LEGO Mindstorms: три поколения робототехники. Роботы LEGO Mindstorms - занимательная робототехника Lego mindstorms ev3 описание

Lego MINDSTORMS EV3: описание и видео

LEGO Mindstorms Education EV3 - это конструкторский набор программируемой робототехники, который дает возможность создавать и управлять собственными роботами LEGO.

Этот набор, несомненно, вызовет интерес у учащихся, вдохновит их на совместное обсуждение реальных задач и поиск творческого решения, которые затем можно будет воплотить в жизнь, построив и протестировав робота, используя набор моторов, датчиков и строительных элементов LEGO. Использование конструктора при изучении информатики, физики, математики, технологии делает процесс обучения увлекательным, наглядным, повышает мотивацию к решению сложных задач.

Набор LEGO Mindstorms Education EV3 поставляется в удобной коробке, идеальной для хранения элементов и использования в классе. и зарядное устройство продаются отдельно.

Робототехническая платформа Lego Mindstorms EV3 была разработана, как и предыдущая модель конструктора LEGO Mindstorms NXT, для двух разных целевых аудиторий: для домашнего пользования (дети и энтузиасты-любители) - Lego Mindstorms Home Edition EV3 (31313) и в образовательных учреждениях (ученики и преподаватели) - LEGO Mindstorms Education EV3 (45544). LEGO разработала базовый набор для каждой группы, а также несколько дополнительных наборов. Однако не существует четкой границы между домашними пользователями и пользователями учебных заведений, можно прекрасно использовать Образовательную версию дома, и Домашнюю версию в школе. Подробно про сравнение наборов можно посмотреть – .

Наборы LEGO Mindstorms Education EV3 обладают широчайшим учебным потенциалом и могут быть использованы на большинстве технических предметах для повышения эффективности учебного процесса и уровня мотивации обучающихся.

Информатика и программирование . Изучение ключевых принципов программирования, развитие алгоритмического мышления, создание и отладка сложных программ по управлению моделями.
Технология и проектирование . Исследование новейших технологических решений и технологий с помощью создания их аналогов в виде рабочих моделей роботов, изучение ключевых принципов проектирования, прототипирования и моделирования.
Физика. Подтверждение гипотез опытным путем, проведения опытов, всесторонний анализ полученных данных, включая анализ прогнозированных данных, изучение концептов механики, оптики, термодинамики, магнитных явлений, принципов радиосвязи.
Математика. Измерение времени, скорости, ускорения и расстояний, работа с переменными, случайными и пороговыми величинами, изучение геометрических, тригонометрических концепций.
Язык и грамотность. Развитие навыков описания процессов и технологий в повествовательной форме, их объяснения и интерпретирования, освоение навыка построения вербальных моделей различных систем и концепций.

Компоненты LEGO Mindstorms Education EV3

Сердцем набора является программируемый интеллектуальный микрокомпьютер EV3, контролирующий работу моторов и датчиков. Он также поддерживает беспроводные протоколы связи Wi-Fi и Bluetooth. Базовый набор EV3 включают в себя:

Микрокомпьютер EV3
Автоматически определяет и управляет датчиками и моторами.
Воспроизводит звуки и изображения, имеет встроенные светодиоды с возможностью управления.
Возможность программирования и регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере EV3.
Встроенный Bluetooth контроллер.
Поддержка Wi-Fi.
Аккумуляторная батарея для микрокомпьютера EV3.

Большой серво мотор EV3, в наборе их два, предназначен для нового микрокомпьютера Mindstorms EV3. Встроенный датчик вращения производит измерения с точностью до одного градуса. С помощью этого датчика мотор можно присоединить к другим моторам, что позволит роботу передвигаться с постоянной скоростью. Помимо этого, датчик вращения можно использовать и во время проведения разных экспериментов с целью точного считывания данных о скорости и расстоянии.

Средний серво мотор для роботов LEGO Mindstorms EV3 лучше всего подходит для выполнения задач, при которых размер робота, быстрота отклика и его скорость важнее грузоподъемности. Точность измерения встроенным датчиком мотора составляет один градус. Идентификация устройств программным обеспечением EV3 происходит автоматически.

С помощью цифрового ультразвукового датчика EV3, который генерирует звуковые волны и фиксирует их отражение от объектов, можно измерять расстояние до объектов. Более того, испуская одиночные волны, его можно использовать в режиме сонара для определения наличия объектов. Также датчик улавливает звуковые волны, выступающие в качестве триггеров для запуска программ. Например, можно использовать датчик с целью построения системы мониторинга трафика, а также измерения расстояния между автомобилями .

Цифровой датчик цвета микрокомпьютера LEGO Mindstorms EV3 может определить восемь разных цветов. Кроме того, его можно использовать в качестве датчика освещенности. Используя такой датчик, пользователь получает возможность построить роботов-сортировщиков, которые в процессе сортировки используют цветовые индикаторы. Экспериментируя со световым отражением разных цветов, вы можете возыметь глубокое понимание технологии, которая широко используется в процессе переработки отходов, а также производстве упаковок в сельском хозяйстве.

С помощью гироскопического цифрового датчика LEGO Mindstorms EV3 можно измерять движение вращения робота и улавливать малейшие изменения в его положении и движении. Этот датчик позволяет легко измерять углы (точность режима измерения углов +/- 3 градуса), создать балансирующего робота, а также исследовать технологии, используемые, как в игровых контроллерах, так и в настоящих навигационных системах.

Аналоговый датчик касаний для LEGO Mindstorms EV3 является простым, но в то же время высокоточным инструментом, определяющим, нажата его кнопка или нет. Кроме того, он может определять количество как одиночных, так и множественных нажатий. Ученикам он пригодится для построения систем контроля запуска/остановки либо для создания роботов, которые способны выбраться из лабиринта. Все это позволяет глубоко понять технологии, используемые в кухонных устройствах, компьютерных клавиатурах и в цифровых музыкальных инструментах.

Кроме того, Базовый набор LEGO Mindstorms Education EV3 также включает 2 пластиковых лотка для хранения и сортировки деталей, и 541 тщательно подобранных элементов LEGO Technic.

Интерфейс микрокомпьютера EV3

Микрокомпьютер EV3 – это сердце роботов LEGO Mindstorms Education EV3. Используйте дисплей и 6 кнопок, расположенных на лицевой стороне микрокомпьютера, чтобы перемещаться по четырем основным экранам интерфейса системы, которые предоставят вам доступ к разнообразию функций микрокомпьютера EV3. Это может быть и простой запуск программ из памяти, так и возможность создания программы с помощью интерфейса микрокомпьютера.

Запуск программ. Запускайте недавно загруженные с настольного ПК программы.

Менеджер файлов. Доступ и управление всеми файлами, хранящимися в памяти микрокомпьютера, а также на карте памяти.

Приложения микрокомпьютера . Пять предустановленных приложений: менеджер портов, управление моторами, ИК интерфейс, программирование с помощью интерфейса микрокомпьютера и программа по регистрации данных.

Настройки . Настраивайте основные функции микрокомпьютера EV3.

LEGO Mindstoms Education EV3 создан для применения при работе в классе:

Прочная пластиковая коробка обеспечивает надежное хранение деталей наборов EV3.
Сортировочный лоток поможет оптимизировать процесс конструирования и обеспечить правильный порядок хранения деталей.
Перезаряжаемая аккумуляторная батарея обеспечивает продолжительную автономную работу, снимая необходимость постоянно тратить бюджет на покупку одноразовых батареек.
С помощью некоторых новых элементов, например нового колеса-шарнира, удалось значительно сократить время, затрачиваемое на сборку базовых моделей (по сравнению с предыдущей версией конструктора).

Конструировать роботов - это увлекательное занятие, однако главное в робототехнике - «вдохнуть в них жизнь», заставить их двигаться и выполнять задачи.Вы обнаружите, что программное обеспечение LEGO Mindstoms Education EV3 - это:

Наглядное и интуитивно понятное введение в программирование.
Полезный комплексный инструмент журналирования данных.
Электронная тетрадь, в которой содержатся инструкции и регистрируются полученные результаты.
Естественная возможность вдохновить и проявить интерес в областях науки, техники, конструирования и математики.

В процессе установки программного обеспечения выбирается необходимая версия – для учителя или для ученика. В версии для учителя содержится дополнительная информация и ресурсы, которые могут быть полезны на уроке и в других ситуациях обучения. Также вы будете иметь расширенные возможности редактора контента для доступа, создания и управления контентом, используемым для обучения, например возможность, делать программы недоступными для учащихся.

Программное обеспечение LEGO Mindstoms Education EV3 основано на LabVIEW , графическом языке программирования, которым пользуются ученые и инженеры по всему миру. Оно оптимизировано для работы на уроках и учитывает все последние тенденции в создании интуитивно понятных интерфейсов пользователя. Программное обеспечение обеспечивает интуитивное визуальное программирование с помощью графических программных блоков, позволяет создавать. В помощь учителю программное обеспечение содержит полное руководство пользователя и другие дополнительные материалы.

Программное обеспечение EV3 можно использовать, как мощный инструмент для научных исследований. Ученики могут использовать его для создания прогнозов, сбора, анализа и управления данными во время проведения экспериментов.

В программное обеспечение встроен редактор контента педагога, который даёт возможность редактировать весь, предоставляемый в рамках ПО EV3, контент адаптируя его под свои цели и задачи разрабатываемых учебных курсов. Также можно создавать и добавлять свои собственные учебные материалы.

В версию ПО для учеников встроены электронные тетради в которых, учащиеся смогут фиксировать свои успехи с помощью добавления текстовых комментариев, изображений, звуковых файлов и видео контента, они превращают простое задание в творческую проектную работу. Электронные тетради дают множество возможностей для создания потрясающих отчетов о созданных проектах, документов и презентаций существующих работ. Благодаря электронным тетрадям каждый ученик сможет легко создать свое портфолио для демонстрации коллегам, преподавателям или родителям. Электронные тетради также позволяют упростить процесс проверки выполнения и оценки работ учеников.

Используя конструкторы LEGO Mindstoms Education EV3, ученики получат возможность мыслить, как настоящие ученые и инженеры. Создав команду из подготовленных учеников, можно принимать участие в различных соревнованиях по робототехнике, в том числе и в самых крупных во «Всемирной Олимпиаде роботов» WRO или в лиге FIRST LEGO League .

Ресурсный набор LEGO Mindstorms Education EV3 (45560)

Это набор содержит множество дополнительных элементов и является идеальным дополнением для Базового набора Lego Mindstorms Education EV3. В него входят более 800 деталей, которых нет в Базовом наборе, в том числе специальных элементов, например, шестерни, большие поворотные элементы, элементы для персонализации роботов и другие уникальные строительные элементы. Набор поставляется в большой и удобной пластиковой коробке. Ресурсный набор позволит вам построить более сложных и функциональных роботов.

Дополнительный набор «Космические проекты» LEGO Mindstoms Education EV3 (45570)

«Космические проекты» - это более 30 академических часов занятий, основное тематическое и три тренировочных поля, а также все необходимые кубики и детали LEGO для сборки требуемых для выполнения миссий и проектов моделей. Комплект заданий «Космические проекты» (2005574) продаётся отдельно

Этот набор создан специально для увлекательного и легкого ознакомления учеников с робототехникой, физикой, информатикой, программированием, математикой и, конечно же, технологией. Ученики будут работать по одной из самых актуальных тем нашего времени – путешествие и жизнь на Марсе.

С помощью Дополнительного набора «Космические проекты» EV3, а также Комплекта заданий к нему, ученики превратятся в настоящих ученых и инженеров, выполняя миссии и проекты, которые помогут им усовершенствовать свои навыки критического мышления, поиска альтернативных методов решения открытых задач, социально-коммуникативные навыки. Кроме того, вы сможете предложить им поработать над ключевыми проблемами, стоящими перед современной космонавтикой, выполняя специальные миссии, разработанные специалистами NASA и Роскосмоса.

Комплект заданий «Инженерные проекты» LEGO Mindstoms Education EV3 (2005544)

Созданный специально для EV3 Комплект заданий «Инженерные проекты» - это 30-часовой пакет учебных материалов, включающий в себя задания для работы в классе по решению проблем с открытым решением, которые делают изучения естествознания, технологии, конструирования и математики невероятно увлекательными. Комплект заданий поставляется в цифровом виде и устанавливается на ПК, становясь частью программного окружения EV3. Учебные материалы состоят из трех основных разделов, а каждый из которых включает 5 проектных работ, в общей сложности 15 проектных работ.

Структура заданий из Комплекта заданий «Инженерные проекты» повторяет процессы и учитывает стандарты проведения проектных работ, которые используются настоящими инженерами, работающими в различных отраслях промышленности. Каждый проект начинается с краткого объяснения задания. Ученикам демонстрируется видео, показывающие реально существующих роботов в действии. А затем ребята строят, программируют, тестируют, а потом и обсуждают свои собственные проекты. На протяжении всего процесса ученики получают знания по естествознанию, технологии, конструированию и математике. Таким образом, структура заданий этого набора способствует развитию навыков обучения 21-го века, включая коммуникативные навыки и навыки решения сложных задач.

Серия высокотехнологичных роботов, которых можно программировать при помощи компьютера. В наборы LEGO Mindstorms входят как стандартные детали (балки, оси, колеса, шестерни), так и различные датчики, сенсоры, двигатели и программируемый блок.

Новый MINDSTORMS EV3 - 2013

LEGO объединяет самые передовые технологии и новые возможности конструирования в наборе MINDSTORMS EV3. Создавать роботов, придумывать новые модели, программировать и управлять ими – что может быть увлекательнее! С этим программируемым роботом можно почувствовать себя настоящим изобретателем.

Набор 31313 с помощью 3D инструкций позволяет создать пять разных моделей, сделать их подвижными, наделить всевозможными функциями и управлять ими с помощью инфракрасного пульта, смартфона или планшета.

Робот снабжен инфракрасным датчиком, который позволяет ему видеть, а также сенсорным датчиком, который позволяет ему чувствовать. Три интерактивных серводвигателя приводят машину в движение. Программируемый блок – это мозг и голос, а с помощью еще одного датчика робот способен различать цвета.

EV3 позволяет также конструировать свои собственные модели и программировать их с помощью дополнительных бесплатных приложений.

В чём же ценность и привлекательность этих наборов? Возможно в том, что играя с ними дети мотивируются на обучение. Выполняя задания по программированию и собирая модели ребята становятся активными участниками процесса, при этом развиваются навыки общения и способность работать в команде, если в процессе сборки и программирования участвуют несколько человек.

Майндсторм стал на столько популярен в мире, что многие компании участвуют в расширении его возможностей. Компания PITSCO выпускает совместимый с роботом набор Tetrix, позволяющий конструировать прочные конструкции машин, механизмов и роботов. Компания HiTechnic производит высококачественные датчики и другие комплектующие, необходимые для расширения возможностей робота.

LEGO Mindstorms

Возможно Вы в детстве мечтали, чтобы у Вас был свой персональный робот, который мог бы безропотно исполнять многие Ваши желания или прихоти. Увы, тогда это были всего лишь фантазии и несбыточные иллюзии... Но время не стоит на месте и в наш век технологий, теперь даже дети уже могут собрать своего маленького робота-помощника.

Если Вы хотите одновременно удивить и чем-то порадовать своего ребёнка, то набор арт. 31313 как нельзя лучше подойдёт для этого! Постичь первые навыки конструирования, программирования и просто развить фантазию у детей – в этом Вам поможет интерактивный игрушечный Майндстормс.

Открыв коробку, Вы увидите в ней множество пакетиков, в которых аккуратно лежат расфасованные детали конструктора, датчики и электромоторы, для облегчения процесса сборки. С помощью инструкции совсем несложно будет подобрать нужные элементы и соединить их между собой. Процесс сборки не займёт много времени, воспользовавшись инструкцией, даже ребёнок сможет, немного поразмыслив, собрать свой экземпляр Майндсторма на базе процессора EV3.

В комплекте к каждому лего Mindstorms поставляется диск с программой и Blootueth-модуль, которые позволят управлять роботом через компьютер. Запрограммировать Ваш робот не составит труда. Просто воспользуйтесь программой, которая имеет доступный и понятный пользовательский интерфейс, выполненный в виде картинок и пиктограмм. Кроме того, программирование можно осуществить с помощью центрального блока робота EV3, просто набрав нужную комбинацию клавиш!

Робот способен выполнять многие действия, начиная от самых простых, и, заканчивая достаточно сложными. Он может идти в любом заданном направлении, благодаря наличию трёх сервомоторов, стрелять шариками, сортировать их по цвету – для этого предусмотрен цветовой датчик, собирать кубик Рубика, держать в руках не тяжёлые предметы, сторожить комнату, записывать звуки и речь, разговаривать, самостоятельно обходить препятствия, и многие другие действия. Датчики касания помогут оперативно протестировать вашего робота и даже запрограммировать такое действие, как рукопожатие!

Инструкция предлагает всего один вариант сборки LEGO Майндстормс, но, при желании, любой ребёнок сможет создать большое количество новых моделей, не указанных в брошюре, которые способны будут выполнять различные заданные пользователем функции: Робогатор, Стрелок шариками, Цветосортировщик и другие. При возможных затруднениях во время конструирования, можно всегда обратиться к установочному диску и посмотреть подсказки по сборке, которые разработчики предлагают пользователям. Программа предлагает как минимум 5 вариантов по созданию новых моделей.
В дополнение к уже существующим в наборе mindstorms датчикам и сенсорам, Вы можете купить в нашем интернет-магазине в разделе дополнительные аксессуары к лего Майндстормс, такие как: инфракрасный сенсор (определяет источники, излучающие в инфракрасном диапазоне и расстояние до них), гироскоп (с его помощью робот сможет распознавать команды Вверх и Вниз), датчик с компасом, касания, освещённости (позволяет измерять уровень освещённости), связи (робот выступает в качестве пульта управления к поездам от LEGO, машинкам и некоторым другим игрушкам), цвета и многие другие, а также дополнительные интерактивные сервомоторы и соединительные кабеля! Дополнительные аксессуары к Майнстормс позволят существенно расширить возможности Вашей модели!

Майндстормс – это первые шаги ребёнка в области конструирования и самостоятельного программирования, а также хорошее стимулирование для развития логики и пространственного воображения, которое поможет ему в дальнейшем!

Купить LEGO MindstormsEV3 Вы можете в нашем интернет магазине.

Роботы — это просто. И они могут все. В принципе, на этом рассказ о конструкторе LEGO Mindstorms EV3 можно было бы завершить. Однако, несмотря на то что на дворе уже вторая декада XXI века, далеко не все люди готовы принять на веру эти два утверждения. Придется озаботиться обоснованием.

Сергей Апресов

Первый набор LEGO Mindstorms, появившийся в 1998 году при непосредственном участии МIT, моментально вырос в нечто большее, чем просто игрушка. Конструктор, позволяющий за считанные минуты собирать весьма сложные механические системы и наделять их интеллектом без знания даже азов программирования, стал излюбленным средством быстрого прототипирования для изобретателей-любителей, студентов-технарей и даже профессионалов-промышленников.

Конструктор поколения EV3, поступивший в продажу с 1 сентября этого года и попавший к нам на тест, — уже четвертая генерация Mindstorms. Как и у прежних версий, его успех зиждется на трех китах — конструктивных элементах серии Lego Technics, разнообразных электрических компонентах, включая мощные сервомоторы, датчики и контроллер, и уникальном программном обеспечении — фактически мощном языке программирования с дружелюбным графическим интерфейсом Drag & Drop.

Рецепт идеального изобретательского коктейля для детей и взрослых остался прежним. А чтобы распробовать тончайшие нюансы вкуса новой версии, мы решили выйти за рамки инструкции по сборке и предложить конструктору нестандартную задачу.

Принцип домино

Слышали ли вы о Дне домино? Энтузиасты выстраивают колоссальные последовательности из миллионов костяшек домино, поставленных на ребро. Они образуют причудливые узоры, фантастические ландшафты, сказочные картины. Последовательность должна быть выстроена таким образом, чтобы первая упавшая костяшка по принципу домино заставила упасть все остальные. Побеждает команда, которой удалось задействовать в принципе домино наибольшее количество костяшек. Текущий мировой рекорд составляет 4 491 863 штуки.

Конечно, рекордные конструкции из домино кропотливо выстраиваются вручную. Но мы решили схитрить и построить робота, который сможет выставить костяшки за нас, следуя начерченной на полу линии. Взаимодействие с предметами, которые не входят в состав конструктора, — вот и первая непростая задача для набора. Ширина стандартной костяшки — 25 мм. Ширина планки LEGO Technics — 7,5 мм. В хранилище шириной в три планки костяшка не помещается, в четырехпланочном отсеке ей слишком свободно. Тем не менее выход из положения нашелся: в наборе есть небольшое количество тонких деталей, которых оказалось достаточно, чтобы выйти на нужную ширину. Из этого можно сделать вывод, что конструктивный набор Technics достаточно универсален, чтобы строить из него машины для самых разных задач.

Все лучшее — детям

С момента появления первого LEGO Mindstorms студенческие соревнования по робототехнике стали выглядеть несколько предсказуемо: более не утруждая себя работой с металлом, пластиком и прочими материалами, будущие инженеры без зазрения совести используют для своих проектов детский конструктор. И если студентам это чести не делает, то самому конструктору — напротив.
Взяв за основу успех LEGO в вузах, специалисты компании представили образовательный набор Mindstorms Education, предназначенный для университетов и школ. Именно такой комплект и попал к нам на тест. Помимо расширенного набора деталей в него входит два вида программного обеспечения — для учеников и учителей. Учительский комплект включает методические материалы, электронный журнал, редактор контента для оформления обучающих проектов собственного авторства. Ученики получают электронные тетради, видеоролики и подробные инструкции по сборке, примеры решения задач с пояснениями, советы и идеи для самостоятельной работы.
Mindstorms способен помочь в изучении практически любого естественно-научного предмета. Ведь он может служить и как продвинутый измерительный прибор с возможностью регистрации данных (опыты по химии), и как программная среда (информатика), и как набор для экспериментов в области механики и физики. Даже алгебраические функции намного интереснее изучать на примере конкретных технологических задач. Наличие в классе нескольких наборов Mindstorms позволяет ученикам сообща строить сложные машины с использованием нескольких контроллеров и множества моторов и датчиков.
Единственное необходимое условие для полноценного использования этого конструктора в школе — бесконечный энтузиазм, увлеченность и вдохновение учителя. Ведь для того чтобы постичь все возможности Mindstorms и научиться использовать его творчески, даже специалисту понадобится не один месяц.

Принцип действия робота хорошо понятен из фотографий: машина волочит по поверхности батарею костяшек, отпуская их по одной. Рычажный механизм захвата для крайней костяшки — отличный пример точности механики LEGO. В нем использована червячная передача, два вида шестерен, шатуны и тяги. Для создания сложных кинематических схем в набор Mindstorms входит множество зубчатых колес, угловые передачи, поворотные столы, разнообразные рычаги и оси, гусеницы, которые можно использовать в качестве цепного привода. Кроме того, конструктор полностью совместим с любыми наборами LEGO серии Technics. Набор содержит очень много разных деталей, и это скорее минус, чем плюс. Вместо универсальных модулей, делающих честь любому конструктору, для каждой задачи нужно искать некий уникальный уголок, переходник, соединительный элемент. Чтобы прочувствовать логику конструирования, нужно обязательно посвятить несколько часов сборке моделей по инструкции. Кроме того, детали легко соединяются между собой, но разъединяются с большим трудом. Хотя, пожалуй, это расплата за прочность сборных конструкций. Существуют аналоги, к примеру немецкий Fischertechnik, которые позволяют собирать более универсальные и жесткие конструкции из меньшего количества элементов. Однако именно LEGO остается чемпионом по гибкости подвижных механических схем. А электронный модуль EV3 и вовсе делает новый Mindstorms уникальным.

Умный кирпич

Контроллер с красноречивым названием LEGO Intelligent Brick («умный кирпичик») — вот что делает EV3 действительно всемогущим. Это миниатюрный компьютер на базе Linux с 80 МБ памяти на борту и слотом для 32-гигабайтной SD-карты для хранения программ. К настольному ПК он может подключаться и с помощью USB-кабеля, и по Bluetooth, и с помощью опционального Wi-Fi-модуля.

Важное новшество EV3 — простой редактор программ прямо на борту «умного кирпичика». Даже не имея под рукой компьютера, можно программировать робота, управлять моторами, контролировать показания датчиков и даже вести журнал значений. Причем и программы, и журналы впоследствии могут быть перенесены на ПК для редактирования и анализа. В наш комплект входило два больших и два средних сервомотора. Каждый из них развивает достаточную мощность, чтобы робот мог без труда поднять собственный вес или волочить по поверхности стандартный набор из 28 костяшек домино, сделанных из искусственного камня.

В базовый комплект входят датчики касания, датчик угла наклона, датчик цвета, ультразвуковой дальномер. Дополнительно для EV3 доступны инфракрасный датчик и маячок, датчик температуры. Многие компоненты могут выполнять несколько различных функций. К примеру, датчик цвета способен также измерять общий уровень освещенности, а сервомотор — служить датчиком угла поворота.

В базовом наборе LEGO Mindstorms EV3 нашлось все необходимое, чтобы соорудить мощный механизм захвата крайней костяшки домино. Речь идет о червячной передаче, шатунах, тягах и даже цепких резиновых лапках. Механизм настолько точен, что позволяет удерживать полный комплект домино (28 костяшек), и надежно срабатывает все 28 раз подряд.

Интерфейс программирования LEGO Mindstorms — удивительная вещь. С одной стороны, он предельно прост и дружелюбен. Бывает, программисты сперва рисуют блок-схемы алгоритмов для будущих программ, а затем пишут по ним код. Графический интерфейс позволяет обойтись без второй стадии и сопутствующих ей трудностей: изучения команд и операторов, поиска ошибок, оптимизации кода. Программа Mindstorms — это алгоритм в чистом виде. Нужно лишь брать кубики из панели инструментов и выстраивать их друг за другом.

Но по мере возникновения все более сложных задач вдруг выясняется, что «детский» программный интерфейс таит в себе взрослые возможности. Хотите выполнять математические операции, работать с массивами данных? К вашим услугам соответствующие «кубики». Хотите оперировать переменными? Вместо классических X и Y их работу более наглядно выполнят стрелки из той же блок-схемы, проведенные от одних параметров к другим.

В нашем примере робот следует вдоль прочерченной по поверхности линии, точнее вдоль ее края. Для этого используется датчик освещенности: если линия уходит влево, в поле зрения датчика попадает больше светлой поверхности, если же вправо — доминирует черный цвет линии. Числовое значение освещенности трансформируется в поправку значения мощности правого или левого колесного двигателя. Причем поправка вводится не дискретно, а постоянно, плавно, пропорционально уровню освещенности, обеспечивая точное и непрерывное следование заданной траектории.

Выкладывание костяшек на поверхности — напротив, процесс дискретный. Зафиксировав крайнюю костяшку, робот проходит 2,5 см — это расстояние оптимально для того, чтобы принцип домино работал надежно и выглядел эффектно. Затем, отпустив костяшку, робот проходит ровно 10 мм (ширина костяшки), чтобы схватить следующую. Этот процесс требует серьезной точности движений, и конструктор LEGO готов ее предложить.

«Поженить» в одной программе непрерывный процесс слежения за траекторией и дискретное выкладывание домино — вполне серьезная задача для начинающего программиста. Она требует внимания, творческого мышления и соответствующих возможностей программного инструментария.

Страшно мощная игрушка

Честно говоря, робот, выписывающий узоры из домино, — сущие пустяки для LEGO Mindstorms EV3. Помните сюжет «Терминатора»? В один прекрасный момент машины всея планеты объединились под командованием военного компьютера «Скайнет» и поработили человечество. Как думаете, какой из ныне существующих компьютеров на это способен? Вы будете смеяться, но у EV3 на руках все карты.

Новый контроллер EV3 обладает достаточным быстродействием, чтобы управлять одноосным колесным роботом (типа одноколесного велосипеда или Segway). Забавный «человечек» крепко стоит на своих двоих, ориентируясь на показания датчика угла наклона, и стойко переносит легкие толчки вперед или назад. Разумеется, он способен самостоятельно передвигаться вперед или назад, выполнять повороты и разворачиваться.

Загибайте пальцы. К «кирпичику» EV3 можно подключить всего четыре сервомотора и четыре датчика (если не использовать специальные хабы, которые тоже доступны). Но с помощью USB-кабелей можно объединить четыре модуля под руководством одной программы, доведя количество и моторов, и датчиков до 16.

Модули EV3 могут управлять друг другом на расстоянии. В руководстве есть инструкция по сборке пульта управления на основе EV3 для движущихся моделей, собранных также на основе EV3. Фактически «кирпичики» можно объединить в распределенную вычислительную сеть. Профессионалы вполне могут это проверить: ведь помимо графического интерфейса EV3 понимает множество «взрослых» языков программирования.

EV3 способен работать как встраиваемая система, то есть служить посредником между полноценным ПК и сервомоторами или датчиками. Так что при желании коварные «кирпичики» могут привлечь на свою сторону более мощных собратьев.

Наконец, в руководстве вы найдете инструкции по сборке моделей производственных линий для изготовления конструкций из деталей LEGO. То есть машины, собранные из Mindstorms EV3, способны строить другие машины и воспроизводить сами себя.

Надеемся, наш мрачный поток сознания не станет причиной ваших ночных кошмаров. Ведь пока что все, что за последние 15 лет произвели роботы LEGO Mindstorms, — это бесценный опыт, вдохновение и вера в собственные силы для целой армии юных изобретателей, программистов и инженеров.

Четвёртого января 2013 года LEGO представила третью версию популярного конструктора Mindstorms - EV3:

Понятно, что кубики LEGO остались практически неизменными, а вот «мозг» компьютера претерпел значительные изменения и обещает стать любопытной игрушкой не только для детей, но и для взрослых гиков (как это впрочем и было с предыдущими версиями конструктора).

Программируемый кирпичик в третьей реинкарнации выглядит вот так:

Технические характеристики:

Процессор - ARM9 (в конструкторе NXT 2.0 использовался ARM7)
FLASH память - 16 мегабайт
Оперативная память - 64 мегабайт
Операционная система - Linux
Слот расширения SD
USB 2.0 (поддерживает USB Host, то есть можно вставить WiFi свисток)
Bluetooth 2.1
4 порта на вход и 4 порта на выход
Динамик

Объединить можно до четырёх таких модулей.
Запитываются кирпичики от вот таких аккумуляторов (ёмкость, правда на данный момент неизвестна):

Комплект поставки

Помимо собственно основного кирпичика в комплект также входят:

Три сервомотора (два больших и один маленький)
Датчик нажатия (Touch Sensor, попросту - кнопка)
Цветовой сенсор
Датчик расстояния (в некоторых пресс-релизах заявлен инфракрасный, но я полагаю, он всё-таки ультразвуковой)

На фотографии второй сенсор слева - это гироскоп-акселерометр, он в базовый комплект поставки, судя по всему, не входит.

Также доступен инфракрасный маячок (возможно его потребуется покупать отдельно), с помощью которого можно управлять роботом, либо можно создать робота, который будет самостоятельно выполнять поиск маячка.

Общее количество блоков Lego-Technics в комплекте - 594. Изготовитель обещает сохранить обратную совместимость с NXT2.0, то есть будет возможно использовать моторы и сенсоры от предыдущей версии.

Заявленная цена - 350 долларов. Будем надеяться, что Лего не будет считать доллар равным евро, как это нынче модно, и в Европе он будет стоить хотя бы 300 Евро. Для сравнения - Lego Mindstorm NXT 2.0D в Германии стоит 274 Евро. Кроме того, возможно появление EV3 вызовет некоторое снижение цены на NXT 2.0.

Программирование будет осуществляться при помощи специальной графической программы, поставляемой компанией National Instruments (также, как и в предыдущей версии конструктора). Эта программа имеет довольно низкий «порог вхождения», что очень хорошо для обучения детей азам робототехники. Будем надеяться, что и взрослые дети не останутся «за бортом» и NI будет продолжать поставлять библиотеку для LabVIEW. Вообще игрушка обещает быть любопытной из-за наличия линукса на борту - почти наверняка через некоторое время появятся прошивки, расширяющие возможности встроенного компьютера.

Также представляет интерес возможность интеграции с iOS и Android (робот может работать автономно, либо получать управляющие команды с планшета по Bluetooth).

Конструктор будет доступен во второй половине этого года. Возможно если вы уже собрались купить NXT 2.0, то имеет смысл немного подождать. Рекомендованный возраст пользователей - от 10 лет.

В заключение - несколько фотографий роботов, которые можно построить с использованием EV3, найденных на просторах сети:

Конвейер с сортировкой кубиков по цвету (это для тех детей, кто хочет посвятить свою жизнь промышленной автоматизации):

Балансировщик - что может быть лучше для изучения основ ПИД-регулятора?

LEGO Mindstorms EV3 – вершина технической мысли разработчиков культового конструктора ЛЕГО. Образовательное решение позволяет создавать умных роботов, которые движутся, издают звуки и выполняют различные миссии. Это уже третье поколение конструкторов из образовательной серии Майндстормс, предназначенной для развития детей в возрастном диапазоне 7-13 лет. Купить ЛЕГО Mindstorms EV3 могут также взрослые, которые интересуются миром IT-технологий и электроники.

Конструктор ЛЕГО Майндстормс EV3 позиционируется как образовательный набор, хотя его можно приобрести и для дома. Он используется на занятиях в начальных школах и тематических кружках по робототехнике. Расширяя детский кругозор, делая понятными многие термины из учебников по физике, информатике и другим школьным предметам, он не имеет себе равных в образовательном процессе. Купить LEGO EV3 в класс – значит превратить скучные уроки в увлекательное приключение.

Из чего состоит ЛЕГО EV3?

По сравнению с предыдущей версией NXT, решение получило солидный набор преимуществ. Мозг конструктора, он же программируемый «кирпич», оснащен быстрым процессором АRM9, флэш-памятью на 16 Гб, беспроводным протоколом Bluetooth, WiFi, динамиком и 4 портами. Купить ЛЕГО EV3 побуждают и другие его достоинства:

Высококачественные сборные детали в количестве 541 шт.;
Сервомоторы со встроенным датчиком вращения, проводящим измерения с точностью до градуса;
Сенсор касания, позволяющий роботу реагировать на щелчки, освобождающие и хватающие движения;
Цветовой сенсор, различающий уровни освещенности и 8 разных оттенков;
Инфракрасный датчик, улавливающий расположение предметов в пределах радиуса 50-70 см;
Удаленный ИК-маяк;
Гироскопический и ультразвуковой датчик.

Набор ЛЕГО Mindstorms EV3 может комплектоваться датчиками и измерительными приборами от сторонних производителей, например от Mindsensors и HiTechnic. Это по-настоящему универсальная платформа с большим потенциалом.

Что можно делать с конструктором?

Купить LEGO Mindstorms EV3 можно для учебы, внеклассных занятий и соревнований роботов. Сегодня конструкторы успешно выступают на региональных состязаниях и мировых чемпионатах, таких как World Robot Olympiad.

Инструкция предлагает 5 вариантов сборки моделей, среди которых есть человекоподобные, гусеничные и похожие на животных роботы. Все они выполняют интересные и сложные миссии. Помимо стандартных вариантов сборки, в сообществах любителей робототехники можно найти множество других проектов, не входящих в инструкцию.

Программирование с LEGO Mindstorms EV3

Конструктор LEGO Mindstorms EV3 управляется с помощью графической программного интерфейса. Благодаря простоте построения цепочек команд, она имеет низкий возрастной «порог вхождения». Более продвинутые пользователи могут применять различные прошивки к микропроцессору и программировать на других языках. Также следует помнить о существовании специальньного софта для управления роботами со смартфона.

Набор от ЛЕГО, купить который можно в нашем магазине, – не просто игрушка, а удивительное изобретение, объединяющее мир конструкторов с новейшими технологиями.