Lego mindstorms ev3 китайский аналог

Обновлено: 02.05.2024

Вот встал вопрос что выбрать для дома, пошукал, посмотрел: в классах школ - фигуряет собственно "оригинал" - Лего. А на сайтах по робототехнике вижу очень много Arduino и других клонов. и дешевле и ширше по возможностям, но сильно смахивает на "самодел". вот и озадачился:

Купить Лего - как-то и возможностей маловато, и дороговастенько от 25тыс.руб. . купить Arduino или Rasbery PI . в последнем даже Линукс встроенный . но вот что потом делать с "нестандартом"? Этож ни на конкурс, ни куда.

Кто как решает? В общем, требуется консультация.

Ну не знаю. Если смотреть на собственно управляющие блоки (самого лего, в т.ч. и Техника - уже есть большая дорожная сумка, что называется "под завязку"), то вопрос в цене контроллера, отсека для батареек и разного рода датчиков с проводками . по этой части Ардуино - значительно дешевле, просто "в разы", смотрел на разных алиэкспрессах. Сам контроллер Ардуино УНО - так вообще, за 5 баксов купить можно. А вот купить отдельно моторчики, датчики с контроллером для Лего - не видел ни разу, кроме набора из моторчика, батарейки и концевого выключателя (кнопки) . за около пары тыс.р.

Но, не суть. Меня не столько дешевизна или наоборот дороговизна беспокоит. меня больше беспокоит вопрос "совместимости" с другими классами (не понимаю нафига тему из школьного раздела перенесли!).

Просто в свое время, сам насмотрелся как маститые моделисты, глядя на поделку ребенка, начинают пальцы гнуть: и покрашено не по каталогу, и размерчик детальки на 5 сотых мм. не тот, да и ваще "чё ты сюда притащил? Тебе что япошки в своем наборе наш танк в точности отольют?" . хотя сами же выставляют . окрашенные наборы от той же "Звезды". и смех и грех, только ребенку объяснять трудно, что это просто "дяди не выросли"..

Помогать - ну не моё конечно, но где-то как-то в чем-то . наверное смогу. Насчет горелых деталек - сильно не опасаюсь, пожечь и Лего можно, как понимаю, подход там один и тот же. Да и от моего детства-юности остался ещё "ворох" разных транзисторов, конденсаторов и прочей мишуры (где-то ещё двухлучевой осцилограф стоит, откопать только на чердаке надо).

Беспокоит именно вопрос будущей "совместимости" . потому что моторчиков к тому же Лего у него уже 6шт, и все самодельные, контакты собраны на бельевых кнопках Пару он сам спаял, впрочем как и пару моторов перемотал вручную уже тоже сам. от детских игрушек (F-130 китайские, перемотаны проводом 0.24 вместо бывшего 0.14 . как результат теперь его кран, не Лего, поднимает 250гр, вместо 100 с тем же самым редуктором) жрет правда 1.5А вместо 0.5 .. ничего сложного, только терпение.

То есть, в этом смысле "самоделки" у нас и так уже есть . только без контроллера пока.

Под катом мы попытались как-то обобщить и систематизировать наш опыт по выбору платформы для занятий с детьми. Если вы организуете кружок робототехники, возможно, вам это будет полезно.
К прошлой серии было много справедливых замечаний, по такому случаю я полностью переработал материал.

Введение

механика;
периферийная электроника;
управляющий модуль;
софт (среда разработки).

Сначала лирическое отступление.
В свое время я был одним из самых счастливых детей в Екатеринбурге, потому что отец привез мне из Германии целый чемодан Лего (тогда в России его еще совсем мало было). И я думаю, это очень здорово повлияло на мое умственное развитие — мелкая моторика, пространственное мышление. Однако у людей есть такое свойство: взрослея они иногда начинают нелюбить ту среду, из которой вышли, так и меня часто упрекают в предвзятости к Лего. Сейчас я все-таки попытаюсь это преодолеть.

