Робот художник лего mindstorms ev3 программа

Обновлено: 03.05.2024

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Обращаем Ваше внимание, что c 1 сентября 2022 года вступают в силу новые федеральные государственные стандарты (ФГОС) начального общего образования (НОО) №286 и основного общего образования (ООО) №287. Теперь требования к преподаванию каждого предмета сформулированы предельно четко: прописано, каких конкретных результатов должны достичь ученики. Упор делается на практические навыки и их применение в жизни.

Мы подготовили 2 курса по обновлённым ФГОС, которые помогут Вам разобраться во всех тонкостях и успешно применять их в работе. Только до 30 июня Вы можете пройти дистанционное обучение со скидкой 40% и получить удостоверение.

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ буклет.docx

v Научиться программировать

робота «Рисовальщик» с помощью

программы LEGO Education Mindstorms EV3, способного рисовать на плоскости геометрические фигуры.

Образовательные:

v систематизировать и обобщить

знания по теме «Алгоритмы» .

Дополнительно усваивается понятие геометрического узора.

Развивающие:

v Отработать практические навыки

программирования с помощью программы LEGO Education Mindstorms EV3.

Воспитательные:

v развитие памяти, мышления и

коммуникативного умения при

работе в группе или команде.

«Программирование робота LEGO Mindstorms EV 3»

Команды, используемые для

составления циклического алгоритма

Задание 1: написать циклический алгоритм, с помощью которого робот будет двигаться по прямой и поворачивать на угол (90 градусов). (зациклить робота на конечное число повторений тела цикла - 4).

Примечание: Проанализировать какую геометрическую фигуру нарисует робот маркером на поле. (Будет нарисован квадрат)

Начать исполнение алгоритма

Управление большим мотором (включить на количество оборотов)

Управление большим мотором (включить на количество секунд)

Управление двумя моторами (рулевое управление, включить на количество оборотов)

Повторение действия или набора действий

Пауза (в секундах)

Задание 2: изменить алгоритм на свое усмотрение (изменяя параметры движения вперед и изменяя угол поворота, и зациклив робота на бесконечное число повторений тела цикла) и посмотреть какие фигуры будет рисовать робот. Поговорить с ребятами о термине «геометрический узор».

У каждой группы учеников, скорее всего, получится какой-то свой узор.

Курс повышения квалификации

Использование современных информационных технологий и интерактивных сред электронного обучения в организации образовательного процесса в школе в условиях сложной санитарно-эпидемиологической обстановки с учетом требований ФГОС

Курс повышения квалификации

Базовая компьютерная подготовка с изучением Windows, Word, Excel, интернета

Курс повышения квалификации

Профессиональные компетенции педагога в рамках Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации» №273-ФЗ от 29.12.2012

«Домашнее обучение. Лайфхаки для родителей»

Выбранный для просмотра документ конспект.doc

«Программирование робота LEGO Mindstorms EV 3»

учитель информатики и ИКТ

· Научиться программировать робота «Рисовальщик» с помощью

программы LEGO Education Mindstorms EV3, способного рисовать на плоскости геометрические фигуры.

Образовательные:

· систематизировать и обобщить знания по теме «Алгоритмы» .

Дополнительно усваивается понятие геометрического узора.

Развивающие:

− Отработать практические навыки программирования с помощью программы LEGO Education Mindstorms EV3.

Воспитательные:

· развитие памяти, мышления и коммуникативного умения при

работе в группе или команде.

Тип урока: комбинированный

Вид урока: практическая работа

Оборудование : мультимедиа проектор, конструктор LEGO Mindstorms EV 3, программа LEGO Education Mindstorms EV3 .

1. Организационный момент ( 2 мин)

2. Повторение теоретического материала предыдущего урока (10 мин)

3. Практическая работа: разработка алгоритма для робота (15мин)

4. Подведение итогов урока. Рефлексия (3 мин)

I. Организационный момент.

Добрый день, ребята! На сегодняшнем занятии мы с вами начнем практическую работу, программировать наших ботов. На сегодняшней день робототехника является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. (слайд1)

Робототехника развивается быстрее, чем полагали эксперты. В Японии машины уже не только выполняют рядовые операции на заводах, готовят и проводят домашнюю уборку – они отлично танцуют, играют в шахматы, а главное обучаются. Именно обучаемый искусственный интеллект становится главным конкурентом человека в борьбе за рабочее место.

Кристофер Писсаридес (лауреат Нобелевской премии по экономике) обозначил лишь 6 отраслей, в которых роботы не смогут полностью заменить человека. По крайней мере, в ближайшие 20-30 лет. Это:

Переход на новый технологический уклад предполагает широкое использование наукоёмких технологий и оборудования с высоким уровнем автоматизации и роботизации. (слайд2)

Робототехника – это сегодняшние и будущие инвестиции и, как

следствие, новые рабочие места. А какие именно, давайте с вами посмотрим видео. (ВИДЕО слайд3)

Задача данного занятия - научить программировать конструктор LEGO Mindstorms EV 3 под определенные задачи.

II . Повторение теоретического материала предыдущего урока.

Учитель : На прошлых уроках мы занимались конструированием роботов из конструктора LEGO Mindstorms EV 3 . Сегодня мы будем создавать для них программы, которые он будут выполнять.

Теперь давайте ответим на следующие вопросы:

1. Учитель : Для начала давайте вспомним, какие виды алгоритмов мы знаем?

Дети отвечают на вопрос (линейный, циклический и разветвляющийся)

2. Учитель: Заполните таблицу (вспомните команды, с помощью которых мы попробуем в специальной программе составить циклический алгоритм, который боты будут исполнять):

Начать исполнение алгоритма

Управление большим мотором (включить на количество оборотов)

Управление большим мотором (включить на количество секунд)

Управление двумя моторами (рулевое управление, включить на количество оборотов)

Повторение действия или набора действий

Пауза (в секундах)

III . Практическая работа: разработка циклического алгоритма для робота

Теперь давайте обратимся к нашим роботам (это «двухколесные боты с установленным маркером для рисования на поле» и «Трехколесный бот», которых мы собирали на прошлых занятиях.

Проанализировать получившиеся фигуры. Обратить внимание на алгоритм для каждой из них. Скорее всего, у каждой группы учеников получится какой-то свой узор.

IV . Подведение итогов урока. Рефлексия.

Итак, ребята, давайте подведем итоги нашей работы.

· Какой вид алгоритмов мы с вами сегодня рассмотрели на практике?

· Какими свойствами обладает циклический алгоритм?

· Какие задачи можно реализовывать с помощью циклических алгоритмов?

Список использованного УМК:

1. Инструкция для работы с комплектом LEGO Mindstorms EV 3.

2. Вязовов С.М., Калягина О.Ю., Слезин К.А. Соревновательная робототехника: приемы программирования в среде EV 3: учебно-практическое пособие. – М. Издательство «Перо», 2014 г.

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.

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.

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

Собираем робота-художника EV3 Print3rbot

В версии от 24.03.2017 добавлены забытые необходимые детали.

Установка ev3dev

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

Установка управляющей программы

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

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

Управляющая программа для робота-художника EV3 Print3rbot.

Подготовка изображений

Теперь вы можете конвертировать файл следующей командой:

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:

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

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

Министерство образования Республики Саха (Якутия)
Муниципальное казенное учреждение «Управление образования»
муниципального образования «Кобяйский улус (район)»

МКОУ-Ситтинская СОШ имени В.Е. Колмогорова

УЧЕБНО–МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

«РОБОТОТЕХНИКА»

Для MINDSTORMS Education EV 3»

приложение к дополнительной образовательной программе

РУКОВОДИТЕЛЬ КРУЖКА: Дьяконов Н.Н
учитель физики и информатики

Раздел 1. Введение в образовательную робототехнику

1.2 Введение в образовательную робототехнику

Раздел 2. Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3

2.1. Компоненты базового набора

2.2. Система программирования LEGO MINDSTORMS Education EV3

Раздел 3. Практические задания для самостоятельного выполнения

3.1 Вездеход «Тундра»

3.2 Сортировщик шариков

3.5 Вездеход 4 WD

3.6 Робот кресло

3.7 Робот мусорная корзина

3.8 Робот на Треножере

3.9 Амфибия СЛ -007

4. Ожидаемый результат

7. Список использованной литературы.

1.1 ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методические материалы (приложение к дополнительной образовательной программе «Робототехника») разработаны для руководителей кружков по робототехнике и предназначена для формирования практических умений и навыков использования базового набора LEGO MINDSTORMS Education EV 3 v 45544.

Учебно-методические материалы документ, фотографии, иллюстрации, проекты детей, доклады и другие графические материалы для самостоятельного выполнения.

Современный человек участвует в разработке, создании и потреблении огромного количества артефактов: материальных, энергетических, и нформационных. Соответственно, он должен ориентироваться в окружающем мире как сознательный субъект, адекватно воспринимающий появление нового, умеющий ориентироваться в окружающем, постоянно изменяющемся мире, готовый непрерывно учиться. Понимание феномена технологии, знание законов техники, позволит младшему школьнику соответствовать запросам времени и найти своё место в современной жизни. Особенно важно не упустить имеющийся у младшего школьника познавательный интерес к окружающим его рукотворным предметам, законам их функционирования, принципам, которые легли в основу их возникновения.

Программа «Робототехника» предназначена для того, чтобы положить начало формированию у учащихся начальной школы целостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире. Реализация данного курса позволяет стимулировать интерес и любознательность, развивать способности к решению проблемных ситуаций умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их, расширить технический и математический словари ученика.

Кроме этого, реализация этого курса в рамках начальной школы помогает развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности.
Курс разработан для учащихся групп начальной школы.
Учащиеся, работая по инструкциям и заданиям учителя, испытывают собранные модели и анализируют предложенные конструкции. Далее они выполняют самостоятельную работу по теме, предложенной учителем. Помощь учителя при данной форме работы сводится к определению основных направлений работы и к консультированию учащихся.
Самостоятельная работа выполняется учащимися в форме проектной деятельности, может быть индивидуальной, парной и групповой. Выполнение проектов требует от детей широкого поиска, структурирования и анализирования дополнительной информации по теме.

Занятия направления «Робототехника» представляют уникальную возможность для детей младшего школьного возраста освоить основы робототехники, создав действующие модели роботов Mindstorms WEDO и Mindstorms ev 3 45544 .

Благодаря датчикам поворота и расстояния, созданные конструкции реагируют на окружающих мир. С помощью программирования на персональном компьютере ребенок наделяет интеллектом свои модели и использует их для решения задач, которые, по сути, являются упражнениями из курсов математики, информатики.

Программа «Робототехника»рассчитана на 9 час в неделю на протяжении всего учебного года.

Успешность изучения «Робототехника» обеспечивает результативность обучения начальной школы.

На современном этапе экономического и социального развития общества по требованиям ФГОС образования должно быть ориентировано на:

Ø формирование у подрастающего поколения адекватной современному уровню знаний картины мира;

Ø обеспечение самоопределения личности;

Ø создание условий для самореализации личности;

Ø формирование человека, интегрированного в современное общество и нацеленного на совершенствование этого общества;

Ø воспроизводство и развитие кадрового потенциала общества.

Новизна: заключается в изменении подхода к обучению ребят, а именно – внедрению в образовательный процесс новых информационных технологий, побуждающих учащихся решать самые разнообразные логические и конструкторские проблемы

Актуальность: в связи с современным глобальным развитием компьютеризации и роботизации данная дополнительная образовательная программа является актуальной.

Цель программы:

Ø организация внеурочной деятельности детей, раскрытие их творческого потенциала с использованием возможностей робототехники и практическое применение учениками знаний, полученных в ходе работы по курсу, для разработки и внедрения инноваций в дальнейшей жизни, воспитание информационной, технической и исследовательской культуры.

Задачи программы:

Ø развитие интереса к научно-техническому творчеству, технике, высоким технологиям;

Ø развитие алгоритмического и логического мышления;

Ø развитие способности учащихся творчески подходить к проблемным ситуациям и самостоятельно находить решения;

Ø умение выстраивать гипотезу и сопоставлять ее с полученным результатом;

Ø воспитание интереса к конструированию и программированию;

Ø овладение навыками научно-технического конструирования и моделирования;

Ø развитие обще учебных навыков, связанных с поиском, обработкой; информации и представлением результатов своей деятельности;

Ø формирование навыков коллективного труда;

Ø развитие коммуникативных навыков;

Ø робототехника помогает совместно обучаться в рамках одной бригады;

Ø распределять обязанности в своей бригаде;

Ø проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;

Ø проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;

Ø создавать модели реальных объектов и процессов;

Ø видеть реальный результат своей работы позволяет учащимся.

Просветительно- досуговая работа:

Ø основной задачей просветительной и досуговой работы является: знакомство детей с творчеством ведущих конструкторов, с историей развития роботов, развитие электронного творчества, формирование нравственных и эстетических взглядов, мировоззрения, расширение общего кругозора, развитие культуры общения.

Структура и содержание программы.

В программе «Робототехника»включены содержательные линии:

- аудирование (А)- умение слушать и слышать, т.е. адекватно воспринимать инструкции.

- чтение (Ч) – осознанное самостоятельное чтение языка программирования.

- говорение (Г) – умение участвовать в диалоге, отвечать на заданные вопросы, создавать монолог, высказывать свои впечатления.

- пропедевтика (П) – круг понятий для практического освоения детьми с целью ознакомления с первоначальными представлениями о робототехнике и программирование.

- творческая деятельность(Т)- конструирование, моделирование, проектирование.

В структуре изучаемой программы выделяются следующие основные разделы - «Конструирование» и «Программирование».

Курс носит сугубо практический характер, поэтому центральное место в программе занимают практические умения и навыки конструирования и работы на компьютере.

Изучение каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий, реализуемых с помощью изучаемых технологий.

Программа предусматривает проведение занятий во внеурочной деятельности с нетрадиционными формами обучения (игровые упражнения, творческие упражнения, создание проектов).

Форма промежуточной аттестации – обобщающий урок рефлексии и защита проектов.

Основные методы обучения , применяемые в прохождении программы в начальной школе:

Образовательная робототехника — современный подход к организации детского технического творчества. Робототехника вошла в мир в 60-е годы как одно из передовых направлений машиностроения. Ее фундаментом были механика и вычислительная техника, электроника и энергетика, измерительная техника, теория управления и многие другие, научные и технические дисциплины. В начале XXI века робототехника и мехатроника пронизывают все без исключения сферы экономики. Высокопрофессиональные специалисты, обладающие знаниями в этой области, необычайно востребованы. Готовить таких специалистов, с учетом постоянного роста объемов информации, необходимо со школьной скамьи.

Таким образом, для допрофессиональных ступеней образования востребовано и перспективно обучение, направленное на формирование и развитие конструкторских, исследовательских, технико-ориентированных компетенций обучаемых. При этом, одним из принципов построения методической системы допрофессиональной подготовки должен являться принцип преемственности при продвижении по этапам обучения.

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.

Читайте также: