Презентация по робототехнике лего ev3
Обновлено: 04.05.2024
Здравствуйте, ребята! На этом занятии мы проведем обзор среды программирования EV3.
Следует отметить, что основным объектом, над которым придется работать, будет проект, а не программа, как в NXT. Проект позволяет более комплексно подойти к задаче создания робота.
Программирование является визуальным и осуществляется перетаскиванием пиктограмм (иконок) в рабочее окно. Графичский интерфейс языка программирования EV3 поддерживает большинство структур программирования и дает возможность создавать сложные алгоритмические конструкции.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| Среда программирования EV3 | 1.09 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Обзор среды программирования EV3 . Блок Действие
1. Действие 2. Управление операторами 3. Датчик 4. Операции с данными 5. Дополнения 6. Мои Блоки
Средний мотор Данный блок позволяет управлять средним мотором - включать на заданное количество секунд или оборотов, изменять его мощность, выключать. Все возможные режимы блока перечислены в таблице:
Большой мотор Данный блок аналогичен предыдущему, но управляет большим мотором - их в наборе два. Его режимы
Рулевое управление моторами Данный блок удобно использовать для программирования движения стандартного робота-тележки с 2 моторами. В этом случае моторами можно управлять синхронно: одновременно запустить или остановить оба мотора, поменять направление движения робота. Направление движения задается ползунком "Рулевое управление". По умолчанию ползунок стоит в центральном положении - это соответствует прямой езде. При смещении ползунка влево\вправо робот будет поворачивать в указанном направлении.
Независимое управление моторами Данный блок также служит для управления движением робота с 2 моторами. Разница в том, что направление движения задается не ползунком "Рулевое управление", а указанием мощности обоих моторов. В предыдущем блоке, если моторы вращаются с разной скоростью (например, когда робот поворачивает или разворачивается), то указывается мощность более быстрого мотора.
Блок "Экран" Данный блок позволяет выводить изображения, геометрические фигуры или текст на экране блока. Практически все режимы блока используют координаты экрана. Размеры экрана: 177 пикселей по горизонтали и 127 - по вертикали, отсчет начинается в левом верхнем углу. Единственный режим, который не использует координаты - "Текст - Сетка". Сетка разбивает экран на 12 строк и 22 столбца, нумерация также начинается в левом верхнем углу. Этот режим задает строку и столбец, начиная с которых будет выводиться текст.
Если на блоке выбран один из текстовых режимов, тогда в правом верхнем углу блока появится поле, позволяющее задать выводимый текст. Если же выбран режим "Изображение" - тогда на этом месте будет кнопка с выбором файла. Выбор изображения В качестве изображений могут быть стандартные EV3 картинки или любые изображения проекта. Установка текста
В левом верхнем углу блока есть кнопка "Предварительный просмотр", которая покажет, что же будет отображено на экране EV3. Это очень удобно - не надо каждый раз закачивать программу на блок, чтобы проверить, что координаты и прочие параметры фигуры выбраны правильно.
Фигуры - Прямоугольник 1. Очистить экран 2-3. Координаты верхнего левого угла 4. Ширина 5. Высота 6. Заливка 7. Цвет прямоугольника Фигуры - Точка 1. Очистить экран 2-3. Координаты точки 4. Цвет точки Изображение 1. Очистить экран 2-3. Координаты верхнего левого угла изображения Окно сброса настроек
Блок "Звук" С помощью данного блока можно проиграть записанный файл, музыкальную ноту или тон. Кнопка выбора файла, как и в блоке "Экран", расположена в правом верхнем углу. Все режимы, кроме остановки звука, имеют настройку "Тип воспроизведения". Звук может воспроизводится 3 способами: программа ждет, пока звук проиграется 1 раз программа не ждет, пока звук проиграется 1 раз (начинают выполняться следующие команды программы) программа постоянно повторяет звук, пока не будет выполнен другой звуковой блок
Блок "Индикатор состояния модуля" Вокруг кнопок управления блоком EV3 находится световая индикация. На нее легко обратить внимание - во время включения блока она горит красным, в меню блока - оранжевым, а во время исполнения программы - пульсирует зеленым. Данный блок позволяет задать свою индикацию во время выполнения программы. На выбор 3 цвета - красный, оранжевый зеленый и 2 режима - обычный и пульсация. Режим "Сброс" возвращает индикацию к стандартному режиму - миганию зеленым.
Редактор изображений Все редакторы - изображений, звука, пользовательских блоков - доступны из меню "Инструменты". Данный редактор позволяет создавать новые изображения и импортировать существующие файлы. Для рисования доступны следующие инструменты: Карандаш Прямоугольник Эллипс Прямая Текст Для текста предусмотрено 2 стиля, для графических примитивов - 3 варианта толщины линий. Как будет выглядеть изображение на EV3, можно узнать, не закачивая программу на блок - справа вверху в редакторе есть окно предварительного просмотра.
Для импорта изображений достаточно нажать "Открыть" и выбрать нужный файл. После этого редактор предложит подобрать масштаб изображения (чтобы оно убиралось на экран) и его контрастность. Инструменты для рисования также доступны: например, можно добавить подпись к фотографии. Результат - отредактированное изображение или нарисованную картинку - необходимо сохранить, чтобы потом использовать ее в проекте.
Редактор звука Редактор позволяет записать с микрофона 10 секундный файл или открыть любой аудиофайл (поддерживаются wav , mp3 и rsf форматы) и сохранить из него все те же 10 секунд. Ограничения на количество таких файлов нет, главное, чтобы проект не превышал 30 Мб.
Общие сведения
• Набор предназначен для пользователей в
возрасте от 10 лет до 21 года. В наборе
свыше 500 деталей, совместимых с
деталями серии LEGO Technic. Набор
выпускается в нескольких комплектациях:
для класса, для индивидуального
пользователя, ресурсная.
Микроконтроллер EV3 – интерфейсы
6 кнопок с LEDподсветкой
4 порта для
моторов
Дисплей 178х128
Слот для карт
памяти mini SD
Порт USB 2.0 тип A
Bluetooth, Wi-Fi
Громкий динамик
Микроконтроллер EV3 – параметры
Процессор ARM 9, 300 MГц с ОС
Linux, 4 порта ввода для
получения данных с частотой
1000 отсчетов/сек, 4 порта
вывода для выполнения
команд, программная память 16
Мб флэш и 64 Мб ОЗУ,
мини SDHC карт ридер для 32 Гб
внешней памяти, питание 6
батареек АА или Li-Ion
аккумулятор 2050 mAh,
возможно автономное
программирование
Большой сервомотор
Мощный мотор со
встроенным датчиком
угла поворота с
точностью до 1 градуса;
160-170 об/мин; момент
вращения 335 г*см,
момент удержания 670
г*см; может быть
синхронизирован с
другим мотором для
движения строго по
прямой; автоматически
распознается
встроенным ПО
Средний сервомотор
Скорость вращения
240-250 об/мин;
встроенный датчик
угла поворота с
точностью до 1
градуса; момент
вращения 115 г*см;
момент удержания
170 г*см;
автоматически
распознается
встроенным ПО.
Ультразвуковой датчик расстояния
Измеряет расстояние
до отражающего звук
предмета в интервале
3-250 см с точностью
+/- 1 см; может
использоваться как
датчик звука;
индикатор светится
непрерывно, когда
датчик излучает, и
мигает, когда слушает;
автоматически
распознается
встроенным ПО.
Датчик касания (кнопка)
Определяет, нажата
или отпущена
кнопка, умеет
подсчитывать
одиночные и
многократные
нажатия;
автоматически
распознается
встроенным ПО.
Гироскопический датчик
Цифровой
гироскопический датчик. В
режиме «угол» меряет
угловое положение с
точностью +/- 3 градуса; в
режиме «гиро» меряет
скорость вращения до 440
град/сек; автоматически
распознается встроенным
ПО.
Датчик цвета/света
• Цифровой датчик цвета
различает 8 цветов и
определяет освещенность в
широком диапазоне: от
темноты до яркого солнечного
дня. Меряет отраженный
красный свет и общий
фоновый. Различает синий,
зеленый, желтый, красный
белый и коричневый, а также
различает цветное и чернобелое изображение. Частота
опроса 1 кГц; автоматически
распознается встроенным ПО.
Инфракрасный датчик-поисковик
Цифровой инфракрасный
датчик-поисковик определяет
близость к роботу и считывает
сигналы инфракрасного маяка.
Близостью считается
расстояние в 50-70 см. Рабочая
дистанция от маяка до 2
метров. Поддерживает 4
сигнальных канала. Принимает
команды с пульта управления.
Автоматически распознается
встроенным ПО.
Инфракрасный маяк – пульт ДУ
4 ИК-канала; кнопка
активации/деактивации;
зеленый светодиод
сигнализирует об
активности маяка;
автоматическое
выключение, если нет
активности в течение часа;
рабочее расстояние дo
двух метров; питание от
двух батареек ААА.
Интерактивный сервомотор
Большой мотор — это мощный «умный»
мотор. У него есть встроенный датчик
вращения, который измеряет обороты мотора
(в градусах или оборотах).
Эта особенность
позволяет делать
движения робота
очень точными.
Интерактивный сервомотор
Средний мотор также имеет встроенный
датчик вращения (с разрешением 1 градус),
но он меньше и легче, чем большой мотор.
Это означает, что
он способен
реагировать
быстрее, чем
большой мотор.
Датчик касания - это аналоговый датчик,
который может определять, когда красная
кнопка датчика нажата, а когда отпущена
три варианта:
- нажатие,
- отпускание
- щелчок
Датчик цвета - это цифровой датчик,
который может определять цвет или яркость
света, поступающего в небольшое
окошко на лицевой стороне датчика.
Режимы работы:
«Цвет»
«Яркость отраженного света»
«Яркость внешнего освещения»
В режиме «Цвет» датчик цвета распознает:
черный
синий
зеленый
желтый
красный
белый
коричневый
отсутствие цвета
В режиме «Яркость отраженного света»
датчик цвета определяет яркость света,
отраженного от лампы, излучающей
красный свет.
Датчик использует шкалу
от 0 (очень темный) до
100 (очень светлый).
В режиме «Яркость внешнего освещения»
датчик цвета определяет силу света,
входящего в окошко из окружающей среды
(солнечного света или луча фонарика).
Датчик использует шкалу
от 0 (очень темный) до
100 (очень светлый).
Датчик расстояния
С помощью ультразвукового датчика робот
сможет обнаруживать препятствия и
определять их удаленность в дюймах или
сантиметрах.
Один из самых
интересных и полезных
датчиков.
∙
∙
∙
Lego Mindstorms – что это?
Поколения Mindstorms
Состав Mindstorms
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
∙
Микрокомпьютер (программируемый блок)
Датчик касания
Датчик звука
Светочувствительный (световой) датчик
Датчик цвета
Ультразвуковой датчик
ИК-датчик
Моторы
Гироскопический датчик
Программное обеспечение
Детали конструктора Lego в составе
Mindstorms
3. Lego Mindstorms – что это?
4. Lego Mindstorms – что это?
∙
∙
∙
∙
Конструктор MINDSTORMS EV3 позволяет создать
тысячи различных роботов.
Роботы, которые могут видеть, слышать, говорить,
чувствовать и двигаться
Роботами можно управлять с помощью мобильного
телефона (или пульта управления).
Если вы сможете придумать робота, то сможете и
создать его модель!
5. Lego Mindstorms – что это?
∙
В конструкторе MINDSTORMS EV3 применены новейшие
технологии робототехники, необходимые для создания
робота Вашей мечты.
6. Поколения Mindstroms
∙
∙
∙
∙
Первые наборы Lego Mindstorms
начали выпускаться в 1998 году. Они
были созданы на базе RCX блока.
Следующая версия - Lego Mindstorms
NXT – появилась в 2006 году. Основа
– NXT программируемый блок.
Начиная с середины 2009, продается
новая версия Lego Mindstorm NXT 2.0.
Новшества: цветовой датчик (в
наборе) и математика с дробными
числами (в ПО). Убрали ряд «старых»
датчиков. Версия Edu – изменено
лишь ПО.
