Инструкции к роботу LEGO MINDSTORMS NXT 2.0

Урок истории

Компания LEGO производила конструкторы и игрушки с конца 1940-х годов. Поначалу это были деревянные игрушки, затем компания планомерно перешла от использования дерева к использованию пластмассы. К концу 40-х годов у компании было в наличии около 200 различных моделей деревянных и пластиковых игрушек.

Компания LEGO (название произошло от датской фразы «leg godt», «Играй 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.

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).

Место робототехники Lego Mindstorms в образовательном процессе

Инструкции к роботу LEGO MINDSTORMS NXT 2.0

В нашем магазине вы можете купить роботов известного производителя — Лего. Мы поддерживаем наличие комплектов последней разработки для обучения — Mindstorms EV3. Купить робота Lego Mindstorms EV3 можно в любой день не выходя из дома. Продукция Lego Education предназначена для изучения робототехники, программирования, конструирования.

В первую очередь рассчитана на обучение детей в возрасте от 10 лет, но благодаря широким возможностям будет интересна и студентам и даже взрослым. С помощью дополнительных наборов можно изучать физические процессы, элементы освоения космоса. Обучение возможно как на специальных курсах робототехники, так и дома.

Есть множество ресурсов посвященных достижениям в области конструирования и програмирования роботов Лего, где можно почерпнуть дополнительный опыт или поделиться собственными идеями. Школы и ассоциации устраивают соревнования по робототехнике, на которых кроме участия, образуется интеллектуальный круг общения.

Роботы Лего Майндстормс поражают воображение каждого, кто видит их впервые. Помимо сборных деталей корпуса, в каждом наборе есть крошечные серводвигатели, сенсорные датчики, программный блок. Изготовленные на их основе модели ведут себя, как живые. Они способны реагировать на звуки и изменение освещенности, измерять расстояние до объектов и температуру.

Купить Лего Майндстормс рекомендуют детям с 10 лет, но это не принципиально. Конструкторы могут быть интересны взрослым, младшим школьникам. Условно серия разбита на две подкатегории:

  • Образовательная версия нацелена на обучение в школе. В наборы включается пособие для учителя и ученика, основной акцент делается на усвоении новых знаний;
  • Домашняя версия создана для любителей и новичков в робототехнике. В ней преобладает развлекательный момент.

Купить Лего Mindstorms можно вместе с ресурсным набором. Богатая подборка дополнительных деталей расширяет возможности базового конструктора, помогая перейти на следующий уровень моделирования.

В сердце любого набора Lego Mindstorms лежит программируемый блок он же «кирпич» (от англ. P-brick). С развитием конструктора, наибольшие изменения касаются именно микрокомпьютера. Так, на сегодня существуют 3 версии игрушки: RCX, NXT и самая современная EV3. Все они строятся по принципу обратной совместимости. Например, микрокомпьютер EV3 можно использовать с деталями из предыдущей версии.

Платформа Lego Mindstorms – безусловный лидер образовательного процесса, и для этого есть несколько причин:

  • Продвинутая технологическая составляющая. На базе конструктора можно создать не только игровых роботов, но и серьезные конструкции, вроде солнечных панелей, принтера Брайля и космических станций.
  • Преемственность различных поколений конструкторов. До Лего Майндстормс дети могут обучаться на наборах WeDo, а после – на Тетриксе.
  • Разнообразие и высокое качество деталей. Каждый элемент конструктора рассчитан на минимум 50 тыс. циклов сборки.
  • Мировое признание. Использование наборов Лего предписано регламентом робототехнических соревнований самого высокого уровня.

Если вас привлекают эти возможности, оставить заказ на Лего Mindstorms можно в нашем магазине.

Отличия EV3 от NXT 2.0

EV3NXT
ДисплейМонохромный LCD, 178×128Монохромный LCD, 100×64
Процессор300 МГц
Texas Instruments
Sitara AM1808 (ARM9)
48 МГц Atmel
AT91SAM7S256
(ARM7TDMI)
Память64 Мб RAM
16 Мб Flash
Слот microSDHC (до 32 Гб)
64 Кб RAM
256 Кб Flash
USB-хостЕстьНет
Wi-FiОпционально, через USB-донглНет
BluetoothЕстьЕсть
Поддержка Apple-устройствЕстьНет

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.

Смотрите про коптеры:  Вертер робот || Вертер робот

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.

Комплектующие Lego Mindstorms EV3

Основа для обучения, достижений, выражения собственного творческого взгляда — программируемый блок Mindstorms EV3, который пришел на смену блоку NXT в 2013 году. Данный блок имеет монохромный графический дисплей, порты для датчиков и сервомоторов, слот для SD карты, кнопки управления. Благодаря наличию SD карты, есть возможность установить стороннюю операционную систему и программировать блок на языках Java, Python и других.

С помощью протоколов WiFi и Bluetooth можно управлять блоком или передавать данные на компьютер. В комплекте Lego Mindstorms EV3 присутствуют большой сервомотор и средний сервомотор. Так же в комплект Lego Mindstorms EV3 входят ряд датчиков, а именно: датчик касания, ультразвуковой датчик, инфракрасный датчик, датчик температуры, датчик цвета, гироскопический датчик.

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.

Инструкции к роботу LEGO MINDSTORMS NXT 2.0

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.

– 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.

Смотрите про коптеры:  Лучшие современные военные роботы

– 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.

» 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!

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).

Инструкции к роботу LEGO MINDSTORMS NXT 2.0

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.

Софт

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.

Смотрите про коптеры:  Робот собака Дюк Silverlit 88557: Обзор, минусы и плюсы и игрушки, где купить отзывы

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.

Плюсы и минусы

Инструкции к роботу LEGO MINDSTORMS NXT 2.0

Продукция компании LEGO не первый год славится своим качеством, поэтому в этом плане никаких нареканий нет: эффектная коробка, детальки, наклейки, инструкция – всё проработано до мелочей. Поэтому позволю себе закрыть глаза на все «маленькие плюсы» по сравнению с одним большим: многообразие возможных комбинаций конструкций, которые можно сделать даже из штатного набора деталей (про дополнительные наборы и говорить не стоит), ограничено только вашей фантазией. Возможность по-разному программировать собранную модель – это ещё один плюс, который, на самом деле, гораздо больше, чем кажется на первый взгляд.

А вот из реально существенных минусов я нашёл только один: цену. Ещё летом LEGO Mindstorms EV3 можно было купить за 14-15 тысяч, но стремительный рост курса вечнозелёного президента увеличил прайс аж до 17 тысяч. Кто-то скажет: «да, крутой конструктор… НО ДОРОГО Ж!» И будет прав. Во время изучения набора и его возможностей я офигел от количества тех ресурсов, которые были вложены при его создании;

я понимаю, что тут куча электроники и всё остальное… но всё равно пока не могу смириться с такой стоимостью конструктора. За эти деньги можно человека из тюрьмы вытащить (с) выбрать много других подарков: квадрокоптер, ДВС-модельку на радиоуправлении, полноразмерный электромотоцикл, год занятий в спортивной секции, планшет… да много чего!

Но на спорт можно ходить в любое время и это вроде как не совсем подарок, а тот же квадрокоптер будет жужжать до первой серьёзной поломки. Лего же в этом плане гораздо более долгоиграющий подарок, совмещающий приятное с полезным, с нереально большим потенциалом. Да, на том же планшете тоже можно учиться программировать, но когда нет возможности вживую пощупать руками результат работы, это уже не так увлекательно. Поэтому решайте сами.

Ах да. Производитель позиционирует данный набор для детей от 10 лет, но даже 7-летнему ребёнку было интересно поиграться – процесс бурного освоения начался. Как думаете, сколько этим парням и во сколько они купят свой первый Порш? )

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector