Урок №1 – Знакомство с конструктором

Давайте начнем знакомиться с конструктором Lego Mindstorms EV3.  

Конструктор Lego Mindstorms EV3 представлен в двух версиях: домашняя (home version) и образовательная (education version). Рассмотрим подробнее образовательную версию набора (рисунок 1).  

Рисунок 1 – Набор Lego Mindstorms Education EV3  

В образовательной версии конструктора Lego Mindstorms Education EV3 основным элементом является программируемый блок EV3 (рисунок 2). В этом корпусе заключен мозг робота. Именно здесь выполняется программа, получающая информацию с датчиков, обрабатывающая её и передающая команды моторам.

Рисунок 2 – Программируемый блок EV3  

В образовательной версии набора LEGO EV3 два больших и один средний сервомотор. Моторы выполняют роль мышц или силовых элементов робота. Большие моторы (рисунок 3) обеспечивают движение робота и позволяют запрограммировать точные и мощные действия робота.  

Рисунок 3 – Большой мотор  

Средний сервомотор (рисунок 4) выполняет роль движущей силы для различного навесного оборудования робота (клешни, модули захвата, различные манипуляторы).  

Рисунок 4 – Средний сервомотор  

Датчики, входящие в набор, представляют роботу необходимую информацию из внешней среды. Главная задача программиста – научиться извлекать и анализировать информацию, поступающую с датчиков, а затем подавать верные команды на моторы для выполнения определенных действий.  

Образовательный набор EV3 содержит следующие датчики:  

1. Датчик касания (рисунок 5). Позволяет роботу реагировать на касания, распознает три ситуации: прикосновение, щелчок и освобождение, также он может подсчитывать одиночные или многократные нажатия.

   

   Рисунок 5 – Датчик касания  

2. Датчик цвета (рисунок 6). Распознает семь различных цветов и определяет яркость света.

   

   Рисунок 6 – Датчик цвета  

3. Гироскопический датчик (рисунок 7). Измеряет вращательное движение робота и изменение его положения.

   

   Рисунок 7 – Гироскопический датчик  

4. Ультразвуковой датчик расстояния (рисунок 8) выполняет две функции. Основная функция данного датчика – определение расстояния в диапазоне от 3 до 250 см. Ещё одна функция – датчик может «слушать» ультразвуковые колебания, испускаемые другими датчиками ультразвука.

   

   Рисунок 8 – Ультразвуковой датчик  

На рисунке 9 представлены детали, называемые балками. Балки выполняют роль каркаса (скелета робота).  

Рисунок 9 – Крепежные детали  

Следующая группа деталей служит для соединения балок между собой, с блоком и датчиками. Детали, имеющие крестообразное сечение, называются осями и служат для передачи вращения от моторов к колесам и шестерням. Детали, похожие на цилиндры называются пинами (рисунок 10).  

Рисунок 10 – Соединительные детали  

Следующую группу деталей называют коннекторами (рисунок 11). Их главная задача - соединение балок в различных плоскостях, изменение угла соединения деталей и подсоединение датчиков к роботу.  

Рисунок 11 – Коннекторы  

Перейдем к следующей группе деталей. Шестерни (рисунок 12) предназначены для передачи вращения от моторов к другим элементам конструкции робота. Как правило, это колеса, но в тоже время шестерни могут широко применяться и в различных конструкциях роботов, не предполагающих вращение.  

Рисунок 12 – Шестерни  

Ну и, конечно же, движение в пространстве нашему роботу обеспечивают различные колеса и гусеницы (рисунок 13), представленные в наборе.  

Рисунок 13 – Колеса и гусеницы  

В образовательном наборе есть деталь – Ball Wheel (рисунок 14). Это опорное колесо, которое позволяет поворачивать роботу в любых направлениях.  

Рисунок 14 – Опорное колесо  

Соединение компьютера с блоком осуществляется через USB-кабель. Возможно подключать блоки между собой по USB. Также доступно подключение по Wi-Fi с помощью USB-адаптера, подключаемому к блоку.