2013 год – начинается продажа LEGO
Mindstorms EV3: современный
программируемый блок, новые
датчики (включая гироскоп в Edu).
7. Состав Mindstorms
8. Состав Mindstorms
9. Состав Mindstorms
∙
Датчики, моторы, соединительные провода,
и детали конструктора из набора Lego
Mindstorms NXT использовать при
конструировании роботов Lego Mindstorms
EV3 – ВОЗМОЖНО!
10. Состав Mindstorms
∙
Совместимость NXT и EV3
Программируемый
блок управления
NXT
Датчики
NXT
Моторы
NXT
EV3 (большой)
ПО
Lego Mindstorms
Software
NXT-G
LMS (EV-3)
NXT
NXT
EV3
EV3
NXT
EV3
EV3
LMS (EV-3)
11. Микрокомпьютер EV3
∙
∙
∙
∙
∙
EV3 является “мозгом” робота
Это интеллектуальный элемент,
позволяющий роботу
осуществлять различные
действия (выполняя программу)
EV3 оснащен четырьмя портами
выхода для подключения
`
моторов и четырьмя портами
для подключения сенсоров
EV3 имеет экран для
отображения информации
Возможно использование
Bluetooth и Wi-Fi
12. Микрокомпьютер EV3
∙
Крепления микрокомпьютера EV3:
При использовании аккумуляторной батареи
габариты и вес - изменятся!
13. Датчик касания
∙
∙
∙
Датчик касания позволяет
роботу воспринимать
прикосновения и
реагировать на внешние
раздражители
С помощью датчика касания
робот может подбирать
предметы
Манипулятор, оснащенный
датчиком касания, позволит
роботу узнать, имеется ли
объект, который можно
взять
14. Датчик касания
∙
Датчик касания по сути своей кнопка, у
которой возможно два состояния - Нажато
(pressed) и Отжато (released). Программно
датчик распознает еще одно состояние Касание
(Bumped).
∙
Это весьма грубая система. Мягкое прикосновение
неотличимо от жесткого касания.
А чем кнопка отличается от переключателя?
15. Датчик звука
∙
∙
∙
Датчик звука (микрофон) позволяет
роботу слышать
Датчик звука можно использовать
для создания робота, управляемого
с помощью звуковых сигналов
В комплект EV3 не входит! Но для
датчика из NXT можно добавить в
ПО EV3 дополнительный блок.
16. Датчик звука
∙
∙
Датчик звука измеряет уровень громкости звукового
сигнала (звуковое давление).
Показания датчика звука выражаются в процентах
[%] от максимальной громкости, которую он способен
зафиксировать.
4-5%
5-10%
10-30%
30-100%
17. Светочувствительный датчик
∙
Светочувствительный
(световой) датчик позволяет
роботу различать яркость
объектов, освещенность
помещения и даже различать
цвета.
∙
То что видит глаз человека.
∙
То что видит робот, через
датчик освещенности.
18. Светочувствительный датчик
∙
∙
Светочувствительный
(световой) датчик не входит
в состав EV3 как отдельный
элемент. Его функции в EV3
выполняет датчик цвета.
В ПО EV3 для работы с
датчиком освещенности NXT
отдельного блока нет!
Приходится использовать
блок для датчика звука ☺.
19. Датчик цвета
∙
∙
∙
Датчик цвета позволяет
роботу определять цвета
объектов.
Датчик цвета, также может работать в режиме
светового датчика. Даже датчик NXT 2.0 уже мог это.
Можно включать «лампочку» датчика и управлять её
цветом. И робот сможет создавать различные световые
эффекты.
20. Ультразвуковой сенсор
∙
∙
Ультразвуковой сенсор
позволяет роботу измерять
расстояние до объекта и
реагировать на движение
Сенсор измеряет расстояние
путем расчета времени,
которое потребовалось
звуковой волне для
возвращения после отражения
от объекта
21. Инфракрасный сенсор
∙
Инфракрасный сенсор
позволяет роботу измерять
расстояние до объекта и
реагировать на движение
∙
Сенсор делает то же, что и
∙
ультразвуковой сенсор расстояния. Но
есть особенности его применения!
В наборе EV3 где есть этот сенсор есть и
ПДУ для управления роботом через этот
сенсор.
22. Моторы
∙
∙
Специальный мотор дает
роботу или его деталям
возможность двигаться
B каждый такой мотор (т.н.
сервомотор) встроен сенсор
вращения, который
позволяет контролировать
движение с высокой
точностью.
23. Моторы
24. Гироскопический датчик
∙
∙
∙
∙
Гироскоп позволяет
измерять движение
вращения робота
Режим измерения углов с точностью до 3
градусов
Улавливает вращения с моментом до 440
град/сек
Для NXT тоже есть гироскопы, но не LEGO.
25. Программное обеспечение
∙
Lego Mindstorms даёт
возможность
программировать т.е.
создавать программы на
компьютере и загружать
их для выполнения в
программируемый блок.
26. Программное обеспечение
∙
Загружать программу в
блок и получать от блока
необходимые данные
(состояние датчиков, к
примеру) можно
используя USB или
Bluetooth.
∙
А как будет быстрее?
27. Дополнительные сенсоры
28. Дополнительные сенсоры (в т.ч. не LEGO)
∙
Датчик температуры позволяет различать горячее и холодное,
имеет широкий диапазон. Датчик выполнен в обычном
конструктиве и имеет металлический щуп длиной 80мм.
∙
Датчик-акселерометр измеряет ускорение по трем осям. Он
также измеряет наклон вдоль каждой оси.
∙
Датчик-компас определяет текущее направление робота
относительно сторон света.
∙
Датчик-барометр – позволяет определять атмосферное
давление, может использоваться для измерения высоты
∙
Датчик-камера – позволяет отслеживать перемещение до 8
предметов разных цветов
∙
GPS-датчик – позволяет роботу ориентироваться на местности,
может использоваться для вычисления скорости робота
29. Детали конструктора Lego
∙
∙
Помимо электроники в
Lego Mindstorms EV3
набор входит около 600
пластиковых деталей
конструктора: колесные
барабаны, шины,
шестерни, балки и крепеж.
Для EV3 выпускается
ресурсный набор серии
EDU с дополнительными
элементами конструктора.
Конструктор Lego Mindstorms —
это набор стандартных деталей Lego, микрокомпьютер и датчики.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| mikrokompyuter_lego_ev3_2013.ppt | 1.2 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Изучаем и строим из Lego:Простые механизмы - рычаг
Материал использовался при изучении простых механизмов учащимися кружка Технология и Физика (5 класс).
«Робот LEGO WeDo – исполнитель алгоритмов»
Урок из курса информатики и ИКТ, раздел – «Алгоритмы». На уроке, используя конструктор, ученики строят Лего-модель, подключают ее к ЛЕГО-коммутатору и управляют ей посредством компьютерной программы, .
"Микрокомпьютер RCX"
Микрокомпьютер RCX основной элемент конструктора ROBOLAB. На данном уроке дается описание, назначение и устройство RCX. Дается описание органов управления RCX, чтение символов дисплея. Объясняется реж.
Презентация "Работаем с конструктором Lego WeDo"
В данной работе представлена общая характеристика лего-конструктора, используемого в образовательной робототехнике на начальном этапе. Кроме этого, презентация содержит пример по сборке робота - "Голо.
Использование оборудования Lego Dakta Spektra при формировании коммуникативных умений учащихся в ГОУ СКО школа-интернат VIII вида № 79 на логопедических занятиях
Использование оборудования Lego Dakta Spektra.
"Путешествие в Роботландию" с использованием конструктора LEGO и компьютерной программы LEGO Digital Designer
Игровой сеанс с детьми 6-7 лет с использованием компьютера "Путешествие в Роботландию" для старших воспитателей в рамках городского семинара "Проектная деятельность детей и взрослых в условиях ДОУ".
ПРОЭКТ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ У ДОШКОЛЬНИКОВ С ОВЗ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНСТРУКТОРА LEGO "Математика с LEGO"
Данная программа рекомендуется для учителей-дефектологов, воспитателей ДОУ.
Читайте также: