Alle ev3-Sensoren haben den richtigen Namen. Verbinden von zwei oder mehr EV3-Steinen. Der Inhalt des Verzeichnisses nach dem Entpacken der Archive darin

- Wen möchten Sie - einen Sohn oder eine Tochter?
- Sohn!
- Wieso den?
- Ich möchte einen ferngesteuerten Hubschrauber !!!

Eine nicht witzige und akkordeonartige Anekdote, aber man kann diese Veröffentlichung nicht einfach nehmen und nicht mit ihm beginnen - er ist in auf die bestmögliche Weise zeigt die Essenz dessen, was im Folgenden besprochen wird. Aus dem Titel hast du jedoch schon verstanden, worum es ging.

Sorgfältig! Veröffentlichen kann einen unwiderstehlichen Wunsch nach einem Sohn auslösen.

Geschichtsunterricht

Die Firma LEGO (der Name kommt von dem dänischen Ausdruck "leg godt", "Spiel mit Vergnügen") braucht keine Einführung - sie wurde bereits 1932 gegründet, obwohl die ersten allen bekannten Plastiksteine ​​viel später, im Jahr 1947, auftauchten Bemerkenswert ist, dass LEGO-Steine, die in diesen Jahren hergestellt wurden, vollständig mit denen kompatibel sind, die heute hergestellt werden.

LEGO Pixar Firmengeschichte zum 80. Jubiläum:

Mittlerweile produziert das Unternehmen rund 20 Milliarden Teile pro Jahr, also mehr als 630 Stück pro Sekunde. Im Strom ausrichten mehr als 600 verschiedene Designer und es ist einfach so, dass die Mindstorms-Serie eine Art Gipfel des technischen Denkens ist, der anspruchsvollste Designer. Kurz gesagt, es ermöglicht Ihnen, vollwertige Roboter für sich selbst zu bauen.

Wie Wikipedia es ausdrückt, ist die Serie Lego-Gedankenstürme wurde erstmals 1998 eingeführt. 8 Jahre später (2006) wurde das LEGO Mindstorms NXT 1.0 Set geboren und bereits 2009 - das LEGO Mindstorms NXT 2.0 Set. Heute reden wir über LEGO Mindstorms EV3- die letzte (dritte) Generation des Konstruktor-Terminators, der vor fast einem Jahr am 4. Januar 2013 vorgestellt wurde (er erschien nur sechs Monate später im Handel).

Unterschiede zwischen EV3 und NXT 2.0

Im Prinzip bleibt der Grundgedanke gleich – die Serie ist für die Montage von programmierbaren Robotern gedacht. Daher stellt sich als erstes die Frage, was sich seit der Veröffentlichung des vorherigen Konstruktors geändert hat und lohnt es sich, einen neuen zu kaufen? Der Hauptunterschied sind die aktualisierten Sensoren / Motoren und vor allem der Smart EV3 Brick (EV steht für EVolution):
Wie Sie sehen, ist der Unterschied ziemlich groß - es wäre seltsam, wenn in 4 Jahren nur die Bildschirmauflösung und ein Satz Aufkleber geändert würden.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die NXT-Serie in mehreren Versionen (in verschiedenen Jahren) verkauft wurde und in verschiedenen Sets, Basic und Resource, präsentiert wurde. Der neue EV3 ist damit einfacher - obwohl er in der Basisversion verkauft wird - (601 Teile), aus dem Sie alles machen können. Wenn Sie möchten, können Sie jedoch ein Basisset (541 Teile) mit zusätzlichen Sensoren und Teilen kaufen (auch auf Teile von gewöhnlichen Designern achtet niemand). Achten Sie übrigens auf die fünfstelligen Teilenummern – auf diese Nummerierung hat das Unternehmen 2013 umgestellt.

Hinsichtlich der Kompatibilität wurde hier alles Mögliche getan. Alle NXT-Sensoren und -Motoren sind EV3-kompatibel und werden als NXT erkannt. EV3-Sensoren funktionieren nicht mit NXT, aber EV3-Motoren scheinen kompatibel zu sein. Ein NXT-Stein kann mit der EV3-Software programmiert werden, aber einige Funktionen sind möglicherweise nicht verfügbar, aber Sie können einen EV3-Stein nicht mit der NXT-Software ohne Lösungen von Drittanbietern programmieren.

In der Kiste

Schon als ich klein war und mit meinen Eltern in die zentrale Kinderwelt (als es noch war), in die Lubjanka ging - schon damals konnte ich die Augen nicht von den Kisten mit LEGO lassen. Damals gab es weder Giktime, noch Habr, aber seitdem sind die Boxen gleich hell und saftig geblieben, auch im Erwachsenenalter aktivieren sie den Speichelfluss) In dieser Hinsicht müssen andere Hersteller noch viel lernen.

Teil der Box ist eigentlich (wenn geschnitten) eine Schiene mit verschiedenen Farbzonen, die für Roboter mit Farbsensoren verwendet werden kann.

Alle Teile sind ordentlich in Beuteln geordnet, das Set enthält eine Anleitung und ein Set Aufkleber. Schauen wir uns kurz an, was im Kit enthalten war.

Mich selber EV3, er ist ein intellektueller Block, er ist das Herz des Systems, er ist ein "Ziegel" oder "Würfel". Dient als Schaltzentrale und Kraftwerk für Ihren Roboter und verfügt über folgende Funktionselemente:

- Multifunktionales Monochrom-Display mit einer Auflösung von 178x128
- Sechs-Tasten-Bedienoberfläche mit Hintergrundbeleuchtungs-Wechselfunktion (3 Farben) zur Anzeige des Betriebsmodus
- 4 Eingänge (1, 2, 3, 4) zum Anschluss von Sensoren
- 4 Ausgangsports (A, B, C, D) für die Befehlsausführung
- 1 Mini-USB-Anschluss zum Anschließen des EV3 an einen Computer
- 1 USB-Host-Port (zum Beispiel zum Verbinden mehrerer EV3s in einer Kette)
- 1 Steckplatz für microSD-Speicherkarten (bis zu 32 GB) - um den verfügbaren EV3-Speicher zu erhöhen
- Eingebauter Lautsprecher

Der EV3-Stein unterstützt auch Bluetooth, WiFi (über den NETGEAR WNA1100 Wireless-N 150 USB-Adapter) und verfügt über eine API für die Kommunikation mit Computern, mit der Sie Programme erstellen und Datenprotokolle direkt auf dem EV3-Mikrocomputer einrichten können.

