Обзор шикарного робота lego, который можно программировать

Программирование EV3 при помощи Scratch

Scratch является графической средой программирования. Программировать EV3 при помощи Scratch можно если установить нужное программное обеспечение и настроить его. Программное обеспечение можно установить на любые операционные системы. Для примера выберем операционную систему Windows.

Как и в случае с программированием на Python, потребуется карта памяти с такими же параметрами. Карту памяти нужно отформатировать в файловой системе FAT32. На компьютер надо установить виртуальную Java-машину под названием leJOS.

Затем устанавливаем виртуальную машину на компьютер со всеми компонентами.

После этого устанавливаем образ на карту памяти. В дальнейшем при включении микрокомпьютера EV3 с картой памяти будет загружаться leJOS EV3. Без карты памяти будет происходить загрузка стандартного программного обеспечения Lego EV3.

Также на компьютере должна быть установлена свежая версия Adobe AIR. Затем можно установить редактор Scratch.

Установка редактора не занимает много времени.

Следующим шагом является установка ev3-scratch-helper-app. Это приложение служит для связи редактора Scratch и микроконтроллера EV3. Также в редакторе можно в настойках установить русский язык и нужно добавить блоки EV3 в редактор Scratch. После добавления блоков можно приступать к написанию программ.

В статье приведены не все возможные варианты программирования EV3, а только наиболее простые и не требующие каких-либо специальных знаний. Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки. Остается только выбрать что больше всего подходит в каждом конкретном случае.

Научи детей программированию с помощью LEGO

Каждый, кто хоть раз заходил на современный сервер, где дети играют в Minecraft, понимает – иногда лучше сохранить минимальный контроль за развлечениями и обучением, и “оффлайновый” конструктор LEGO для этого подходит как нельзя лучше.

Потому серия Education от LEGO — это конструктор, способный подарить ребенку не только удовольствие от игры, но и крайне полезные знания и навыки. Детский «безъязыковой» графический интерфейс почти не содержит надписей, а видеоинструкции основаны на принципе «смотри и делай как я».

Процесс исследования ребенком основ программирования роботов способен умилить любого, а создавать роботов вместе с детьми – достойное, увлекательное занятие для современных пап и мам.

Для легкого старта в обучении команда iCover решила сделать существенную скидку 40% на 5 комплектов Lego Education.

Пользуйся промокодом legoedu40

Важно: среди оставивших свои контакты на странице акции мы разыграем готовый комплект Перворобота с дополнительным ресурсным набором. Это 2-3 месяца увлекательных занятий по вечерам!. iPhones.ru

Можешь и сам попробовать

Наверное, ты ждал под заголовком статью о том, как LEGO таинственным способом делает из детей гениев-программистов? На самом деле, важность знания азов программирования в современном мире сложно переоценить. Почему программированию надо учиться с детства Достаточно оглянуться вокруг – нас окружают операционные системы на мобильных и настольных гаджетах, “умные дома”, системы виртуальной…

iPhones.ru

Можешь и сам попробовать

Наверное, ты ждал под заголовком статью о том, как LEGO таинственным способом делает из детей гениев-программистов? На самом деле, важность знания азов программирования в современном мире сложно переоценить. Почему программированию надо учиться с детства Достаточно оглянуться вокруг – нас окружают операционные системы на мобильных и настольных гаджетах, “умные дома”, системы виртуальной…

«Переключатель»

Находится четвертым слева в оранжевой закладке алгоритмических структур. По сравнению с циклом у него на одну вкладку меньше. Отсутствует пункт «Неограниченный». Он соответствует конструкции «if»… «else» или «если»… «то».

Блок “Переключатель” Lego EV3

«Переключатель» может включать в себя 2 и более последовательности блоков. Эти последовательности называют вариантами. В зависимости от выбранной закладки определяется входное значение сенсора или какого-нибудь параметра. Исходя из входного параметра запускается только один из возможных вариантов.

Если нужно чтобы проверка вариантов выполнялась несколько раз, «Переключатель» нужно поместить в циклический блок.

Программирование EV3 на RobotC

Среда программирования RobotC специально разработана для образовательной робототехники. Этот язык может использоваться и новичками, и опытными программистами и является кросс-платформенным. Есть базовый и расширенный режим программирования.

