Ева 3 робототехника: LEGO Mindstorms Education EV3 – Обзор конструктора. Читать последние новости из мира Лего – EduCube

LEGO Mindstorms Education EV3 – Обзор конструктора. Читать последние новости из мира Лего – EduCube

LEGO Mindstorms Education EV3 – Обзор конструктора

В данной статье речь пойдет о новой версии конструктора – LEGO Mindstorms Education EV3. Но прежде чем рассказывать о нововведениях EV3, давайте познакомимся с серией конструкторов LEGO Mindstorms поближе.

LEGO Mindstorms – робототехнический конструктор для ребят в возрасте от 10 лет. В качестве строительных блоков для робота используются детали LEGO Techniс – многие ребята уже знакомы с ними по конструкторам «Технология и физика», «Пневматика», «Возобновляемые источники энергии». Но построить каркас робота недостаточно: надо «научить» его получать информацию из окружающей среды и реагировать на нее. Для этого используются специальные устройства – сенсоры: они позволяют определять цвет, освещенность, расстояние до ближайших предметов и многое другое. Реагировать на «раздражители» робот может с помощью моторов – либо уехать куда-нибудь, либо что-нибудь сделать – например, укусить обидчика за палец. А «мозгом» робота является специальный программируемый блок, к которому и подключаются все моторы и датчики.

Перейдем к составу набора LEGO Mindstorms EV3. Вот что входит в образовательную версию набора:

• 1 программируемый блок
• 3 мотора:
• 2 больших мотора
• 1 средний мотор
• 5 датчиков:
• 2 датчика касания
• 1 датчик цвета
• 1 ультразвуковой датчик расстояния
• 1 гироскоп
• Аккумуляторная батарея для робота
• 528 деталей Lego Technic

Датчики и моторы

Рассмотрим, что же изменилось в EV3 по сравнению со старой версией NXT.

В наборе будет 3 мотора, но один из них будет отличаться как по размерам так и по техническим характеристикам.

Датчик звука был заменен на гироскоп. Остальные типы датчиков остались прежними.

Еще одной особенностью является авто-определение датчиков и моторов при их подключении к блоку – о данной особенности я расскажу в разделе, описывающем новую среду программирования EV3.

Характеристики датчиков и моторов представлены ниже.

Датчик касания

Датчик касания EV3 очень похож на датчик предыдущей версии. Он определяет, когда кнопка нажата или отпущена, также он может подсчитывать одиночные или многократные нажатия.

Датчик цвета

Датчик цвета EV3 различает 7 цветов и может определить отсутствие цвета. Как и в прошлой версии он может работать как датчик освещенности.

• Измеряет отраженный красный свет и окружающее освещение
• Способен определять различия между белым и черным или цветами: синим, зеленым, желтым, красным, белым и коричневым
• Частота работы: 1 кГц

Гироскоп

Гироскопический датчик EV3 измеряет вращательное движение робота и изменение его положения.

• Может использоваться для определения текущего направления вращения
• Точность: +/- 3 градуса на 90 градусов оборота (в режиме измерения наклона)
• Может определить максимум 440 градусов/c (в режиме гироскопа)
• Частота работы: 1 кГц

Ультразвуковой датчик расстояния

К основной функции ультразвукового датчика EV3 добавилась еще одна – он также может “слушать” ультразвуковые колебания, испускаемые другими датчиками ультразвука.

• Может измерять расстояние в диапазоне 3 – 250 см.
• Точность измерений : +/- 1 см
• Дискретность результата измерений: 0.1 см.
• Может быть использован для поиска других активных ультразвуковых датчиков (режим прослушивания)
• Красная LED подсветка вокруг “глаз”

Большой мотор

Большой сервомотор EV3 очень похож на предыдущую версию мотора NXT, однако корпус мотора стал чуть больше (виртуально он теперь занимает 14x7x5 отверстий против бывших 14x6x5). Также были изменены места крепления моторов и их тип.

• Максимальные обороты – 160- 170 об/мин.
• Заданный крутящий момент – 40 Н/см
• Реальный крутящий момент – 20 Н/см.
• Встроенный датчик угла поворота (энкодер) мотора с точностью 1 градус

Средний мотор

Средний сервомотор EV3 основан на Power Function моторе аналогичного размера. Дополнительное место потребовали только датчик угла поворота и порт для подключения. Этот мотор отлично подойдет для работы под низкими нагрузками и высокими скоростями.

