Présentation sur "l'interface de la brique EV3". LEGO Mindstorms Education EV3 - Examen du constructeur. Lisez les dernières nouvelles du monde de Lego - Description du son du bloc EduCube Lego mindstorms ev3

- Qui voudriez-vous - un fils ou une fille ?
- Fils !
- Pourquoi?
- Je veux un hélicoptère radiocommandé !!!

Une anecdote d'accordéon pas drôle et à boutons, mais vous ne pouvez pas simplement la prendre et commencer cette publication pas avec elle - elle reflète l'essence de ce qui sera discuté plus loin de la meilleure façon possible. Cependant, dès le titre, vous avez déjà compris de quoi il s'agissait.

Avec attention! La publication peut provoquer un désir irrésistible d'avoir un fils.

Leçon d'histoire

La société LEGO (le nom vient de l'expression danoise "leg godt", "Jouer avec plaisir") n'a pas besoin d'être présentée - elle a été fondée en 1932, bien que les premiers cubes en plastique familiers soient apparus beaucoup plus tard, en 1947. Il est à noter que Les briques LEGO , produites ces années-là, sont entièrement compatibles avec celles produites aujourd'hui.

L'histoire de la création de l'entreprise, publiée par Pixar pour les 80 ans de LEGO :

Aujourd'hui, l'entreprise produit environ 20 milliards de pièces par an, soit plus de 630 pièces par seconde. Il existe plus de 600 ensembles de construction différents dans la gamme de modèles actuelle, et il se trouve que la série Mindstorms est une sorte de summum de la pensée technique, l'ensemble de construction le plus sophistiqué. Bref, ça permet de faire des robots assez complets.

Selon Wikipedia, la série LEGO Mindstorms a été introduite pour la première fois en 1998. Après 8 ans (en 2006), l'ensemble LEGO Mindstorms NXT 1.0 est né, et déjà en 2009, l'ensemble LEGO Mindstorms NXT 2.0 est né. Aujourd'hui, nous allons parler de LEGO Mindstorms EV3- la dernière (troisième) génération du terminateur constructeur, qui a été introduite il y a près d'un an, le 4 janvier 2013 (elle n'est apparue en vente que six mois plus tard).

Différences entre EV3 et NXT 2.0

En principe, l'idée principale reste la même - la série est destinée à l'assemblage de robots programmables. Dès lors, la première question qui se pose est de savoir ce qui a changé depuis la sortie du constructeur précédent et vaut-il la peine d'en acheter un nouveau ? La principale différence réside dans les capteurs/moteurs mis à jour et surtout dans la brique intelligente EV3 (EV signifie EVolution) :
Comme vous pouvez le constater, la différence est assez importante - il serait étrange que seules la résolution de l'écran et le jeu d'autocollants soient modifiés en 4 ans.

Une autre différence est que la série NXT était vendue en plusieurs versions (dans différentes années) et représentait différents ensembles, de base et de ressources. Le nouvel EV3 est plus facile avec cela - alors qu'il est vendu dans la version principale - (601 pièces), à partir de laquelle vous pouvez faire beaucoup de choses. Mais si vous le souhaitez, vous pouvez acheter un ensemble de base (541 pièces) avec des capteurs et des pièces supplémentaires (personne ne prend la peine d'utiliser des pièces de concepteurs ordinaires). Soit dit en passant, faites attention aux numéros d'article à cinq chiffres - l'entreprise est passée à une telle numérotation en 2013.

Quant à la compatibilité, tout a été fait ici. Tous les capteurs et moteurs NXT sont compatibles EV3 et reconnus comme NXT. Les capteurs EV3 ne fonctionnent pas avec NXT, mais les moteurs EV3 semblent être compatibles. La brique NXT peut être programmée avec le logiciel EV3, mais certaines fonctionnalités peuvent ne pas être disponibles, mais il n'est pas possible de programmer la brique EV3 avec le logiciel NXT sans solutions tierces.

À l'intérieur de la boîte

Même quand j'étais moi-même petit et que j'allais avec mes parents au centre du monde des enfants (quand il y était encore), à Loubianka - même alors, je ne pouvais pas quitter des yeux les boîtes avec LEGO. Ensuite, il n'y avait ni Giktimes, ni même Habr, mais depuis lors, les boîtes sont restées les mêmes brillantes et juteuses, même à l'âge adulte, elles activent le processus de salivation) À cet égard, les autres fabricants ont beaucoup à apprendre.

Une partie de la boîte est en fait (si coupée) une piste avec différentes zones de couleur qui peut être utilisée pour les robots avec des capteurs de couleur.

Toutes les pièces sont soigneusement rangées dans des sacs, avec des instructions et un jeu d'autocollants. Voyons rapidement ce qui est inclus dans le kit.

Moi même EV3, c'est aussi un blocage intellectuel, c'est le cœur du système, c'est aussi une « brique » ou un « cube ». Sert de centre de contrôle et de centrale électrique pour votre robot et possède les éléments fonctionnels suivants :

- Écran monochrome multifonctionnel avec une résolution de 178x128
– Interface de commande à six boutons avec fonction de changement de rétroéclairage (3 couleurs) pour indiquer le mode de fonctionnement
– 4 ports d'entrée (1, 2, 3, 4) pour connecter des capteurs
– 4 ports de sortie (A, B, C, D) pour l'exécution de commandes
– 1 connecteur miniUSB pour connecter EV3 à un ordinateur
– 1 port hôte USB (pour enchaîner plusieurs EV3 entre eux, par exemple)
– 1 emplacement pour carte microSD (jusqu'à 32 Go) – pour étendre la mémoire EV3 disponible
- Haut-parleur intégré

La brique EV3 prend également en charge le Bluetooth, le WiFi (via l'adaptateur USB NETGEAR WNA1100 Wireless-N 150) et une API pour communiquer avec les ordinateurs qui vous permet de créer des programmes et de configurer l'enregistrement des données directement sur la brique EV3.

» Grand servo EV3 (2 pièces). Conçu pour fonctionner avec la brique EV3 et dispose d'un capteur de rotation intégré avec une précision de 1 degré. Grâce à ce capteur, le moteur peut être connecté à d'autres moteurs, permettant au robot de se déplacer à une vitesse constante. De plus, le capteur de rotation peut être utilisé dans diverses expériences pour lire avec précision les données de distance et de vitesse.

– Capteur de rotation intégré avec une précision de mesure jusqu'à 1 degré
– Vitesse maximale jusqu'à 160-170 tr/min
– Couple maximal de 40 Ncm

» Servo EV3 moyen. Idéal pour les tâches où la vitesse et la réactivité, ainsi que la taille du robot, sont plus importantes que sa charge utile.

– Capteur de rotation intégré avec une précision de mesure jusqu'à 1 degré
– Vitesse maximale jusqu'à 240-250 tr/min
– Couple maximal de 12 Ncm
– Identification automatique par le logiciel EV3

» Capteur de couleur (EV3). Capable de détecter 8 couleurs différentes, bien qu'il puisse également être utilisé comme capteur de lumière.

– Mesure la lumière rouge réfléchie et la lumière ambiante ambiante, de l'obscurité totale à la lumière du soleil
– Fixe et définit 8 couleurs
– Fréquence d'interrogation jusqu'à 1 kHz
– Identification automatique par le logiciel EV3

» Capteur tactile (EV3). Permet au robot de répondre au toucher, reconnaît trois situations : toucher, cliquer et relâcher. Il est également capable de déterminer le nombre de clics, à la fois simples et multiples.

» Capteur infrarouge numérique (EV3). Déterminer l'approche du robot. Il est également capable de capter les signaux IR d'une balise IR, vous permettant de créer des robots télécommandés, des systèmes de navigation pour surmonter les obstacles.

– Mesures d'approche/éloignement dans un rayon de 50-70 cm
– Portée de détection IR jusqu'à 2 mètres
– Jusqu'à 4 canaux de réception de signal individuels
– Réception des commandes de contrôle IR à distance
– Identification automatique par le logiciel EV3

» Balise infrarouge déportée. Conçu pour être utilisé avec le capteur IR EV3. Le Beacon émet un signal IR capté par le capteur - peut être utilisé comme télécommande pour la brique EV3 en envoyant des signaux au capteur IR.

– Jusqu'à 4 canaux de transmission de signal individuels (commutez directement sur le boîtier)
- A un bouton et un interrupteur à bascule pour marche / arrêt
– Lorsque la balise IR fonctionne, la LED verte est allumée
– Arrêt automatique en cas d'inactivité pendant plus d'une heure
– Portée jusqu'à 2 mètres

Un sac séparé contient des fils pour connecter les capteurs et les moteurs au cube, ainsi qu'un câble USB pour connecter le cube à un ordinateur.

Il convient de noter deux points importants. Tout d'abord, il existe d'autres capteurs Lego, tels que :

» Capteur gyroscopique (EV3). Le capteur gyroscopique numérique EV3 vous permet de mesurer le mouvement de rotation du robot, ainsi que de détecter les changements dans son mouvement et sa position. Mode de mesure d'angle avec une précision de ± 3 degrés ; le gyroscope intégré capture les rotations avec un moment allant jusqu'à 440 degrés/s ; taux d'échantillonnage jusqu'à 1 kHz.

» Capteur à ultrasons (EV3). Génère des ondes sonores et capture leurs réflexions sur les objets, mesurant ainsi la distance aux objets. Il peut également être utilisé en mode sonar, émettant des ondes simples. Peut capter des ondes sonores qui déclencheront l'exécution de programmes. Mesure des distances de 1 à 250 cm, et la précision de mesure est de ± 1 cm.

Et deuxièmement, les capteurs et autres accessoires de fabricants tiers tels que HiTechnic et Mindsensors sont pris en charge - ils proposent toutes sortes de joysticks, capteurs de distance infrarouges, capteurs magnétiques, boussoles, gyroscopes, accéléromètres, minuteries, multiplexeurs, rotules, etc. Donc, si vous posez une question, vous pouvez trouver beaucoup de choses intéressantes.

En général, comme vous l'avez déjà compris, LEGO c'est pour les vrais garçons !

Premier modèle

Le kit est livré avec une notice papier, selon laquelle vous pouvez assembler un seul modèle - une sorte de véhicule automoteur à chenilles.

Au début, j'ai été surpris, car même dans les ensembles les plus simples (une série comme LEGO Creator), il y a toujours plusieurs instructions, puis du coup, ils ont regretté le papier ou n'ont pas trouvé de place dans la boîte. Il s'est avéré ... que sur le site officiel, à partir d'un ensemble de pièces, il est proposé d'assembler 17 robots différents! Par conséquent, 17 instructions dans une boîte seraient vraiment superflues (tant pour la logistique que pour les forêts naturelles). Voici les noms des robots : EV3RSTORM , GRIPP3R , R3PTAR , SPIK3R et TRACK3R . ROBODOZ3R , BANNER PRINT3R , EV3MEG , BOBB3 , MR-B3AM , RAC3 TRUCK , KRAZ3 , EV3D4 , EL3CTRIC GUITAR , DINOR3X , WACK3M et EV3GAME - les instructions pour eux devront être téléchargées sur Internet, ainsi que le logiciel pour connecter EV3 à un ordinateur.

L'instruction est la plus détaillée, il est difficile de bousiller. fils a dit que les pièces dans les sacs ne sont pas très bien emballées - sur la toute première page, vous devrez peut-être ouvrir 3 paquets différents, mais ce sont aussi des bagatelles.

La brique EV3 doit être alimentée, ce qui peut être fait avec une batterie rechargeable (non incluse) ou 6 piles AA. Pour l'avenir - 2 piles supplémentaires (mais déjà de petits doigts) seront nécessaires pour alimenter la balise IR (c'est-à-dire la télécommande).

L'enfant (7 ans) a assemblé le premier modèle en 30 minutes environ.

Le processus s'est avéré moins excitant que, par exemple, l'assemblage de modèles LEGO Technics - les instructions suggèrent d'assembler loin du robot le plus intéressant : il ne contient que de grandes pièces, parmi lesquelles presque tous les capteurs et moteurs - apparemment pour démontrer le travail de chacun d'eux.

Mais le résultat a dépassé toutes les attentes des enfants - pour la première fois, il a assemblé un modèle capable de bouger tout seul: aller-retour, tourner, tourner sur place, se tordre avec des tentacules ...

Le lancement est effectué à partir du cube EV3, pour lequel vous devez appuyer sur quelques boutons sur le panneau avant. Certaines actions peuvent être programmées directement sur le cube : sélectionner le nombre d'itérations, régler le signal sonore, etc. - on ne peut pas tout dire dans un seul article, fumez les manuels.

Mou, tendre

Il n'était pas nécessaire de programmer le modèle assemblé ci-dessus via un ordinateur. Cependant, il existe une telle possibilité, et à différents niveaux de hardcore.

Il sera plus simple pour un enfant de commencer avec le logiciel proposé par le constructeur, disponible aussi bien sous Windows que sous OS X. Dans le second cas, le kit de distribution pèse 666 Mo, et l'application installée prendra un gigaoctet. Il s'appelle LEGO Mindstorms EV3 Home Edition et a été développé en collaboration avec la célèbre société LabView. Le site Web de LEGO propose de nombreux tutoriels de programmation.

Immédiatement après le lancement, un «garage» interactif de robots apparaît devant nous, qui peut être assemblé à partir d'un ensemble:

Nous choisissons celui que nous aimons et commençons à collectionner : nous verrons des instructions de montage interactives, des vidéos, ainsi qu'une sélection de diverses missions pouvant être accomplies avec le robot assemblé. C'est pourquoi la distribution a tant pesé.

Je ne vois aucune raison de tout décrire en détail : vous allez rapidement télécharger vous-même l'application et voir ce qu'il y a et à quel niveau. A moins que je ne mentionne un des défauts dont je retiens le plus : interface pas des plus conviviales (surtout pour les enfants) - l'application sent bon une sorte de client bancaire.

A noter encore une fois que la brique EV3 peut être pilotée depuis un smartphone sur les systèmes d'exploitation Android ou iOS, pour lesquels il existe des applications distinctes.

Si tout cela ne suffisait pas, vous pouvez augmenter le degré de hardcore. Pour la brique EV3, il existe différents firmwares qui permettent d'étendre ses capacités, sa vitesse, etc. Voici, par exemple, un firmware alternatif leJOS EV3 - un firmware avec jvm qui vous permet de programmer EV3 en Java. Voulez-vous dans une autre langue? Ok Google - vous avez le choix entre près de 60 options : ASM/C/C++/Perl/Python/Ruby/VB/Haskell/Lisp/Matlab/LabVIEW et bien d'autres encore.

Je n'en parlerai pas plus en détail pour plusieurs raisons : premièrement, le programmeur de ma part est un faux complet (tous les espoirs pour mon fils), deuxièmement, jusqu'à présent, nous n'avons réussi à assembler qu'un seul modèle (et nous prendrons le deuxième pendant le week-end), et - Troisièmement - vous avez déjà passé une commande pour ce constructeur et vous découvrirez bientôt tout vous-même ;) Mais sérieusement, l'article est déjà énorme - il vaut mieux étudier deux liens : un et deux.

Eh bien, un autre gros avantage est les communautés LEGO, qui sont pleines partout dans le monde. Vous pouvez être sûr qu'à n'importe quelle étape de l'expérimentation des robots, vous pouvez toujours trouver des personnes partageant les mêmes idées et celles qui peuvent aider à résoudre le problème. En plus des communautés conviviales, une grande variété d'instructions, de modèles, de codes sources, de vidéos et de supports de formation différents ont été publiés sur Internet. Tout cela signifie une chose : vous ne vous ennuierez pas avec Mindstorms.

Avantages et inconvénients

Les produits LEGO sont réputés pour leur qualité depuis plusieurs années, il n'y a donc rien à redire à cet égard : une boîte spectaculaire, des pièces, des autocollants, des instructions - tout est élaboré dans les moindres détails. Par conséquent, permettez-moi de fermer les yeux sur tous les «petits avantages» par rapport à un seul gros: la variété des combinaisons possibles de conceptions pouvant être réalisées même à partir d'un ensemble standard de pièces (ce n'est pas la peine de parler d'ensembles supplémentaires) n'est limitée que par votre imagination. La possibilité de programmer le modèle assemblé de différentes manières est un autre avantage, qui, en fait, est bien plus qu'il n'y paraît à première vue.

Mais parmi les inconvénients vraiment non négligeables, je n'en ai trouvé qu'un : le prix. En été, LEGO Mindstorms EV3 pouvait être acheté pour 14 à 15 000, mais la hausse rapide du taux du président à feuilles persistantes a augmenté le prix à 17 000. Quelqu'un dira : oui, un designer sympa... MAIS CHER !» Et il aura raison. En explorant le kit et ses capacités, j'ai été époustouflé par la quantité de ressources investies dans sa création ; Je comprends qu'il y a beaucoup d'électronique et tout le reste ... mais je n'arrive toujours pas à accepter un tel coût pour le concepteur. Pour cet argent, vous pouvez faire sortir une personne de prison (c) choisir de nombreux autres cadeaux : un quadricoptère, un modèle à moteur thermique radiocommandé, une moto électrique pleine grandeur, une année de cours en section sportive, une tablette ... et beaucoup de choses ! Mais vous pouvez faire du sport à tout moment et ce n'est pas tout à fait un cadeau, mais le même quadricoptère bourdonnera jusqu'à la première panne grave. Lego, à cet égard, est un cadeau beaucoup plus durable, alliant travail et plaisir, avec un potentiel irréaliste. Oui, vous pouvez également apprendre à programmer sur la même tablette, mais quand il n'y a aucun moyen de ressentir le résultat du travail avec vos mains, ce n'est plus si excitant. Alors décidez par vous-même.

Oh oui. Le fabricant positionne cet ensemble pour les enfants à partir de 10 ans, mais même un enfant de 7 ans était intéressé à jouer - le processus de développement rapide a commencé. Combien pensez-vous ces gars et à quelle heure achèteront-ils leur première Porsche ?)

La fin

Chacun de nous associe le Nouvel An à des filles de neige, un sapin de Noël, des mandarines, un bol d'Olivier et, bien sûr, à des cadeaux. Et si nous parlons d'enfants, leurs cadeaux sont loin d'être la dernière place sur cette liste. Et s'il arrivait que votre fils grandisse, vous ne pouvez même pas douter que ce designer sous l'arbre lui apportera des cris de joie de cochon. Et étant donné qu'après le feu d'artifice du Nouvel An, vous aurez presque une semaine pour creuser plus profondément avec votre enfant dans les cubes et les fils... vous achetez son enfant, n'est-ce pas ?