»Großer EV3-Servomotor (2 Stück)... Entwickelt für die Arbeit mit dem EV3-Mikrocomputer und verfügt über einen integrierten Rotationssensor mit einer Messgenauigkeit von 1 Grad. Mit diesem Sensor kann der Motor mit anderen Motoren verbunden werden, sodass sich der Roboter mit konstanter Geschwindigkeit bewegen kann. Darüber hinaus kann der Rotationssensor in verschiedenen Experimenten verwendet werden, um Distanz- und Geschwindigkeitsdaten genau auszulesen.

- Eingebauter Rotationssensor mit Messgenauigkeit bis zu 1 Grad
- Maximale Drehzahl bis 160-170 U/min
- Maximales Drehmoment 40 Ncm

»Mittleres EV3-Servo. Ideal für Aufgaben, bei denen Geschwindigkeit und Reaktionsfähigkeit sowie die Größe des Roboters wichtiger sind als seine Kapazität.

- Eingebauter Rotationssensor mit Messgenauigkeit bis zu 1 Grad
- Maximale Drehzahl bis 240-250 U/min
- Maximales Drehmoment von 12 Ncm
- Automatische Identifizierung Software EV3

»Farbsensor (EV3). Kann 8 verschiedene Farben erkennen, kann aber auch als Lichtsensor verwendet werden.

- Misst reflektiertes Rotlicht und Umgebungslicht von völliger Dunkelheit bis zu hellem Sonnenlicht
- Behebt und definiert 8 Farben
- Abtastrate bis 1 kHz
- Automatische Identifizierung durch EV3-Software

»Berührungssensor (EV3). Ermöglicht dem Roboter, auf Berührungen zu reagieren, erkennt drei Situationen: berühren, klicken und loslassen. Es ist auch in der Lage, die Anzahl der Klicks zu bestimmen, sowohl einzelne als auch mehrere.

»Digitaler IR-Sensor (EV3). Um die Annäherung des Roboters zu bestimmen. Auch in der Lage, IR-Signale von einem IR-Beacon zu erfassen, was die Erstellung von ferngesteuerten Robotern ermöglicht, Navigationssysteme Hindernisse zu überwinden.

- Messungen der Annäherung / Entfernung in einem Radius von 50-70 cm
- Erfassungsradius von IR-Signalen bis zu 2 Meter
- Bis zu 4 einzelne Signalempfangskanäle
- Empfangen Sie IR-Fernsteuerungsbefehle
- Automatische Identifizierung durch EV3-Software

»Infrarot-Fernsender. Entwickelt für die Verwendung mit dem EV3-IR-Sensor. Die Bake sendet ein vom Sensor erfasstes IR-Signal aus - kann als Fernbedienung verwendet werden Fernbedienung den EV3-Mikrocomputer durch die Übertragung von Signalen an den IR-Sensor.

- Bis zu 4 einzelne Signalübertragungskanäle (Schalter direkt am Körper)
- Hat einen Knopf und einen Kippschalter für Ein/Aus
- Wenn die IR-Bake funktioniert, leuchtet die grüne LED
– Automatische Abschaltung bei Leerlauf von mehr als 1 Stunde
- Aktionsradius bis zu 2 Meter

Eine separate Tasche enthält Kabel zum Anschluss von Sensoren und Motoren an den Cube sowie ein USB-Kabel zum Anschluss des Cubes an einen Computer.

Es ist erwähnenswert zwei wichtige Punkte... Erstens gibt es andere Lego-Sensoren wie:

»Kreiselsensor (EV3). Der digitale Kreiselsensor EV3 misst die Drehbewegung des Roboters und erkennt Änderungen seiner Bewegung und Position. Winkelmessmodus mit einer Genauigkeit von ± 3 Grad; das eingebaute Gyroskop erkennt Drehungen mit einem Drehmoment von bis zu 440 Grad / s; Abtastrate bis zu 1 kHz.

»Ultraschallsensor (EV3). Erzeugt Schallwellen und zeichnet deren Reflexionen von Objekten auf und misst so die Entfernung zu Objekten. Kann auch im Sonarmodus verwendet werden und einzelne Wellen aussenden. Es kann Schallwellen einfangen, die die Ausführung von Programmen auslösen. Misst Entfernungen von 1 bis 250 cm und die Messgenauigkeit beträgt ± 1 cm.

Und zweitens werden Sensoren und weiteres Zubehör von Drittherstellern wie HiTechnic und Mindsensors unterstützt – sie bieten alle Arten von Joysticks, Infrarot-Entfernungssensoren, Magnetsensoren, Kompasse, Gyroskope, Beschleunigungsmesser, Timer, Multiplexer, Kugelgelenke etc. Wenn Sie also die Frage stellen, können Sie viele interessante Dinge finden.

Im Allgemeinen ist LEGO, wie Sie bereits verstanden haben, für echte Kerle!

Erstes Modell

Dem Set liegt eine Papierbauanleitung bei, nach der Sie ein einzelnes Modell zusammenbauen können - eine Art selbstfahrendes Kettenfahrzeug.

Zuerst war ich überrascht, denn selbst in den einfachsten Sets (Serien wie LEGO Creator) gibt es immer mehrere Anleitungen, und dann bereuen sie plötzlich das Papier oder sie fanden keinen Platz in der Box. Es stellte sich heraus ... dass nur auf der offiziellen Website vorgeschlagen wird, 17 verschiedene Roboter aus einem Teilesatz zusammenzubauen! Daher wären 17 Anleitungen in einer Box wirklich überflüssig (sowohl für die Logistik als auch für die Wälder der Natur). Die Roboter heißen EV3RSTORM, GRIPP3R, R3PTAR, SPIK3R und TRACK3R. ROBODOZ3R, BANNER PRINT3R, EV3MEG, BOBB3, MR-B3AM, RAC3 TRUCK, KRAZ3, EV3D4, EL3CTRIC GUITAR, DINOR3X, WACK3M und EV3GAME - Anleitungen für diese müssen aus dem Internet heruntergeladen werden, sowie Software zum Verbinden von EV3 mit ein Computer.

Die Anleitung ist am ausführlichsten, es ist schwer zu vermasseln. Der Sohn sagte dass die Teile in den Tüten nicht sehr gut verpackt sind - auf der allerersten Seite müssen Sie möglicherweise 3 verschiedene Tüten öffnen, aber das sind auch Kleinigkeiten.

Der EV3-Cube muss mit Strom versorgt werden, wofür Sie einen Akku (nicht im Lieferumfang enthalten) oder 6 AA-Batterien verwenden können. Vorausschauend - 2 weitere Batterien (aber schon kleine Finger) werden benötigt, um das IR-Beacon (auch bekannt als die Fernbedienung) mit Strom zu versorgen.

Das Kind (7 Jahre alt) baute das erste Modell in etwa 30 Minuten zusammen.

Der Vorgang stellte sich als nicht so spannend heraus wie zum Beispiel das Zusammenbauen von LEGO Technics Modellen – die Bauanleitung deutet darauf hin, dass der Zusammenbau bei weitem nicht der interessanteste Roboter ist: Es gibt nur große Teile, darunter fast alle Sensoren und Motoren, anscheinend um die Arbeit zu demonstrieren von jedem von ihnen.

Aber das Ergebnis übertraf alle Erwartungen der Kinder - zum ersten Mal baute er ein Modell zusammen, das sich selbst bewegen konnte: hin und her, drehen, auf der Stelle drehen, mit Tentakeln verdrehen ...

Der Start erfolgt vom EV3-Würfel aus durch Drücken einiger Tasten auf der Vorderseite. Einige Aktionen lassen sich direkt auf dem Würfel programmieren: Anzahl der Iterationen wählen, Tonsignal einrichten usw. - man kann nicht alles in einem Artikel erzählen, Rauchanleitungen.

Software

Es war nicht erforderlich, das obige Modell über einen Computer zu programmieren. Nichtsdestotrotz gibt es eine solche Möglichkeit, während auf unterschiedlichen Niveaus von Hardcore.

Am einfachsten ist es für ein Kind, mit der vom Hersteller angebotenen Software zu starten, die sowohl für Windows als auch für OS X verfügbar ist. Im zweiten Fall wiegt das Distributions-Kit 666 MB und installierte Anwendung wird ein Gigabyte beanspruchen. Es heißt LEGO Mindstorms EV3 Home Edition und wurde in Zusammenarbeit mit der berüchtigten Firma LabView entwickelt. Die LEGO-Website bietet einige Programmier-Tutorials.

Unmittelbar nach dem Start erscheint vor uns eine interaktive "Garage" von Robotern, die sich aus einem Set zusammenbauen lässt:




Wir wählen diejenige aus, die uns gefällt und beginnen mit dem Sammeln: Wir sehen eine interaktive Montageanleitung, Videos sowie eine Auswahl verschiedener Missionen, die mit dem zusammengebauten Roboter ausgeführt werden können. Deshalb wog die Verteilung so viel.








Ich sehe keinen Grund, alles im Detail zu beschreiben: Sie werden die Anwendung selbst schneller herunterladen und sehen, was da ist und auf welchem ​​​​Level. Es sei denn, ich nenne einen der Nachteile, an die ich mich am meisten erinnere: Die Benutzeroberfläche ist nicht die freundlichste (insbesondere für Kinder) - die Anwendung riecht nach Bankkunde.

Anzumerken ist noch einmal, dass der EV3-Cube in Operationssälen über ein Smartphone gesteuert werden kann. Android-Systeme oder iOS, für die es separate Anwendungen gibt.

Wem das alles nicht reicht, der kann den Hardcore-Grad erhöhen. Es gibt verschiedene Firmwares für den EV3-Cube, mit denen Sie seine Fähigkeiten, Geschwindigkeit usw. erweitern können. Zum Beispiel, alternative Firmware leJOS EV3 ist eine Firmware mit jvm, mit der Sie den EV3 in der Sprache Java programmieren können. Möchten Sie in einer anderen Sprache? Ok Google - Sie haben fast 60 Optionen zur Auswahl: ASM / C / C ++ / Perl / Python / Ruby / VB / Haskell / Lisp / Matlab / LabVIEW und vieles mehr.

Ich werde aus mehreren Gründen nicht näher darauf eingehen: Erstens ist der Programmierer von mir völlig falsch (alle Hoffnungen für meinen Sohn), und zweitens haben wir es bisher nur geschafft, ein Modell zusammenzubauen (und am Wochenende werden wir es tun .) nimm den zweiten) und den dritten - du hast diesen Designer bereits bestellt und wirst bald alles selbst herausfinden ;) Aber im Ernst, der Artikel ist schon riesig - es ist besser, zwei Referenzen zu studieren: eins und zwei.

Ein weiteres großes Plus sind die LEGO Communities, die auf der ganzen Welt voll sind. Sie können sicher sein, dass Sie in jeder Phase des Experimentierens mit Robotern immer Gleichgesinnte und diejenigen finden, die bei der Lösung des Problems helfen können. Neben befreundeten Communities werden im Internet eine Vielzahl unterschiedlicher Anleitungen, Modelle, Quellen, Videos und Schulungsmaterialien gepostet. All dies bedeutet eines: Mit Mindstorms wird Ihnen nicht langweilig.

Vorteile und Nachteile

Die Produkte der Firma LEGO sind seit mehreren Jahren für ihre Qualität bekannt, daher gibt es diesbezüglich keine Beschwerden: eine spektakuläre Box, Teile, Aufkleber, Anleitung - alles ist bis ins kleinste Detail ausgearbeitet. Deshalb erlaube ich mir, die Augen vor all den "kleinen Pluspunkten" gegenüber einem großen zu verschließen: die Vielfalt der Kombinationsmöglichkeiten von Designs, die bereits aus einem Standard-Set möglich sind (über zusätzliches muss nicht gesprochen werden) Sets) ist nur durch Ihre Vorstellungskraft begrenzt. Die Möglichkeit, das zusammengebaute Modell auf unterschiedliche Weise zu programmieren, ist ein weiteres Plus, das in der Tat viel mehr ist, als es auf den ersten Blick erscheint.

Aber von den wirklich erheblichen Nachteilen fand ich nur einen: den Preis. Im Sommer konnte LEGO Mindstorms EV3 für 14-15.000 gekauft werden, aber der schnelle Anstieg der Rate des immergrünen Präsidenten erhöhte den Preis auf 17.000. Jemand wird sagen: „ ja, cooler Konstrukteur ... ABER TEUER F!„Und er wird Recht haben. Als ich das Kit und seine Fähigkeiten studierte, war ich überwältigt von der Menge der Ressourcen, die in seine Erstellung investiert wurden. Ich verstehe, dass es eine Menge Elektronik und alles andere gibt ... aber immer noch kann ich mich mit solchen Kosten für den Konstrukteur nicht abfinden. Für dieses Geld können Sie eine Person aus dem Gefängnis holen (c) viele andere Geschenke auswählen: einen Quadrocopter, ein funkgesteuertes ICE-Modell, ein Elektromotorrad in Originalgröße, ein Ausbildungsjahr im Sportbereich, ein Tablet .. .und vieles mehr! Aber man kann jederzeit Sport treiben und es scheint kein Geschenk zu sein, und derselbe Quadrocopter wird bis zur ersten schweren Panne summen. Lego ist in dieser Hinsicht ein viel länger anhaltendes Geschenk, das das Geschäftliche mit dem Vergnügen verbindet, mit unrealistisch großem Potenzial. Ja, Sie können auch auf demselben Tablet programmieren lernen, aber wenn Sie das Ergebnis Ihrer Arbeit nicht mehr mit den Händen spüren können, ist es nicht mehr so ​​aufregend. Entscheiden Sie daher selbst.

Oh ja. Der Hersteller positioniert dieses Set für Kinder ab 10 Jahren, aber auch ein 7-jähriges Kind interessierte sich für das Spielen - der Prozess der rasanten Entwicklung begann. Wieviel denkst du diese Männer und wann kaufen sie ihren ersten Porsche?)

Das Ende

Jeder von uns verbindet das neue Jahr mit Schneewittchen, einem Weihnachtsbaum, Mandarinen, einer Schüssel Olivier und natürlich Geschenken. Und wenn wir über Kinder sprechen, dann stehen ihre Gaben bei weitem, oooo, nicht an letzter Stelle auf dieser Liste. Und wenn Ihr Sohn erwachsen wird, können Sie nicht einmal daran zweifeln, dass dieser Baumeister unter dem Baum ihn zum Freudenkreischen der Schweine bringen wird. Und wenn man bedenkt, dass Sie nach dem Silvesterfeuerwerk fast eine Woche Zeit haben, mit Ihrem Kind tiefer in die Würfel und Drähte zu graben ... kaufen Sie sein Kind, oder?

Frohes Neues Jahr!

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Wählen Sie mithilfe der Modusauswahl den Text- oder Grafiktyp aus, den Sie anzeigen möchten. Nach Auswahl des Modus können Sie die Eingabewerte auswählen. Die verfügbaren Eingänge variieren je nach Modus. Die Modi und Eingänge werden unten beschrieben.

Sie können auf die Schaltfläche Vorschau klicken, um eine Vorschau dessen anzuzeigen, was der Anzeigeblock auf dem EV3-Bildschirm anzeigt. Sie können die Vorschau geöffnet lassen, während Sie die Eingabewerte für den Block auswählen.

Bildschirmkoordinaten

Viele der Anzeigeblockmodi verwenden X- und Y-Koordinaten, um ein Element zu lokalisieren. Koordinaten bestimmen die Position der Pixel auf dem Bildschirm des EV3-Steins. Die Position (0, 0) befindet sich in der oberen linken Ecke des Bildschirms, wie in der Abbildung unten gezeigt.

Bildschirmabmessungen: 178 Pixel breit und 128 Pixel hoch. Der Bereich der X-Koordinaten reicht von 0 links auf dem Bildschirm bis 177 rechts. Der Bereich der Y-Koordinaten reicht von 0 oben bis 127 unten.

Tipps und Hinweise

Sie können die Schaltfläche Vorschau in der oberen linken Ecke des Anzeigeblocks verwenden, um die richtigen Bildschirmkoordinaten zu finden.

Text - Pixel

Text - Der Pixel-Modus ermöglicht es dir, Text überall auf dem Bildschirm des EV3-Steins anzuzeigen.

Fenster Einstellungen zurücksetzen

Der Modus „Fenster zurücksetzen“ kehrt den Bildschirm des EV3-Steins auf den Standard-Informationsbildschirm zurück, der angezeigt wird, während das Programm ausgeführt wird. Dieser Bildschirm zeigt den Programmnamen und andere Informationen an Rückmeldung... Wenn Sie ein Programm auf dem EV3-Stein ausführen, wird dieser Bildschirm angezeigt, bis der erste Bildschirmblock des Programms ausgeführt wird.

Angezeigte Elemente sichtbar machen

Nach Abschluss des EV3-Programms wird der EV3-Stein-Bildschirm gelöscht und zum EV3-Stein-Menübildschirm zurückgekehrt. Alle vom Programm angezeigten Texte oder Grafiken werden gelöscht. Wenn Ihr Programm beispielsweise nur einen Block "Screen" hat und sonst nichts, dann wird der Bildschirm sofort nach Programmende so schnell gelöscht, dass Sie die Ergebnisse des Blocks "Screen" nicht sehen.

Wenn Sie möchten, dass der Bildschirm nach dem Programmende angezeigt wird, müssen Sie am Ende des Programms einen Block hinzufügen, um einen sofortigen Programmabbruch zu vermeiden, wie in den folgenden Beispielen gezeigt.

Mehrere Elemente anzeigen

Wenn Sie mehrere Text- oder Grafikelemente gleichzeitig auf dem Bildschirm anzeigen möchten, ist es wichtig, den Bildschirm des EV3-Steins nicht zwischen den Elementen zu löschen. Jeder Modus des Bausteins "Bild" besitzt einen Eingang "Bild löschen". Wenn Clear Screen true ist, wird der gesamte Bildschirm gelöscht, bevor das Element angezeigt wird. Das bedeutet, dass Sie zum Anzeigen mehrerer Elemente Clear Screen für jeden Screen-Block außer dem ersten auf False setzen müssen.

Zahlen anzeigen

Zum Anzeigen numerischer Wert Verbinden Sie in Ihrem Programm den Datenbus mit dem Eingang "Text" des Bausteins "Text anzeigen". Numerischer Datenbus wird mithilfe der Datenbustypkonvertierung automatisch in Text umgewandelt (mehr genaue Information siehe Sektion

USB-Anschluss

LEGO Mindstorms EV3 kann über eine USB-Verbindung mit einem PC oder einem anderen EV3 verbunden werden. Verbindungsgeschwindigkeit und Stabilität in in diesem Fall besser als jede andere Methode, einschließlich Bluetooth.

LEGO Mindstorms EV3 hat zwei USB-Anschlüsse.

Daisy-Chain-Kommunikation zwischen LEGO EV3 und anderen LEGO EV3-Steinen.

Der Daisy-Chain-Modus verbindet zwei oder mehr LEGO EV3-Steine.

Dieser Modus:

• entworfen, um mehr als einen LEGO Mindstorms EV3 zu verbinden;
• dient der Verbindung mehr Sensoren, Motoren und andere Geräte;
• ermöglicht die Kommunikation zwischen mehreren LEGO Mindstorms EV3s (bis zu 4), wodurch wir bis zu 16 externe Ports und die gleiche Anzahl interner Ports haben;
• macht es möglich, die gesamte Kette aus dem Haupt-LEGO Mindstorms EV3 zu verwalten;
• kann nicht funktionieren, wenn aktiv WiFi Verbindung oder Bluetooth.

Um den Loop-Verbindungsmodus zu aktivieren, gehen Sie zum Fenster mit den Projekteinstellungen und aktivieren Sie das Kontrollkästchen.

Wenn dieser Modus ausgewählt ist, können wir für jeden Motor den zu verwendenden EV3-Stein und die erforderlichen Sensoren auswählen.

Die folgende Tabelle zeigt die Optionen für die Verwendung der EV3-Steine:

Handlung	Mittelmotor
	Großer Motor
	Lenkung
	Unabhängige Geschäftsführung
	Gyroskopisch
	Infrarot
	Ultraschall
	Motordrehung
	Temperaturen
	Energiezähler
	Klang

Bluetooth-Verbindung

Bluetooth ermöglicht es LEGO Mindstorms EV3, sich mit PCs, anderen LEGO Mindstorms EV3, Smartphones und anderen Bluetooth-Geräten zu verbinden. Die Kommunikationsreichweite über Bluetooth beträgt bis zu 25 m.

Bis zu 7 Blöcke können mit einem LEGO Mindstorms EV3 verbunden werden. Mit dem EV3-Master-Stein können Sie Nachrichten für jeden EV3-Slave senden und empfangen. EV3-Slaves können nur Nachrichten an den Master-EV3-Stein senden, nicht untereinander.

EV3-Bluetooth-Verbindungssequenz

Um zwei oder mehr EV3-Steine ​​über Bluetooth miteinander zu verbinden, folge diesen Schritten:

1. Öffnen Sie eine Registerkarte Anpassung.

2. Wählen Sie Bluetooth und drücken Sie die mittlere Taste.

3. Wir setzen Kontrollkästchen Sichtweite Bluetooth.

4. Überprüfen Sie, ob das Bluetooth-Zeichen ("<") виден на верхней левой стороне.

5. Befolge das obige Verfahren für die gewünschte Anzahl von EV3-Steinen.

6. Rufen Sie die Registerkarte Verbindung auf:

7. Klicken Sie auf die Schaltfläche Suchen:

8. Wählen Sie den EV3 aus, zu dem Sie eine Verbindung herstellen möchten (oder zu dem Sie eine Verbindung herstellen möchten) und drücken Sie die mittlere Taste.

9. Wir verbinden einen und den zweiten Block mit einem Zugangsschlüssel.

Wenn alles richtig gemacht wurde, wird die "<>", kannst du andere EV3-Steine ​​auf die gleiche Weise verbinden, wenn mehr als zwei vorhanden sind.

Wenn Sie LEGO EV3 ausschalten, geht die Verbindung verloren und Sie müssen alle Punkte wiederholen.

Wichtig: Für jeden Block muss ein eigenes Programm geschrieben werden.

Beispielprogramm:

Erster Block: Wenn du einen Berührungssensor drückst, überträgt der erste EV3-Stein Text nach einer Verzögerung von 3 Sekunden an den zweiten Block (Master-Block).

Beispielprogramm für Block 2:

Der zweite Block wartet auf die Annahme des Textes aus dem ersten Block, und sobald er diesen empfängt, zeigt er das Wort (in unserem Beispiel ist dies das Wort "Hallo") für 10 Sekunden an (untergeordneter Block).

WiFi Verbindung

Eine Kommunikation über größere Entfernungen ist möglich, indem der Wi-Fi-Dongle an einen USB-Anschluss des EV3 angeschlossen wird.

Um Wi-Fi zu verwenden, musst du einen dedizierten Brick auf dem EV3-Stein mit einem USB-Anschluss installieren (Wi-Fi-Adapter (Netgear N150 Wireless Adapter (WNA1100)) oder du kannst auch einen Wi-Fi-Dongle anschließen.

Dieser Artikel konzentriert sich auf die neue Version des Konstruktors - LEGO Mindstorms Education EV3. Aber bevor wir über die Neuerungen in EV3 sprechen, werfen wir einen genaueren Blick auf die LEGO Mindstorms Konstrukteursserie.

LEGO Mindstorms ist ein Roboterbaukasten für Kinder ab 10 Jahren. Als Bausteine ​​für den Roboter dienen LEGO Technis Teile - viele kennen sie schon von den Konstrukteuren "Technik und Physik", "Pneumatik". Aber das Skelett eines Roboters zu bauen reicht nicht aus: Es muss ihm „beigebracht“ werden, Informationen aus der Umgebung zu empfangen und darauf zu reagieren. Dazu werden spezielle Geräte verwendet - Sensoren: Mit ihnen können Sie Farbe, Beleuchtung, Entfernung zu nahen Objekten und vieles mehr bestimmen. Der Roboter kann mit Hilfe von Motoren auf „Reize“ reagieren – entweder irgendwohin gehen oder etwas tun – zum Beispiel dem Täter in den Finger beißen. Und das „Gehirn“ des Roboters ist eine spezielle programmierbare Einheit, an die alle Motoren und Sensoren angeschlossen sind.

Kommen wir zur Zusammenstellung des LEGO Mindstorms EV3-Sets. Folgendes ist im Bildungspaket enthalten:

• 1 programmierbarer Block
• 3 Motoren:
• 2 große Motoren
• 1 mittlerer Motor
• 5 Sensoren:
• 2 Berührungssensoren
• 1 Farbsensor
• 1 Ultraschall-Distanzsensor
• 1 Gyroskop
• Roboterbatterie
• 528 Lego-Technik-Teile

Sensoren und Motoren

Schauen wir uns an, was sich in EV3 im Vergleich zur älteren Version der NXT geändert hat.

Das Set enthält 3 Motoren, von denen sich jedoch einer sowohl in der Größe als auch in den technischen Eigenschaften unterscheidet.

Der Schallsensor wurde durch ein Gyroskop ersetzt. Der Rest der Sensortypen bleibt gleich.

Ein weiteres Feature ist die automatische Erkennung von Sensoren und Motoren, wenn sie mit dem Block verbunden sind - ich werde auf diese Funktion im Abschnitt über die neue EV3-Programmierumgebung eingehen.

Nachfolgend werden die Eigenschaften der Sensoren und Motoren dargestellt.

Sehr ähnlich dem Sensor der Vorgängerversion. Es erkennt, wenn eine Taste gedrückt oder losgelassen wird, und kann auch einzelnes oder mehrfaches Drücken zählen.

Farbsensor

Der EV3-Farbsensor erkennt 7 Farben und kann Farbmangel erkennen. Wie in der vorherigen Version kann es als Lichtsensor arbeiten.

• Misst reflektiertes Rotlicht und Umgebungslicht
• Kann zwischen Weiß und Schwarz oder Farben unterscheiden: Blau, Grün, Gelb, Rot, Weiß und Braun
• Betriebsfrequenz: 1 kHz

Gyroskop

Der EV3-Gyrosensor misst die Drehbewegung des Roboters und Positionsänderungen.

• Kann zur Ermittlung der aktuellen Drehrichtung verwendet werden
• Genauigkeit: +/- 3 Grad bei 90 Grad Drehung (im Neigungsmessmodus)
• Kann maximal 440 Grad / s erkennen (im Kreiselmodus)
• Betriebsfrequenz: 1 kHz

Ultraschall-Distanzsensor

Neben der Hauptfunktion des EV3-Ultraschallsensors wurde eine weitere hinzugefügt - er kann auch die Ultraschallschwingungen anderer Ultraschallsensoren "hören".

• Es kann Entfernungen im Bereich von 3 - 250 cm messen.
• Messgenauigkeit: +/- 1 cm
• Auflösung des Messergebnisses: 0,1 cm.
• Kann verwendet werden, um nach anderen aktiven Ultraschallsensoren zu suchen (Hörmodus)
• Rote LED-Beleuchtung um die "Augen"

Großer Motor

Der große EV3-Servomotor ist der vorherigen Version des NXT-Motors sehr ähnlich, aber das Motorgehäuse ist etwas größer (er belegt tatsächlich 14x7x5 Löcher im Vergleich zu den früheren 14x6x5). Außerdem wurden die Befestigungspunkte der Motoren und deren Typ geändert.

• Höchstgeschwindigkeit - 160 - 170 U/min.
• Drehmoment einstellen - 40 N / cm
• Das tatsächliche Drehmoment beträgt 20 N/cm.

Mittelmotor

Der EV3 Medium Servo Motor basiert auf einem Power Function Motor gleicher Baugröße. Lediglich der Drehwinkelsensor und die Anschlussbuchse benötigten zusätzlichen Platz. Dieser Motor ist perfekt für niedrige Lasten und hohe Geschwindigkeiten.

• Höchstgeschwindigkeit - 240-250 U/min.
• Drehmoment einstellen - 12 N / cm
• Das tatsächliche Drehmoment beträgt 8 N/cm.
• Eingebauter Winkelsensor (Encoder) des Motors mit einer Genauigkeit von 1 Grad

NXT-Sensoren, -Motoren und -Kabel sind EV3-kompatibel, sodass alle zuvor gebauten Roboter von der neuen Einheit gesteuert werden können.

Programmierbarer EV3-Stein

Auch der Mikrocomputer EV3 hat sich stark verändert. Im Vergleich zum NXT hat der EV3-Block einen schnelleren Prozessor, mehr Speicher. Die EV3-Block-Firmware basiert auf dem freien Linux-Betriebssystem, wodurch es möglich ist, eine eigene Firmware für den Block zu erstellen. Es ist jetzt möglich, den Roboter nicht nur über USB und Bluetooth, sondern auch über WLAN mit einem Computer zu verbinden. Roboter können auch über USB, Bluetooth und Wi-Fi miteinander kommunizieren.

Nachfolgend finden Sie eine Vergleichstabelle der NXT- und EV3-Spezifikationen:

	NXT	EV3
Zentralprozessor	Atmel 32-Bit ARM AT91SAM7S256 48 MHz 256 KB FLASH-Speicher 64 KB RAM-Speicher	ARM9 300 MHz 16 MB Flash-Speicher 64 MB RAM-Speicher
Co-Prozessor	Atmel 8-Bit ARM AVR, ATmega48 8 MHz 4 KB FLASH-Speicher 512 Byte RAM-Speicher	abwesend
Operationssystem	Proprietär	Linux
Eingangsports (für Sensoren)	4 Anschlüsse Unterstützt analoge, digitale Sensoren Baudrate: 9600 bps (I2C)	4 Anschlüsse Unterstützt analoge, digitale Sensoren Baudrate: bis zu 460,8 Kbit/s (UART)
Ausgangsanschlüsse (für Motoren)	3 Anschlüsse	4 Anschlüsse
USB-Datenübertragung	Full-Speed-Modus im Einsatz: 12 Mbit/s	Verwendeter Hochgeschwindigkeitsmodus: 480 Mbit/s
Anschließen von USB-Geräten	Keine Möglichkeit	Serieller Anschluss von bis zu 3 Geräten möglich, einschließlich WLAN-Netzwerkkarten und Flash-Karten
SD-Kartenleser	Abwesend	Unterstützt miniSD-Karten, maximale Kapazität 32 GB
Verbindung mit Mobilgeräten	Verbindung zu Android OS Geräten ist möglich	Kann mit Android- und iOS-Geräten (iPhone, iPad) verbunden werden
Bildschirm	LCD, monochrom 100 * 64 Pixel	LCD, monochrom 178 * 128 Pixel
Interaktion	Bluetooth USB 2.0	Bluetooth v2.1 DER USB 2.0 (bei Anschluss an einen PC USB 1.1 (wenn mehrere Geräte in Reihe geschaltet werden) W-lan

Programmierumgebung

Der EV3 wird mit einer neuen LabView-basierten grafischen Entwicklungsumgebung ähnlich dem NXT-G geliefert. Es funktioniert wie das NXT-G auf Windows- und Mac-Betriebssystemen.

Die EV3-Entwicklungsumgebung wurde stark verbessert. Jetzt können alle Materialien für den Roboter: Programme für den Roboter, Dokumentationen, Versuchsergebnisse, Fotos und Videos - im Projekt hinterlegt werden. Außerdem wurde ein Zoom-Tool hinzugefügt, mit dem Sie das Programm skalieren können, um beispielsweise das gesamte Programm in seiner Gesamtheit anzuzeigen. Es ist erwähnenswert, dass der NXT-Block mit der neuen EV3-Umgebung programmiert werden kann, der alte Block jedoch nicht alle Funktionen der neuen Programmiersprache unterstützt.

Lassen Sie uns die wichtigsten Neuerungen in der EV3-Programmierumgebung auflisten:

• Enge Integration der Programmierumgebung mit dem Baustein:
• Eine spezielle Seite mit angeschlossenen Geräten hinzugefügt. Es ermöglicht Ihnen, den Status des EV3-Blocks zu überwachen und Werte von den Sensoren in Echtzeit zu empfangen.
• Sensoren und Motoren werden dank Auto-ID-Funktion beim Anschließen automatisch erkannt. Auf diese Weise können Sie nicht angeben, dass der oder der Sensor oder Motor an dem und dem Port angeschlossen ist.
• Neuer Debug-Modus:
• Während das Programm läuft, wird der gerade ausgeführte Block hervorgehoben. Auf diese Weise können Sie das Verhalten des Programms genau verstehen.
• Wenn an dieser Schnittstelle ein weiterer Sensor oder Motor angeschlossen ist, leuchtet ein spezielles Symbol auf der Bedieneinheit.
• Möglichkeit hinzugefügt, über Datenleitungen übertragene Werte anzuzeigen.
• Neue Features von Softwarebausteinen:
• Die Kopplung der Blöcke ermöglichte es, den "Ausführungsbalken", auf dem sich die Blöcke in der NXT-G-Umgebung befanden, aufzugeben.
• Blöcke haben kein solches Konzept wie ein Anpassungsfenster - das Verhalten ist jetzt direkt am Block anpassbar, was zu einer Vergrößerung ihrer Größe führt. Das Programm ist jetzt viel einfacher zu lesen - Sie sehen sofort, wie die Sensoren und Motoren konfiguriert sind.
• Es gibt jetzt Blöcke "Warten auf Änderung", die es ermöglichen, auf die Tatsache einer Wertänderung zu reagieren, und nicht wie beim NXT-G auf eine Änderung auf einen bestimmten Wert.
• Verbesserungen bei der Block-zu-Block-Datenübertragung ermöglichen eine einfachere Typkonvertierung (man muss beispielsweise eine Zahl in eine Zeichenfolge nicht mehr manuell konvertieren).
• Die Möglichkeit, mit Arrays zu arbeiten, wurde hinzugefügt.
• Ein vorzeitiger Ausstieg aus dem Zyklus ist möglich geworden.

Neben der neuen Programmiersprache gibt es Programme für Android und iPhone\iPad zur Steuerung des Roboters. Außerdem wurde auf Basis von Autodesk Invertor Publisher ein Programm zum Erstellen und Anzeigen von schrittweisen 3D-Anleitungen erstellt. In diesem Programm können Sie das Modell in jeder Phase der Montage skalieren und drehen, wodurch Sie komplexere Roboter nach Anweisungen bauen können.

Einfache Roboter

Das Lernset enthält eine Anleitung zum Zusammenbau von 5 Robotern:

Farbsortierer
Die klassische Aufgabe, Objekte (in diesem Fall Lego-Teile) nach Farbe zu sortieren.

Gyro Junge
Segway-Roboter, der ein Gyroskop zum Balancieren verwendet.

Hündchen
Roboterhund, der gestreichelt, gefüttert werden kann. Sie weiß auch, wie man schläft und sich erleichtert :) Erinnert an ein Tamagotchi.

Robo-Hand
Ermöglicht das Verschieben von Elementen.

Für das EV3-Set wurde ein LEGO MINDSTORMS Education EV3-Ressourcenset vorbereitet, mit dem Sie andere Modelle aus neuen Teilen zusammenbauen können.

Beim Verfassen des Artikels wurden Materialien aus dem Blog nnxt.blogspot.com verwendet.

Wenn Ihnen wie uns die Fähigkeiten von Standard-EV3-Sensoren fehlen, 4 Anschlüsse für Sensoren in Ihren Robotern nicht ausreichen oder Sie exotische Peripherie an Ihren Roboter anschließen möchten, ist dieser Artikel für Sie. Vertrauen Sie mir, ein DIY-EV3-Sensor ist einfacher, als es sich anhört. Ein "Lautstärkeregler" aus einem alten Radio oder ein Paar Nägel, die in einem Blumentopf als Bodenfeuchtesensor in die Erde gesteckt werden, sind perfekt für ein Experiment.

Überraschenderweise verbirgt jeder EV3-Sensor-Port eine Reihe verschiedener Protokolle, hauptsächlich aus Gründen der Kompatibilität mit NXT- und Drittanbietersensoren. Schauen wir uns an, wie das EV3-Kabel funktioniert

Seltsam, aber das rote Kabel ist Masse (GND), grün ist das Plus des 4,3V Netzteils. Das blaue Kabel ist gleichzeitig SDA für den I2C-Bus und TX für das UART-Protokoll. Außerdem ist das blaue Kabel der Analog-Digital-Wandler-Eingang für den EV3. Der gelbe Draht ist sowohl SCL für den I2C-Bus als auch RX für das UART-Protokoll. Weißes Kabel - A/D-Wandlereingang für NXT-Sensoren. Schwarz - digitaler Eingang, für NXT-kompatible Sensoren - dupliziert GND. Nicht einfach, nicht wahr? Gehen wir der Reihe nach vor.

Analogeingang EV3

Jeder Sensorport verfügt über einen Analog-Digital-Wandlerkanal. Es wird für Sensoren wie Berührungssensor (Taster), NXT Lichtsensor und Farbsensor im Auflicht- und Umgebungslichtmodus, NXT Schallsensor und NXT Thermometer verwendet.

Ein gemäß Diagramm angeschlossener Widerstand von 910 Ohm teilt dem Controller mit, dass dieser Port in den analogen Eingangsmodus geschaltet werden muss. In diesem Modus können Sie jeden analogen Sensor an den EV3 anschließen, beispielsweise von einem Arduino. Gleichzeitig kann die Austauschrate mit einem solchen Sensor mehrere tausend Abfragen pro Sekunde erreichen, dies ist die schnellste Art von Sensoren.

Lichtsensor

Thermometer

Bodenfeuchtesensor

Sie können auch anschließen: Mikrofon, Taster, IR-Entfernungsmesser und viele andere gängige Sensoren. Wenn Ihr Sensor nicht über genügend 4,3 V Strom verfügt, können Sie ihn mit 5 V über den USB-Anschluss an der Seite des EV3-Controllers versorgen.

Der oben erwähnte "Lautstärkeregler" (auch bekannt als variabler Widerstand oder Potentiometer) ist ein hervorragendes Beispiel für einen analogen Sensor - er kann so angeschlossen werden:

Um Werte von einem solchen Sensor in einer Standard-LEGO-Programmierumgebung auszulesen, müssen Sie den blauen RAW-Block verwenden

I2C-Protokoll

Dies ist ein digitales Protokoll, zum Beispiel der NXT Ultraschallsensor, viele Hitechnic Sensoren, wie zB IR Seeker oder Color Sensor V2. Für andere Plattformen, zum Beispiel für Arduino, gibt es viele i2c-Sensoren, die man auch anschließen kann. Das Schema ist wie folgt:

Die Impedanz von 82 Ohm wird von der LEGO Group empfohlen, verschiedene Quellen erwähnen jedoch 43 Ohm oder weniger. Tatsächlich haben wir versucht, diese Widerstände ganz aufzugeben und alles funktioniert, zumindest "auf dem Tisch". In einem realen Roboter, der unter Bedingungen verschiedener Arten von Störungen arbeitet, sollten die SCL- und SDA-Leitungen immer noch über die Widerstände zur Stromversorgung gezogen werden, wie in der obigen Abbildung gezeigt. Die Geschwindigkeit von i2c in EV3 ist eher niedrig, etwa 10.000 kbps, weshalb jedermanns beliebteste Hitechnic Color Sensor V2 so langsam ist :)

Leider gibt es für das Standard-LEGO EV3-G keinen vollständigen Block für die Zwei-Wege-Kommunikation mit einem i2c-Sensor, aber mit Programmierumgebungen von Drittanbietern wie RobotC, LeJOS oder EV3 Basic können Sie mit fast jedem i2c-Sensor interagieren.

Die Fähigkeit des EV3, mit dem i2c-Protokoll zu arbeiten, eröffnet eine interessante Möglichkeit, mehrere Sensoren an einen einzigen Port anzuschließen. Das I2C-Protokoll ermöglicht den Anschluss von bis zu 127 Slave-Geräten an einen Bus. Kannst Du Dir vorstellen? 127 Sensoren für jeden der EV3-Ports :) Außerdem werden oft mehrere i2c-Sensoren in einem Gerät kombiniert, zum Beispiel auf dem Foto unten ein 10-in-1-Sensor (enthält Kompass, Gyroskop, Beschleunigungsmesser, Barometer, etc.)

UART

Fast alle Standards von EV3-Sensoren, mit Ausnahme des Berührungssensors, arbeiten über das UART-Protokoll und sind daher nicht mit dem NXT-Controller kompatibel, der zwar die gleichen Anschlüsse hat, aber keinen UART am Sensor hat Häfen. Schauen Sie sich das Diagramm an, es ist etwas einfacher als in den vorherigen Fällen:

UART-Sensoren gleichen ihre Geschwindigkeit automatisch mit dem EV3 ab. Nachdem sie sich zunächst mit einer Geschwindigkeit von 2400 kbps verbunden haben, einigen sie sich auf Betriebsmodi und Wechselkurse und wechseln dann zu einer höheren Geschwindigkeit. Typische Baudraten für verschiedene Sensoren sind 38400 und 115200 kbps.
LEGO hat in seinen UART-Sensoren ein ziemlich kompliziertes Protokoll implementiert, sodass es keine Sensoren von Drittanbietern gibt, die ursprünglich nicht für diese Plattform gedacht waren, aber damit kompatibel sind. Trotzdem ist dieses Protokoll sehr praktisch, um "selbstgemachte"
Sensoren basierend auf Mikrocontrollern.
Es gibt eine wunderbare Bibliothek für Arduino, EV3UARTEmulation, geschrieben vom renommierten LeJOS-Entwickler Lawrie Griffiths, die es diesem Board ermöglicht, vorzugeben, ein UART-LEGO-kompatibler Sensor zu sein. Sein Blog LeJOS News enthält unzählige Beispiele für den Anschluss von Gassensoren, einem IMU-Sensor und einem digitalen Kompass mit dieser Bibliothek.

Das folgende Video ist ein Beispiel für die Verwendung eines selbstgebauten Sensors. Wir haben nicht genügend original LEGO Distanzsensoren, daher verwenden wir einen selbstgebauten der Sensoren am Roboter:

Die Aufgabe des Roboters besteht darin, von der grünen Zelle zu starten, einen Weg aus dem Labyrinth (rote Zelle) zu finden und auf dem kürzesten Weg zum Ausgangspunkt zurückzukehren, ohne in Sackgassen zu fahren.