• Максимальные обороты – 240- 250 об/мин.
• Заданный крутящий момент – 12 Н/см
• Реальный крутящий момент – 8 Н/см.
• Встроенный датчик угла поворота (энкодер) мотора с точностью 1 градус

NXT датчики, моторы и кабели совместимы с EV3, таким образом все ранее построенные роботы могут управляться новым блоком.

Программируемый блок EV3

Серьезные изменения произошли и с микрокомпьютером EV3. По сравнению с NXT, EV3 блок имеет более быстрый процессор, больше памяти. Прошивка блока EV3 базируется на свободно распространяемой ОС Linux, что дает возможность создавать свои прошивки для блока. Подключить робота к компьютеру теперь возможно не только через USB и Bluetooth, но и по Wi-Fi. Между собой роботы также могут «общаться» по USB, Bluetooth и Wi-Fi.

Ниже представлена сравнительная таблица характеристик NXT и EV3:

	NXT	EV3
Процессор	Atmel 32-Bit ARM AT91SAM7S256 48 MHz 256 KB FLASH памяти 64 KB RAM памяти	ARM9 300 MHz 16 Mb Flash памяти 64 Mb RAM памяти
Со-процессор	Atmel 8-Bit ARM AVR, ATmega48  8 MHz 4 KB FLASH памяти 512 Byte RAM памяти	отсутствует
Операционная система	Проприетарная	Linux
Порты ввода (для датчиков)	4 порта Поддерживает аналоговые, цифровые датчики Скорость передачи данных: 9600 бит/с (I2C)	4 порта Поддерживает аналоговые, цифровые датчики Скорость передачи данных: до 460. 8 Кбит/с (UART)
Порты вывода (для моторов)	3 порта	4 порта
Передача данных по USB	Используется режим full speed: 12 Мбит/c	Используется режим high speed: 480 Мбит/с
Подключение USB устройств	Нет возможности	Возможно последовательное подключение до 3 устройств, в том числе сетевых карт wi-fi и flash карт
Устройство для чтения SD карт	Отсутствует	Поддерживает miniSD карты, максимальный объем – 32 Гб
Подключение к мобильным устройствам	Возможно подключение к устройствам с ОС Android	Возможно подключение к устройствам с ОС Android и iOS (iPhone, iPad)
Экран	LCD, монохромный 100 * 64 пикселей	LCD, монохромный 178 * 128 пикселей
Взаимодействие	Bluetooth USB 2. 0	Bluetooth v2.1 DER USB 2.0 (при подключении к ПК USB 1.1 (при последовательном подключении нескольких устройств) Wi-Fi

Среда программирования

С EV3 в комплекте поставляется новая графическая среда разработки на базе LabView, похожая на NXT-G. Работать она будет, как и NXT-G, на ОС Windows и Mac.

Среда разработки EV3 была значительно улучшена. Теперь все материалы для робота: программы для робота, документацию, результаты экспериментов, фото и видео – можно хранить в проекте. Был также добавлен инструмент zoom, который позволяет масштабировать программу, чтобы, например, увидеть всю программу целиком. Стоит отметить, что NXT блок можно программировать с помощью новой среды EV3, однако старый блок поддерживает не все особенности нового языка программирования.

Перечислим основные нововведения среды программирования EV3:

• Тесная интеграция среды программирования с блоком:
• Добавлена специальная страница с подключенным оборудованием. Она позволяет отслеживать статус EV3 блока и получать значения с датчиков в реальном времени.
• Датчики и моторы распознаются при подключении автоматически, благодаря функции auto-id. Это позволяет не указывать, что к такому-то порту подключен такой-то датчик или мотор.
• Новый режим отладки:
• В процессе работы программы подсвечивается выполняемый блок. Это позволяет точно понимать поведение программы.
• На программном блоке загорается специальный символ, если к данному порту подключен другой датчик или мотор.
• Добавлена возможность просматривать значения, передаваемые через каналы данных (data wires).
• Новые возможности программных блоков:
• Сцепление блоков друг с другом позволило отказаться от “балки исполнения”, на которой располагались блоки в среде NXT-G.
• У блоков нет такого понятия, как панель настройки, – поведение теперь настраивается непосредственно на блоке, что привело к увеличению их размера. Программу теперь намного легче читать – сразу видно как настроены датчики и моторы.
• Появились блоки “ждать изменения”, которые позволяют реагировать на факт изменения значения, а не на изменение до определенного значения как в NXT-G.
• Улучшения в передачи данных от блока к блоку позволяют упростить преобразование типов (теперь не нужно вручную преобразовывать, например, число в строку).
• Добавлена возможность работы с массивами.
• Стал возможен досрочный выход из цикла.

Кроме нового языка программирования появились программы под Android и iPhone\iPad для управления роботом. Также на базе программы Autodesk Invertor Publisher создана программа для создания и просмотра пошаговых 3D инструкций. В этой программе можно масштабировать и вращать модель на каждом этапе сборки, что позволяет строить более сложных роботов по инструкциям.

Базовые роботы

В образовательный набор включены инструкции для сборки 5 роботов:

Color Sorter
Классическая задача по сортировке предметов (в данном случае – Lego деталей) по цвету.

Gyro Boy
Робот-сигвей, использующий гироскоп для балансировки.

Puppy
Робот-собачка, которую можно гладить, кормить. Спать и справлять нужду она также умеет 🙂 Напоминает тамагочи.

Робо-рука
Позволяет перемещать предметы.

Для EV3 набора был подготовлен ресурсный набор LEGO MINDSTORMS Education EV3, позволяющий собирать другие модели, используя новые детали.

При написании статьи использовались материалы блога nnxt.blogspot.com.

Каталог DIY-проектов роботов | Занимательная робототехника



Ищете, что бы смастерить? Не хватает идей для вдохновения? Хотите узнать о самых необычных самодельных роботах со всего мира? «Занимательная робототехника» представляет каталог DIY-проектов роботов для всех.

DIY — Do It Yourself или «сделай сам» — популярное направление технического творчества. Мы собираем самые интересные проекты, даем краткие описания на русском языке, список необходимых компонентов, подбираем фото и видео. Если вас заинтересует проект, то узнать о нем подробнее, найти исчерпывающие инструкции, программный код и т.п. вы можете  на соответствующем сайте.

В нашем каталоге робототехнических проектов удобный поиск по платформам: Arduino, Lego Mindstorms, Raspberry Pi и другим. Все проекты нашего каталога можно реализовать дома. Проекты рассчитаны на разные уровни сложности.

После задания поисковых условий нажмите кнопку «Найти проекты» для обновления списка.

 3D-принтеры

 Arduino

 LEGO Mindstorms

 LEGO WeDo

 LittleBits

 PIC

 Raspberry Pi

 другое

Список проектов:

• Дымоуловитель для пайки
• Терминатор Т-800 Джон Генри Верия 2
• Робот-миньон-копилка Arduino
• Говорящий робот-пылесос. Универсальное улучшение на Arduino
• Шагающая тыква. Arduino-робот для Хэллоуина
• Sourino — самодельная роботизированная мышь
• Двуногий робот из Arduino, LEGO и деталей 3D печати
• Шестиногий шагающий робот из Arduino, LEGO и деталей 3D печати
• Робот полицейский из Lego WeDo 2. 0
• Умный миксер из Lego WeDo 2.0
• Дрон из LEGO WeDo 2.0
• Модель Lego WeDo 2.0 «Наземная станция»
• Робот-художник на базе Arduino Uno
• Самодельный робот-собака Spot Micro
• LEGO EV3 робот-художник
• Сферический четвероногий робот Arduino
• Виртуальная игра, управляемая настоящим велосипедом (Arduino)
• Четверногий Arduino-робот mechDOG
• Велосипед, подключенный к Google Street View через Arduino
• Самодельный таймер мытья рук на основе Arduino
• Учебный набор начинающего ситифермера
• SpinnerBot из LEGO Mindstorms
• LegoGun — двуствольный пистолет из Lego Mindstorms EV3
• Движущийся по линии робот из LEGO WeDo 2.0
• Спирограф — рисующий робот из LEGO Mindstorms EV3
• Бесполезная коробка из Lego Mindstoms EV3
• Гексапод из Lego Mindstorms EV3
• Робот из компьютерной мышки
• Робот Бабочка для демонстрации систем управления в робототехнике
• Робот на Arduino, управляемый с помощью жестов
• Птеродактиль из LEGO WeDo 2. 0
• Роботизированная рука из Lego Mindstorms EV3
• Шредер из LEGO
• Подъемные механизмы из LEGO Mindstorms
• Как сделать аниматронный хвост
• Вездеход из Lego с видео и bluetooth на Raspberry Pi
• Робот T-800 Джон Генри
• Робот-шахматист на базе Raspberry Pi
• Робот Juno: изучай Arduino и программирование
• Робот-манипулятор из настольной лампы IKEA
• Arduino-робот, объезжающий препятствия
• Роботизированная интеллектуальная система — РИС
• Прибор автоматической подачи одноразовых стаканчиков из LEGO Mindstorms
• Робот из мультсериала «Рик и Морти»
• Серво-выключатель света для умного дома
• Робот-рыба на Arduino
• Сделай сам большого человекоподобного робота
• Робот-кабан-динозавр DINOR3X из LEGO Mindstorms EV3
• Znap — робот из LEGO Mindstorms EV3
• Робот-сортировщик (Color Sorter) из LEGO Mindstorms EV3
• Робот Educator Vehicle из LEGO Mindstorms EV3
• Робот-сигвей (Gyro Boy) из Lego Mindstorms
• Робот-манипулятор Arm h35 из LEGO Mindstorms
• Робот-гексапод NXTAPOD из LEGO Mindstorms. Модель Даниэля Бенедеттелли
• Робот-щенок (Puppy) из LEGO Mindstorms EV3
• Лимоноид — робот, продающий напитки
• Сноуборд в виртуальной реальности с Arduino и Google Cardboard
• Киноаппарат из Lego Mindstorms
• Open Source проект робота на Arduino
• Принтер из Lego Mindstorms «STALKER ver. 2.0»
• Робот-пожарный из LEGO Mindstorms
• Робот-компаньон на основе Arduino и Android-смартфона
• Робот миньон из яйца от Kinder-сюрприза и Arduino
• Робот-собака на Arduino
• Робот WALL-E на Arduino
• Робот на колесах с механизмом зацепа
• Шагающий робот из Поликапролактона (Полиморфуса)
• Крестики-нолики — ARBUZIKI-TEAM
• EZ Wilber — говорящий балансирующий робот из Lego Mindstorms
• Ev3 Print3rbot — робот-художник из Lego Mindstorms
• Робот, собирающий кубик Рубика
• Робот-Железяка 1, управляемый по Bluetooth
• Brave robot. Чувствительный к свету BEAM-робот
• 3D-принтер из Lego печатает шоколадом
• Собирай кубик Рубика с Arduino UNO
• ArGo — автомобиль из конструктора Lego Technic и Arduino
• Собака «Тузик» из Lego WeDo
• Arduino робот-сортировщик Skittles, напечатанный на 3D-принтере
• Полноразмерный робот T-800 из фильма Терминатор
• Управляемая машина из Lego WeDo
• Робот Гадкий утенок
• Машина на пружинах из Lego WeDo
• Робот-шлем для чистки зубов
• Гоночная машина из Lego Wedo
• Noodlebot — шагающий робот на базе Arduino
• Рекламный промо робот WayBot на Raspberry Pi
• Робот телеприсутствия из arduino и нетбука
• Lego Mindstorms NXT 2.0 играет в шахматы
• Arduino-робот жук Ringo
• Робот-гексапод из Lego Mindstorms NXT 2. 0
• Cannybots — open source роботы-игрушки
• Arduino-Lego танк
• Позитивный DIY-гуманоид
• Робот для игры в воздушный хоккей из частей для 3D принтера
• Arduino драм машина (Yellow Drum Machine)
• Робот-гуманоид Halley: Ambassador Robot 001
• Робоноги из Lego Mindstorms
• Lego Mindstorms-экскаватор, управляемый Microsoft Kinect
• MobBob — шагающий робот-смартфон
• PopPet — оригинальный образовательный робот
• Робот, рисующий по фотографии
• Робот R2D2, напечатанный на 3D-принтере
• Робот, танцующий как Майкл Джексон
• Запускай кофе-машину, используя Twitter
• Drogerdy — танк, управляемый Raspberry Pi
• Lego-робот DIZZ3
• Робо-рука LittleBits
• Часы — роботизированная рука
• Cambot — робот-фотограф на Raspberry Pi
• Сундучок на Raspberry Pi, который распознает ваше лицо
• Крестики-нолики для Lego-робота
• Управляй телевизором силой мысли и Arduino
• О’кей Google, Сезам, открой дверь
• Марсоход, напечатанный на 3D-принтере
• Lego Mindstorms EV3 3D-принтер 2. 0
• Шагающий робот из палочек от мороженого

Ева – Лаборатория Creative Machines

стоимость

Ева была разработана для производства примерно за 900 долларов с доступом к стандартным инструментам, лазерному резаку и настольному 3D-принтеру. Текущий прототип был напечатан на Ultimaker 2+ Extended, но можно использовать любой настольный 3D-принтер, если его высота не менее 11 дюймов.

Спецификация

1 x Полный стартовый комплект CanaKit Raspberry Pi 3 (69 долл. США)99)
​2 x Servo Hat для Raspberry Pi (17,50 долл. США)
1 x Соединительный разъем Adafruit GPIO (6,30 долл. США)
1 x Adafruit 3×4 Прямоугольные штекерные разъемы (6,41 долл. США)
2 латунных стойки M2,5, упаковка из 2 ( 1,50 долл. США)
​25 серводвигателей MG90S (<154,00 долл. США)
1 импульсный источник питания 5 В, 10 А (25 долл. США)
1 вентилятор охлаждения Noctua (14,99 долл. США)
1 мини-динамик Leadsound (17,89 долл. США) Удлинительный аудиокабель (7,99 долл. США)
1 x Smooth-On Ecoflex 00-30 (36,97 долл. США)
1 силиконовый пигмент Smooth-On Silc-Pig (29 долл. США)97)
1 x Smooth-On Universal Mold Release (14,99 долл. США)
1 x Green Eyes (40 долл. США)
1 x Ardell Deluxe Pack Lash, 120 (7,30 долл. США)
1 x Blink Black Eyebrow Extension (14,39 долл. США)
1 x Soft Flex 0,019-дюймовая проволока (10,71 долл. США)
1 x 25-футовая тефлоновая трубка (25 долл. США)
3 x Пружина сжатия (9,57 долл. США)
3 x Резиновый бампер (16,26 долл. США)
1 x Резьбовой фиксатор Great Planes Pro (5,84 долл. США)
2 x Сервоприводы Стопоры рычажного механизма, 10 шт. в упаковке (17,40 долл. США)
12 стальных наконечников шаровых шарниров (69,72 долл. США)
1 шаровые шарниры M2, 20 шт. в упаковке (11,9 долл. США)9)
2 стальных шарикоподшипника 0,25 дюйма (12 долл. США)
1 термоотверждаемые вставки 2-56, 100 шт. в упаковке (9,67 долл. США)
1 термоотверждаемые вставки 4-40, 100 шт. в упаковке (10,31 долл. США)
1 x M2,5 термоусадочные вставки, 100 шт. в упаковке (10,31 долл. США)
1 винты 1-64, 50 шт. в упаковке (9,96 долл. США)
2 винта с буртиком 2-56 (8,48 долл. США)
1 x 2-56 x 0,25 фута ‘ Винты, 100 шт. в упаковке (2,64 долл. США)
1 винты 4-40 x 0,5 дюйма, 100 шт. в упаковке (1,75 долл. США)
1 винты M2,5, 14 мм, 100 шт. в упаковке (3,84 долл. США)
1 x 5- 40 винтов с плоской головкой 0,75 дюйма, 25 шт. в упаковке (2,75 долл. США)
1 винты 8–32 x 0,75 дюйма, упаковка из 100 шт. (4,10 долл. США)
1 шестигранная гайка 1–64, 1 шт., упаковка из 100 (8,10 долл. США)
1 контргайка 2-56, упаковка из 5 (12,33 долл. США)
​1 x Контргайки 5-40, 100 шт. в упаковке (2,76 долл. США)
1 x 1/4”-20 Контргайки, 100 шт. Шпильки, 10 шт. в упаковке (2,38 долл. США)
1 алюминиевая шпилька с резьбой 1/4”-20, 10 шт. в упаковке (12,29 долл. США)

Приблизительно 2,25 кг материала для 3D-печати — ABS или PLA (~ 120 долл. США)

* Май быть в состоянии снизить заявленные затраты за счет покупки у других поставщиков

CAD-файлы

Доступ к CAD-файлам через GrabCAD Partner Space
​
Для получения разрешения на загрузку файлов в Partner Space отправьте электронное письмо по адресу [email protected]

Процесс сборки

Robot Spirit SIDE EVA Evangelion Серийная модель 08 y (Evangelion: 3.

БАНДАИ

108,90 долларов США

BANDAI

Robot Spirit SIDE EVA Evangelion Серийная модель 08 лет (Evangelion: 3.