Программа для робототехники лего на компьютер

Обновлено: 01.05.2024

Пользователям LEGO MINDSTORMS Education EV3 предлагаем загрузить данное программное обеспечение. В комплект входят материалы для учителя, инструмент документирования и регистрации данных, инструкции по сборке и учебные пособия.

Получите учебные материалы:

LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 поможет Вам познать азы информатики, физики, основы законов механики и технического цикла (STEM). Данная программа расчитана на учеников от 10 до 16 лет и соответствуют требованиям ФГОС. В комплект поставки входят учебные пособия для обучающихся, инструкции по сборке моделей и дидактические материалы для педагогов, благодаря которым он может оценить качество усвоенных знаний.

Комплект заданий «Инженерные проекты EV3»

Программа занятий по информатике EV3 (PDF)
В этот комплект заданий входит программа, расчитанная на 30 академических часов, которая
представляет собой практикум в формате PDF для организации увлекательных проектных работ по информатике.

Ребята познакомятся с 12 проектными работами по информатике, включая примеры заданий в нотациях LabVIEW и RobotC и применении иформатике к естественным наукам и математике. В материалах используются реальные технологии, использующиеся во многих отраслях производства. Ученики смогут изучить их и применять и развивать свои навыки программирования. С образцами программ можно ознакомиться, выбрав «Поддержка» вверху страницы.

Комплект заданий «Космические проекты EV3»

Для работы с этим Комплектом занятий требуется наличие Базового набора LME EV3 и Дополнительного набора "Космические проекты EV3" (арт. 45570). Этот комплект интересен тем, что он состоит из тренировочных заданий, разработанных совместно с учеными — исследователями космоса. Учащиеся смогут заниматься исследовательской работой и создавать свои решения в области освоения космоса. Программа расчитана на 30 академических часов. Для работы данного Комплекта заданий требуется наличие установленной образовательной версии ПО EV3.

Комплект заданий «Физические эксперименты EV3»

Лабораторные работы по физике дают возможность понять многие законы на наглядных примерах. Ребята с удовольствием проводят опыты, сами собирают модели, а потом изучают те или иные законы механики, термодинамики, гегерации энергии, тепла и температуры, а также света. Учащиеся фиксируют и анализируют результаты экспериментов. Комплект включает в себя 14 лабораторных работ по физике из курса 7-9 классов, расчитанный на 28 часов. Для проведения некоторых опытов необходимо наличие Дополнительного набора «Возобновляемые источники энергии» (арт. 9688) и «Датчика температуры NXT» (арт. 9749). Для работы данного Комплекта заданий требуется наличие установленной образовательной версии ПО EV3.

Загрузки программ для Wedo

Перворобот Lego WeDo это базовый набор для начинающих. Набор знакомит детей с основами физики, механики, робототехники. Ребята легко построят и оживят с помощью программного обеспечения модели зверей и наглядно увидят работу механизмов.

Загрузки для наборов серии "Машины и механизмы"

Получите учебные материалы

В этом разделе вы найдете учебные материалы для занятий по предметам STEM используя задания «Машины и механизмы» для начальной и основной школы. Каждый Комплект имеет дидактические материалы для педагога с рекомендациями и разъяснениями, пособия для обучающихся, инструкции по сборке необходимых моделей и инструменты оценки успеваемости. Для получения справочной информации о начале работы перейдите в раздел «Поддержка».

Комплект заданий «Первые механизмы»

Для использования данного Комплекта заданий приобретите набор «Простые механизмы» (арт. 9656). Этот материал расчитан на детей дошкольного возраста. В Комплект входят 16 занятий, в ходе которых ребята узнают что такое зубчатое колесо, рычаг, вал, и как это все взаимодействует друг с другом. Почему колесо крутится, кран опускает и поднимает ковш. Разве любобытные детишки не задают этих вопросов? Данный комплект заданий ответит на все вопросы и ребята наглядно увидят устройство простейших механизмов. Комплект включает в себя технологические карты занятий и рабочие листы для обучающихся.

Комплект заданий «Простые механизмы»

Для использования данного Комплекта заданий необходимо приобрести набор «Простые механизмы» (арт. 9689). Эти материалы предназначены для учеников начальной школы, всего 20 заданий. Они предназначены для изучения устройства и принципов действия машин и механизмов, которыеокружают нас в повседневной жизни. Комплект включает в себя технологические карты занятий и рабочие листы для обучающихся.

Комплект заданий «Технология и основы механики. Задания базового уровня»

Для использования данного Комплекта заданий необходимо наличие набора «Технология и основы механики» (арт. 9686). 48 уроков познакомят учащихся с принципом действия простых машин и машин с приводным двигателем. Специальные творческие задания научат детей к самостоятельному мышлению, умению сформировать задание и выполнить его. Комплект включает в себя технологические карты занятий и рабочие листы для обучающихся.

Комплект заданий «Технология и основы механики. Задания повышенной сложности»

Для использования данного Комплекта заданий необходимо наличие набора «Технология и основы механики» (арт. 9686). В этот Комплект заданий состоит из 28 уроков повышенной сложности и творческих заданий. Дети сами смогут проектировать и конструировать собственные модели механизмов. Комплект включает в себя технологические карты занятий и рабочие листы для обучающихся.

Комплект заданий «Возобновляемые источники энергии»

Для использования данного Комплекта заданий необходимо наличие наборов «Технология и основы механики» (арт. 9686) и «Возобновляемые источники энергии» (арт. 9688). Где и как применяются возобновляемые источники энергии? Ребята смогут познакомится с видами источников энергии и придумывать новые проекты. В комплект входят 20 проектных работ. Комплект включает в себя технологические карты занятий и рабочие листы для обучающихся.

Комплект заданий «Пневматика»

Для использования данного Комплекта заданий необходимо наличие наборов «Технология и основы механики» (арт. 9686) и «Пневматика» (арт. 9641). С пневматическими устройствами дети встречаются в повседневной жизни, но не всегда задумываются, как работает тот или иной механизм. У вас есть уникальная возможность помочь им изучить методы использования пневматических устройств в реальной жизни. В комплекте 12 работ, заметки для учителя и рабочие листы для учащихся.

Поддержка по решениям LEGO® Education для дошкольного развития

Комплект занятий «Эмоциональное развитие ребенка» PDF

Это комплект предназначен для работы с набором «Эмоциональное развитие ребенка». Дети не всегда могут выразить свои эмоции и разрешить конфликтные ситуации. Материалы помогут педагогам развить такие навыки у своих обучающихся.

Брошюра для Комплекта «Городская жизнь» PDF

Дети очень любят играть во взрослых и изучать реальную жизнь, которую видят каждый день. Используя материалы с 12 заданиями дети сконструируют свой дом, детский садик, поликлиннику и многое другое. конструктор развивает фантазию, творческую мысль, усидчивость и моторику рук.

Брошюра для Комплекта «Социально-эмоциональное развитие» PDF

12 занятий, входящие в эту брошюру специально разработаны для поддержки социально-эмоционального развития дошкольников по трем направлениям: постижение себя, постижение окружающих и постижение мира, окружающего ребенка.

Брошюра для Комплекта «Логико-математическое развитие у детей дошкольного возраста» PDF

Математиками не становятся при рождении. Детей необходимо приучать логически мыслить. Учебные материалы помогут педагогам спланировать занятия по развитию ранних математических навыков у малышей.

Загрузки для наборов серии StoryStarter "Развитие речи 2.0"

Загрузите базовое программное обеспечение

С помощью простого интерфейса и различных шаблонов, входящих в состав программного обеспечения StoryVisualizer, ученики смогут документировать свои проекты и делиться ими друг с другом.

Получите учебные материалы

Комплекты заданий «Развития речи 2.0» помогут педагогам работать с детьми в области коммуникаций и общения. В каждый Комплект занятий входит полный набор материалов для учителя, планы уроков, пошаговое описание проведения занятий и инструкция с идеями по сборке.

Учебно-методические материалы StoryStarter «Развитие речи 2.0» PDF

Для использования данного Комплекта заданий необходимо наличие Базового набора StoryStarter "Развитие речи 2.0" (арт. 45100). За 24 урока дети познакомятся с различными жанрами и стилями речи. Помогут в этом подробные инструкции по проведению занятий для педагога.

Комплект учебных материалов StoryStarter «Развитие речи 2.0. Сказки» PDF

Для использования данного Комплекта заданий необходимо наличие Базового набора StoryStarter "Развитие речи 2.0" (арт. 45100) и Дополнительного набора StoryStarter «Развитие речи. Сказки» (арт. 45101). Ребята с удовольствием будут работать с данными материалами, изучать сказки, легенды и мифы, и как они сказывались на развитии культуры того или иного народа. В комплект входят 6 заданий и 8 дополнительных идей. Комплект включает в себя Книгу учителя и Конструктопедию.

Комплект учебных материалов StoryStarter «Развитие речи 2.0. Космос» PDF

Для использования данного Комплекта заданий необходимо наличие Базового набора StoryStarter "Развитие речи 2.0" (арт. 45100) и Дополнительного набора StoryStarter «Развитие речи. Космос» (арт. 45102). Эти задания особенно понравятся детям, любящих фантастику и истории о космическом мире. В комплект входят 6 заданий и 7 дополнительных идей, а так же заметки для учителя и Конструктопедию.

Комплект учебных материалов StoryStarter «Развитие речи 2.0. Городская жизнь» PDF

Для использования данного Комплекта заданий необходимо наличие Базового набора StoryStarter "Развитие речи 2.0" (арт. 45100) и Дополнительного набора StoryStarter «Развитие речи. Городская жизнь» (арт. 45103). В комплект входят 6 заданий и 9 дополнительных идей, работая с которыми дети познакомятся со строением общества, культуры и процессом общения. Комплект включает в себя заметки для учителя и Конструктопедию.

Robot Commander представляет собой управляющее приложение для LEGO® MINDSTORMS®. БЕСПЛАТНАЯ загрузка для большинства смартфонов и планшетов; Robot Commander подключается к модулю EV3 по Bluetooth®. Это простое в использовании приложение позволяет взаимодействовать с вашими уникальными роботами EV3, даже не подключаясь к компьютеру! Это означает, что вы можете мгновенно начать игру с вашими собственными роботами!

Приложения для компьютеров и планшетов

Приложения LEGO® MINDSTORMS® EV3 Home для macOS, Windows 10 и планшетов на iOS и Android

Загрузите, установите, подключите и выполняйте задания по программированию. Для пяти основных роботов есть до пяти задач по программированию. Благодаря более продвинутому, но хорошо знакомому интерфейсу программирования и пяти сложным заданиям для вас и ваших роботов-героев, приложение EV3 Home для PC, Mac и планшетов сможет поднять ваши навыки робототехники на новый уровень!

Важная информация относительно программного обеспечения и приложений LEGO® MINDSTORMS® EV3!

Мы рады сообщить, что пользователям LEGO MINDSTORMS EV3 теперь будут доступны новые возможности при сборке и программировании их творений.

Новое приложение LEGO MINDSTORMS EV3 Home с языком программирования на основе Scratch заменит используемое в настоящее время ПО LEGO MINDSTORMS EV3 Home Edition (Labview) для Windows 10 и macOS, а также приложение LEGO MINDSTORMS EV3 Programmer для планшетов на iOS/Android.

Приложение LEGO MINDSTORMS EV3 Programmer будет удалено из магазинов приложений в конце июня 2021 года.

Выведенное из эксплуатации ПО LEGO MINDSTORMS EV3 Home Edition (Labview) для Mac и PC можно найти ниже. Обратите внимание, что это ПО больше не поддерживается LEGO Group.

В данной статье речь пойдет о новой версии конструктора - LEGO Mindstorms Education EV3. Но прежде чем рассказывать о нововведениях EV3, давайте познакомимся с серией конструкторов LEGO Mindstorms поближе.

LEGO Mindstorms – робототехнический конструктор для ребят в возрасте от 10 лет. В качестве строительных блоков для робота используются детали LEGO Techniс – многие ребята уже знакомы с ними по конструкторам «Технология и физика», «Пневматика», «Возобновляемые источники энергии». Но построить каркас робота недостаточно: надо «научить» его получать информацию из окружающей среды и реагировать на нее. Для этого используются специальные устройства – сенсоры: они позволяют определять цвет, освещенность, расстояние до ближайших предметов и многое другое. Реагировать на «раздражители» робот может с помощью моторов – либо уехать куда-нибудь, либо что-нибудь сделать – например, укусить обидчика за палец. А «мозгом» робота является специальный программируемый блок, к которому и подключаются все моторы и датчики.

Перейдем к составу набора LEGO Mindstorms EV3. Вот что входит в образовательную версию набора:

1 программируемый блок
3 мотора:
- 2 больших мотора
- 1 средний мотор
- 2 датчика касания
- 1 датчик цвета
- 1 ультразвуковой датчик расстояния
- 1 гироскоп
Датчики и моторы

Рассмотрим, что же изменилось в EV3 по сравнению со старой версией NXT.

В наборе будет 3 мотора, но один из них будет отличаться как по размерам так и по техническим характеристикам.

Датчик звука был заменен на гироскоп. Остальные типы датчиков остались прежними.

Еще одной особенностью является авто-определение датчиков и моторов при их подключении к блоку – о данной особенности я расскажу в разделе, описывающем новую среду программирования EV3.

Характеристики датчиков и моторов представлены ниже.

Датчик касания

Датчик касания EV3 очень похож на датчик предыдущей версии. Он определяет, когда кнопка нажата или отпущена, также он может подсчитывать одиночные или многократные нажатия.

Датчик цвета

Датчик цвета EV3 различает 7 цветов и может определить отсутствие цвета. Как и в прошлой версии он может работать как датчик освещенности.
- Измеряет отраженный красный свет и окружающее освещение
- Способен определять различия между белым и черным или цветами: синим, зеленым, желтым, красным, белым и коричневым
- Частота работы: 1 кГц
Гироскопический датчик EV3 измеряет вращательное движение робота и изменение его положения.
- Может использоваться для определения текущего направления вращения
- Точность: +/- 3 градуса на 90 градусов оборота (в режиме измерения наклона)
- Может определить максимум 440 градусов/c (в режиме гироскопа)
- Частота работы: 1 кГц
Ультразвуковой датчик расстояния

К основной функции ультразвукового датчика EV3 добавилась еще одна - он также может "слушать" ультразвуковые колебания, испускаемые другими датчиками ультразвука.
- Может измерять расстояние в диапазоне 3 - 250 см.
- Точность измерений : +/- 1 см
- Дискретность результата измерений: 0.1 см.
- Может быть использован для поиска других активных ультразвуковых датчиков (режим прослушивания)
- Красная LED подсветка вокруг "глаз"
Большой мотор

Большой сервомотор EV3 очень похож на предыдущую версию мотора NXT, однако корпус мотора стал чуть больше (виртуально он теперь занимает 14x7x5 отверстий против бывших 14x6x5). Также были изменены места крепления моторов и их тип.
- Максимальные обороты - 160- 170 об/мин.
- Заданный крутящий момент - 40 Н/см
- Реальный крутящий момент - 20 Н/см.
- Встроенный датчик угла поворота (энкодер) мотора с точностью 1 градус
Средний мотор

Средний сервомотор EV3 основан на Power Function моторе аналогичного размера. Дополнительное место потребовали только датчик угла поворота и порт для подключения. Этот мотор отлично подойдет для работы под низкими нагрузками и высокими скоростями.
- Максимальные обороты - 240- 250 об/мин.
- Заданный крутящий момент - 12 Н/см
- Реальный крутящий момент - 8 Н/см.
- Встроенный датчик угла поворота (энкодер) мотора с точностью 1 градус
NXT датчики, моторы и кабели совместимы с EV3, таким образом все ранее построенные роботы могут управляться новым блоком.

Программируемый блок EV3

Серьезные изменения произошли и с микрокомпьютером EV3. По сравнению с NXT, EV3 блок имеет более быстрый процессор, больше памяти. Прошивка блока EV3 базируется на свободно распространяемой ОС Linux, что дает возможность создавать свои прошивки для блока. Подключить робота к компьютеру теперь возможно не только через USB и Bluetooth, но и по Wi-Fi. Между собой роботы также могут «общаться» по USB, Bluetooth и Wi-Fi.

Ниже представлена сравнительная таблица характеристик NXT и EV3:

С EV3 в комплекте поставляется новая графическая среда разработки на базе LabView, похожая на NXT-G. Работать она будет, как и NXT-G, на ОС Windows и Mac.

Среда разработки EV3 была значительно улучшена. Теперь все материалы для робота: программы для робота, документацию, результаты экспериментов, фото и видео - можно хранить в проекте. Был также добавлен инструмент zoom, который позволяет масштабировать программу, чтобы, например, увидеть всю программу целиком. Стоит отметить, что NXT блок можно программировать с помощью новой среды EV3, однако старый блок поддерживает не все особенности нового языка программирования.

Перечислим основные нововведения среды программирования EV3:
- Тесная интеграция среды программирования с блоком:
  - Добавлена специальная страница с подключенным оборудованием. Она позволяет отслеживать статус EV3 блока и получать значения с датчиков в реальном времени.
  - Датчики и моторы распознаются при подключении автоматически, благодаря функции auto-id. Это позволяет не указывать, что к такому-то порту подключен такой-то датчик или мотор.
  - В процессе работы программы подсвечивается выполняемый блок. Это позволяет точно понимать поведение программы.
  - На программном блоке загорается специальный символ, если к данному порту подключен другой датчик или мотор.
  - Добавлена возможность просматривать значения, передаваемые через каналы данных (data wires).
  - Сцепление блоков друг с другом позволило отказаться от "балки исполнения", на которой располагались блоки в среде NXT-G.
  - У блоков нет такого понятия, как панель настройки, - поведение теперь настраивается непосредственно на блоке, что привело к увеличению их размера. Программу теперь намного легче читать – сразу видно как настроены датчики и моторы.
  - Появились блоки "ждать изменения", которые позволяют реагировать на факт изменения значения, а не на изменение до определенного значения как в NXT-G.
  - Улучшения в передачи данных от блока к блоку позволяют упростить преобразование типов (теперь не нужно вручную преобразовывать, например, число в строку).
  - Добавлена возможность работы с массивами.
  - Стал возможен досрочный выход из цикла.
  Кроме нового языка программирования появились программы под Android и iPhone\iPad для управления роботом. Также на базе программы Autodesk Invertor Publisher создана программа для создания и просмотра пошаговых 3D инструкций. В этой программе можно масштабировать и вращать модель на каждом этапе сборки, что позволяет строить более сложных роботов по инструкциям.
  
  В образовательный набор включены инструкции для сборки 5 роботов:
  
  Color Sorter
  Классическая задача по сортировке предметов (в данном случае - Lego деталей) по цвету.
  
  Gyro Boy
  Робот-сигвей, использующий гироскоп для балансировки.
  
  Puppy
  Робот-собачка, которую можно гладить, кормить. Спать и справлять нужду она также умеет :) Напоминает тамагочи.
  
  Робо-рука
  Позволяет перемещать предметы.
  
  Для EV3 набора был подготовлен ресурсный набор LEGO MINDSTORMS Education EV3, позволяющий собирать другие модели, используя новые детали.
  
  Привет, Хабр! Мы уже рассказывали о платформе LEGO MINDSTORMS Education EV3. Основные задачи этой платформы — обучение на практических примерах, развитие навыков STEAM и формирование инженерного мышления. В ней можно проводить лабораторные работы по изучению механики и динамики. Лабораторные стенды из кубиков LEGO и утилиты по регистрации и обработке данных делают опыты еще интереснее и нагляднее и помогают детям лучше понять физику. Например, школьники могут собрать данные о температуре плавления и с помощью приложения систематизировать их и представить в виде графика. Но это только начало: сегодня мы расскажем, как дополнить этот набор средой программирования MicroPython и использовать его для обучения робототехнике.
  
  Учим программированию с помощью EV3
  
  Современные школьники хотят видеть красочный результат. Да, им скучно, если программа выводит в консоль числа, и они хотят рассматривать цветные графики, диаграммы и создавать настоящих роботов, движущихся и выполняющих команды. Обычный код тоже кажется детям слишком сложным, поэтому обучение лучше начинать с чего-нибудь полегче.
  
  Базовая среда программирования EV3 создана на основе графического языка LabVIEW и позволяет задавать алгоритмы для робота визуально: команды представлены в виде блоков, которые можно перетаскивать и соединять.
  
  Такой способ хорошо работает, когда нужно показать, как строятся алгоритмы, но он не подходит для программ с большим количеством блоков. При усложнении сценариев необходимо переходить на программирование с помощью кода, но детям трудно сделать этот шаг.
  
  Здесь есть несколько хитростей, одна из которых — показать, что код выполняет те же задачи, что и блоки. В среде EV3 это можно сделать благодаря интеграции с MicroPython: дети создают одну и ту же программу в базовой среде программирования с помощью блоков и на языке Python в Visual Studio Code от Microsoft. Они видят, что оба способа работают одинаково, но кодом решать сложные задачи удобнее.
  
  Переходим на MicroPython
  
  Среда EV3 построена на базе процессора ARM9, и разработчики специально оставили архитектуру открытой. Это решение позволило накатывать альтернативные прошивки, одной из которых стал образ для работы с MicroPython. Он позволяет использовать Python для программирования EV3, что делает работу с набором еще ближе к задачам из реальной жизни.
  
  Чтобы начать работать, нужно скачать образ EV3 MicroPython на любую microSD-карту, установить ее в микрокомпьютер EV3 и включить его. Затем нужно установить бесплатное расширение для Visual Studio. И можно приступить к работе.
  
  Программируем первого робота на MycroPython
  
  На нашем сайте есть несколько уроков для освоения базовых понятий робототехники. Модели на EV3 знакомят детей с азами, которые используются в самоуправляемых автомобилях, заводских роботах-сборщиках, станках с ЧПУ.
  
  Мы возьмем для примера чертежную машину, которую можно научить рисовать узоры и геометрические фигуры. Данный кейс является упрощенным вариантом взрослых роботов-сварщиков или фрезеровщиков и показывает, как можно использовать EV3 совместно с MicroPython для обучения школьников. А еще чертежная машина может разметить отверстия в печатной плате для папы, но это уже другой уровень, требующий математических расчетов.
  
  Для работы нам понадобятся:
  - базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3;
  - большой лист клетчатой бумаги;
  - цветные маркеры.
  Сначала инициализируем библиотеку модулей EV3:
  
  Настраиваем платформу, которая вращает ручку как мотор в порте B. Задаем передаточное отношение двухступенчатой зубчатой передачи с количеством зубьев 20-12-28 соответственно.
  
  Настраиваем подъемный механизм для ручки как мотор в порте C:
  
  Настраиваем гироскоп, измеряющий угол наклона ручки, в порте 2:
  
  Настраиваем цветовой датчик в порте 3. Датчик используется, чтобы определять белую бумагу под чертежной машиной:
  
  Настраиваем датчик касания в порте 4. Робот начинает рисовать, когда датчик нажат:
  
  Определяем функции, которые поднимают и опускают ручку:
  
  Определяем функцию для поворота ручки на заданный угол или до определенного угла:
  
  Если целевой угол больше, чем текущий угол гироскопического датчика, продолжаем движение по часовой стрелке с положительной скоростью:
  
  Если целевой угол меньше, чем текущий гироскопического датчика, то двигаемся против часовой стрелки:
  
  Останавливаем вращающуюся платформу, когда целевой угол будет достигнут:
  
  Устанавливаем начальное положение ручки в верхнем положении:
  
  Теперь идет основная часть программы — бесконечный цикл. Сначала EV3 ожидает, когда датчик цвета обнаружит белую бумагу или синюю стартовую клетку, а датчик касания будет нажат. Затем он рисует узор, возвращается в исходное положение и повторяет все заново.
  
  Когда устройство не готово, светодиоды на контроллере принимают красный цвет, и на ЖК-экране отображается изображение «палец вниз»:
  
  Дожидаемся, когда датчик цвета считает синий или белый цвет, устанавливаем цвет светодиодов зеленым, отображаем на ЖК-экране изображение «палец вверх» и сообщаем, что устройство готово к работе:
  
  Дожидаемся нажатия датчика касания, присваиваем гироскопическому датчику значение угла 0 и начинаем рисовать:
  
  Поднимаем держатель ручки и возвращаем его в исходное положение:
  
  Вот такая несложная программа у нас получилась. И теперь запускаем ее и смотрим на робота-чертежника в деле.
  
  Что дают такие примеры
  
  EV3 — это инструмент для профориентации в рамках профессий STEM и точка входа в инженерные специальности. Так как на нем можно решать практические задачи, дети получают опыт технических разработок и создания промышленных роботов, учатся моделировать реальные ситуации, понимать программы и анализировать алгоритмы, осваивают базовые конструкции программирования.
  
  Поддержка MicroPython делает платформу EV3 подходящей для обучения в старших классах. Ученики могут попробовать себя в роли программистов на одном из самых популярных современных языков, познакомиться с профессиями, связанными с программированием и инженерным проектированием. Наборы EV3 показывают, что писать код — это не страшно, готовят к серьезным инженерным задачам и помогают сделать первый шаг к освоению технических специальностей. А для тех, кто работает в школе и связан с образованием, у нас подготовлены программы занятий и учебные материалы. В них детально расписано, какие навыки формируются при выполнении тех или иных задач, и как полученные навыки соотносятся со стандартами обучения.
  
  Здравствуйте. В своих статьях я хочу Вас познакомить с основами программирования микрокомпьютера LEGO NXT Mindstorms 2.0. Для разработки приложений я буду использовать платформы Microsoft Robotics Developer Studio 4 (MRDS 4) и National Instruments LabVIEW (NI LabVIEW). Будут рассматриваться и реализовываться задачи автоматического и автоматизированного управления мобильными роботами. Двигаться мы будем от простого к сложному.
  
  Предвосхищая некоторые вопросы и комментарии читателей.
  
  Почему именно NXT Mindstorms 2.0? Потому-что для своих проектов данный набор мне показался наиболее подходящим, т.к. микрокомпьютер NXT полностью совместим с платформами MRDS 4 и NI LabVIEW, а так же данный набор является очень гибким в плане сборки различных конфигураций роботов — затрачивается минимум времени на сборку робота.
  
  Почему платформы MRDS 4 и NI LabVIEW? Так сложилось исторически. Обучаясь на старших курсах университета стояла задача в разработке учебных курсов с использованием данных платформ. К тому же платформы обладают достаточной простотой в освоении и функциональностью, с их использованием можно написать программу непосредственно для управления роботом, разработать интерфейс пользователя и провести тестирование в виртуальной среде (в случае с MRDS 4).
  
  Да кому вообще нужны эти ваши уроки, в сети и так куча проектов по робототехнике! С использованием данной связки (NXT+MRDS 4/NI LabVIEW) учебных статей практически нет, в основном используется родная среда программирования, а в ней совсем все тривиально. Всем кому интересны робототехника, программирование и у кого есть набор NXT (а таких не мало), возрастная аудитория любая.
  
  Графические языки программирования это зло, а те кто на них программируют еретики! Графические языки программирования коими и являются MRDS 4 и NI LabVIEW несомненно имеют свои минусы, например ориентированность под узкие задачи, но все же в функциональности они мало уступают текстовым языкам, тем более NI LabVIEW изначально разрабатывался как язык легкий в освоении для решения научных и инженерных задач, для этого в нем присутствует множество необходимых библиотек и инструментов. По-этому для решения наших задач данные графические языки являются наиболее подходящими. И не надо нас за это ~~сжигать на костре~~ презирать.
  
  Все это выглядит по-детски и вообще не серьезно! Когда задача состоит в реализации алгоритмов, в обучении основам и принципам программирования, робототехники, систем реального времени без углубления в схемотехнику и протоколы, то это очень подходящий инструмент хоть и не дешевый (касаемо набора NXT). Хотя для этих же целей неплохо подойдут наборы на базе Arduino, но совместимости с MRDS 4 и NI LabVIEW у данного контроллера почти нет, а в данных платформах есть свои прелести.
  
  Технологии, которые используются, являются продуктом загнивающих капиталистических стран, а автор враг народа и пособник западных заговорщиков! К сожалению, большинство технологий в области электроники и вычислительной техники родом с запада, буду очень рад если мне укажут на аналогичные технологии исконно отечественного производства. А пока будем использовать то, что имеем. И не надо на меня за это ~~сообщать спецслужбам~~ держать зла.
  
  Краткий обзор платформ MRDS 4 и NI LabVIEW.
  
  Внесу некоторую ясность в терминологию. Под платформой, в данном случае, имеется ввиду совокупность различных инструментов, например язык VPL в MRDS, а так же среда выполнения приложений, т.е. непосредственной компиляции приложений в исполняемые (*.exe) файлы нету.
  - блочной диаграммы, описывающей логику работы виртуального прибора;
  - лицевой панели, описывающей интерфейс пользователя виртуального прибора.
  Краткий обзор набора LEGO NXT Mindstorms 2.0.
  
  Рисунок 1 — Микрокомпьютер NXT с подключенными датчиками и приводами
  
  И конечно же в наборе находятся разнообразные детали LEGO в форм-факторе LEGO Technic из которых будут собраны исполнительные механизмы и несущая конструкция.
  
  Рисунок 2 — Детали в форм-факторе LEGO Technic
  
  Пишем первое приложение.
  
  Напишем первое приложение. Пусть, классически, данное приложение выводит текст “Hello, World!”. Реализация будет происходить поочередно в MRDS 4 и NI LabVIEW, в процессе будем рассматривать специфику каждой платформы.
  
  Предварительно инсталлируем платформы MRDS 4 и NI LabVIEW, в случае с MRDS 4 инсталляция должна проводится в папку путь к которой не состоит из кириллицы (русских букв), учетная запись пользователя так-же должна состоять только из латинских букв.
  
  1. Платформа MRDS 4.
  
  Запускаем среду VPL (Меню Пуск — Все Программы — Microsoft Robotics Developer Studio 4 — Visual Programming Language). Данная среда позволяет разрабатывать приложения на языке VPL, проводить тестирование в виртуальной среде VSE. Программа в VPL представляет собой диаграмму, состоящую из соединенных между собой блоков. В открывшемся окне, помимо стандартной панели команд и меню, присутствует 5 основных окон:
  1. Basic Activities – содержит базовые блоки, которые реализуют такие операторы как константа, переменная, условие и т.д.;
  2. Services – содержит блоки, предоставляющие доступ к функционалу платформы MRDS, например блоки для взаимодействия с какой-либо аппаратной составляющей робота, или блоки для вызова диалогового окна;
  3. Project – объединяет диаграммы входящие в проект, а так же различные конфигурационные файлы;
  4. Properties – содержит свойства выделенного блока;
  5. Diagrams window – содержит, непосредственно, диаграмму (исходный код) приложения.
  Рисунок 3 — Среда программирования VPL
  
  Выполним следующую последовательность действий:
  1. добавим блоки Data (из окна Basic Activities) и блок сервиса Simple Dialog (из окна Services),
  2. в блок Data введем “Hello, World!” (без кавычек) и выберем тип данных String,
  3. соединим блок Data с блоком Simple Dialog, появиться диалоговое окно,
  4. далее, все выполняем как на рисунках
  Рисунок 4 — Окно Connections
  
  Рисунок 5 — Окно Data Connections
  
  Рисунок 6 — Законченный вид диаграммы
  
  2. Платформа NI LabVIEW.
  
  На данной платформе все реализуется, практически, идентично. Запустим среду LabVIEW. Перед нами появиться два окна, первое — Front Panel, предназначено для реализации интерфейса пользователя (внешнего вида виртуального прибора), второе — Block Diagram, для реализации логики программы.
  
  Рисунок 8 — Окна среды LabVIEW
  
  Мы будем использовать окно Block Diagram. Выполним следующие шаги:
  1. в окне Block Diagram вызовем контекстное меню, нажатием правой кнопкой мыши,
  2. в появившемся окне перейдем по вкладкам, как на рисунке и выберем String Constant,
  Читайте также: