LEGO Mindstorms

Конструктор LEGO Mindstorms (ЛЕГО Майндстормз)

Робототехнический конструктор EV3 является третьей версией образовательной серии LEGO Mindstorms Education, выпускаемой с 2013 года. Первая версия конструктора, RCX, была представлена в 1998 году, а в 2006 - 2009 появилась вторая, NXT, наборы которой встречаются в продаже до сих пор. Эти индексы обозначают маркировку контроллера – основного управляющего блока. Контроллеры LEGO называются «умными кирпичиками» (Intelligent Brick), в отличие от обычных пластиковых деталей. Версия контроллера EV3 поддерживает все периферийные устройства NXT, что существенно расширяет возможности конструирования роботов. Конструктор LEGO Mindstorms EV3 предназначен для детей старше 10 лет. Он создавался для внедрения в учебный процесс средних школ, при этом домашнее конструирование рассматривалось как дополнение к школьным занятиям.

Коробки с наборами  LEGO Mindstorms EV3

Коробки с наборами LEGO Mindstorms EV3

Собственная среда программирования разработана специально для учеников 5-9 классов, а сам конструктор основан на деталях серии LEGO Technic и достаточно сложной электронике, не совместимой с открытыми робототехническими платформами. Конструктор представлен базовым набором №45544 стоимостью около 30 тыс. руб. и ресурсным набором №45560 за 9 тыс. руб. В первый входит контроллер EV3 Intelligent Brick (отдельно продаётся за 22,5 тыс. руб.), три сервомотора и два датчика касания (каждый стоимостью около 2 тыс.руб.), датчик цвета за 2800 рублей, гироскоп (3400 руб.), ультразвуковой датчик (3400 руб.), аккумулятор за 8600 рублей, кабели и 500 пластиковых деталей. Таким образом, покупка набора обходится почти 2 раза дешевле, чем приобретение электроники по отдельности.

В продаже можно встретить домашний набор №31313 с меньшим количеством деталей и более скромным набором электроники за 26 тыс.руб. Стартовое программное обеспечение урезанной функциональности можно бесплатно скачать с сайта производителя. В его состав также входят инструкции по сборке 17 моделей роботов и электронная рабочая тетрадь.

Модели из набора  LEGO Mindstorms EV3

Модели из набора LEGO Mindstorms EV3

Полнофункциональное ПО ROBOTC v.2.0 с лицензией на 1 ПК обойдётся почти в 5 тыс.руб. RobotC представляет собой язык программирования, созданный специально для NXT, RCX и TETRIX роботов и позволяющий вести отладку программы в режиме реального времени. Программы, написанные на этом языке, можно тестировать без физической модели робота. Модуль Virtual Worlds позволяет использовать их для виртуальных роботов, которые могут действовать в компьютерной реальности и участвовать в особых виртуальных соревнованиях на площадках по всему миру.

Роботы  LEGO Mindstorms EV3

Роботы LEGO Mindstorms EV3

Контроллер EV3 оборудован 8 портами: четыре входных для датчиков и 4 выходных для сервомоторов. С помощью USB кабелей можно соединить до 4 контроллеров и получить 32 порта, при этом один управляющий модуль работает в режиме master, а три – в режиме slave. Контроллер EV3  на базе процессора ARMv9 с оперативной памятью 64 Мб имеет интерфейс из 6 кнопок, которыми можно задавать режим отображения и регулировать яркость чёрно-белого дисплея разрешением 178х128 пикс., встроенный динамик, порт USB и слот для карт памяти SD. Обмен данными с ПК или мобильным устройством осуществляется с помощью модулей Bluetooth или WiFi, питание обеспечивают батарейки АА или аккумулятор. Адаптер питания ценой 2500 руб. для зарядки аккумулятора необходимо приобрести отдельно - ни в один из наборов он не входит. Собранные модели роботов обладают такими возможностями:

  • распознавать 7 цветов и реагировать на изменение освещённости
  • улавливать ультразвуковые волны и обнаруживать предметы на расстоянии до 2,5 м
  • преодолевать препятствия и двигаться по лабиринту
  • управляться мобильными устройствами с ОС Android или iOS

Модели, собираемые с помощью ресурсного набора  LEGO Mindstorms EV3

Модели, собираемые с помощью ресурсного набора LEGO Mindstorms EV3

Специально для LEGO компания National Instruments разработала графическое ПО, не требующее кодировки. Блочное программирование роботов производится с помощью готовых алгоритмов в виде иконок на основе программной среды MyBlocks.

Программное обеспечение для конструктора  LEGO Mindstorms EV3

Программное обеспечение для конструктора LEGO Mindstorms EV3

Полнофункциональное платное ПО позволяет собирать данные с датчиков, анализировать, строить графики. Кроме RobotC, контроллер LEGO можно программировать с помощью среды разработки LabView. Так появляется возможность создавать и простые, и очень сложные программы. Если в контроллер EV3 установить виртуальную java-машину lejOS, то можно программировать на Java с помощью Eclipse или Scratch 2. Специальные программные оболочки позволяют также программирование на .NET и Small Basic.

Датчики, моторы и сенсоры наборов  LEGO Mindstorms EV3

Датчики, моторы и сенсоры наборов LEGO Mindstorms EV3

Такие сторонние производители, как HiTechnic, Vernier или Mindsensors, выпускают датчики и сенсоры, условно совместимые с электроникой LEGO. Таким образом, возможности роботов «ЛЕГО» существенно расширяются, однако для нормальной работы «чужих» компонентов необходимо либо скачать и установить специальные программные блоки к каждому датчику, либо приобрести специальный адаптер для их подключения к контроллеру EV3.

Контроллеры NXT и EV3 с подключенными датчиками

Контроллеры NXT и EV3 с подключенными датчиками

Конструктор Mindstorms EV3 обладает широкими возможностями для творчества благодаря совместимости с другими конструкторами LEGO и представляет собой комплексное решение для обучения подростков основам робототехники. Он позволяет собирать высоко детализированные уникальные модели роботов самого разного назначения. К недостаткам Mindstorms EV3 можно отнести небольшую мощность сервомоторов, достаточно хрупкие детали и соединения, высокую стоимость и невозможность использования электроники «ЛЕГО» с робототехническими конструкторами других производителей, базирующихся на открытых платформах.

©2020 FANCLASTIC™.
При перепечатке материала ссылка на fanclastic.ru обязательна