В среде программирования присутствует C-подобный язык и язык RobotC. Язык RobotC – это переходный язык от визуального программирования к текстовым блокам. Для использования RobotC требуется перепрошивка микроконтроллера EV3. Использовать RobotC можно со многими робототехническими платформами. Это такие платформы как :

  • VEX IQ;
  • VEX CORTEX (EDR);
  • VEX PIC (Legacy Support);
  • LEGO MINDSTORMS EV3;
  • LEGO MINDSTORMS NXT;
  • TETRIX;
  • RCX (поддержка прежних версий);
  • UNO Arduino / MEGA 1280, MEGA 2560;

Среда программирования RobotC похожа на среду программирования Visual Studio и имеет интерфейс на английском языке. RobotC является платным с десятидневным бесплатным периодом.

После окончания бесплатного периода нужно приобретать лицензию. Стоимость годовой лицензии:

  • На один компьютер 49 долларов;
  • На шесть рабочих мест 149 долларов;
  • На тридцать рабочих мест 299 долларов.
  • Кроме этого предлагаются бессрочные лицензии.

Операционная система для RobotC должна быть из семейства Microsoft Windows. При помощи среды программирования RobotC можно создавать эффективные программы с использованием сложных математических выражений.

Среда программирования микрокомпьютера EV3

Если зайти в среду программирования микрокомпьютера EV3, то первое что мы увидим будет блок «Начало» и блок «Цикл». Между этими двумя блоками находится вертикально расположенная прерывистая линия, при помощи которой происходит добавление блоков из палитры блоков.

В палитре блоков расположены блоки двух типов:

  • Блоки действия;
  • Блоки ожидания.

Также в палитре блоков находится корзина для удаления ненужного блока из программы.

Блоки действия

Всего в палитре блоков находятся шесть блоков действия:

  1. Экран;
  2. Звук;
  3. Подсветка кнопок;
  4. Средний двигатель;
  5. Большой двигатель;
  6. Рулевое управление – в этом блоке используется два двигателя.

В правом верхнем углу каждого блока действия находится его указатель в виде маленькой стрелки. Блоки действия предназначены для выполнения какого-либо действия. Это может быть включение мотора, изменение цвета подсветки кнопок и прочее.

Блоки ожидания

Имеется одиннадцать блоков ожидания:

  1. Ожидание температуры;
  2. Ожидание показаний энкодера;
  3. Ожидание нажатия управляющей кнопки модуля EV3;
  4. Ожидание времени;
  5. Ожидание ультразвукового датчика;
  6. Ожидание инфракрасного датчика;
  7. Ожидание инфракрасного маяка;
  8. Ожидание датчика гироскопа;
  9. Ожидание датчика касания;
  10. Ожидание датчика освещенности;
  11. Ожидание датчика цвета.

В правом верхнем углу каждого блока ожидания находится его указатель в виде маленьких песочных часов. Блоки ожидания предназначены для ожидания наступления какого-либо события. Это может быть достижение нужных показаний датчиков, нажатие на кнопку и так далее.

Как легко научить ребёнка программировать

Если бы в моем детстве обожаемый мной конструктор LEGO умел то, что умеет сейчас – кто знает, писал бы я сейчас эти строки или занимался бы программированием всерьёз. Знакомит детей одновременно с программированием и с основами робототехники серия конструкторов  LEGO Education WeDo, которая представлена различными наборами.

Некоторые из них назвать “умными” можно только условно, но каждый посвящен различными обучающим сценариям.

Серия WeDo продается на рынке уже несколько лет и успела “подрасти” до версии 2.0, где добавилась беспроводная передача данных по Bluetooth, совместимость с iPad, и обновленное ПО.

К сожалению, между собой версии 1.2 и 2.0 не совместимы. Но с функциональными возможностями все хорошо у обоих версий WeDo – наборы для конструирования, программирования и создания Lego-механизмов больше не прерогатива дорогой серии Mindstorms.

Программа WeDo 1.2 с дополнением Feature Pack 2 занимает около гигабайта места и бесплатно не распространяется. Её можно приобрести на почти архаичном CD. Будем надеяться, что скоро LEGO будет раздавать и предыдущую версию даром (так как сейчас бесплатно доступна версия ПО 2.0). Все материалы переведены на русский язык, а для WeDo 2.0 доступно также приложение для iOS. Дизайн программ унифицирован, в нём минимум текста и много видеороликов — как развлекательных, так и учебных.

«Цикл»

Для того чтобы повторить нужную последовательность кода определенное число раз при соблюдении нужных условий в редакторе Lego Education EV3 предусмотрен программный блок. Фактически он представляет собой контейнер с визуальным кодом. Проверка условий происходит после однократного выполнения кода. Конструкция «Цикл» является алгоритмической структурой типа «while» с постусловием.

Фрагмент программы внутри контейнера будет повторяться. Блоки, не входящие в него повторяться не будут. По завершению произойдет переход к следующим блокам, которые не входят в цикл. Иконка цикла расположена третьей по счету слева во вкладке «Управление операторами». Управление режимами находится в правом нижнем углу пиктограммы.

Программный блок “Цик”л Lego Mindstorms-EV3

Всего есть шестнадцать закладок. Тринадцать из них такие же, как и у блока «Ожидание». Добавлены еще три пункта:

  1. Неограниченный
  2. Подсчет
  3. Логическое значение

В левой части иконки расположен вывод «Параметры цикла». С его помощью можно выполнить подсчет числа повторений, времени, логического значения, типов сравнения, порогового значения и прочее. Введенное значение зависит от заданного режима или от переданного по шине данных значения от выводов других блоков.

Циклы можно вкладывать друг в друга. Если в конструкцию добавляются фрагменты, то размер значка увеличивается. Также размер пиктограммы можно изменять с помощью маркеров, находящихся на границах изображения. Это очень похоже на изменения размера картинки в документе Word.

Обзор среды программирования EV3

Двойным нажатием левой кнопки мыши на иконку LEGO MINDSTORMS Education EV3 запускаем среду программирования EV3. У меня установлено программное обеспечение для педагога т.к. оно дает больше возможностей.

После того, как среда программирования запустится сразу появляется окно – «Что нового в этой версии». Можно прочитать и лучше в левом нижнем углу поставить галочку у надписи «Do not show again for this version».

Теперь каждый раз при запуске ПО это окно не будет появляться. Запустив приложение, мы попадаем в основное окно под названием «Лобби». В окно «Лобби» легко перейти если нажать кнопку «Лобби» в верхнем левом углу.

Внешний вид кнопки похож на панель управления микрокомпьютера EV3. Также в левой верхней части находятся кнопки меню:

  • Файл
  • Редактировать
  • Инструменты
  • Справка

В правой верхней части окна «Лобби» можно увидеть логотип «LabVIEW» и значки:

  • Свернуть
  • Свернуть в окно
  • Закрыть

Также слева в образовательной версии расположены динамические ярлыки, которые открывают доступ к инструкциям, мультимедийным справочным материалам и т.д.

На данный момент в установленной версии есть семь ярлыков из которых четыре активированы и три являются неактивными.

  • Конструкторские проекты
  • Космическое задание
  • Окружающий мир

Также в левом нижнем углу находится кнопка «Просмотр», позволяющая переходить в основное меню и кнопка «Поиск», помогающая по заданным критериям осуществлять поиск проектов.

«Ожидание»

На значке нарисованы песочные часы. С помощью ожидания можно ждать наступления какого-нибудь события. Если это событие наступит, то происходит переход программы к другой части.

Всего есть тринадцать вкладок с типами сенсоров, кнопками, счетчиками и т.д. в блоке ожидания EV3:

  1. Кнопки управления модулем
  2. Датчик цвета
  3. Гироскопический датчик
  4. Инфракрасный датчик
  5. Вращение мотора
  6. Температурный датчик
  7. Таймер
  8. Датчик касания
  9. Ультразвуковой датчик
  10.  Счетчик электроэнергии
  11.  Датчик звука NXT
  12.  Обмен сообщениями
  13.  Время

Блок “Ожидание” Lego Mindstorms EV3

У каждой закладки есть режимы сравнения, изменения или обновления, которые имеют свои подпункты. В целом это мощный инструмент, позволяющий создавать сложные программы, зависящие от конкретных условий.

Пример простой программы микрокомпьютера EV3

Например, стоит задача движения робота с двумя большими моторами вперед пять секунд. Для этого мы выбираем при помощи прерывистой линии переходим в блоки действий и выбираем блок «Рулевое управление». Этот блок выглядит как сдвоенная вращающаяся передняя часть большого мотора. Нажатием на центральную кнопку подтверждаем выбор.

Блок рулевого управления устанавливается между блоком «Начало» и «Цикл». Повторным нажатием на центральную кнопку мы переходим в настройки блока, где нажатием на кнопки «Вверх» и «Вниз» можно изменять направление движения робота. По умолчанию у нас в блоке выбраны большие моторы в портах B и C. Также по умолчанию у нас стоит движение вперед.

Для того, чтобы робот ехал вперед пять секунд нужно добавить блок ожидания времени. Устанавливаем прерывистую стрелочку между блоком «Рулевое управление» и блоком «Цикл» и переходим при помощи кнопок управления модулем в палитру блоков ожидания. Находим блок ожидания времени, который выглядит как часы и выбираем. Нажатием средней кнопки подтверждаем выбор.

Блок «Ожидание времени» устанавливается после блока «Рулевое управление» перед блоком «Цикл». Повторное нажатие центральной кнопки на блоке «Ожидания времени» позволяет зайти в настройку времени. Стрелочками «Вверх» и «Вниз» выбираем значение пять секунд и нажатием на центральную кнопку подтверждаем выбор. В своей программе между блоками можно передвигаться при помощи кнопок «Влево» и «Вправо».

На всякий случай нужно проверить значение блока «Цикл» и при необходимости устанавливаем значение в единицу, для того, чтобы программа выполнилась только один раз. Чтобы запустить программу на выполнение переходим в блок «Начало» и нажимаем центральную кнопку. Робот движется вперед пять секунд, после чего останавливается. Программа выполнена.

Среда программирования EV3

Производители Lego EV3 позаботились о том, чтобы обеспечить владельцев робототехнических конструкторов Lego Mindstorms EV3 бесплатным программным обеспечением. Скачать программное обеспечение EV3 для различных устройств можно с официального сайта Lego.

Также в ПО существуют задания по программированию, которые позволяют быстро научиться программировать роботов EV3. Программное обеспечение является пиктографическим. Оно обеспечивает простое и интуитивно понятное визуальное программирование.

Существенным недостатком является то, что при написании сложных и разветвленных программ, это ПО достаточно сильно грузит систему. При этом слабые компьютеры сильно тормозят. Поэтому желательно иметь компьютеры с хорошими характеристиками. На сайте опубликованы минимально допустимые характеристики компьютеров.

EV3 является целой платформой, которую можно использовать в игровых и образовательных целях. При помощи платформы Lego Mindstorms EV3 можно обучать основам робототехники, программирования, изучать различные алгоритмы. При этом не нужно иметь знаний схемотехники и различных протоколов.

Динамические ярлыки

  1. Начало работы содержит рекомендации по сортировке деталей, их маркировки, начале работы с микроконтроллером EV3. Также в этом разделе есть примеры создания первых простейших программ и схема сборки приводной платформы. Для преподавателей в этом разделе создан PDF файл с советами как эффективно преподавать изучаемый материал.
  2. Новый проект позволяет создать новую программу или новый эксперимент.
  3. Руководства (самоучитель) является подборкой учебных материалов для знакомства пользователей с обучающими программами.
  4. Инструкции по сборке содержат конструкторские идеи с пошаговыми инструкциями для создания роботов. Модели для базового набора помогают собрать четыре базовых модели с использованием основного набора.
  5. Для обладателей основного и ресурсного набора есть инструкции для сборки и программирования еще шести моделей роботов. Перечень деталей Lego содержит два PDF файла с перечнем деталей наборов 45544 и 45560. Это основной и ресурсный набор Lego EV3.

В одной из следующих статей я расскажу о создании нового проекта.

«Начало»

Он всегда расположен в начале и служит для запуска программы на выполнение. На пиктограмме изображена стрелка зеленого цвета. Без него код работать не будет и другие значки не будут активными. В окне редактора если значка «Начало» нет или он не соединен с другими, остальные фрагменты программы выглядят немного замутненными.

Программный блок Лего EV3 Начало

Если добавить еще одну или несколько пиктограмм «Начало» в окно редактора Lego, то можно создать несколько параллельных программ, работающих независимо друг от друга. При отладке каждую подпрограмму можно запустить отдельно. Но при запуске на выполнение все параллельные ветки работают одновременно и автономно.

Палитра блоков. Закладка «Дополнения»

Закладка синего цвета. Блоки программирования в закладке дополнений позволяют значительно расширить возможности робототехнических систем Lego EV3. С их помощью можно организовать совместную работу нескольких роботов. При помощи блока EV3 удаленно управлять другим Lego роботом и многое другое.

Закладка «Дополнения» в палитре блоков состоит из десяти блоков программирования:

  • Блок – «Доступ к файлу»
  • Блок – «Регистрация данных»
  • Блок – «Обмен сообщениями»
  • Блок – «Подключение через Bluetooth»
  • Блок – «Поддерживать в активном состоянии»
  • Блок – «Необработанное значение датчика»
  • Блок – «Нерегулируемый мотор»
  • Блок – «Инвертирование мотора»
  • Блок – «Остановить программу»
  • Блок – «Комментарий»

На начальном этапе изучения программирования роботов Lego EV3 эти блоки не понадобятся. Но с ростом знаний и усложнением решаемых задач без этих блоков будет тяжело обойтись.

Описание блоков в среде WeDo 9580

В юном возрасте мальчишкам и девчонкам очень сложно быть сконцентрированными долгое время. Поэтому уроки по робототехнике базируются на разноплановых действиях для учеников. Одним из этапов учебного процесса является написание программного кода. Для детей предусмотрен особый способ написания программы в виде визуальных блоков Lego. Панель с этими элементами расположена внизу экрана и имеет следующий вид:

В палитре есть крупные блоки — это основные элементы управления и блоки поменьше — это элементы для применения дополнительных параметров к основным блокам. Визуальное написание кода позволяет детям быстро и легко справиться с задачей оживления собранной модели, но для этого нужно знать какой программируемый блок что означает. Для распечатывания инструкции моете скачать ее в формате Word — Описание блоков в среде WeDo 9580

Логика разноцветного деления блоков в среде разработке Lego

  • Темно-зеленые элементы относятся к настройкам двигателя
  • Оранжевые к работе с сенсорами: датчик наклона, движения и датчик звука (эти блоки являются дополнительными условиями к основным элементам программирования)
  • Светло зеленая палитра обозначает элементы дополнительных параметров для программных блоков
  • Красным цветом в среде программирования обозначаются блоки WeDo работающие с музыкой и передающие информацию на экран
  • Для запуска программы используется два разных по сути элемента
    — остальные блоки требуют отдельного описания по каждой позиции

Описание для каждого блока в WeDo 9580

  • Запуск программы нажатием левой кнопкой мышки по блоку
  • Запуск программы нажатием кнопки на клавиатуре (раскладка должна быть на английском языке)
  • Получить сообщение и применить условие
  • Запустить работу электромотора по часовой стрелке
  • Осуществить запуск электродвигателя против часовой стрелки (направление вращения можно изменить, не замещая программный блок путем нажатия левой клавиши мыши по стрелки вращения)
  • Изменить мощность (скорость работы) мотора
  • Полная остановка двигателя
  • Настроить вращение мотора на определенное время
  • Использовать датчик наклона (после соединения с главным блоком, щелкните по датчику и сможете поменять его значения)
  • Подключить датчик расстояния
  • Применить датчик звука
  • Написать текст
  • Ввести число
  • Получить случайное число
  • Использовать информацию с экрана
  • Отправить сообщение
  • Проигрывать музыку (применяется с дополнительным условием в виде числа — номера композиции)
  • Вывести информацию на экран
  • Прибавить, вычесть, разделить или умножить информацию на экране (выбор действия производится путем однократного нажатия на изображенный блок)
  • Вывести на экран изображение
  • Включить диодное освещение
  • Выключить свет
  • Создать цикл (постоянный или периодический повтор написанных визуальных блоков программы и их условий)

Популярное сочетание программных блогов при программировании в Lego WeDo 1.0

  • Изменить мощность электромотора исходя из полученной с датчика расстояния информации в wedo 9580ОПИСАНИЕ:
    Вывести на экран данные полученные с датчика расстояния. Получить данные с экрана и изменить мощность мотора исходя из полученной информации. Повторять программный код неограниченное количество раз.
  • Изменить мощность мотора в зависимости от положения датчика наклонаОПИСАНИЕ:
    Запустить работу мотора по часовой стрелке. Отправить письмо с информацией о значении (положении) датчика наклона. Получить письмо и вывести цифры на экран. Изменить мощность мотора исходя из информации на экране.
  • В стадии наполнения …
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий