Скачать бесплатно Mindstorms EV3 1.3.1
Mindstorms EV3 – это официальная программа для программирования роботов LEGO линейки Mindstorms. Обычно поставляется в комплекте с игрушкой.
Процесс программирования в Mindstorms EV3 происходит в интерактивном режиме и заключается в построении блоков. Каждый такой блок отвечает за какое-либо действие робота. Например, включение мотора, звук, экран и т. д. При этом, для удобства все блоки поделены на определенные категории: действие, управление операторами, датчики, операции с данными, дополнения.
Итак, чтобы запрограммировать определенный модуль, вам нужно перетащить нужный блок из нижней части экрана в рабочую область. Далее, вы можете выставить различные настройки. Например, для моторчика это будет мощность, количество оборотов, торможение и т. д. Далее вам нужно выбрать порт, к которому подключен этот модуль, и нажать «Запустить».
Программирование происходит через специальный адаптер, к которому с одной стороны подключается модуль, а с другой – ПК. К такому адаптеру подключается сразу несколько деталей.
Помимо этого, в Mindstorms EV3 есть много справочных материалов, которые помогут вам освоиться в программе. Например, на главном окне есть обучающие видеоролики. Также во время программирования вы будете видеть подсказки, которые помогут вам правильно настроить модуль.
Особенности программы
• Программирование роботов LEGO.
• Программирование происходит в интерактивном режиме.
• Детальная настройка модулей.
• Для работы необходим специальный адаптер.
• Множество справочных материалов.
• Интерфейс на русском языке.
• Поддержка Windows 7 и выше.
Обычно, Mindstorms EV3 уже идет в комплекте с роботом. Но если по какой-то причине у вас нет этой программы, вы можете скачать ее абсолютно бесплатно.
Загрузки для LEGO MINDSTORMS Education EV3
Выберите платформу
Комплект позволяет провести более 30 часов уроков и проектной учебной деятельности. Помогает изучать технологии по средством STEM методик и робототехники. Комплект содержит 15 проектных работ, начинающихся с проектирования и заканчивающихся тестированием и улучшением прототипа. Для работы данного комплекта заданий требуется наличие установленного базового ПО.
2.2. Комплект заданий «Космические проекты EV3»
Комплект занятий требует наличия базового набора EV3 и дополнительного набора «Космические проекты EV3» (арт. 45570). Комплект позволяет провести более 30 часов уроков и внеурочной проектной учебной деятельности. В комплект входят тренировочные задания и тематические исследовательские проекты, разработанные совместно с учеными — исследователями космоса. Комплект даст возможность заниматься исследовательской работой и создавать инновационные решения по актуальным темам в области освоения космоса. Для работы данного комплекта заданий требуется наличие установленного базового ПО.
2.3. Комплект заданий «Физические эксперименты EV3»
Комплект позволяет провести более 28 часов учебных занятий по физике. В комплект входят 14 лабораторных работ по физике из курса 7-9 классов, касающихся вопросов передачи и генерации энергии, тепла и температуры, силы и движения, а также света. Учащиеся смогут фиксировать и анализировать результаты экспериментов в реальном режиме времени. Для проведения некоторых экспериментов необходимо наличие Дополнительного набора «Возобновляемые источники энергии» (арт. 9688) и «Датчика температуры NXT» (арт. 9749). Для работы данного комплекта заданий требуется наличие установленного базового ПО.
2.4. Программа занятий по информатике EV3
Этот Комплект заданий представляет собой практикум в формате PDF для организации увлекательных проектных работ по информатике общей продолжительностью до 30 академических часов. В практикум входят 12 проектных работы по информатике, включая примеры заданий в нотациях LabVIEW и RobotC, с возможностью межпредметного обучения проектированию и технологиям, естественным наукам и математике. Ученики смогут изучить реально существующие технологии, применяемые в автомобилестроении, что позволит им применять и развивать свои навыки программирования. С образцами программ можно ознакомиться, выбрав «Поддержка» вверху страницы.
LEGO MINDSTORMS Education EV3 + MicroPython: программируем детский конструктор взрослым языком
Привет, Хабр! Мы уже рассказывали о платформе LEGO MINDSTORMS Education EV3. Основные задачи этой платформы — обучение на практических примерах, развитие навыков STEAM и формирование инженерного мышления. В ней можно проводить лабораторные работы по изучению механики и динамики. Лабораторные стенды из кубиков LEGO и утилиты по регистрации и обработке данных делают опыты еще интереснее и нагляднее и помогают детям лучше понять физику. Например, школьники могут собрать данные о температуре плавления и с помощью приложения систематизировать их и представить в виде графика. Но это только начало: сегодня мы расскажем, как дополнить этот набор средой программирования MicroPython и использовать его для обучения робототехнике.
Учим программированию с помощью EV3
Современные школьники хотят видеть красочный результат. Да, им скучно, если программа выводит в консоль числа, и они хотят рассматривать цветные графики, диаграммы и создавать настоящих роботов, движущихся и выполняющих команды. Обычный код тоже кажется детям слишком сложным, поэтому обучение лучше начинать с чего-нибудь полегче.
Базовая среда программирования EV3 создана на основе графического языка LabVIEW и позволяет задавать алгоритмы для робота визуально: команды представлены в виде блоков, которые можно перетаскивать и соединять.
Такой способ хорошо работает, когда нужно показать, как строятся алгоритмы, но он не подходит для программ с большим количеством блоков. При усложнении сценариев необходимо переходить на программирование с помощью кода, но детям трудно сделать этот шаг.
Здесь есть несколько хитростей, одна из которых — показать, что код выполняет те же задачи, что и блоки. В среде EV3 это можно сделать благодаря интеграции с MicroPython: дети создают одну и ту же программу в базовой среде программирования с помощью блоков и на языке Python в Visual Studio Code от Microsoft. Они видят, что оба способа работают одинаково, но кодом решать сложные задачи удобнее.
Переходим на MicroPython
Среда EV3 построена на базе процессора ARM9, и разработчики специально оставили архитектуру открытой. Это решение позволило накатывать альтернативные прошивки, одной из которых стал образ для работы с MicroPython. Он позволяет использовать Python для программирования EV3, что делает работу с набором еще ближе к задачам из реальной жизни.
Чтобы начать работать, нужно скачать образ EV3 MicroPython на любую microSD-карту, установить ее в микрокомпьютер EV3 и включить его. Затем нужно установить бесплатное расширение для Visual Studio. И можно приступить к работе.
Программируем первого робота на MycroPython
На нашем сайте есть несколько уроков для освоения базовых понятий робототехники. Модели на EV3 знакомят детей с азами, которые используются в самоуправляемых автомобилях, заводских роботах-сборщиках, станках с ЧПУ.
Мы возьмем для примера чертежную машину, которую можно научить рисовать узоры и геометрические фигуры. Данный кейс является упрощенным вариантом взрослых роботов-сварщиков или фрезеровщиков и показывает, как можно использовать EV3 совместно с MicroPython для обучения школьников. А еще чертежная машина может разметить отверстия в печатной плате для папы, но это уже другой уровень, требующий математических расчетов.
Для работы нам понадобятся:
Сначала инициализируем библиотеку модулей EV3:
Настраиваем платформу, которая вращает ручку как мотор в порте B. Задаем передаточное отношение двухступенчатой зубчатой передачи с количеством зубьев 20-12-28 соответственно.
Настраиваем подъемный механизм для ручки как мотор в порте C:
Настраиваем гироскоп, измеряющий угол наклона ручки, в порте 2:
Настраиваем цветовой датчик в порте 3. Датчик используется, чтобы определять белую бумагу под чертежной машиной:
Настраиваем датчик касания в порте 4. Робот начинает рисовать, когда датчик нажат:
Определяем функции, которые поднимают и опускают ручку:
Определяем функцию для поворота ручки на заданный угол или до определенного угла:
Если целевой угол больше, чем текущий угол гироскопического датчика, продолжаем движение по часовой стрелке с положительной скоростью:
Если целевой угол меньше, чем текущий гироскопического датчика, то двигаемся против часовой стрелки:
Останавливаем вращающуюся платформу, когда целевой угол будет достигнут:
Устанавливаем начальное положение ручки в верхнем положении:
Теперь идет основная часть программы — бесконечный цикл. Сначала EV3 ожидает, когда датчик цвета обнаружит белую бумагу или синюю стартовую клетку, а датчик касания будет нажат. Затем он рисует узор, возвращается в исходное положение и повторяет все заново.
Когда устройство не готово, светодиоды на контроллере принимают красный цвет, и на ЖК-экране отображается изображение «палец вниз»:
Дожидаемся, когда датчик цвета считает синий или белый цвет, устанавливаем цвет светодиодов зеленым, отображаем на ЖК-экране изображение «палец вверх» и сообщаем, что устройство готово к работе:
Дожидаемся нажатия датчика касания, присваиваем гироскопическому датчику значение угла 0 и начинаем рисовать:
Поднимаем держатель ручки и возвращаем его в исходное положение:
Вот такая несложная программа у нас получилась. И теперь запускаем ее и смотрим на робота-чертежника в деле.
Что дают такие примеры
EV3 — это инструмент для профориентации в рамках профессий STEM и точка входа в инженерные специальности. Так как на нем можно решать практические задачи, дети получают опыт технических разработок и создания промышленных роботов, учатся моделировать реальные ситуации, понимать программы и анализировать алгоритмы, осваивают базовые конструкции программирования.
Поддержка MicroPython делает платформу EV3 подходящей для обучения в старших классах. Ученики могут попробовать себя в роли программистов на одном из самых популярных современных языков, познакомиться с профессиями, связанными с программированием и инженерным проектированием. Наборы EV3 показывают, что писать код — это не страшно, готовят к серьезным инженерным задачам и помогают сделать первый шаг к освоению технических специальностей. А для тех, кто работает в школе и связан с образованием, у нас подготовлены программы занятий и учебные материалы. В них детально расписано, какие навыки формируются при выполнении тех или иных задач, и как полученные навыки соотносятся со стандартами обучения.
EV3 программирование
Программирование Mindstorms EV3
Программирование EV3 происходит сразу после того как вы создали своего робота. Нужно научить робота EV3 выполнять различные команды.
лего программирование
Запрограммировать робота с микрокомпьютером EV3 можно несколькими различными способами:
Программирование на микроконтроллере EV3
Самым простым является программирование при помощи самого интерфейса микрокомпьютера EV3.
Микропроцессор EV3 поставляется с уже установленным на нем программным обеспечением.
После включения модуля EV3 можно увидеть экран с четырьмя основными закладками.
Для программирования модуля требуется перейти в третью закладку при помощи кнопок управления. Затем открыть окно приложения Brick Program. Сразу отображаются два блока – это блок «Начало» и блок «Цикл».
программирование блока лего
В этом окне можно создавать простые программы при помощи двух типов блоков. Всего в палитре существует одиннадцать блоков ожидания и шесть блоков действия.
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.
требования к оборудованию
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.
Программирование EV3 Basic
Одним из текстовых языков программирования Lego EV3 является EV3 Basic. Текстовый язык позволяет развить навыки текстового программирования и является плавным переходом к более сложному программированию. По сложности этот язык не очень отличается от среды программирования Lego EV3. Скачать загрузчик Microsoft Small Basic можно с официального сайта Microsoft.
Small Basic
Основными достоинствами EV3 Basic являются:
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.
RobotC
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 :
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:
Операционная система для RobotC должна быть из семейства Microsoft Windows. При помощи среды программирования RobotC можно создавать эффективные программы с использованием сложных математических выражений.
Программирование EV3 на Python
Одним из наиболее популярных языков программирования в мире является Python. Он имеет небольшое синтаксическое ядро и объемную стандартную библиотеку функций. В операционной системе Linuх язык программирования Python установлен. При желании можно установить нужный вам текстовый редактор.
На микрокомпьютере EV3 установлена операционная система Linux. Для того, чтобы программировать EV3 на Python нужно установить Linux ev3dev на модуль EV3.
Скачать образ можно по адресу с официального сайта https://www.ev3dev.org/downloads.
Затем нужно установить образ на карту памяти microCD. Желательно, чтобы класс карты был не менее десяти. Объем карты памяти от двух до тридцати двух гигабайт. Можно также использовать карту памяти microSDHC.
После этого карту с образом можно вставлять в микрокомпьютер EV3 и включать его. Подсветка кнопок будет мигать оранжевым цветом. Это означает что происходит загрузка операционной системы. После загрузки на экране блока EV3 будет видно меню программы.
Затем нужно настроить соединение с компьютером и можно приступать к работе. Настройки соединения с компьютером нужно описывать отдельно так как они достаточно сложные. Для написания программ нужен еще редактор кода.
В качестве одного из вариантов можно установить редактор кода PyCharm Edu. Есть бесплатная версия с наличием подсказок, проверкой кода и подсвечиванием синтаксиса. Созданный в программе файл можно передать в блок EV3 при помощи программы PuTTY. Эта программа помогает установить SSH соединение операционной системы Windows с микроконтроллером EV3.
PuTTY
Скачать программу PuTTY можнос официального сайта. Есть 32 битная и 64 битная версии программы.
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.
Scratch_2_0
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.
Эта Java-машина специально адаптирована для Lego Mindstorms EV3 и ее можно скачать с официального сайта https://sourceforge.net/projects/ev3.lejos.p/files.
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.
Он также может быть скачан с официального сайта https://scratch.mit.edu/download.
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.
Подключение LEGO EV3 к Scratch 3.0
Программирование модуля EV3
Как программировать модуль EV3
Вопрос про программирование модуля EV3 без применения компьютера иногда встает перед многими любителями робототехники. Для этого на микрокомпьютер EV3 уже предустановлено программное обеспечение идентичное ПО установленному на микрокомпьютер.
приложения микрокомпьютера EV3
Создать свою программу можно при помощи приложения модуля EV3 находящегося в окне приложений. Это третья вкладка интерфейса микроконтроллера EV3. Приложение называется Brick Program и является четвертым приложением по счету.
Дословно это переводится как кирпичная программа и является средой программирования модуля EV3. Зайти в это приложение можно после включения модуля при помощи кнопок управления модулем.
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.
начало программы
В палитре блоков расположены блоки двух типов:
Также в палитре блоков находится корзина для удаления ненужного блока из программы.
Блоки действия
Всего в палитре блоков находятся шесть блоков действия:
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:
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 создать программу на модуле EV3
Для того, чтобы на микрокомпьютере EV3 создать программу нужно найти в третьем окне интерфейса модуля приложение Brick Program. Нажав на центральную кнопку блока входим в приложение и видим блок начало и цикл. Между этими двумя блоками можно разместить всего шестнадцать различных блоков ожидания и блоков действия.
Поэтому при помощи интерфейса микроконтроллера EV3 можно писать только несложные программы. В блоках программирования есть возможность изменения одного параметра при помощи кнопок «Вверх» и «Вниз». Количество повторений выполнения программы задается в блоке «Цикл» и может принимать значения 1, 2, 3, 4, 5, 10 и бесконечность.
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.
рулевое управление
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.
ожидание времени
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.
Как сохранить программу модуля EV3
Для того, чтобы сохранить программу нужно перейти к значку «Сохранить», который находится внизу в левом дальнем конце программы. При нажатии значка откроется окно, где можно дать название программе. Также можно применить название по умолчанию. После этого нужно нажать на кнопку «OK».
как сохранить и открыть программу EV3 на блоке
Программа с этим названием будет сохранена в папке BrkProg SAVE. Эта папка расположена во втором окне интерфейса модуля EV3 выбор файла.
Как открыть программу модуля EV3
Над значком «Сохранить» находится значок «Открыть». Чтобы отрыть любую программу, которая существует в блоке нужно нажать на этот значок. После этого можно кнопками «Вверх» и «Вниз» выбрать программу. Нажатие на центральную кнопку откроет выбранную программу
Как удалить блок модуля EV3
Для того, чтобы удалить ненужный вам блок из программы необходимо выделить этот блок центральной кнопкой. После этого переходим в палитру блоков нажатием кнопки «Вверх». По палитре блоков нужно переместиться в нижний левый угол и найти значок «Мусорная корзина».
как удалить блок
Выделяем значок и нажимаем центральную кнопку. Удаление ненужного блока произведено.