Проект создание робота на основе конструктора lego mindstorms ev3

Обновлено: 27.06.2024

На этой странице собраны инструкции по сборке роботов или механизмов из стартового образовательного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544). Кроме инструкций вы найдёте здесь видео, показывающие возможности собранных моделей, и демонстрационные программы. Для некоторых моделей даны рекомендации, с помощью каких приложений можно дистанционно управлять роботами и как настраивать эти приложения.

Имея под рукой образовательный набор LEGO Mindstorms EV3 (45544) и шарики для пинг-понга вполне можно собрать пушку, стреляющую шариками. Пушкой можно управлять со смартфона с помощью приложения RoboCam.

Если вы горите желанием сделать робота с большими колёсами из образовательного набора LEGO Mindstorms EV3 (45544), но у вас нет таких колёс, не расстраивайтесь. Вы можете изготовить их самостоятельно из толстого гофрированного картона. Как сделать робота с большими картонными колёсами, чтобы колёса нормально крутились и не отваливались, я предлагаю вам прочитать в этой статье.

Мне очень понравился проект робота-художника EV3 Print3rbot, в котором, к сожалению, используются нестандартные детали, которые нужно печатать на 3D-принтере. Я решил собрать такого же робота, но используя детали только из образовательного набора LEGO Mindstorms EV3 (45544). И у меня это получилось, правда, пришлось добавить ещё резинок.

Роботом, собранным из конструктора LEGO Mindstorms EV3, вы легко можете управлять дистанционно от первого лица. Для этого вам дополнительно понадобится два смартфона, с установленным приложением RoboCam на один из них. Давайте познакомимся подробнее с приложением RoboCam и научимся им пользоваться.

Используя конструктор LEGO MINDSTORMS EV3 и веб-камеру, вы сможете провести эксперимент по обнаружению лиц в помещении. Для эксперимента подойдёт любой колёсный робот EV3, который умеет вращаться на месте, и на который вы сможете закрепить веб камеру. Робот будет сканировать помещение, поворачиваясь вокруг, а, увидев лица, будет останавливаться и дёргаться столько раз, сколько лиц увидел.

С помощью веб-камеры и образовательного набора конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544) вполне можно сделать робота, отслеживающего двигающийся объект. Робот сможет не только поворачивать камеру в сторону объекта, но и выдерживать определённую дистанцию до него, т.е. подъехать поближе, если объект удаляется от камеры, или отъехать подальше, если объект приближается. О том, как это сделать поговорим в этой статье.

Гимнаста выполняющего различные упражнения на турнике сделать достаточно просто, если у вас есть образовательный конструктор LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544). Я научил гимнаста выполнять три упражнения, а вы можете научить его и другим различным трюкам.

Гоночную машину, имитирующую болид формулы 1, можно сделать с помощью образовательного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544). В машине сидит водитель и держится за руль. Машина дистанционно управляется с Android-смартфона.

Робот мойщик пола передвигается за счёт поворотов двух дисков параллельно полу. С помощью резинок на диски можно закрепить смоченные моющим раствором тряпки и тогда ваш пол станет немного чище.

Этот робот с клешнёй умеет не только хватать, но и приподнимать предметы. И оба эти действия он делает с помощью всего одного мотора. А за счёт резиновых кончиков клешни, робот может приподнимать даже скользкие предметы. Ну и конечно, то, что робот схватил, он может перевезти на другое место.

Селеноход – это луноход, созданный российской командой для участия в конкурсе Google Lunar X PRIZE. В настоящий момент проект закрыт, но интересная конструкция с не менее интересной системой передвижения по лунной поверхности остались. С помощью стартового образовательного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544) возможно собрать модель Селенохода, который будет передвигаться по такому же принципу и так же поднимать и опускать «голову».

В базовом образовательном наборе LEGO Mindstorms Education EV3 (45544) оказалось достаточно шестерёнок и других деталей, чтобы собрать часы с часовой и минутной стрелками. Кроме того, что часы точно отображают время, они издают звуковой сигнал каждый час.

В образовательном наборе конструктора Mindstorms Education EV3 всё обучение робототехники в классе ведётся с помощью приводной платформы, на колёсном ходу. Мне же захотелось сделать точно такую же платформу, чтобы на неё точно также можно было установить все датчики, но только, чтобы она передвигалась с помощью гусениц.

Посмотреть, как робот рисует логотип сайта ПрогХаус, можете на следующем видео:

Автором проекта является Christophe Avenel. Страничку проекта вы можете найти здесь. В оригинальной конструкции робота используются детали из домашнего набора конструктора, плюс две шестерёнки из образовательного набора и три детали распечатанные на 3D-принтере. Моя конструкция такая же, но я собрал этого робота, используя только детали из базового образовательного набора. При этом размеры рук совпадают и можно использовать оригинальную авторскую управляющую программу без изменений.

Собираем робота-художника EV3 Print3rbot

Сначала я сразу дам схему сборки робота-художника EV3 Print3rbot, а затем напишу, как оживить его. Кроме базового образовательного набора LEGO Mindstorms EV3 (45544) вам понадобятся ещё фломастер диаметром около 8 мм и 4 резинки для денег. Более тонкий фломастер не подойдёт, т.к. он будет стоять неровно, и будет болтаться. Итак, вот схема сборки робота:

Инструкция для сборки робота-художника EV3 Print3rbot из базового образовательного набора конструктора LEGO Mindstorms Education EV3 (45544).

В версии от 24.03.2017 добавлены забытые необходимые детали.

Фломастер вставляйте сверху вниз, а после того как вы просунули его на достаточное расстояние, чуть потяните его обратно вверх, чтобы он прочно закрепился. После этого зафиксируйте его резинками, как показано на картинке, чтобы он не болтался. Резинки, которые держат фломастер, должны быть хорошо натянуты.

Две другие резинки нужны, чтобы руки робота не люфтили. Эти две резинки тоже должны быть хорошо натянуты. Если вы оттягиваете руки робота, то эти резинки должны возвращать их назад.

Установка ev3dev

Управляющая программа работает на прошивке ev3dev, поэтому сначала нужно установить на EV3 эту прошивку. Как это сделать написано в статье «ev3dev – устанавливаем и настраиваем Debian Linux на LEGO Mindstorms EV3». Там же написано, как выполнять команды на EV3 и как копировать файлы на EV3, поэтому эту статью читайте обязательно.

Обратите внимание, что версия ev3dev должна быть ev3dev-jessie-ev3-generic-2017-02-11 или более поздняя.

Установка управляющей программы

Управляющая программа написана на языке программирования Python (Питон). Чтобы установить программу нужно просто скопировать нужные файлы в EV3. Здесь есть два способа.

1. Если EV3 подключен к интернету, то вы можете выполнить следующую команду:

Так вы скопируете на свой EV3 последнюю версию необходимых файлов непосредственно из репозитория проекта. После копирования файлы будут находиться в папке /home/robot/ev3-print3rbot.

2. Вы можете скачать папку ev3-print3rbot со всеми необходимыми файлами со страницы проекта (для этого нажмите на кнопку «Clone or download» и выберите пункт «Download ZIP») к себе на компьютер.

Или скачайте чуть более старую версию файлов, которую использовал я, по ссылке ниже.

Управляющая программа для робота-художника EV3 Print3rbot.

После скачивания, распакуйте архив ev3-print3rbot-master.zip, переименуйте папку «ev3-print3rbot-master» на «ev3-print3rbot» и скопируйте её в директорию /home/robot на EV3.

Подготовка изображений

Управляющая программа работает только с векторными рисунками формата SVG, причём только с такими SVG-файлами, которые не содержат трансформации. Чтобы конвертировать любой SVG-файл, вы можете воспользоваться программой Inkscape. Для этого скачайте и установите на компьютер Inkscape. Затем запустите программу, выберите меню «Правка -> Параметры», в диалоге настроек найдите «Поведение -> Трансформация» и удостоверьтесь, что выбран режим сохранения трансформаций «С оптимизацией». После этого закройте окно с параметрами и закройте программу Inkscape.

Теперь вы можете конвертировать файл следующей командой:

где «C:\Program Files\Inkscape\inkscape.exe» - это путь к программе Inkscape на вашем компьютере, image1.svg – это путь к вашему файлу, а всё остальное – это действия, которые будет делать Inscape. После выполнения команды, файл будет подготовлен для того, чтобы его мог использовать робот-художник.

Перед началом рисованием размер рисунка будет подогнан под размеры области рисования, поэтому реальный размер изображения не имеет значения.

Готовый файл скопируйте на EV3 в папку /home/robot/ev3-print3rbot/images.

Запуск управляющей программы

Прежде чем запустить программу поменяйте текущую папку, если вы ещё этого не сделали, с помощью команды:

Затем откройте в редакторе файл writer.py, найдите в конце строку:

Здесь test.svg – это файл, который робот художник будет рисовать. Файл test.svg уже есть в папке images, так что вы можете, ничего не меняя, сразу запустить программу и посмотреть, что нарисует робот-художник. А вот, чтобы робот нарисовал другой рисунок, используя ваш SVG-файл, замените имя test.svg на имя своего файла, например, image1.svg. Обратите внимание, что перед запуском программы ваш SVG-файл должен быть подготовлен и скопирован в папку images как об этом уже было написано выше.

Файл, который робот рисует на видео, вы можете скачать здесь:

Логотип ПрогХаус в формате SVG для робота-художника EV3 Print3rbot.

Запустите управляющую программу командой:

После этого робот, поднимет руки вверх, затем сложит их и начнёт рисовать.

Запуск управляющей программы из меню ev3dev

Кроме способа описанного выше вы можете запустить управляющую программу прямо из меню ev3dev. Для этого найдите с помощью проводника файл writer.py и выберите его (т.е. нажмите на центральную кнопку EV3). После этого управляющая программа запустится.

Чтобы программировать робота LEGO Mindstorms EV3 на языке Python мало знать только этот язык. Необходимо ещё иметь представление о библиотеке ev3dev.ev3, для работы с датчиками и моторами. А также не помешало бы иметь под рукой полноценную среду разработки с подсказками, подсветкой синтаксиса и отладчиком. В статье я опишу, как настроить EV3 и компьютер для комфортной разработки вашего проекта на Python.

Чтобы программировать робота LEGO Mindstorms EV3 на любимом языке программирования, использовать огромное количество продвинутых библиотек и получить доступ к дополнительному подключаемому оборудованию, такому как клавиатура, джойстики, мышки и камеры, вам просто необходимо использовать полноценную операционную систему. Здесь на помощь придёт ev3dev – операционная система, базирующаяся на Debian Linux. Я предлагаю вам познакомиться с процессом установки и настройки этой операционной системы.

С помощью дополнительных блоков можно существенно расширить возможности своей программы, созданной в среде разработке LEGO Mindstorms EV3. Читая эту статью вы изучите анатомию блока и научитесь создавать свои собственные блоки.

Иногда, при создании роботов возникает необходимость использования нескольких различных платформ в одном проекте, например, EV3 и Arduino. Так вы сможете использовать сильные стороны каждой из платформ и распараллелить выполняемые задачи. Я предлагаю вам ознакомиться с переводом статьи, в которой описано, как соединить EV3 и Arduino и как использовать Arduino совместно с EV3.

Open Roberta Lab или открытая лаборатория Роберты, робо-леди, которую вы видите на картинке – это облачная среда программирования роботов Lego Mindstorms EV3 очень похожая на Scratch 2, но не требующая установки на компьютер. Ваши готовые программы вы можете протестировать здесь же на симуляторе. Для программирования и использования симулятора вам достаточно иметь браузер и доступ в интернет.

Как известно, виртуальная Java-машина leJOS, которую мы можем использовать для программирования роботизированного конструктора LEGO Mindstorms EV3, совместима не только с официально поддерживаемым адаптером NETGEAR N150, но и с рядом других адаптеров. Здесь я предлагаю вам перевод статьи с официального блога leJOS, в которой приводится сравнение различных поддерживаемых WiFi-адаптеров.

Эта статья будет интересна тем, кто хочет сделать программу для дистанционного управления роботом EV3 со стандартной заводской прошивкой через Bluetooth, WiFi или USB и не важно, с какого устройства или операционной системы. Здесь мы рассмотрим протокол взаимодействия между модулем EV3 и вашей программой.

С помощью чего только не программируются роботы LEGO Mindstorms EV3. Поддерживается большое количество языков программирования на любой вкус. Но сегодня я хочу рассказать вам, о самом, на мой взгляд, удобном и богатом, в плане возможностей, способе программирования роботов LEGO Mindstorms EV3. Удобный, потому что разрабатывать можно в среде разработки Eclipse на языке Java, а богатый, потому, что виртуальная машина Java для EV3, которая называется leJOS, поддерживает не только стандартные возможности EV3, но даёт и гораздо больше.

Если вам нравится графическая среда программирования Scratch 2.0, то вам необязательно отказываться от неё для программирования роботов Lego Mindstorms EV3. Достаточно лишь установить и настроить нужное программное обеспечение, о чём и будет написано в этой статье.

Всё на русском языке о роботах LEGO MINDSTORMS EV3 и NXT: различные инструкции к конструкторам разных версий, информация о версиях, скриншоты готовых моделей, фото и видео занятий по робототехнике. Также мы выкладываем пошаговые инструкции по созданию и программированию разных видов роботов лего из конструктора версии 8547. У нас можно скачать поурочное планирование факультатива робототехники для учеников 6-8 классов. Планируем добавить всю необходимую для роботехника-любителя информацию. Всё будет доступно всегда и бесплатно!

Положение выставки детских поделок Космические роботы

Робот заменил школьника на уроках

В начальной школе американского города Вест-Сенека, штат Нью-Йорк, вместо ученика уроки посещает робот. У семилетнего жителя города Девона Карроу серьезная болезнь, связ.

Рубрика: Робот LEGO MINDSTORMS EV3 и NXT инструкции

На первой странице мы с Вами познакомимся с внешним видом конструкторов lego mindstoms ev3 и инструкциями (інструкциї lego) на русском языке для них.
Сейчас доступны к скачиванию статьи с готовыми пошаговыми инструкциями по сборке различных моделей роботов из конструктора лего ев3 версии 313313 и 45544 (робот lego mindstorms ev3).

Руководство пользователя (EV3 Home) для домашней версии, артикул 31313 - инструкция на русском языке для lego mindstorms ev3.

Элементная база (из каких деталей состоит набор), как выглядит содержимое коробки лего 31313.
Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3 (артикул 45544).
Версия набора - образовательная (для школ).
Элементная база набора.

Инструкция lego mindstorms ev3:
руководство пользователя (EV3 education) для учебной версии, артикул 45544.
лего EVO 3 презентация pptx с описанием и возможностями набора.

C 2013 года в продаже доступны наборы по цене от 350$ (около 30 000 рублей)! Понятно, что наборы LEGO MINDSTORMS версии EV3 в несколько раз "круче" предыдущего NXT!

Имеются две модификации: HOME и EDUCATIONS (Домашняя и образовательные версии). Каждая версия имеет свои особенности. Но в каждой можно собрать отличные модели роботов из лего! Домашняя попроще и подешевле, а образовательная версия с лицензионным ПО LABVIEW для рабочей группы от NATIONAL INSTRUMENS, естественно, подороже.
Купить набор в Зеленогорске (Красноярский край) можно в компании "Компас". Скачивайте, ознакамливайтесь с ПО, внешним видом и способом соединения, настройки и программирования новой модели от лего!

Робота можно использовать для соревнования "Шорт трек" категории "Hello, robot!". Инструкция (презентация) содержится 45 слайдов, многие слайды являются повторами с разных углов обзора.

Возраст обучающихся: 4 – 8 классы. УМК любой. Презентация выполнена при помощи ПО Lego Digital Designer ver.4.3.:
полная инструкция по сборке в pptx

Бонусные модели 6 роботов EV3 на одной платформе (6 роботов в 1):

Цель: Познакомить учащихся с робототехникой через использование конструктора Lego MINDSTORMS Education EV3.

•Задачи: •- объяснить, что такое робот, рассмотреть разновидности роботов и области их применения. •- развивать способность к критическому анализу и оценке современных научных достижений, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях. •- воспитывать стремление к творчеству, к поиску новых рациональных приемов труда, к внедрению теории в практику. Ожидаемый результат: •Учащиеся будут знать: •- Понятие Робототехника. •- Перспективы развития образовательной робототехники в школе как интегративной учебной дисциплины, ее место и роль в системе общего образования. •- Применения робототехники. •Учащиеся будут уметь: •- Объяснять, что такое Робот и Робототехника. •- Различать разновидности роботов. •- Самостоятельно собирать робота, используя конструктор Lego MINDSTORMS Education EV3

Просмотр содержимого документа
«Урок технологии: «Техника. Робототехника. Создание робота на основе конструктора Lego MINDSTORMS Education EV3»»

Урок технологии: «Техника. Робототехника. Создание робота на основе конструктора Lego MINDSTORMS Education EV3»

Учитель: Раченко Елена Львовна, МОУ Хорошовская СОШ Коломенский го, учитель технологии

Цель: Познакомить учащихся с робототехникой через использование конструктора Lego MINDSTORMS Education EV3.

Ожидаемый результат:

Учащиеся будут знать:

- Понятие Робототехника.
- Перспективы развития образовательной робототехники в школе как интегративной учебной дисциплины, ее место и роль в системе общего образования.
- Применения робототехники.

Учащиеся будут уметь:

- Объяснять, что такое Робот и Робототехника.
- Различать разновидности роботов.
- Самостоятельно собирать робота, используя конструктор Lego MINDSTORMS Education EV3

- Компьютер, проектор, презентация на экране

- Конструктор Lego MINDSTORMS Education EV3

Ход урока: Организационный момент - Сформировать группы для работы (выбрать 1 букву из слова ЛЕГО, сесть по группам)

Новый материал

Какое же значение имеет слово «РОБОТ»?

Робототехника – это область науки и техники, связанная с созданием, исследованием и применением роботов.
История робототехники неразрывно связана с большинством изобретений, сделанных человечеством. Практически невозможно отделить ее от истории развития науки, техники и тем более от истории возникновения и становления компьютерных технологий.

Лего-робототехника - это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов – лего-роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.

Учитель: - Давайте познакомимся с разновидностями роботов. Как вы думаете, какие роботы существуют в современном мире?

Практическая работа Знакомство с Конструктором LEGO Mindstorms EV3

В набор конструктора входят следующие элементы:

При создании робота и программы для него, необходимо понимать суть работы каждого датчика т.к. данные знания дадут возможность правильно рассчитывать траекторию движения робота, его функциональность и т.д.

Главный элемент конструктора – это микрокомпьютер (микропроцессор) EV3, он является «мозгом» робота Mindstorms, который позволяет роботу Mindstorms ожить и осуществлять различные действия. Микрокомпьютер (микропроцессор) EV3 содержит в себе: процессор, FLASH память (16 мегабайт), операционную систему Linux и многое другое. Контролирует моторы и собирает данные с датчиков.
Одним из важнейших элементов конструктора является сервомотор. Данный элемент создан для работы с микрокомпьютером EV3 и имеет встроенный датчик вращения, благодаря которому мотор может соединяться с другими моторами, позволяя роботу двигаться с постоянной скоростью.

Информацию об окружающем мире робот Lego Mindstorms EV3 получает от нескольких датчиков: ультразвукового, датчика касания и датчика, позволяющего распознавать цвета.

Ультразвуковой датчик EV3 позволяет измерять расстояние до объектов.

Датчик касания позволяет роботу реагировать на касания, распознает три ситуации: прикосновение, щелчок и освобождение

Датчик цвета дает возможность роботу определять цвет поднесенного к нему предмета

Разобравшись с деталями Lego Mindstorms EV3, рассмотрим его программное обеспечение (ПО). ПО Mindstorms EV3 основано на LabVIEW, графическом языке программирования, которым пользуются ученые и инженеры по всему миру. ПО предоставляет возможность перетаскивать и размещать командные блоки.

Читайте также: