Средний мотор lego mindstorms ev3

Обновлено: 03.05.2024

Моторы EV3 входят в состав образовательной и домашней версии набора Lego Mindstorms Education EV3. Оба робототехнических конструктора имеют одинаковое количество моторов (двигателей). Это два больших мотора EV3 и один средний мотор EV3.

Большой мотор Lego EV3

Его еще называют большим двигателем, сервоприводом или сервомотором.

Большой мотор — это мощный «умный» мотор.

большой мотор

Он содержит в себе встроенный датчик вращения с разрешением в 1 градус для точного контроля угла вращения. Большой мотор оптимизирован для приводных механизмов роботизированных платформ различных видов и назначений.

Скорость вращения большого мотора 160 – 170 оборотов в минуту
Вращающий момент 20 ньютон/метр
Пусковой момент 40 ньютон/метр, то есть медленнее, но мощнее. Еще вращающий момент называют крутящий момент или момент силы

Большой мотор поддерживает автоматическую идентификацию с программным обеспечением EV3. Двигатели можно соединять с любыми выходными портами A, B, C, D. По умолчанию большие моторы подключаются к портам B и C.

порты выхода

Большой мотор содержит в себе редуктор, то есть набор шестеренок для понижающей передачи. За счет этого мотор становиться более мощным, но уменьшается скорость. Шестеренки сделаны из пластмассы, поэтому они быстрее изнашиваются и при значительном усилии могут сломаться. При этом двигатель практически не подлежит восстановлению.

редуктор мотора

Если двигатель расположить так, чтобы вращающаяся часть находилась справа внизу рисунка, то вращение двигателя происходит по часовой стрелке при заданных положительных значениях скорости и против часовой стрелки, когда заданные значения скорости отрицательны. Большой мотор EV3 чаще всего используется для передвижения робота. Робот может быть сделан в виде машинки, шагающего робота, робота для преодоления препятствий и других моделей.

Средний мотор EV3

Средний мотор — это достаточно точный мотор, который реагирует на команды более точно и быстро, чем большой мотор.

средний мотор

Его размер меньше чем у большого мотора и нет встроенного редуктора, за счет этого его мощность не очень большая. Он также содержит в себе встроенный датчик вращения с разрешением в 1 градус для точного контроля угла вращения. Средний мотор чаще всего используется для каких-либо захватов, различных типов передач.

Скорость вращения среднего мотора 250 – 260 оборотов в минуту
Его вращающий момент 8 ньютон/метр
Пусковой момент 12 ньютон/метр, то есть работает быстрее, но с меньшей мощностью

Средний мотор также поддерживает автоматическую идентификацию с программным обеспечением EV3. Как и большой мотор EV3 его можно соединять с любыми выходными портами A, B, C, D. По умолчанию средний мотор подключаются к порту А.

вращение среднего мотора

Если двигатель расположить так, чтобы вращающаяся часть находилась лицом к нам, то вращение двигателя происходит по часовой стрелке при заданных положительных значениях скорости и против часовой стрелки, когда заданные значения скорости отрицательны.

Средний мотор EV3 входит в состав базового и домашнего набора Lego EV3. Более правильно его называть средним сервомотором или сервоприводом.

Сервомотор (сервопривод) – мотор с управлением при помощи отрицательной обратной связи.

средний мотор Lego EV3

Эта связь позволяет точно управлять параметрами движения мотора. Поэтому можно точно контролировать поворот вала и его текущее положение. Средний мотор EV3 имеет встроенный оптический энкодер. Энкодер можно еще назвать датчиком угла поворота вала или датчиком вращения.

Средний мотор – характеристики

Кратко опишу основные характеристики среднего мотора Lego EV3:

Точность поворота – 1 градус
Скорость вращения – 240 – 250 оборотов в минуту
Вращающий момент – 8 Нсм
Автоматическая идентификация

Подключается средний мотор EV3 в любой порт микрокомпьютера Lego EV3 с буквами A, B, C, D. Это не очень мощный мотор. Поэтому он чаще используется для схватов, захватов передач типа червячной. По умолчанию средний сервомотор подключается к порту A.

вращение среднего мотора

Скорость мотора измеряется в условных единицах от -100 до 100. Расположим сервопривод так, чтобы вращающая часть находилась фронтально. В этом случае положительное значение вращения будет по часовой стрелке, отрицательное – против.

Блок «Средний мотор» EV3

Блок программирования «Средний мотор» (Medium Motor) расположен первый слева в зеленой палитре.

зеленая закладка палитры блоков

Выбор режима работы

Средний мотор EV3 имеет пять режимов работы:

Включить

В этом случае мотор работает постоянно с нужной вам скоростью. Но для того, чтобы средний мотор EV3 работал нужно применять условия или программные структуры с условиями.

включить

Например, мотор вращается до тех пор, пока переменная не примет заданные значения.

Включить на количество секунд

Мотор вращается заданное количество секунд.

включить на количество секунд

В нашем случае мотор вращается одну секунду по часовой стрелке. Скорость вращения мотора 100 условных единиц.

Включить на количество градусов

На рисунке ось мотора повернется на 720 градусов со скоростью 30.

Включить на количество оборотов

Мотор проедет заданное количество оборотов.

На рисунке будет ехать пять оборотов со скоростью 30 условных единиц.

Выключить

Выключить средний мотор. Есть два варианта выключения среднего мотора.

1.Если установлена галка в нижней правой части блока, то произойдет резкая остановка мотора.

Большой мотор EV3 является более мощным, чем средний мотор EV3. Это происходит за счет наличия в большом моторе EV3 редуктора. Редуктор является набором шестеренок и позволяет сделать понижающую или повышающую передачу.

Детали редуктора являются пластиковыми и поэтому не очень надежные и могут выйти из строя.

большой мотор и редуктор большого мотора Lego EV3.

В этом случае отремонтировать большой мотор EV3 достаточно сложно. У большого мотора передача понижающая. Это позволяет сделать мотор более мощным, но при этом скорость мотора становиться меньше.

В нем также находится энкодер (датчик вращения), который позволяет контролировать вращение вала с точностью до одного градуса. Скорость вращения большого мотора составляет 160 – 170 оборотов в минуту.

Вращение большого мотора EV3 мотора происходит при положительных заданных значениях мощности мотора по часовой стрелке. При этом мотор должен быть расположен так, чтобы вращающаяся часть была справа. Если значения мощности мотора отрицательны, то вращение происходит против часовой стрелки.

вращение большого мотора EV3

Вращающий момент равен 20 Нсм. Он является мерой внешнего воздействия, которая изменяет угловую скорость вала двигателя. Пусковой момент равен 40 Нсм. Еще его называют начальным моментом или моментом трогания. Метрическая единица Нсм или Nsm – это ньютон-сантиметр равный килограмм-сила-сантиметр (кгс·см).

Один кгс·см равен моменту, который возникает при воздействии на рычаг с плечом в один сантиметр силы в один килограмм-сила в направлении, перпендикулярном рычагу.

Управление большим мотором EV3

Для управления большим мотором EV3 в среде программирования Лего предусмотрен блок программирования «Большой мотор».

блок «Большой мотор»

При помощи этого блока программирования можно управлять одним мотором. Этот блок имеет точно такой же функционал, как и блок «Средний мотор». Блок программирования «Большой мотор» расположен в зеленой палитре действия.

порты выхода EV3 для моторов

Большой мотор EV3 можно подключить к любому порту с буквами, и он автоматически определится программным обеспечением.

Структура блока программирования:

Значения вводов будут изменяться при изменении выбора режима мотора. Для того, чтобы начать работать с блоком нужно сначала выбрать порт, к которому подключен мотор.

Выбор режима работы мотора

Всего есть пять режимов работы большого мотора Lego EV3. Кратко расскажу о каждом режиме.

1. Включить мотор

В этом случае большой мотор EV3 работает по условиям. Т.е. для работы мотора необходимо задать условия завершения работы.

включить

Например, мотор подключен к порту D и вращается с мощностью 100 условных единиц 5 секунд.

При этом дополнительно используется блок «Ожидание».

2. Выключить мотор

выключить

Существует два режима остановки большого мотора:

В этом случае параметру «Тормозить в конце» присваивается значение «Тормозить».

3. Включить мотор на количество секунд

включить на количество секунд

Большой мотор EV3 подключен к порту D.

включить на 5 секунд

Вращается 5 секунд с мощность 100 условных единиц и в конце тормозит.

4. Включить на количество градусов

включиь на количество градусов

Большой мотор EV3 соединен с портом D. Вращение вала на 720 градусов, т.е. два оборота вала.

включить на 720 градусов

Скорость (мощность) 100 условных единиц и движение накатом. Это значит, что торможения в конце не происходит.

5. Включить на количество оборотов

включить на количество оборотов

Двигатель EV3 подключен к порту D и вал вращается пять оборотов. Скорость 100 и движется накатом.

включить на 5 оборотов

Любой из режимов работы большого мотора Lego EV3 используется для каждого конкретного случая и решает определенные задачи. В дальнейшем мы разберем некоторые типовые задачи и методы их решения и оптимизации с применением различных режимов работы.

Нас рекомендует производитель Вы можете убедиться в этом,
скачав официальное письмо

Оплата 30/70 или полная постоплата (по 44-ФЗ)

Подготовка коммерческих предложений

Разработка технического задания

Широкий выбор способов доставки

Характеристики

Артикул	45503
Страна	Дания
Возраст	10+
Количество элементов	1
Производитель	LEGO Education
Вес	0.5 кг

Описание

Средний сервомотор EV3 отлично подойдет для работы под низкими нагрузками и высокими скоростями.

Основные характеристики среднего сервомотора EV3:

Максимальные обороты: 240- 250 об\мин
Заданный крутящий момент - 12 Н/см
Реальный крутящий момент - 8 Н/см
Датчик угла поворота мотора с точностью измерений до 1 градуcа
Автоматически идентифицируется программным обеспечением EV3

Средний сервомотор EV3 LEGO 45503

Средний сервомотор EV3 отлично подойдет для работы под низкими нагрузками и высокими скоростями.

Основные характеристики среднего сервомотора EV3:

Максимальные обороты: 240- 250 об\мин
Заданный крутящий момент - 12 Н/см
Реальный крутящий момент - 8 Н/см
Датчик угла поворота мотора с точностью измерений до 1 градуcа
Автоматически идентифицируется программным обеспечением EV3

Подпишись

Контакты

123022 г. Москва , ул. 2-я Звенигородская, д. 13, стр. 15,

Юр. адресс: 111397, г. Москва, Федеративный пр-кт, д. 4, кв. 47 офис XI

Мы работаем: c 09:00 до 18:00

LEGO, логотип LEGO, Minifigure (Минифигурка), DUPLO и MINDSTORMS являются торговыми марками и/или охраняемой авторским правом собственностью LEGO Group.
©2022 The LEGO Group. Все права защищены. Использование этого вебсайта подтверждает ваше согласие с этим.

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.
  
  Читайте также: