Microsoft 

LEGO MINDSTORMS Education EV3 у профорієнтації. Роботи LEGO Mindstorms - цікава робототехніка Лего робототехніка для дітей на базі майндстормс ev3

Lego Mindstorms EV3- Це третє покоління в серії роботів від компанії Lego. На прилавках цей набір з'явився 1-го вересня 2013 року. У цій статті я пропоную ознайомитися з цим набором та його можливостями.

Цей набір Lego є надто значущим, щоб розглянути його в одній статті, тому я додам ще частини протягом найближчих тижнів. Спочатку буде представлений огляд того, що в цілому є набір і розглянемо першого вступного робота - Track3r.

Невелике попередження: Мій огляд буде суб'єктивним, тому що мій досвід в галузі мікроелектроніки та професійної роботи в галузі IT означає, що я люблю просто роботів. Об'єднайте це з моєю любов'ю до LEGO, і ви зрештою отримаєте 100% упереджений огляд цього набору.

EV3 доступний для покупки в eBay, LEGO або Amazon. І, швидше за все, він доступний у ваших локальних магазинах (список магазинів на bricker.ru).

Вступ

Для тих, хто не має досвіду з серією Mindstorms або будь-якого програмування, в цьому розділі я розповім базові терміни і принципи Lego робототехніки.

Ключовою частиною цього набору є програмований модуль (далі просто "модуль"). Цей модуль насправді є комп'ютером, у комплекті з процесором, пам'яттю, портами входів та виходів. Як і будь-який комп'ютер, він може бути запрограмований, щоб реагувати на вхідну інформацію тим способом, яким програміст забажає.

До чотирьох джерел вхідного сигналу (наприклад, датчик наближення, сенсорний датчик тощо) може бути підключено до модуля EV3 на його верхній стороні. Також, до чотирьох пристроїв (наприклад, двигуни) може бути підключений до виходів модуля EV3 на його нижній стороні. Є також роз'єм для підключення до ПК / Mac або роз'єм для підключення зовнішньої флеш-карти (для розширення внутрішньої пам'яті модуля).

Компанія Lego приваблювала спільноту AFOLs для того, щоб зробити це набір краще. І у них вийшло:)

У комплекті з набором йдуть інструкції та програми для п'яти роботів. Компанія LEGO також обрали 12 моделей із творчості спільноти для включення їхнього програмного забезпечення — у комплекті з інструкціями та прикладами програм. Ці компоненти, що необов'язково завантажуються, які можна довантажити самостійно з програми Mindstorms.

Набір EV3 Home Edition включає:

  • Програмований модуль (детальна специфікація)
  • Вхідні датчики: Датчик торкання, Датчик кольору (7 кольорів + без кольору), ІЧ-приймач + передавач (відстань + напрямок)
  • Вихідні двигуни: 2 великі серводвигуни, середній серводвигун
  • 500 + різних Technic деталей
  • Друкована інструкція для складання Track3r робота
  • Програмне забезпечення Mindstorms EV3

Інфрачервоні приймач і передавач можуть бути використані різними способами. Від простого датчика зближення до пульта дистанційного керування і приймач може навіть виявити напрямок до передавача. Це робить його хорошим маяком для пошуку об'єктів або прямування за рухомими об'єктами.

Програмований модуль може також відтворювати звуки, показувати зображення або текст на РК-дисплеї (178 х 128 пікселів). Програмне забезпечення Mindstorms включає інструкції зі збирання для кожного робота, а також докладні посібники про те, як писати програми для роботів. Є також контекстно-залежна допомога, що відкривається у браузері.

Кабелі, що використовуються мають роз'єми, які на перший погляд схожі на стандартні телефонні роз'єми RJ12, але верхня клямка зсунута вліво (стандарт Modified Modular Jacks, компанії DEC). Ці кабелі сумісні із попередніми поколіннями наборів Mindstorms.

Роботи, включені в набір (детальніше):

  1. Track3r- Гусеничний робот, який має кілька замінних інструментів, які він може використовувати, щоб нарізати/розстріляти/розбити перешкоди. Це найпростіший робот і чудовий для початку гри з набором.
  2. Spik3r- шестиногий робот (хоча для переміщення використовуються все ж таки колеса), рухливий хвіст, який може стріляти кулями, і переднє захоплення імітує клешні.
  3. R3ptar— слизька змій, яка може гриміти, трястись і вражати близькі цілі своїми іклами. Виглядає трохи страшно, але чудовий та цікавий робот.
  4. Gripp3r— ще один гусеничний робот, що має попереду велике захоплення, призначений для підйому та транспортування об'єктів.
  5. Ev3rstorm- Основний двоногий робот (але насправді рухається за рахунок гусениць на ногах). Він включає всі датчики та двигуни і є найскладнішим робот із п'яти. Найефектніший робот, ну хіба окрім його смішної курячої зачіски!

Роботи від спільноти AFOLs:

  1. Ev3game - автор Ricardo Oliveira. Робот випадково переміщає чашки і ви повинні вгадати, під якою ховається м'яч. Вона включає три місії.
  2. Plott3R - автори Ralf Hempelі Phillippe "Philo" Hurbain. 2d плоттер робот, який може написати або намалювати щось. У комплекті програма пише «LEGO EV3»!
  3. Bobb3e - автор Kenneth Ravnshøj Madsen. Гусеничний робот навантажувач з дистанційним керуванням.
  4. Dinor3x - автор Lasse Stenbæk Lauesen. Трицератопс – ходить на своїх чотирьох ногах і уникає перешкод.
  5. El3ctric Guitar - автор Daniele Benedettelli. Це просто гітара, що ще додати?
  6. Ev304 - автор Vassilis Chryssanthakopoulos. Це робот компаньйон, який може керуватися дистанційно або слідувати за вами.
  7. Ev3meg - автор Martyn Boogaarts. Робот, який може самостійно рухатися по лінії, або керуватися дистанційно.
  8. M-r.B3am - автор Kenneth Ravnshøj Madsen. Визначає розмір та колір балки (technic beam).
  9. Kraz3 - автор Marc-Andre Bazergui. Слідує за своїм другом супутником.
  10. Rac3 - автор Laurens Valk. Керована гоночна вантажівка, яка їздить уникаючи перешкод.
  11. Robodoz3r - автори Mark Crosbieі Phillippe "Philo" Hurbain. Робот-бульдозер управляється дистанційно або рухається самостійно.
  12. Wack3m - автор Martyn Boogaarts. Гра атракціон на швидкість реакції.

Особисто мене Dinor3x цікавить найбільше, тому що... це динозавр, а динозаври це круто. Я розповім докладніше про ці роботи пізніше.

Mindstorms — Програмне забезпечення

Після встановлення програмного забезпечення відразу автоматично оновиться до останньої версії (1.0.1), так само автоматично буде запропоновано оновити прошивку на модулі 0 1.03H.

Прошивка оновлюється легко та безболісно.

Для кожного з 5 стандартних роботів є 4-6 «місії», які рекомендується пройти. Ці місії дійсно потребують програми, які вам потрібно написати. Наприклад — Місія 1 для робота Track3r це написати програму, щоб навчити вашого робота просунутися вперед, вдарити по підлозі клешнями, потім повернутися у вихідне положення. Просте завдання, тільки щоб ви звикли до середовища розробки, і вивчили деякі з основних методів кодування. Місії, як правило, стають складнішими, щоб вивчали нове, спиратися на речі, які ви дізналися у попередніх завданнях. Кожна місія включає: відео, що показує, що робот повинен робити; інструкції зі складання та різноманітну додаткову специфічну інформацію для цієї місії, а також крок за кроком інструкції для створення програми. Якщо ви застрягли, ви завжди можете відкрити підготовлені відповіді, але краще спробувати самому:)

Інструкції збирання можна переглядати безпосередньо з програмного забезпечення Mindstorms, або через зовнішні URL. URL-адреса є корисною для перегляду з іншого пристрою, який не має встановленого програмного забезпечення, наприклад, з планшета.

Також є QR-код, який можна відсканувати планшетом, щоб відкрити URL без необхідності вводити його вручну.

Щоб перевірити це, я використав свій IPad для сканування QR-коду. Він перенаправив мене на сайт, який потім перенаправив мене до магазину програм і запропонував безкоштовно завантажити LEGO Mindstorms 3D Builderдодаток. Зверніть увагу, що ця програма говорить, що потрібно 173MB для встановлення, але після встановлення я виявив, що використовується 378MB. Більше, ніж ваше середнє додаток!

Ця програма включає інструкції складання для п'яти основних роботів, і використовує те ж програмне забезпечення Autodesk, яка використовується на веб-сайті для ПК. Вона дозволяє покроково дотримуватися інструкцій і змінювати перспективу перегляду 3D моделі. Додаток, як мені здається, працює набагато швидше, ніж веб-сайті, і простіше у використанні під час будівництва далеко від комп'ютера в будь-якому випадку.

Програмне забезпечення для ПК не є досконалим. Були кілька речей, які можна сформулювати більш зрозуміло, і що найбільше засмучує - додаток був іноді досить повільним. Мій зовсім не старий ПК з Windows 7 загальмовував у різних місцях, іноді навіть просто при перенесенні блоків.

Тим не менш, я впевнений, що ситуація буде покращуватися з часом і ПЗ оптимізують. Навіть у v1.0 це показує багато праці було вкладено у створення цього інтуїтивно зрозумілого та приємного інтерфейсу. До речі, інтерфейс та всі інструкції перекладені російською мовою.

Програмування

Програмне забезпечення Mindstorms надає можливість візуального програмування (перетягування та розміщення командних блоків). Я програмую останні 26 років, тому є інтуїтивне розуміння того, як все має працювати, але я вважаю, що це досить легко для будь-кого, щоб розібратися. Я можу сказати це, тому що мій шестирічний син написав все, крім однієї з програм для робота Track3r!

Щоб писати програми, достатньо розміщувати блоки функціональності на схемі. Залежно від типу блоку кожен блок може бути налаштований. Наприклад, "Середній Мотор" (показаний нижче) має 5 режимів роботи:

Варіанти, показані на решті панелей, змінюватимуться залежно від вибраного режиму. Всі ці опції роблять серводвигуни дуже гнучкими у тому, що ви можете зробити з ними.

Є широкий спектр програмних блоків на вибір, як показано нижче, і згруповані в шість категорій: Дія (зелений), Управління потоком (помаранчевий), Датчики (жовтий), Операції над даними (червоний), Додаткові (синій), та Мої Блоки ( ціановий).

Група Мої Блоки містить власні блоки, які можна створити самостійно. Вони можуть містити всередині цілі програми. Якщо у вас є багато блоків, які виконують функцію, яка вам знадобиться кілька разів, це хороший спосіб спростити свою програму.

П'ята місія робота Track3r забезпечує вас з одним таким блоком з назвою Time Trial, який діє як секундомір, відстежує ваш рахунок і навіть зберігає рекорд файлу на модулі.

Завантаження

Коли ви створили свою програму, вона має бути скопійована в робота. Є фактично три різних методи, як програмований модуль може бути підключений до програмного забезпечення Mindstorms:

  1. USB кабель - 2м кабель поставляється з набором
  2. Wi-Fi - вам потрібно купити додатковий USB пристрій, який підключається до модуля EV3.
  3. Bluetooth - ваш ПК / Mac повинен мати підтримку Bluetooth

Я працюю в основному на ПК, у якого немає підтримки Bluetooth, і це означає, що я змушений використовувати кабель USB.

Після підключення, ви можете завантажити проект на модуль. Зверніть увагу на те, що всі програми в рамках вашого проекту копіюються. Ви можете вибрати, щоб просто завантажити або завантажити і відразу ж розпочати виконання поточної програми. Це дуже зручно для виконання швидких тестів вашої програми.

Mindstorms програми

Крім програми Lego Mindstorms 3D Builder для IOS, є кілька інших

Першим є Lego Mindstorms Robot Commander. Він дозволяє контролювати своїх роботів з вашого телефону. гідних ознайомлення.

Програма поставляється з попередніми налаштуваннями для п'яти стандартних роботів, плюс ви також можете створювати свої власні команди з додатка для інших роботів.Ви повинні спочатку увімкнути Bluetooth на роботі і з'єднатися з планшетом або телефоном. Для Track3r не дуже корисно, але думаю, що для інших роботів це може бути цікаво.

Існує також кумедний додаток гра для LEGO Mindstorms називається Fix Factory. Ви отримуєте можливість керувати роботом Ev3rstorm, і задавайте послідовність кроків для робота дістаєтеся для своєї мети. Наприклад: йти вперед, поверніть ліворуч, йдіть вперед двічі, повернути праворуч і т.д. Відмінний тренажер перед початком програмування:)

TRACK3R

Перший робот що ви повинні побудувати це Track3r. Це єдиний робот з друкованої інструкції складання, а також має демонстраційну програму попередньо встановлену на програмований модуль. Він також постачається із ігровим полем. Чотири з п'яти місій для цього робота використовує це поле, щоб продемонструвати свої можливості. Плюс, звичайно, ви можете використовувати його для будь-якої іншої програми/роботи.

Фактична збірка робота проста і займе лише 10-15 хвилин. В основному ознайомить вас із деякими зі способів монтажу двигунів та датчиків, які я вважаю набагато приємнішим, ніж попередні набори Mindstorms. Інструкції включають також посібник із запуску програм, що зберігаються на модулі, і навіть, як створити програму безпосередньо на самому модулі. Хоча, що дійсно корисно тільки для основних програм і програмне забезпечення Mindstorms для ПК набагато простіше у використанні.

Є п'ять місій для цього робота. Кожна місія вимагає від вас, щоб побудувати зброю надбудову, яка підключається до середнього двигуна.

Резюме

Роботи + LEGO = класно!

Я люблю цей набір. Мої діти люблять цей набір. Це дорого $350 (приблизно 15000руб у Росії), але це не тільки велика іграшка, це фантастичний інструмент для навчання дітей, як дійсно працюють комп'ютери. І я маю на увазі реальні комп'ютери, а не ті, з сердитими птахами всередині них.

  • Програмування мікроконтролерів

    • зображення - roboconstructor.ru

    Відома притча говорить, що, коли до мудреця звернулася молода мати з дитиною на руках і запитала, з якого віку їй слід починати виховання сина, старець відповів, що вона запізнилася стільки років, скільки вже було дитині. З вибором майбутнього покликання ситуація досить схожа. Складно вимагати усвідомлення своїх схильностей та інтересів від немовляти, але вже в середній школі починаються всілякі спеціалізації, і до цього часу непогано вже знати, в який бік рухатися чаду, що підріс. Але одне ми знаємо майже напевно – протягом найближчих десятиліть від 30 до 80% професій будуть повністю автоматизовані.

    Робототехніка, кібернетика, розуміння алгоритмів - той набір навичок, з яким, швидше за все, людині не загрожуватиме настільки туманні перспективи. Звичайно, швидше за все паралельно із заміною робочої сили на роботі розвиватиметься і концепція безумовного базового доходу, ось тільки навряд чи ви хочете для своєї дитини подібного майбутнього.

    Способів швидко показати молодій та зацікавленій аудиторії основи програмування та робототехніки зараз існує багато. Всі вони коштують недорого, досить прості в освоєнні, дають уже за кілька годин розуміння основ алгоритмів та концепцій кібернетичних пристроїв. Але в навчальних класах легко зіткнутися і з недоліками цих платформ – обмеженою зносостійкістю (та й чого гріха таїти – «ідіостійкістю» теж) макетних плат, не дуже доброзичливими для дітей 11-12 років інтерфейсами, відносно невеликим елементом «гри».

    З усіма цими недоліками вже більше двадцяти років борються у найвідомішій компанії-виробнику розвиваючих наборів LEGO Education. Йдеться, зрозуміло, про платформу MINDSTORMS Education EV3. Починаючи з вироблених на початку 90-х Mindstorms RCX і закінчуючи найсучаснішим комплексом MINDSTORMS Education EV3, принцип формування платформи залишається незмінним. В основі лежить "розумна цегла" ("intelligent brick"), це мікрокомп'ютер з екраном і портами вводу-виводу, до якого підключаються всі інші компоненти. Як і в будь-якій робототехнічній системі периферійні пристрої поділяються на сенсори та ефектори. За допомогою сенсорів робот сприймає навколишній світ, а завдяки ефекторам – реагує на нього відповідно до закладеної програми. Сполучаються компоненти платформи разом простими кабелями без паяння, а механічні конструкції обмежені лише міцністю пластикових деталей та фантазією конструкторів.

    Програмне забезпечення

    Ми багато говорили про апаратну базу, але насправді не тільки вона визначає ефективність занять з робототехніки. Саме наявність дійсно інтуїтивно зрозумілого програмного забезпечення на безлічі платформ (Мак, ПК, мобільні пристрої) і робить LEGO MINDSTORMS Education EV3 платформою вибору при навчанні, і особливо на рубежі початкової та середньої школи, для дітей років десяти.


    Вітальний екран програми на iPad

    Візуалізація алгоритмів у рідному ПО LEGO MINDSTORMS Education EV3 знаходиться просто на найвищому рівні – досить буквально за кілька хвилин засвоїти основні види взаємодії логічних блоків (умови переходу, цикл тощо) та надалі поступово нарощувати складність програм. Зрозуміло, є й готові навчальні проекти для десятків різноманітних моделей роботів, а за бажання в інтернет-спільнотах можна знайти тисячі цікавих програм.


    Приклад програми в програмі для iPad

    Просунуті користувачі можуть встановити LabVIEW або RobotC – «мозки» LEGO MINDSTORMS Education EV3 повністю сумісні з цими пакетами. Ось експортувати старі проекти для NXT без додаткової конвертації, на жаль, не вийде.

    З освітньої точки зору набагато більший інтерес представляє версія ПЗ для настільних комп'ютерів. Воно дозволяє вести електронні зошити учнів, завдяки яким викладач може зі своєї версії програми оцінювати успіхи конкретного учня та спостерігати за його прогресом. Плюс до всього можна використовувати не тільки наявні на борту ПЗ навчальні матеріали (яких безліч), але й за допомогою вбудованого редактора контенту створювати свої власні.


    Навчальні відео по роботі з редактором контенту EV3

    А ще у десктоп-версії є утиліта реєстрації даних із можливістю програмування областей графіка залежно від порогових значень. Тобто тепер педагог може легко продемонструвати роботу сучасних технологій у рамках розумного будинку, наприклад.

    Мікрокомп'ютер EV3 збиратиме дані з датчиків у реальному режимі часу та в залежності від температурного фону запускати ту чи іншу програму моделі. При високій температурі включається вентилятор, при низькій - обігрівач. А учні зможуть фіксувати та аналізувати дані, доопрацьовуючи модель.


    Журналування даних

    Відкритість прошивки «розумної цеглини» вже зіграла свою роль: існують альтернативні варіанти з підтримкою більшості популярних мов програмування (десятки їх). За великим рахунком використання EV3 можна «прикрутити» до будь-якого освітнього проекту, пов'язаного з програмуванням, оскільки мало так радує, як можливість побачити роботу власних алгоритмів «в залізі».

    Багато хто чекає, що каменем спотикання в цій історії може бути ціна. Справді, за Базовий набір доведеться викласти 29900 рублів, плюс ще 2500 віддати за зарядку. Однак у цю суму включені деталі та електроніка для комфортної роботи двох учнів, а також повноцінне базове ПЗ із 48 готовими заняттями (яке з січня 2016 року повністю безкоштовно, як для приватних осіб, так і для організацій). Звичайно, додаткове обладнання та комплекти завдань можуть збільшити вартість, але в межах розумного. Так комплект для 8 учнів, що включає базові та ресурсні набори LME EV3, зарядні пристрої, ПЗ і обійдеться в 174 900. Цілком прийнятно для оснащення, наприклад, гуртка в школі.

    Так, це помітно дорожче за прості Arduino-подібні платформи. Але й можливості, а також рівень залучення набагато вищий. Навчальну програму на базі EV3 можна планувати на всю середню школу і далі. Крім того, при адекватному використанні LEGO MINDSTORMS Education EV3 банально «переживе» кілька простих комплектів за рахунок механічних якостей, легкої замінності та доступності деталей (на моїй практиці лише один шлейф RJ-12 зажадав заміни у 10-річному NXT).

    У результаті ми бачимо практично оупенсорсний проект, який підтримує гігантська компанія з усіма покладеними в такій ситуації бонусами – великим життєвим циклом, доступністю запчастин та розширень, офіційними та аматорськими гайдами, розвиненою спільнотою. Mindstorms став практично стандартом західних освітніх класів з робототехніки для дітей, і було б по-справжньому добре побачити його широке поширення і в Росії.

    Вибір шляху

    А тепер до головного. На відміну від наборів WeDo 2.0, EV3 орієнтований на середню школу, відповідно, на дітей старшого віку, для яких питання вибору майбутньої професії стоїть вже серйозніше.

    Використовуючи EV3, кожен із учнів зможе активніше розкрити ті здібності, які були в ньому закладені природою, вихованням та навчальним процесом.

    Природжений математик пильно стежитиме за телеметрією датчиків, за тим, як саме фіксується пройдена роботом відстань, як записується кут, на який він відхиляється, та інше.

    Майбутній айтішник, само собою, порине в програмування робота, розбираючи алгоритми, якими той рухається. І неодмінно створюватиме свої, не передбачені штатною інструкцією.

    Захоплена фізикою дитина зможе за допомогою робота проводити наочні експерименти, благо з датчиками у наборів проблем немає, так само як і у дитини – з фантазією.

    Загалом, які б у дитини не були інтереси та улюблені предмети у школі, навчання з використанням наборів MINDSTORMS EV3 дозволить чіткіше їх виділити та сконцентруватися на їхньому розвитку в майбутньому.

    В житті

    На даний момент рішення компанії вже використовуються учнями для створення цікавих проектів як у рамках різних конкурсів, так і для загального розвитку. Про низку з них цього року писали ЗМІ.

    Астраханські школярі Руслан Казимов та Михайло Гладишев на базі регіонального технопарку розробили робот-тренажер для реабілітації суглобів рук.


    фото - rg.ru

    На розробку тренажера восьмикласники витратили трохи менше двох місяців. Вони представили свій проект на регіональному етапі IX Всеросійського конкурсу науково-інноваційних проектів у ПФО, де посіли друге місце. Надалі вони планують створити промисловий зразок – поки що розробники пропонують лише прототип, виготовлений з освітнього робототехнічного набору LEGO MINDSTORMS Education EV3.

    Пристрій дублює рухи, які виконує лікар - суглоби починають працювати, тим самим відновлюється рухливість не тільки їх, але і груп м'язів. Поки пристрої пов'язані через Bluetooth, у майбутньому взаємодіятимуть за допомогою інтернету або Wi-Fi.

    Аналоги такого пристрою є на ринку, проте астраханський прилад може працювати одночасно з плечовим, променево-зап'ястковим і ліктьовим суглобами. Крім того, він переносний та працює від акумулятора. Також є можливість дистанційного керування, тобто пацієнт може тренуватися, не виходячи з дому.

    На Світовій Олімпіаді з робототехніки 2015 року (WRO 2015) російська команда DRL із Санкт-Петербурга була нагороджена спеціальним призом за креативність від компанії LEGO Education (LEGO EDUCATION CREATIVITY AWARD).

    Російська команда DRL презентувала проект CaveBot. Діти з Санкт-Петербурга під керівництвом тренера Сергія Філіппова створили унікального робота-дослідника для виявлення незвіданих областей у печерах. Розробка зачіпає різні наукові галузі, оскільки унікальний робот уможливлює виконання різноманітних за складністю завдань.

    Команда побудувала робота-скелелаза, оснащеного різними датчиками для виявлення предметів з метою їх подальшого дослідження. Отримані дані можуть бути перетворені на 3D-моделі на комп'ютері.

    Конструктор LEGO Mindstorms являє собою набір електронних блоків і деталей, що сполучаються, призначений для створення програмованого робота. Перший набір Mindstorms компанія LEGO представила ще в 1998 році, а через 8 років, в 2006 році, була випущена перша версія набору LEGO Mindstorms NXT 1.0, ще через 3 роки, в 2009 році вийшла друга версія набору - LEGO Mindstorms NXT. і, нарешті, 2013 року з'явився у продажу набір LEGO Mindstorms EV3.

    Набір LEGO Mindstorms включає як стандартні деталі LEGO, такі як осі, шестерні, балки, колеса і сервомотори, так і двигуни, сенсори, і програмований блок. Ці набори поділяються на ресурсний та базовий.

    Базовий набір LEGO MINDSTORMS NXT має три версії:

      8527 LEGO MINDSTORMS містить 577 деталей, 2006 року випуску. Це – перша версія комерційного набору;

      9797 LEGO MINDSTORMS Education NXT Base Set містить 431 деталей, 2006 року випуску. Це базовий набір для навчання, освітній набір;

      8547 LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 містить 619 деталей, 2009 року випуску. Це друга версія комерційного набору.

    Кожен із трьох наборів включає інтелектуальний блок NXT однієї і тієї ж версії. Прошивки відрізняються, але легко оновлюються, тому набори можна вважати рівноцінними.

    Ресурсний набір LEGO MINDSTORMS Education Resource Set має дві версії:

      9648 LEGO MINDSTORMS Education Resource Set;

      9695 LEGO MINDSTORMS Education Resource Set.

    Ресурсний набір 2010 випуску містить 817 деталей, вони більш різноманітні.

    Базовий набір 2013 року випуску LEGO MINDSTORMS EV3 3.0 поставляється в одній версії 31313 і містить 601 деталь. "EV" розшифровується тут як Evolution.

    Набори LEGO Mindstorms комплектуються блоками керування на мікроконтролерах кількох версій RCX, NXT та EV3. На даний момент їх три, крім того, є модифікації 1.0; 2.0 та 3.0.

    Величезна кількість сенсорів, якими комплектуються набори LEGO Mindstorms, відкривають широкі можливості для творчості. Сенсори випускають і сторонні виробники, такі як Mindsensors та HiTechnic. Ось кілька прикладів стандартних сенсорів для LEGO Mindstorms NXT: сервомотор-тахометр NXT, ультразвуковий сенсор відстані NXT, сенсор торкання NXT, сенсор звуку NXT, сенсор освітленості NXT. Взагалі, список досить великий.

    Давайте ж розглянемо, що є набір LEGO MINDSTORMS EV3.

    Що стосується начинки EV3, то інтелектуальний блок оснащений процесором Sitara AM1808 (ARM9) частотою 300 МГц від Texas Instruments, має 64 Мб оперативної пам'яті, 16 Мб Flash пам'яті, також є слот для карт пам'яті microSDHC до 32 Гб. USB-хост і Bluetooth, можливий Wi-Fi через USB-донгл, підтримуються пристрої Apple. Також блок оснащений монохромним LCD-дисплеєм, роздільною здатністю 178x128. Всі мотори та NXT-сенсори повністю сумісні з блоком EV3. До речі, блок NXT може бути запрограмований під EV3, але деякі функції будуть недоступні.

    Коробка з конструктором може бути розгорнута в трасу з різнокольоровими зонами, і рецептори кольору добре будуть з ними взаємодіяти. Деталі, що знаходяться в коробці, спочатку розкладені в кілька окремих пакетиків. Крім того, є в комплекті набір наклейок та інструкція.

    Інтелектуальний блок EV3 є серцем архітектора. Живлення здійснюється 6 пальчиковими батарейками. Для керування служать 6 кнопок, причому підсвічування має три колірні режими індикації. Для підключення датчиків є 4 порти введення, також присутні 4 порти виведення команд. Для підключення блоку до комп'ютера - гніздо miniUSB, порт USB-хост для організації з'єднань, інтегрований динамік і, як згадувалося раніше, слот для картки пам'яті. Програмний інтерфейс дозволяє створювати та налаштовувати програми безпосередньо з блоку.

    Крім інтелектуального блоку, до комплекту включено:

    2 великі сервомотори, оснащені точними датчиками обертання, і можуть розвинути 170 оборотів в хвилину при максимальному моменті, що крутить, в 40 Нсм.

    Також є один середній сервомотор, що крутить момент тут менше - до 12 Нсм, проте обороти можуть досягати 250 за хвилину.

    Датчик кольору та освітленості з можливістю розрізняти 8 кольорів із частотою опитування до 1 кГц.

    Датчик торкання, здатний розпізнавати клацання, дотик, звільнення та рахувати їх кількість.

    ІЧ-датчик відстані, застосовний і для ДУ, здатний приймати сигнал навіть з 2 метрів, з діапазоном вимірювання відстані в радіусі до 70 см. Доступні 4 канали для індивідуального прийому сигналів, що управляють команд.

    Інфрачервоний маяк для ІЧ-датчика може працювати як пульт ДУ. На корпусі є зелений індикаторний світлодіод та перемикач каналів. Може зраджувати 4 окремих канали в радіусі до 2 метрів. Автоматично вимикається за годину простою. Живиться від двох мізинчикових батарейок.

    Крім включених у комплект датчиків, можуть використовуватись інші датчики:

    Гіроскопічний датчик для вимірювань обертальних рухів робота з точністю 3 градуси, чутливий до моментів до 440 градусів за секунду. Частота опитування до 1 кгц.

    Ультразвуковий датчик, який служить для вимірювання відстаней за допомогою передачі та прийому відбитих хвиль. Може працювати як сонар і як приймач звукових хвиль як керуючих сигналів. Здатний вимірювати відстані до 2,5 метрів з точністю 1 см.

    Підтримуються не тільки сенсори та аксесуари LEGO, а й моделі сторонніх виробників, наприклад Mindsensors та HiTechnic. Це можуть бути джойстики, компаси, акселерометри і т. д. Асортимент різноманітних рішень дуже широкий.

    Для програмування робота можна використовувати програмне забезпечення LEGO Mindstorms EV3 Home Edition для Windows або OS X, яке легко завантажується на офіційному сайті LEGO. Там є безліч прошивок, навчальних матеріалів з програмування, відеороликів, інтерактивних інструкцій, описів місій.

    Зрозуміло, EV3 може керуватися зі смартфона на Android або iOS, для цього є окремі програми. Програмування можливе і на Java, і на багатьох інших мовах: ASM/C/C++/Perl/Python/Ruby/VB/Haskell/Lisp/Matlab/LabVIEW.

    На офіційному сайті LEGO можна знайти 17 моделей з інструкціями для збирання різних роботів з комплекту EV3. Ось ці моделі:

    TRACK3R - робот на гусеничному ходу високої прохідності з чотирма інструментами, що взаємозамінюються.

    SPIK3R - робот-скорпіон, може різко розгортатися, хапати клешнею-дробилкою предмети, а хвіст-блискавка дасть відсіч всьому, що виявиться на його шляху.

    R3PTAR - робот-кобра висотою 35см, може ковзати по підлозі, атакувати предмети іклами з високою швидкістю.

    GRIPP3R - цей робот здатний піднімати тяжкості, може захопити, підняти і кинути бляшанку.

    EV3STORM – робот на гусеничному ходу з безліччю місій.

    BOBB3E - робот-навантажувач Bobcat® з можливістю дистанційного керування за допомогою кнопок ІЧ-маяку, може рухатися або піднімати різні предмети.

    BANNER PRINT3R – робот-принтер. Він уміє малювати звичайним маркером, проводячи лінії. Можна ставити свій малюнок.

    RAC3 TRUCK - гоночна вантажівка на дистанційному керуванні. Можна додати причіп.

    DINOR3X – робот-трицератопс ходить і повертається на чотирьох ногах.

    KRAZ3 – робот реагує на ІЧ-маяк свого друга-жучка. Можна також керувати роботом за допомогою програми, що налаштовується, або запрограмувати так, щоб він рухався виключно за жучком;

    EV3D4 - створений за мотивами "Зоряних війн", може слідувати за власником, переміщатися ІЧ-маяком, спілкуватися. Підтримує великий набір сценаріїв, які можна програмувати та розширювати, використовуючи нове EV3.

    EL3CTRIC GUITAR - Вдаряючи по одній струні, перебираючи пальцями по безладовому грифу, використовуючи тремоло-систему, можна виконувати неймовірні соло на цій гітарі!

    EV3MEG - робот-помічник, здатний переміщатися точно лініями певного кольору, завдяки датчику освітленості. Виявляє перешкоди на дорозі та реагує на них. Здатний переміщатися як самостійно, і управлятися з допомогою ІЧ-маяка.

    Гра EV3 - робот вміє ховати м'ячик під стаканчик, потім міняти стаканчики місцями, а вам доведеться вгадати, де м'ячик. Використовуючи ІЧ-маяк, можна задавати рівень.

    MR.B3AM - вимірює довжину балок LEGO® Technic, визначає колір та розмір балок.

    ROBODOZ3R – робот-бульдозер. Може рухатися самостійно або керуватись дистанційно. Розчищає собі шлях, відвалюючи і відсуваючи зі шляху заважають предмети.

    З огляду на те, що ці набори змушують думати, моделювати, винаходити, загалом спонукають до творчості та розвитку, зовсім не дивно, що в багатьох країнах дуже широко впроваджено навчання в коледжах та школах з використанням наборів LEGO Mindstorms.

    Стали досить популярними змагання роботів, у яких кожен навчальний заклад може виставити свої команди роботобудівників на змагання. Проводяться такі змагання і в Росії, найвідоміший із таких заходів — РобоФест. Найкращі з найкращих потрапляють на Всесвітню Олімпіаду Роботів – WRO (World Robot Olympiad).

    Де придбати LEGO Mindstorms EV3?

    Ціна LEGO Mindstorms EV3 залежить від комплектації. Різні комплектації LEGO Mindstorms, його освітні версії можна придбати у спеціалізованих продавців LEGO Education.

    Андрій Повний

    Четвертого січня 2013 року LEGO представила третю версію популярного конструктора Mindstorms – EV3:

    Зрозуміло, що кубики LEGO залишилися практично незмінними, а ось «мозок» комп'ютера зазнав значних змін і обіцяє стати цікавою іграшкою не лише для дітей, а й для дорослих гіків (як це, втім, і було з попередніми версіями конструктора).

    Програмована цегла в третій реінкарнації виглядає так:

    Технічні характеристики:

    • Процесор – ARM9 (у конструкторі NXT 2.0 використовувався ARM7)
    • FLASH пам'ять - 16 мегабайт
    • Оперативна пам'ять – 64 мегабайт
    • Операційна система - Linux
    • Слот розширення SD
    • USB 2.0 (підтримує USB Host, тобто можна вставити WiFi свисток)
    • Bluetooth 2.1
    • 4 порти на вхід та 4 порти на вихід
    • Динамік

    Поєднати можна до чотирьох таких модулів.
    Запитуються цеглинки від таких акумуляторів (ємність, правда зараз невідома):

    Комплект поставки

    Крім власне основної цеглини в комплект також входять:
    • Три сервомотори (два великі і один маленький)
    • Датчик натискання (Touch Sensor, просто - кнопка)
    • Колірний сенсор
    • Датчик відстані (у деяких прес-релізах заявлений інфрачервоний, але я вважаю, він все-таки ультразвуковий)


    На фотографії другий сенсор зліва - це гіроскоп-акселерометр, він у базовий комплект постачання, зважаючи на все, не входить.

    Також доступний інфрачервоний маячок (можливо його потрібно купувати окремо), за допомогою якого можна керувати роботом, або можна створити робота, який самостійно виконуватиме пошук маячка.

    Загальна кількість блоків Lego-Technics в комплекті - 594. Виробник обіцяє зберегти зворотну сумісність з NXT2.0, тобто можна буде використовувати мотори і сенсори від попередньої версії.

    Заявлена ​​ціна – 350 доларів. Сподіватимемося, що Лего не вважатиме долар рівним євро, як це нині модно, і в Європі він коштуватиме хоча б 300 Євро. Для порівняння - Lego Mindstorm NXT 2.0D у Німеччині коштує 274 Євро. Крім того, можлива поява EV3 викликає деяке зниження ціни на NXT 2.0.

    Програмування здійснюватиметься за допомогою спеціальної графічної програми, що постачається компанією National Instruments (так само, як і в попередній версії конструктора). Ця програма має досить низький "поріг входження", що дуже добре для навчання дітей азам робототехніки. Сподіватимемося, що й дорослі діти не залишаться «за бортом» і NI продовжуватиме постачати бібліотеку для LabVIEW. Загалом іграшка обіцяє бути цікавою через наявність лінукса на борту - майже напевно через деякий час з'являться прошивки, що розширюють можливості вбудованого комп'ютера.

    Також цікавить можливість інтеграції з iOS і Android (робот може працювати автономно, або отримувати керуючі команди з планшета по Bluetooth).

    Конструктор буде доступний у другій половині цього року. Можливо якщо ви вже зібралися купити NXT 2.0, то варто трохи почекати. Рекомендований вік користувачів – від 10 років.

    Насамкінець - кілька фотографій роботів, які можна побудувати з використанням EV3, знайдених на просторах мережі:

    Конвеєр із сортуванням кубиків за кольором (це для тих дітей, хто хоче присвятити своє життя промисловій автоматизації):

    Балансувальник - що може бути кращим для вивчення основ ПІД-регулятора?

    Mindstorms EV3 – сучасний конструктор з неймовірними можливостями

    Серія Lego Mindstorms EV3 - найвідоміший набір для навчання дітей робототехніки та основ програмування.

    З 1991 року компанія з виробництва дитячих іграшок була збитковою 11 років. Правильним кроком на шляху до успіху та всесвітньої слави стало рішення пожвавити лего-конструкції за рахунок додавання до ігрових наборів датчиків, електродвигунів, програмованого блоку. Так розпочалася нова епоха.

    Лего Mindstorms EV3 історія створення

    1998 року на світ з'явилася серія Lego Mindstorms RCX. 2006-го вийшла оновлена ​​версія під назвою NXT, а 2013-го компанія радує юних конструкторів черговим оновленням, яке названо Mindstorms Education EV3 (скорочено від Evolution 3).

    Серцем будь-якого набору серії є так звана програмована цегла (P-brick) - мікрокомп'ютер. Якщо порівнювати всі версії, можна помітити незначні зміни наборів загалом. Будівельна цегла, шестерні, балки, осі та інші деталі практично не змінювалися. Проте мікроконтролер змінював зовнішність і розширював свої функціональні можливості, слідуючи за сучасними тенденціями розвитку середовища програмування та комп'ютерів.

    Головні відмінності Lego Mindstorms Education EV3:

    • Сучасний блок EV3 працює на основі операційної системи Linux, яка вільно розповсюджується.

      • · Набори всіх версій сумісні між собою. Якщо ви використовували серію NXT, а потім вас зацікавили роботи Mindstorms EV3, їх можна розглядати як додаток до попереднього варіанту набору.

    Конструктори призначені для дітей від 10 років.

    Якими бувають набори Lego Mindstorms EV3

    Існує два різновиди конструкторів:

    · 31313 Mindstorms EV3 Home Edition - набір для домашнього користування, ігри дітей та любителів (коробкова версія);

    · Lego Mindstorms EV3 45544 – комплект для освітніх закладів, яким користуються учні та викладачі.

    За бажанням батьків чи вчителів базовий набір Lego Mindstorms Education EV3 кожної з версій може бути розширено за рахунок додаткових комплектів. Найбільш затребуваним, наприклад, є ресурсний набір, що складається зі стандартних деталей, що надає молодим конструкторам можливість збирати роботів більших розмірів та складнішої конфігурації.