Итак, главное достоинство леговской механики — это скорость сборки. Наверно, раз в десять выше, чем на винтах, раза в два выше, чем на заклепках. По большому счету главный соединительный элемент Lego Technic — это та же заклепка, которую не нужно зажимать, раскрывается сама за счет упругости:

Второй элемент — ось с крестообразным сечением:

По сути это заменитель винта, только “гайки” на ней не закручиваются, а держатся за счет продольного трения.
Плюс к этому в Лего есть специальные детали для сборки некоторых специфичных узлов, например, дифференциала. Все это позволяет быстро собирать очень сложные механизмы, и для детей это действительно здорово. Жаль только, что не навсегда мы остаемся детьми, и вот тогда возникает проблема: во взрослой жизни такие соединения нигде не используются, и плавный переход с Лего на что-то другое, насколько мне известно, еще никому не удавалось реализовать. Кроме того, возникает еще одна неприятность, с которой я сам при взрослении столкнулся: в Лего все из коробки подогнано идеально, до микронов, ребенок к этому привыкает, принимает как данность. В реальности для такой точности нужно прикладывать огромные усилия, и я этому уже в студенчестве долго учился, кажется, до сих пор толком не научился.

Управляющий модуль у Лего скучный.

С одной стороны, он очень прочный, почти не ломается, с другой имеет всего 8 разъемов и туда не влезает ничего, кроме кроме фирменных леговских проводов (кстати, насколько я знаю, самая ломкая часть). Разумеется, штатно с ним работают только леговские датчики и моторы.
С точки зрения преподавателя Леговская электроника самая малохлопотная: все легко подключается, почти никогда ничего не ломается, однако и простора для творчества очень мало.

Поскольку Лего — это большая компания, об инфраструктуре она позаботилась: подавляющее число соревнований по робототехнике имеют ограничение — только Лего.

Кроме того проводится множество разных конференций и мероприятий для преподавателей.

Резюме следующее: вещь невероятно классная, это действительно так, однако, как и для всех игрушек, чем раньше ребенок с нее соскочит, тем лучше, по нашему опыту седьмой класс — в самый раз. Так же Лего — единственный конструктор, который не требует от преподавателя серьезной технической подготовки. Ну а еще по идеологии своей он очень похож на Майкрософт, некоторые Майкрософт не любят.

Fischertechnik

По этой причине какие-то простые механизмы на Fischertechnik делать не очень удобно, но зато там есть множество специальных элементов, с которыми можно делать совершенно невероятные вещи: пневмоприводы, хемотроника, ионисторы, электрохимические суперконденсаторы и др. (подробнее см. ссылку выше). Кроме того, есть специализированные наборы, моделирующие то или иное производство.
В целом идеология Fischertechnik повторяет идеологию Лего, все-таки это игрушка, но очень технически продвинутая.

Кроссплатформенные управляющие модули

Сначала немного терминологии. Вся переферийная электроника для взрослой робототехники имеет стандартные разъемы, работает по стандартным протоколам. Fischertechnik, Лего и другие закрытые продукты создает искусственные препятствия для подключения через эти разъемы и протоколы. Продукты по-проще, например, Raspberry, хотя и не являются опенсорсными, но все стандарты поддерживают. Вообще по нашему опыту в данном случае опенсорсность железа не имеет столь большого значения: все разъемы стандартны, среды разработки тоже стандартны и, как правило, опенсорсны, и железная прокладка между ними существенной роли не играет, переход на другую железку никаких проблем не вызовет. Здесь еще можно по-рассуждать о нашей миссии по развитию опенсорсного железа, но для краткости опустим это, к теме не очень относится.

Низкая цена.
Быстрый старт: воткнул USB-провод, открыл среду разработки, загрузил пример, поехали. С Raspberry придется еще помучиться: образ на карточку загрузить, подключиться, настроить автозапуск скриптов и т.д.
Большее удобство подключение периферии (например, на плате уже есть аналоговые входы, к Raspberry АЦП подключить сложно), большое количество разнообразных шилдов.
Низкое энергопотребление.

По сравнению со своими аналогами Raspberry является самой распространенной и дешевой, по характеристикам последняя ее версия аналогам ничем особо не уступает, поэтому мы работаем с ней.

Среди ардуин мы выбрали Uno, поскольку, опять же, самая распространенная и дешевая (в Китае стоит порядка 30 юаней или ~ 300 рублей). Характеристики у нее не самые, но нам вроде хватает.

Конструкторы

Из других конструкторов наиболее популярен Huna (кстати, вроде бы отчасти российская разработка):

Трик предлагает неплохой конструктор, но, опять же, уж очень дорогой.

Общий принцип у всех конструкторов примерно один и тот же: плоские детали и уголки соединяемые винтами, по сути старый советский железный конструктор. При этом у каждого свои особенности: в Мультипло основные детали вырезаны из трехмиллиметрового пластика + маленькие алюминиевые уголки + пластиковые заклепки; в Huna плоский металл дополняется объемными пластиковыми деталями, похожими на Лего; Трик просто очень массивен.

Заключение

Наш выбор — ардуино + Raspberry + Multiplo. Цена самая низкая, простор для творчества самый большой. В то же время от преподавателя требуется очень высокая квалификация.
Вообще мы работаем с детьми с третьего класса, но это скорей исключение, все-таки до седьмого класса нужно что-то другое, типа Лего или Fischertechnik.

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.

Летом 2019 года был анонсирован новый образовательный робототехнический набор SPIKE PRIME. Уже осенью началась волна популяризации нового набора в России. Зима в самом разгаре — и ~~вместо слухов~~ набор попал в мои руки :-)

Немного истории, особенностей и собственных мыслей о продвижении этого набора — под катом

:
— выездное знакомство «главных по образовательной робототехнике» в августе 2019. К сожалению, особенных подробностей оно не принесло. Лишь смутные слухи о «замене EV3» для 5-8 классов. «WeDo для средней школы». Восторга такие слухи не вызывали.

LEGO MINDSTORMS EV3 — полноценный образовательный робототехнический набор образца 2013 года. Стандарт для 2-6 классов в обучении «робототехнике». Слишком популярен, постоянно критикуем, в принципе за дело, коммерческая эффективность на грани.

LEGO EDUCATION WeDo — компактный образовательный робототехнический набор образца 2015 года. Стандарт для дошкольников и первоклассников. Популярен, коммерчески эффективен.

Мастер-классы в рамках фестиваля NAUKA 0+ в Москве, середина октября 2019. Был там, но никаких объяснений кроме сборки моделей по инструкции не увидел.
Мастер-классы в рамках образовательного форума в Красноярске, вторая половина ноября 2019. Коллеги посетили, посмотрели, всем понравилось, но представления о наборе «со слов» не получилось.
Мастер-классы в рамках региональных отборов на всероссийский «Робофест-2020».

Не буду описывать то, о чём можно получить представление из рекламы. Только «моменты» и «ньюансы».

1. Он не для средней школы

Презентация на мк не содержит столь жёсткой привязки к классам

2. Основное преимущество

Быстро собираем базовые модели и долго занимаемся программированием. Это очень хорошо, когда мы занимаемся программированием роботов, и не занимаемся конструированием.

3. «Железное» преимущество

6 (шесть) «литерных» портов (A-F), все работают в режиме ввода-вывода. То есть можно подключить и до 6 двигателей, и до 6 датчиков. Лишь бы были свободные порты

4. Усовершенствованный УЗ-датчик расстояния

Лишён проблемы «ослепления». При глухом закрытии приёмника/передатчика показывает минимальное, а не максимальное значение (4 вместо 255). В остальном датчик наследует все особенности MINDSTORMS. Также в него встроены 4 светодиода, включением-выключением и цветом которых можно управлять программно.

5. Среда программирования — «Scratch 3.0»

В кавычках потому, что работает только через родное приложение SPIKE, не через scratch.mit.edu. Пока это не «настоящий» Scratch. В ближайшее время обещают прекращение поддержки «старой» графической среды EV3 G, вместо неё будет примерно такой же Scratch… С учётом того, что MINDSTORMS программируется на microPython, Java, SmallBasic, а WeDo — на полноценном Scratch.

6. Шлейфы как у WeDo 2.0

Но не совсем. Со стороны датчиков видны пластиковые фиксаторы. В начале лекции было сказано, что нас ждёт сюрприз по этой теме. Но в процессе и в конце сюрприза не случилось. Про возможности закупки запасных фирменных или неоригинальных коннекторов или проводов целиком лектор тоже ничем не обрадовал… А ведь специфические коннекторы и шлейфы — слабое место в WeDo 2.0

7. Настоящий сервопривод

Сервопривод теперь — серво в полном смысле слова. Есть отметка «0», нанесённая на корпус и риска на маховике. Можно не только считать количество оборотов/градусов, но и приказать двигателю вернуться на 0 отметку. В определённых режимах мотор ощутимо греется. Точно также греется и мотор EV3, если подавать на него мощность 5-15 минут, не давая вращаться маховику. А вот мотор WeDo 2.0 уходит в защиту (отключается тяга) при небольшом превышении нагрузки. Хотелось бы такую защиту и в SPIKE, конечно… Или хотя-бы примеры, которые не вызывают порчу новых и не слишком распространённых компонентов

8. Зарядка и прошивка — по microUSB

Зарядка 4+ часа, но зато с прошивкой по кабелю можно работать без bluetooth. Жаль что не typeC :(

9. Улучшенный датчик цвета/света

Уверенно «видит» цвет с 7-10 см. Но и на близком расстоянии от поверхности (~1см) тоже распознаёт всё замечательно

10. Дисплея нет, имена программ — по номерам

Спасибо @AlexeyKlyachin за деятельное дополнение :)

Выбор программ через прокрутку кнопками влево-вправо по именам-номерам, от 1 до 20. Забываем про «проекты», «вкладки», «присмотрись что написано» на тёмном экране EV3 и прочее.

Важное отличие от WeDo 2.0 — программа остаётся в памяти после прошивки, постоянный контакт с компьютером/планшетом не нужен.

11. Хорошие колёса

С фиксацией от проворота шины, специальной резиной, сама шина — несъёмная со 100% заполнением резиной

12. В ресурсном наборе не только пластик

Но и «большой» сервопривод, и 2 больших колеса. Актуальная цена на январь — 10100р. С учётом цены базового SPIKE в 33500, закупка ресурсного набора имеет смысл одновременно с базовым.

13. Встроенный гироскоп

«По 6 осям», с такими параметрами как «тангаж», «крен» и «рысканье». Оценить лично не пришлось, но сделать что-то хуже, чем датчик наклона EV3 очень сложно. Надеюсь, встроенный в хаб будет лишён его недостатков

14. Нет взаимодействия между хабами по Bluetooth :(

Даже в WeDo 2.0 есть возможность запрограммировать дистанционное управление через «пульт», построенном на базе второго хаба. Здесь же в «scratch» не обнаружилось блоков для взаимодействия по bluetooth…

Немного о грустном

С обратной связью «с разработчиками» всё плохо, ждать включения нативной поддержки набора в scratch, appinventor и прочих ключевых средах скорее всего очень долго
Смарт-хаб не любит, когда рядом включены много наборов. Проблемы с подключением, такие же как на WeDo 2.0

Не раскрытые вопросы

Насколько хорошо прописано во «встроенном» курсе, какой ученик что должен делать. Вроде бы задание содержит компоненты для 2 учеников сразу (1 собирает, 2й в это время программирует). На мк эту тему не затрагивали, и спросить я забыл..
Видно, что на паре портов значки немного отличаются от остальных. Что-бы это могло быть?

Об экономике и смысле

WeDo 2.0 обходится в 9-14т (вместе с доставкой, в зависимости от поставщика)
MINDSTORMS EV3 обходится в 10-13т (легко-б/у, вместе с доставкой, если повезёт — то и с аккумулятором).

WeDo 2.0 на практике даётся 5-7 летним детям. Недорогая цена, низкий порог вхождения, качественные дидактические материалы — всё это обеспечивает его закупки «на класс». Но важный фактор его закупки «штучно» — специфические и прекрасные соревнования JrFLL, которые очень мотивируют на расширение использования этого набора и усиление подготовки.

Смысл SPIKE вроде-бы понятен, но цена… Кратно превышающая старые решения цена делает закупку из своего кармана «на класс» неэффективной. Покупать же 1 набор «на пробу», без возможности ~~поучаствовать в «специальных соревнованиях»~~ «посоревноваться в освоении самого нового» — тоже бессмысленно. А ведь ещё есть электроника и самоделки, после которых смотреть в сторону любого «лего» вообще грустно…

В общем, если по результатам учебного года (а они обычно хороши) нашему клубу «пожертвуют» 130-200т на закупку наборов, мы конечно купим SPIKE. Собирать на него «живые» деньги — только под гарантированное участие в специальных соревнованиях, а там будет видно

Я бы рекомендовал всем, кто общается с ответственными за «популяризацию» нового набора, регулярно сообщать о необходимости специального соревнования на SPIKE. Со схожей с соревнованиями на WeDo 2.0 идеологией. «Тогда купим». Без этого покупать — хорошо, но неэффективно.

Сравниваем конструкторы Lego Education WeDo и Mindstorms. Может быть не только WeDo, но и набор Mindstorms подходит для малышей?

В прошлой серии был тест-драйв набора Lego WeDo, называемого также Перворобот (арт. 9580). Lego Education декларирует, что конструкторы WeDo предназначены для занятий с детьми от 7 лет, а с 10 лет следует переходить на Lego Mindstorms. Нашему ученику Альберту менее 4 лет, занятия получаются продуктивными. В этом возрасте уже можно пробовать готовиться к занятиям робототехникой.

С Lego WeDo можно заниматься дома

Lego WeDo или Lego Mindstorms?

И из Lego Mindstorms, и из Lego WeDo можно собрать множество конструкций и учебных моделей. Кроме легоконструирования с обоими конструкторами можно заниматься программированием. У Lego Mindstorms есть автономный программируемый блок, т.е. программа выполняется на контроллере собранного робота. А у Lego WeDo — USB-коммутатор, т.е. программа выполняется на компьютере, с которым WeDo имеет постоянное соединение. В состав конструкторов входят датчики.

Lego Mindstorms открывает для владельцев больше возможностей, но начинать Lego Education рекомендует с WeDo.

Я неоднократно слышал мнение о том, что конструктор Lego WeDo — это недоразумение. Впрочем, то же самое можно услышать и о Mindstorms, и о всей продукции Lego. Критика конструкторов лего не является темой этой статьи, но нужен ли вообще WeDo? Идея о том, что вместо набора лего Перворобот можно было сразу вручить юному робототехнику Mindstorms, не покидала меня. Я решил позаниматься с Альбертом не только с набором Lego Education WeDo, но и с Mindstorms, чтобы сделать собственные выводы.

Я достаю пластиковый контейнер с Lego Mindstorms NXT, который имеет больший размер по сравнению с WeDo, и сообщаю Альберту, что это еще более серьезный робототехнический конструктор, в который играют дети постарше и даже взрослые. Его глаза горят. Какой ребенок не хочет поиграть во взрослые игры?

Первые эксперименты с Lego Mindstorms

Крепление деталей WeDo и Mindstorms

Говорят, что дети младше 10 лет конструирование из деталей серии Lego System, которые находятся в коробке WeDo, осваивают легче, чем из деталей Lego Technic, содержащихся в конструкторе Lego Mindstorms. Возможно, это действительно так, но я не заметил принципиальной разницы.

Когда есть книга инструкция, ребенку хочется повторить

Например, у Альберта иногда не хватало терпения одевать втулки на оси, его поведение было аналогичным, как в случае использования WeDo, так и в случае использования Mindstorms.

Зато соединение датчиков Mindstroms с контроллером NXT проводами было ребенку значительно понятнее, чем соединение сенсоров WeDo c коммутатором, спрятанное в кирпичике.

Соединение коммутатора Lego WeDo и датчика

Для него не представляло никакой сложности соединить кабель с портом NXT-блока, он делал это самостоятельно и много раз, хотя когда он доставал кабель обратно, мне приходилось посматривать, чтобы фиксатор не был сломан. В случае же с WeDo, соединить кирпичи Альберту было не сложно, но он часто пытался соединить датчик не с коммутатором, а где-нибудь рядом, т.к. он плохо улавливал «электрическую суть соединения». Т.е. в случае с WeDo ему не всегда было очевидно, что это разъем для подключения, а не просто еще один кирпичик для строительства.

Соединение датчиков и контроллера Lego Mindstorms

По-моему, с проводами Lego Mindstorms ребенку работать проще по сравнению с WeDo, но фиксаторы на кабелях могут выйти из строя. Соединительные кабели WeDo проживут дольше, чем у Mindstorms, если с конструктором будут заниматься маленькие дети.

Таким образом ребенок, который может освоить конструирование, может собирать модели из деталей конструктора Lego Mindstorms. Мы вместе построили двухмоторную тележку, Альберт настоял на том, чтобы присоединить к ней все датчики из набора.

Если у вас есть и набор Mindstorms NXT, и набор Mindstorms EV3, вы скорее всего не сможете объясните ребенку возраста 3-4 лет, что один из роботов просто хочет постоять в стороне, а также, что не нужно соединять EV3 и NXT-робота проводами вместе. Я не смог.

Программная среда Lego WeDo

Я попытался показать начинающему робототехнику программирование в родной среде Lego Mindstorms NXT-G. Но для ребенка это было явно менее интересно, чем в случае использования программного обеспечения Lego WeDo. Видимо дело в том, что здесь графические блоки менее яркие.

Программы в родной среде Lego Mindstorms EV3 и NXT

Стандартные звуки тоже не веселили и не добавили ребенку программистского энтузиазма (в отличии от WeDo, где звуки лягушки и вроде того). Я запрограммировал тележку так, чтобы она ездила по линии.

Так выглядят программы Lego WeDo

У нас не было специальных полей, поэтому линию на ватмане мы нарисовали самостоятельно. Результат Альберту понравился. Мы немного поиграли, но дальше Альберт предпочитал снова вернуться к лего-конструированию. Сидеть за компьютером с запущенной средой Lego WeDo Education молодому программисту нравилось больше.

Программирование с Lego WeDo

Какой лего робот подойдет? ребенку 4 года…

Следующие несколько дней у ребенка был выбор в принятии решения во что играть. Сначала он предпочитал Mindstorms, потому что понимал, что это конструктор для взрослых. Но потом стал чаще предпочитать Lego WeDo.

Одна из собранных учебных Lego WeDo моделей

Мой вывод состоит в том, что для детей младше 7 лет WeDo все-таки подходит больше. И вот почему:

пластмассовые детали WeDo и роботы-игрушки, собираемые их них, более яркие чем Mindstorms;
учебные модели из WeDo более простые и собираются быстрее;
разработанные компанией Lego учебные и методические материалы адаптированы под возрастные интересы;
блоки в графической среде программирования WeDo более яркие, звуковые эффекты более детские.

Научился сам — зови друзей

Я надеюсь, что мой опыт понравится и воодушевит тех, кто хочет пораньше начать заниматься с детьми самостоятельно. По-моему, можно смело вычитать из рекомендованного производителем возраста года 2-3. И если малыш уже не берет мелкие детали в рот — можно конструировать. Может быть, мне также удастся развеять сомнения, стоит ли отдавать ребенка в кружок робототехники.

Где купить и сколько стоит Lego WeDo

Рекомендованные Lego Education цены: базовый набор 9500 рублей, ресурсный — 4100 рублей, однопользовательская лицензия ПО — 7000 рублей, многопользовательская — 19 300 рублей. Для образовательных учреждений часто действуют специальные условия.

Upd. 16.03.2017: С января 2017 года все программные продукты и методические материалы LEGO Education стали распространяться бесплатно. Их можно скачать с сайта LEGO Education.

Предыдущие публикации о Lego WeDo:

Цены приведены на день выхода статьи.

Читайте также: