на операционных системах Android или iOS, для чего есть отдельные приложения.

Если всего этого оказалось мало, можете повысить градус хардкора. Для кубика EV3 существуют различные прошивки, которые позволяют расширить его возможности, скорость работы и т.д. Вот, например, альтернативная прошивка leJOS EV3 – прошивка с jvm, позволяющая программировать EV3 на языке Java. Хотите на другом языке? Окей, гугл – в вашем распоряжении почти 60 вариантов на выбор: ASM/C/C++/Perl/Python/Ruby/VB/Haskell/Lisp/Matlab/LabVIEW и многое-многое другое.

Более подробно об этом я рассказывать не буду по нескольким причинам: во-первых, программист из меня полный false (все надежды на сына), во-вторых, пока мы успели собрать только одну модель (и на выходных возьмёмся за вторую), а в-третьих – вы уже и так оформили заказ на этот конструктор и скоро сами всё узнаете ;) Ну а если серьёзно, то статья и так уже огромная – вот лучше две ссылочки изучите: раз и два.

Ну и ещё большой плюс – это LEGO-сообщества, которых полно по всему миру. Можете быть уверены, что на любом из этапов экспериментов с роботами вы всегда сможете найти единомышленников и тех, кто сможет помочь с решением проблемы. Помимо дружелюбных сообществ, на просторах сети выложено огромное множество различных инструкций, моделей, исходников, видеороликов и обучающих материалов. Всё это означает одно: с Mindstorms вы не соскучитесь.

Читайте также: