Что сделать из лего eve 3

Обновлено: 14.10.2024

Гоночную машину, имитирующую болид формулы 1, можно сделать с помощью образовательного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544). В машине сидит водитель и держится за руль. Машина дистанционно управляется с Android-смартфона.

Для управления машиной я воспользовался приложением EV3 Numeric Pad (см. картинку ниже). Приложение позволяет сделать управление по своему алгоритму. Вот какие шаги нужно выполнить, чтобы управлять этой гоночной машиной с помощью EV3 Numeric Pad:

Запустить приложение EV3 Numeric Pad и подключите его через Bluetooth к EV3.
Запустите демонстрационную программу на EV3 (перед запуском обязательно установите передние колёса прямо).
Можно управлять.

Принцип работы приложения EV3 Numeric Pad следующий: когда вы касаетесь голубого прямоугольника и водите по нему пальцем, вы тем самым передвигаете по нему красную мишень. В это время приложение постоянно передаёт координаты мишени (по осям X и Y) модулю EV3. Координата по оси X – передаётся в диапазоне от -100 до 100 в почтовый ящик с именем «x», а координата по оси Y – тоже передаётся в диапазоне от -100 до 100, но в почтовый ящик с именем «y» (слева сверху отображаются текущие числа переданные EV3).

Демонстрационная программа racing-car.ev3, которую вы можете скачать ниже, считывает координаты из ящиков «x» и «y» и преобразует следующим образом: координата по оси X преобразуется в повороты передних колёс вправо и влево, а координата по оси Y преобразуется в скорость вращения задних колёс. Как только вы отрываете палец от экрана, красная мишень возвращается в центр голубого поля, модулю EV3 передаются координаты 0, 0 и, соответственно, передние колёса возвращаются в прямое положение, и задние колёса останавливаются.

Нижняя полоска работает аналогично верхнему квадратному полю, но она передаёт значения от -100 до 100 в почтовый ящик с именем «z». Если вы прикоснётесь здесь пальцем слева или справа от центра, то демонстрационная программа заставит машину посигналить.

Вместо программы EV3 Numeric Pad вы можете использовать её более продвинутый аналог EV3 Numeric Pad+ (см. картинку ниже), в которой есть ещё 4 дополнительные кнопки, по нажатию на которые, вы можете запрограммировать дополнительные действия. Номера нажатых кнопок будут приходить в почтовый ящик с именем «w». Вот что вы можете попробовать запрограммировать сами при нажатии на дополнительные кнопки:

Помощь водителю при развороте: после нажатия на кнопку, машина самостоятельно совершает разворот на 180 градусов, попеременно двигаясь вперёд-назад и поворачивая руль то влево, то вправо.
Помощь водителю при парковке: устанавливаем машину рядом с местом, куда нужно парковаться, нажимаем запрограммированную кнопку, и машина сама паркуется.
Сигнализация: установка и снятие с охраны - пока машина на охране она не может ехать, а при обнаружении препятствия рядом с датчиком расстояния включается сирена и начинает мигать красным светом светодиод. Ещё можно подключить гироскоп и с помощью него определять, что машина под охраной стоит неподвижно, а как только машину кто-нибудь двигает, тоже включать тревогу.

Помимо того, что в программе EV3 Numeric Pad+ есть дополнительные кнопки, здесь можно выбирать между двумя вариантами имён почтовых ящиков. Это могут быть ящики с именами «w», «x», «y» и «z» (по умолчанию) или «a», «b», «c» и «d». Т.е. вы сможете запрограммировать сразу два пульта в одном.

Инструкция для сборки гоночной машины формула 1 из базового образовательного набора конструктора LEGO Mindstorms Education EV3 (45544).

Демонстрационная программа для гоночной машины формула 1, собранной из базового набора конструктора LEGO Mindstorms Education EV3 (45544).

Для запуска программы требуется ПО LEGO Mindstorms Education EV3 версии 1.1.1 или выше.

Кроме первой версии машины вы можете сделать версию машины с увеличенной скоростью движения. В скоростной версии добавлены шестерёнки, благодаря которым машина потеряет в мощности, но сможет ехать в 5 раз быстрее. Разница при сборке только в креплении задних колёс (различаются шаги 18, 24, 25 и 26, а шаг 29 превращается в шаги 29 – 35 в скоростной версии). Для этой версии нужно использовать другую демонстрационную программу.

Инструкция для сборки гоночной машины формула 1 (скоростная версия) из базового образовательного набора конструктора LEGO Mindstorms Education EV3 (45544).

Демонстрационная программа для гоночной машины формула 1 (скоростная версия), собранной из базового набора конструктора LEGO Mindstorms Education EV3 (45544).

Для запуска программы требуется ПО LEGO Mindstorms Education EV3 версии 1.1.1 или выше.

Ещё один способ управления гоночной машиной показан на этом видео:

Что дают такие примеры

EV3 — это инструмент для профориентации в рамках профессий STEM и точка входа в инженерные специальности. Так как на нем можно решать практические задачи, дети получают опыт технических разработок и создания промышленных роботов, учатся моделировать реальные ситуации, понимать программы и анализировать алгоритмы, осваивают базовые конструкции программирования.

Поддержка MicroPython делает платформу EV3 подходящей для обучения в старших классах. Ученики могут попробовать себя в роли программистов на одном из самых популярных современных языков, познакомиться с профессиями, связанными с программированием и инженерным проектированием. Наборы EV3 показывают, что писать код — это не страшно, готовят к серьезным инженерным задачам и помогают сделать первый шаг к освоению технических специальностей. А для тех, кто работает в школе и связан с образованием, у нас подготовлены программы занятий и учебные материалы. В них детально расписано, какие навыки формируются при выполнении тех или иных задач, и как полученные навыки соотносятся со стандартами обучения.

Урок истории

Компания LEGO (название произошло от датской фразы «leg godt», «Играи? с удовольствием») не нуждается в представлении – она была основана в далёком 1932 году, хотя первые знакомые всем пластиковые кубики появились значительно позже, в 1947. Примечательно, что кубики LEGO, выпускаемые в те годы, полностью совместимы с теми, что выпускаются сейчас.

История создания компании, выпущенная компанией Pixar к 80-летнему юбилею LEGO:

Сейчас компания производит около 20 миллиардов деталек в год, то есть более 630 штук в секунду. В текущем модельном ряду более 600 различных конструкторов и так уж получилось, что серия Mindstorms является своего рода вершиной технической мысли, самым-самым навороченным конструктором. Если вкратце, то она позволяет делать вполне себе полноценных роботов.

Как гласит википедия, серия LEGO Mindstorms была впервые представлена в 1998 году. Через 8 лет (в 2006) на свет появился набор LEGO Mindstorms NXT 1.0, а уже в 2009 — набор LEGO Mindstorms NXT 2.0. Сегодня речь пойдёт о LEGO Mindstorms EV3 – последнем (третьем) поколении ~~терминатора~~ конструктора, который был представлен почти год назад, 4 января 2013 года (в продаже появился только спустя полгода).

Внутри коробки

Ещё когда я сам был маленький и ездил с родителями в центральный Детский Мир (когда он ещё был), на Лубянку – уже тогда я не мог оторвать глаз от коробок с LEGO. Тогда не было ни Гиктаймс, ни даже Хабра, но с тех пор коробки остались всё такими же яркими и сочными, даже во взрослом возрасте активируют процесс слюновыделения ) В этом плане другим производителям есть чему поучиться.

Часть коробки, на самом деле, представляет собой (если её разрезать) трассу с различными цветовыми зонами, которую можно использовать для роботов с сенсорами цвета.

Все детальки аккуратно разложены по пакетикам, в комплекте – инструкция и набор наклеек. Давайте вкратце пройдёмся по тому, что положили в комплект.

Сам EV3, он же интеллектуальный блок, он же сердце системы, он же «кирпичик» или «кубик». Служит центром управления и энергетической станцией для вашего робота и имеет следующие функциональные элементы:

– Многофункциональный монохромный дисплей с разрешением 178х128
– Шестикнопочный интерфейс управления с функцией изменения подсветки (3 цвета) для индикации режима работы
– 4 порта ввода (1, 2, 3, 4) для подключения датчиков
– 4 порта вывода (A, B, C, D) для выполнения команд
– 1 разъём miniUSB для подключения EV3 к компьютеру
– 1 порт USB–хост (для соединения нескольких EV3 в одну цепь, например)
– 1 слот для карт памяти формата microSD (до 32Гб) – для увеличения объёма доступной памяти EV3
– Встроенный динамик

Кубик EV3 также поддерживает Bluetooth, WiFi (через USB-адаптер NETGEAR WNA1100 Wireless-N 150), для связи с компьютерами имеет программный интерфейс, позволяющий создавать программы и настраивать регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере EV3.

» Большой EV3-сервомотор (2 штуки). Cоздан для работы с микрокомпьютером EV3 и имеет встроенный датчик вращения с точностью измерений до 1 градуса. Используя этот датчик, мотор может соединяться другими моторами, позволяя роботу двигаться с постоянной скоростью. Кроме того, датчик вращения может использоваться и при проведении различных экспериментов для точного считывания данных о расстоянии и скорости.

– Встроенный датчик вращения с точностью измерений до 1 град
– Максимальные обороты до 160-170 об/мин
– Максимальный крутящий момент в 40 Нсм
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Средний EV3-сервомотор. Идеален для задач, когда скорость и быстрота отклика, а также размер робота важнее его грузоподъёмности.

– Встроенный датчик вращения с точностью измерений до 1 градуса
– Максимальные обороты до 240-250 об/мин
– Максимальный крутящий момент в 12 Нсм
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Датчик цвета (EV3). Способен определить 8 различных цветов, хотя также может использоваться как датчик освещённости.

– Измеряет отраженный красный свет и внешнее рассеянное освещение, от полной темноты до яркого солнечного света
– Фиксирует и определяет 8 цветов
– Частота опроса до 1 кГц
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Датчик касания (EV3). Позволяет роботу реагировать на касания, распознает три ситуации: прикосновение, щелчок и освобождение. Также способен определить количество нажатий, как одиночных, так и множественных.

» Цифровой ИК-датчик (EV3). Для определения приближения робота. Также способен улавливать ИК-сигналы от ИК-маяка, позволяя создавать дистанционно управляемых роботов, навигационные системы для преодоления препятствий.

– Измерения приближения/удаления в радиусе 50-70 см
– Радиус улавливания ИК-сигналов до 2 метров
– До 4 индивидуальных каналов приёма сигнала
– Получение удаленных ИК-команд управления
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Удалённый инфракрасный маяк. Разработан для использования с ИК-датчиком EV3. Маяк излучает ИК-сигнал, улавливаемый датчиком – может использоваться в качестве пульта дистанционного управления микрокомпьютера EV3, передавая сигналы на ИК-датчик.

– До 4 индивидуальных каналов передачи сигнала (переключатель прямо на корпусе)
– Имеет кнопку и тумблер для включения/выключения
– При работе ИК-маяка горит зелёный светодиод
– Автоматическое отключение при простое более 1 часа
– Радиус действия до 2 метров

В отдельном пакетике смотаны провода для подключения датчиков и моторов к кубику, а также USB-шнур для подключения кубика к компьютеру.

Стоит отметить два важных момента. Во-первых, существуют другие датчики Lego, такие как:

» Гироскопический датчик (EV3). Цифровой гироскопический датчик EV3 позволяет измерять движение вращения робота, а также улавливать изменения в его движении и положении. Режим измерения углов с точностью до ± 3 градуса; встроенный гироскоп улавливает вращения с моментом до 440 град/с; частота опроса до 1 кГц.

» Ультразвуковой датчик (EV3). Генерирует звуковые волны и фиксируюет их отражения от объектов, тем самым измеряя расстояние до объектов. Также может использоваться в режиме сонара, испуская одиночные волны. Может улавливать звуковые волны, которые будут являться триггерами для запуска программ. Измеряет расстояния в пределах от 1 до 250 см, а точность измерений составляет ± 1 см.

А во-вторых, поддерживаются сенсоры и прочие аксессуары от сторонних производителей, таких как HiTechnic и Mindsensors – они предлагают всевозможные джойстики, инфракрасные датчики расстояний, магнитные датчики, компасы, гироскопы, акселерометры, таймеры, мультиплексоры, шаровые опоры, и т.д. Так что, если задаться вопросом, можно найти много всего интересного.

В общем, как вы уже поняли, LEGO – это для реальных пацанов!

LEGO MINDSTORMS Education EV3 + MicroPython: программируем детский конструктор взрослым языком

Привет, Хабр! Мы уже рассказывали о платформе LEGO MINDSTORMS Education EV3. Основные задачи этой платформы — обучение на практических примерах, развитие навыков STEAM и формирование инженерного мышления. В ней можно проводить лабораторные работы по изучению механики и динамики. Лабораторные стенды из кубиков LEGO и утилиты по регистрации и обработке данных делают опыты еще интереснее и нагляднее и помогают детям лучше понять физику. Например, школьники могут собрать данные о температуре плавления и с помощью приложения систематизировать их и представить в виде графика. Но это только начало: сегодня мы расскажем, как дополнить этот набор средой программирования MicroPython и использовать его для обучения робототехнике.

Отличия EV3 от NXT 2.0

В принципе, главная идея осталась прежней – серия предназначена для сборки программируемых роботов. Поэтому первым встаёт вопрос, а что же поменялось с момента выхода предыдущего конструктора и стоит ли покупать новый? Основное отличие заключается в обновленных датчиках/моторах и, самое главное, в интеллектуальном блоке EV3 (EV означает EVolution):

EV3	NXT
Дисплей	Монохромный LCD, 178x128	Монохромный LCD, 100x64
Процессор	300 МГц Texas Instruments Sitara AM1808 (ARM9)	48 МГц Atmel AT91SAM7S256 (ARM7TDMI)
Память	64 Мб RAM 16 Мб Flash Слот microSDHC (до 32 Гб)	64 Кб RAM 256 Кб Flash
USB-хост	Есть	Нет
Wi-Fi	Опционально, через USB-донгл	Нет
Bluetooth	Есть	Есть
Поддержка Apple-устройств	Есть	Нет

Как видите, разница довольно существенна – было бы странным, если бы за 4 года поменяли только разрешение экрана и набор наклеек.

Ещё одно отличие заключается в том, что серия NXT продавалась в нескольких версиях (в разные годы) и представляла собой разные наборы, базовые и ресурсные. У нового EV3 с этим попроще – пока он продаётся в основном варианте – 31313 (601 деталь), из которого можно наделать кучу всего. Но при желании можно докупить базовый набор 45544 (541 деталь) с дополнительными сенсорами и детальками (использовать детали от обычных конструкторов также никто не мешает). Кстати, обратите внимание на пятизначные артикулы – на такую нумерацию компания перешла в 2013 году.

Что касается совместимости, то тут было проделано всё возможное. Все NXT-сенсоры и моторы совместимы с EV3 и распознаются как NXT. EV3-сенсоры не работают с NXT, но EV3-моторы вроде как совместимы. NXT-кирпичик может быть запрограммирован софтом от EV3, но некоторые функции могут быть недоступны, а вот запрограммировать EV3-кирпичик NXT-софтом без сторонних решений не получится.

Первая модель

В комплекте с конструктором идёт бумажная инструкция, по которой можно собрать одну-единственную модель – некое подобие гусеничной самоходной машины.

Сначала я удивился, ведь даже в самых простых наборах (серии типа LEGO Creator) всегда идёт несколько инструкций, а тут вдруг бумаги пожалели или места в коробке не нашли. Оказалось… что только на официальном сайте из набора деталей предлагается собрать 17 разных роботов! Поэтому 17 инструкций в коробке были бы действительно лишними (и для логистики, и для лесов природы). Вот названия роботов: EV3RSTORM, GRIPP3R, R3PTAR, SPIK3R, and TRACK3R. ROBODOZ3R, BANNER PRINT3R, EV3MEG, BOBB3, MR-B3AM, RAC3 TRUCK, KRAZ3, EV3D4, EL3CTRIC GUITAR, DINOR3X, WACK3M, и EV3GAME – инструкции для них придётся качать из инета, равно как и софт для подключения EV3 к компьютеру.

Инструкция наиподробнейшая, накосячить сложно. Сын сказал , что детали в пакетиках расфасованы не очень удачно – на первой же странице может потребоваться вскрыть 3 разных пакета, но это тоже мелочи.

Кубик EV3 необходимо запитать, для чего можно использовать аккумулятор (нет в комплекте) или 6 пальчиковых батареек. Забегая вперёд – ещё 2 батарейки (но уже мизинчиковых) понадобятся для питания ИК-маяка (он же пульт ДУ).

Первую модель ребёнок (7 лет) собрал примерно минут за 30.

Процесс оказался не таким увлекательным, как, например, сборка моделей LEGO Technics – в инструкции предлагается собрать далеко не самого интересного робота: в нём лишь крупные детали, среди которых были практически все датчики и двигатели – видимо, чтобы продемонстрировать работу каждого из них.

Но вот результат превзошёл все детские ожидания – впервые он собрал модель, которая могла двигаться сама: вперёд-назад, поворот, разворот на месте, крутила щупальцами…

Запуск осуществляется с кубика EV3, для чего следует нажать пару кнопок на лицевой панели. Некоторые действия можно запрограммировать прямо на кубике: выбрать количество итераций, настроить подачу звукового сигнала и так далее – в одной статье всего не рассказать, курите мануалы.

Программировать через компьютер собранную выше модель не пришлось. Тем не менее, возможность такая есть, при этом на разных уровнях хардкорности.

Ребёнку проще всего будет начать с предлагаемого производителем софта, который есть как под Windows, так и под OS X. Во втором случае дистрибутив весит 666 Мб, а установленное приложение займёт гигабайт. Оно называется LEGO Mindstorms EV3 Home Edition и разработано совместно с небезызвестной компанией LabView. На сайте LEGO довольно много обучающих программированию материалов.

Сразу после запуска перед нами возникает интерактивный «гараж» из роботов, которых можно собрать из набора:

Выбираем понравившегося и начинаем собирать: перед нами появится интерактивная инструкция по сборке, видеоролики, а также подборка различных миссий, которые можно выполнить с собранным роботом. Вот почему дистрибутив весил так много.

Не вижу смысла описывать всё в деталях: вы быстрее скачаете приложение сами и увидите, что там есть и на каком уровне. Разве что упомяну один из недостатков, который мне больше всего запомнился: не самый дружелюбный (особенно для детей) интерфейс – от приложения попахивает каким–то банк-клиентом.

Нельзя ещё раз не отметить, что кубиком EV3 можно управлять со смартфона на операционных системах Android или iOS, для чего есть отдельные приложения.

Если всего этого оказалось мало, можете повысить градус хардкора. Для кубика EV3 существуют различные прошивки, которые позволяют расширить его возможности, скорость работы и т.д. Вот, например, альтернативная прошивка leJOS EV3 – прошивка с jvm, позволяющая программировать EV3 на языке Java. Хотите на другом языке? Окей, гугл – в вашем распоряжении почти 60 вариантов на выбор: ASM/C/C++/Perl/Python/Ruby/VB/Haskell/Lisp/Matlab/LabVIEW и многое-многое другое.

Более подробно об этом я рассказывать не буду по нескольким причинам: во-первых, программист из меня полный false (все надежды на сына), во-вторых, пока мы успели собрать только одну модель (и на выходных возьмёмся за вторую), а в-третьих – вы уже и так оформили заказ на этот конструктор и скоро сами всё узнаете ;) Ну а если серьёзно, то статья и так уже огромная – вот лучше две ссылочки изучите: раз и два.

Ну и ещё большой плюс – это LEGO-сообщества, которых полно по всему миру. Можете быть уверены, что на любом из этапов экспериментов с роботами вы всегда сможете найти единомышленников и тех, кто сможет помочь с решением проблемы. Помимо дружелюбных сообществ, на просторах сети выложено огромное множество различных инструкций, моделей, исходников, видеороликов и обучающих материалов. Всё это означает одно: с Mindstorms вы не соскучитесь.

Переходим на MicroPython

Среда EV3 построена на базе процессора ARM9, и разработчики специально оставили архитектуру открытой. Это решение позволило накатывать альтернативные прошивки, одной из которых стал образ для работы с MicroPython. Он позволяет использовать Python для программирования EV3, что делает работу с набором еще ближе к задачам из реальной жизни.

Чтобы начать работать, нужно скачать образ EV3 MicroPython на любую microSD-карту, установить ее в микрокомпьютер EV3 и включить его. Затем нужно установить бесплатное расширение для Visual Studio. И можно приступить к работе.

LEGO Mindstorms EV3. Игрушечный скайнет. Начало

Несмешной и баянистый анекдот, но нельзя просто так взять и начать эту публикацию не с него – он в лучшем виде отображает суть того, о чём пойдёт речь далее. Впрочем, из заголовка вы и так поняли, о чём речь.

Осторожно! Публикация может вызвать непреодолимое желание завести сына.

Учим программированию с помощью EV3

Современные школьники хотят видеть красочный результат. Да, им скучно, если программа выводит в консоль числа, и они хотят рассматривать цветные графики, диаграммы и создавать настоящих роботов, движущихся и выполняющих команды. Обычный код тоже кажется детям слишком сложным, поэтому обучение лучше начинать с чего-нибудь полегче.

Базовая среда программирования EV3 создана на основе графического языка LabVIEW и позволяет задавать алгоритмы для робота визуально: команды представлены в виде блоков, которые можно перетаскивать и соединять.

Такой способ хорошо работает, когда нужно показать, как строятся алгоритмы, но он не подходит для программ с большим количеством блоков. При усложнении сценариев необходимо переходить на программирование с помощью кода, но детям трудно сделать этот шаг.

Здесь есть несколько хитростей, одна из которых — показать, что код выполняет те же задачи, что и блоки. В среде EV3 это можно сделать благодаря интеграции с MicroPython: дети создают одну и ту же программу в базовой среде программирования с помощью блоков и на языке Python в Visual Studio Code от Microsoft. Они видят, что оба способа работают одинаково, но кодом решать сложные задачи удобнее.

LEGO Education WeDo 2.0 и EV3: часто задаваемые вопросы

LEGO Education – это работа по инструкции, которая убивает фантазию и творчество

Утверждение выглядит странно, ведь все мы знаем, что ключевой частью любого решения LEGO Education является кирпичик ЛЕГО. LEGO Education – это конструктор, собрать который можно каждый раз по-разному. Интересный факт: даже три кубика ЛЕГО размером 2 х 4 можно соединить 1060 различными способами. 6 одинаковых кубиков ЛЕГО (!) дадут вам более 915 млн. различных вариаций. Представьте, сколько способов сборки существует у базового набора WeDo 2.0, в котором содержится 280 деталей и элементов ЛЕГО. Фактически каждый набор LEGO Education содержит бесконечное число моделей: роботов, механизмов, построек. И количество решений или заданий ограничено только лишь фантазией и знаниями ученика, а также профессионализмом и открытостью педагога.

Конечно, детали ЛЕГО не всегда позволяют собрать то, что задумал изобретатель ввиду определенных конструктивных ограничений. И это правда. Модель из деталей ЛЕГО никогда не будет на 100% оригиналом башенного крана или механизма для контроля целостности газотранспортной системы. Но если вдуматься, с такой ситуацией всегда сталкивается любой инженер-технолог и в реальном мире. Всегда есть определённые ограничения, которые он вынужден учитывать при разработке того или иного механизма или устройства (фактически речь идёт о моделировании). К примеру, автомобильные инженеры часто используют унифицированные детали и конструктивные элементы от старых моделей, разрабатывая новые. Это связано с ограничениями по бюджету и срокам разработки. Может быть им и хочется сделать что-то по-другому, но приходится использовать определенный силовой элемент кузова или часть трансмиссии. LEGO Education моделирует такие ситуации в рамках обычного урока по информатике или технологии, позволяя ученику нарабатывать навык ведения инженерно-проектной деятельности в рамках ограниченных ресурсов, которых, впрочем, гарантированно хватит, чтобы решить поставленную задачу. А если нет, можно использовать 3D принтер и создать то, чего не достает. Это отличный способ совместить инженерию с прикладным конструированием.

Заметим, что большое число проектов LEGO MINDSTORMS Education EV3 или WeDo 2.0 являются открытыми, т.е. не предполагают наличие каких-либо инструкций по сборке или программированию решений. Ученикам предлагается найти решение самостоятельно. Так что сборка определённых начальных моделей по инструкции — это лишь первый этап, верхушка айсберга, которая позволяет быстро и эффективно ознакомится с ключевыми возможностями наших образовательных решений. Но это не значит, что на них держится вся система обучения ЛЕГО.

Программное обеспечение и учебные материалы для многих наборов LEGO Education стоят дополнительных денег, и немаленьких.

Действительно, ряд образовательных решений LEGO Education до декабря 2016 года требовал отдельной покупки учебно-методических материалов и/или программного обеспечения. Это, правда, не касалось EV3 и WeDo 2.0. ПО и абсолютно все учебные материалы WeDo 2.0 были и остаются полностью бесплатными. А Базовое ПО (включая базовые УМК) LEGO MINDSTORMS Education EV3 стало бесплатным с 1 января 2016 года.

LEGO Education – это модно, но очень дорого.

Не секрет, что любой качественный товар дорог. За уровень, который на самом деле заключается не только в применяемых материалах, но и в системе производства, в организации контроля качества и во многих других факторах, нужно платить. А наборы LEGO и, конечно же, LEGO Education – очень качественные товары. Чуть подробнее узнать о том, как мы делаем кирпичики, можно здесь. Но при этом, сохраняя все свойства конечного продукта на высочайшем уровне, решения LEGO Education являются еще и одними из самых привлекательных на рынке по соотношению цена/качество/возможности. Ведь при сравнении решений учитывать следует не только цену, но и значительные плюсы применения конкретного решения в образовании. Есть ли другая робототехническая платформа, кроме EV3, к примеру, с помощью которой можно не только рассказывать детям о робототехнике, но и эффективно развивать в них навыки программирования, помогать в проведении увлекательных лабораторных работ по физике и химии, рассказывать об освоении космического пространства, предоставлять возможность участия в крупнейших мировых робототехнических мероприятиях? EV3 – это и универсальная (с точки зрения изучения предметных областей) робототехническая платформа, и мобильная цифровая научная лаборатория, и удобный инструмент для педагогов по созданию своего учебного контента. А детали ЛЕГО, лежащие в ее основе, позволяют создавать бесконечное множество моделей даже из одного набора LME EV3.

Сколько же стоят образовательные решения LEGO Education?

Подробные сведения о стоимости наших решений вы всегда сможете получить у любого официального дистрибьютора LEGO Education. Это самый правильный и надежный источник информации о стоимости наших решений. Ведь качество сведений в выдаче поисковых систем мы гарантировать не можем, а вот информацию, полученную от наших дистрибьюторов, подтверждаем.

LEGO MINDSTORMS Education EV3 и WeDo 2.0 – закрытые платформы, не позволяющие модифицировать их для своих нужд.

Это не так. Обе платформы являются полностью открытыми. Вы можете создавать свои прошивки, датчики, ПО, используя официальные SDK от LEGO Education. При этом разработка, скажем, датчиков для LME EV3 не требует лицензирования. И компаний, разрабатывающих сторонние решения для нашей платформы, огромное количество. В том числе и в России. Все официальные SDK включают также подробную схемотехнику по микрокомпьютеру EV3 и доступны для загрузки с сайта LEGO Education.

Платформа WeDo 2.0 гораздо моложе, чем EV3. Поэтому у нее всего один официальный SDK. Но их количество будет увеличиваться. Пока же пользователям предоставлена возможность создания своего ПО для работы со СмартХабом WeDo 2.0, чем воспользовались коллеги из MIT, разработав версию Scratch и для WeDo 2.0.
Разумеется, SDK от LEGO Education можно использовать и в образовательной деятельности, например, для мощных лабораторных работ по созданию новых аппаратных или программных дополнений к существующему программно-аппаратному комплексу.

Почему на трёх разных сериях — WeDo, MINDSTORM и Technic — несовместимые разъёмы?

В 2006 году появился MINDSTORMS NXT с новыми разъемами RJ12. Выбор RJ12 было обусловлен используемым навесным оборудованием и открытостью платформы: до сих пор каждый может создавать свои датчики и моторы для MINDSTORMS EV3, используя фирменные SDK.

WeDo появился позже NXT, но использовать для него те же разъемы было невозможно из-за его компактности (к микрокомпьютеру WeDo просто-напросто не подключишь 6 моторов/датчиков с разъемом RJ12). Поэтому в WeDo использовались оригинальные разъемы. А вот в EV3 разъемы RJ12 остались для обратной совместимости с навесным оборудованием NXT.
В 2016 году на платформе WeDo 2.0 появился новый разъем, который станет скоро единым для всех серий, включая WeDo, MINDSTORMS, Technics.

Наборы LEGO Education рассчитаны только на мальчиков? А есть ли статистика, сколько мальчиков и сколько девочек используют LEGO?

Наборы LEGO Education рассчитаны как на мальчиков, так и на девочек, ведь в обычной общеобразовательной школе учатся и те, и другие. Именно поэтому такая статистика не ведется. Фактически распределение девочек и мальчиков в разрезе использования LEGO Education совпадает c гендерным распределением в рамках возрастной категории 7 – 17 лет по данным Федеральной службы государственной статистики РФ. Конструирование, сборка моделей, программирование интересно почти всем детям вне зависимости от пола. Конечно, профессию программиста в большей степени предпочитают мужчины, однако и здесь не обходится без исключений – и чем дальше, тем больше. К слову, на ежегодной Всемирной олимпиаде по робототехнике, которая 2016 году проходила в индийском Нью-Дели, соотношение девочек и мальчиков было приблизительно 1:5 соответственно. А среди российских чемпионов WRO девочек чуть ли не половина.

Чем отличаются 45544 LEGO MINDSTORMS Education EV3 образовательная версия и 31313 LEGO MINDSTORMS Education EV3?

Набор 45544 создан для ведения образовательной деятельности и предполагает наличие педагога, занимающегося с детьми информатикой, математикой или физикой, а набор 31313 — для индивидуальной игры. Главное отличие образовательной версии EV3 (45544) от ритейловой (31313) заключается в ПО. Используя бесплатное ПО к 31313, педагог не сможет устанавливать дополнительные комплекты заданий, проводить лабораторные работы и опыты по химии и физике, редактировать имеющийся или создавать свой собственный образовательный контент, контролировать успеваемость учеников через встроенные электронные тетради и многое другое. При этом образовательное ПО EV3 предполагает работу именно с Базовым набором 45544 LEGO MINDSTORM Education EV3, т.к. все инструкции и уроки рассчитаны именно на то количество деталей и датчиков, которое включено в набор 45544.

В заключение хотим напомнить, что с 14 ноября 2016 года LEGO Education запустила отдельный сервисный канал для наших конечных пользователей. Теперь связаться непосредственно со специалистами компании станет намного проще. Для этого советуем заглянуть на страницу техподдержки на сайте LEGO Education.

Программируем первого робота на MycroPython

На нашем сайте есть несколько уроков для освоения базовых понятий робототехники. Модели на EV3 знакомят детей с азами, которые используются в самоуправляемых автомобилях, заводских роботах-сборщиках, станках с ЧПУ.

Мы возьмем для примера чертежную машину, которую можно научить рисовать узоры и геометрические фигуры. Данный кейс является упрощенным вариантом взрослых роботов-сварщиков или фрезеровщиков и показывает, как можно использовать EV3 совместно с MicroPython для обучения школьников. А еще чертежная машина может разметить отверстия в печатной плате для папы, но это уже другой уровень, требующий математических расчетов.

Для работы нам понадобятся:

базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3;
большой лист клетчатой бумаги;
цветные маркеры.

Сначала инициализируем библиотеку модулей EV3:

Настраиваем платформу, которая вращает ручку как мотор в порте B. Задаем передаточное отношение двухступенчатой зубчатой передачи с количеством зубьев 20-12-28 соответственно.

Настраиваем подъемный механизм для ручки как мотор в порте C:

Настраиваем гироскоп, измеряющий угол наклона ручки, в порте 2:

Настраиваем цветовой датчик в порте 3. Датчик используется, чтобы определять белую бумагу под чертежной машиной:

Настраиваем датчик касания в порте 4. Робот начинает рисовать, когда датчик нажат:

Определяем функции, которые поднимают и опускают ручку:

Определяем функцию для поворота ручки на заданный угол или до определенного угла:

Если целевой угол больше, чем текущий угол гироскопического датчика, продолжаем движение по часовой стрелке с положительной скоростью:

Если целевой угол меньше, чем текущий гироскопического датчика, то двигаемся против часовой стрелки:

Останавливаем вращающуюся платформу, когда целевой угол будет достигнут:

Устанавливаем начальное положение ручки в верхнем положении:

Теперь идет основная часть программы — бесконечный цикл. Сначала EV3 ожидает, когда датчик цвета обнаружит белую бумагу или синюю стартовую клетку, а датчик касания будет нажат. Затем он рисует узор, возвращается в исходное положение и повторяет все заново.

Когда устройство не готово, светодиоды на контроллере принимают красный цвет, и на ЖК-экране отображается изображение «палец вниз»:

Дожидаемся, когда датчик цвета считает синий или белый цвет, устанавливаем цвет светодиодов зеленым, отображаем на ЖК-экране изображение «палец вверх» и сообщаем, что устройство готово к работе:

Дожидаемся нажатия датчика касания, присваиваем гироскопическому датчику значение угла 0 и начинаем рисовать:

Поднимаем держатель ручки и возвращаем его в исходное положение:

Вот такая несложная программа у нас получилась. И теперь запускаем ее и смотрим на робота-чертежника в деле.

Читайте также: