دوره برنامه نویسی ربات ev3 pdf. قفسه کتاب رباتیک

سلام. در مقالات خود می خواهم شما را با اصول برنامه نویسی میکرو کامپیوتر LEGO NXT Mindstorms 2.0 آشنا کنم. برای توسعه برنامه‌ها، از پلتفرم Microsoft Robotics Developer Studio 4 (MRDS 4) و National Instruments LabVIEW (NI LabVIEW) استفاده خواهم کرد. وظایف کنترل خودکار و خودکار ربات های متحرک در نظر گرفته و اجرا خواهد شد. ما از ساده به پیچیده حرکت خواهیم کرد.

پیش بینی برخی سوالات و نظرات خوانندگان.

چرا پلتفرم های MRDS 4 و NI LabVIEW؟از نظر تاریخی اینگونه بود. در حین تحصیل در سال های آخر در دانشگاه، وظیفه توسعه دوره های آموزشی با استفاده از این بسترها بود. علاوه بر این، یادگیری و کاربردی بودن پلتفرم‌ها بسیار آسان است؛ با استفاده از آنها می‌توانید برنامه‌ای را مستقیماً برای کنترل ربات، توسعه یک رابط کاربری و انجام آزمایش در یک محیط مجازی (در مورد MRDS 4) بنویسید.

به هر حال چه کسی به این درس های شما نیاز دارد، در حال حاضر پروژه های رباتیک زیادی در اینترنت وجود دارد!عملاً هیچ مقاله آموزشی با استفاده از این ترکیب (NXT+MRDS 4/NI LabVIEW) وجود ندارد، بیشتر از محیط برنامه نویسی بومی استفاده می شود و همه چیز در آن کاملاً بی اهمیت است. هر کسی که به رباتیک، برنامه نویسی علاقه مند است و دارای مجموعه NXT است (و تعداد کمی از آنها وجود دارد)، مخاطبان سنی.

زبان های برنامه نویسی گرافیکی شیطانی هستند و کسانی که در آنها برنامه نویسی می کنند بدعت گذار هستند!زبان های برنامه نویسی گرافیکی که MRDS 4 و NI LabVIEW هستند، بدون شک دارای معایبی هستند، به عنوان مثال، آنها بر روی کارهای باریک تمرکز دارند، اما هنوز از نظر عملکردی چندان کمتر از زبان های متنی نیستند، به خصوص که NI LabVIEW در ابتدا به عنوان یک زبان ساده توسعه داده شد. زبان یادگیری برای حل مسائل علمی و مهندسی، برای این کار شامل بسیاری از کتابخانه ها و ابزارهای ضروری است. بنابراین این زبان های گرافیکی برای حل مشکلات ما مناسب ترین هستند. و برای این کار نیازی نیست ما را در آتش بسوزانید.

همه اینها بچگانه به نظر می رسد و اصلا جدی نیست!هنگامی که وظیفه پیاده سازی الگوریتم ها، آموزش اصول و مبانی برنامه نویسی، رباتیک، سیستم های بلادرنگ بدون پرداختن به مدارها و پروتکل ها است، پس این ابزار بسیار مناسبی است، اگرچه ارزان نیست (در رابطه با مجموعه NXT). اگرچه کیت های مبتنی بر آردوینو برای همین اهداف کاملاً مناسب هستند، اما این کنترلر تقریباً هیچ سازگاری با MRDS 4 و NI LabVIEW ندارد و این پلتفرم ها جذابیت های خاص خود را دارند.

فناوری هایی که استفاده می شود محصول کشورهای سرمایه داری در حال زوال است و نویسنده دشمن مردم و همدست توطئه گران غربی! متأسفانه بیشتر فناوری‌ها در حوزه الکترونیک و فناوری رایانه از غرب می‌آیند؛ اگر مرا به فناوری‌های مشابه تولید داخلی معرفی کنند، بسیار خوشحال خواهم شد. در این بین از آنچه در اختیار داریم استفاده خواهیم کرد. و نیازی به گزارش این موضوع به سرویس های ویژه و کینه توزی از من نیست.

مروری کوتاه بر پلتفرم های MRDS 4 و NI LabVIEW.

در سال 2006، مایکروسافت ایجاد یک پلتفرم را اعلام کرد Microsoft Robotics Developer Studio(جزئیات بیشتر در مقاله ویکی پدیا). MRDS یک محیط توسعه اپلیکیشن مبتنی بر ویندوز برای رباتیک و شبیه سازی است. در حال حاضر، نسخه فعلی Microsoft Robotics Developer Studio 4 است. از جمله ویژگی ها: زبان برنامه نویسی گرافیکی VPL، رابط های مبتنی بر وب و ویندوز، محیط شبیه سازی VSE، دسترسی ساده به سنسورها، میکروکنترلر و محرک ربات، پشتیبانی از برنامه نویسی C# زبان، کتابخانه هایی برای برنامه نویسی چند رشته ای و اجرای توزیع شده برنامه های CCR و DSS، پشتیبانی از بسیاری از پلتفرم های روباتیک (Eddie، Boe - Bot، CoroBot، iRobot، LEGO NXT، و غیره).

LabVIEW (میز کار مهندسی ابزار مجازی آزمایشگاهی)یک محیط توسعه و پلت فرم برای اجرای برنامه ها است که به زبان برنامه نویسی گرافیکی "G" از National Instruments ایجاد شده است (برای جزئیات بیشتر به مقاله ویکی پدیا مراجعه کنید). LabVIEW در سیستم های اکتساب و پردازش داده ها و همچنین برای مدیریت اشیاء فنی و فرآیندهای تکنولوژیکی استفاده می شود. از نظر ایدئولوژیکی، LabVIEW بسیار به سیستم‌های SCADA نزدیک است، اما برخلاف آنها، بیشتر بر حل مشکلات نه در زمینه سیستم‌های کنترل فرآیند خودکار (سیستم‌های کنترل فرآیند خودکار)، بلکه در زمینه ASNI (سیستم‌های تحقیقات علمی خودکار) متمرکز است. ). زبان برنامه نویسی گرافیکی "G" مورد استفاده در LabVIEW بر اساس معماری جریان داده است. دنباله اجرای عملگرها در چنین زبان هایی نه با ترتیب ظاهر شدن آنها (مانند زبان های برنامه نویسی ضروری) بلکه با وجود داده ها در ورودی این اپراتورها تعیین می شود. اپراتورهایی که مرتبط با داده نیستند به صورت موازی به ترتیب تصادفی اجرا می شوند. برنامه LabVIEW نامیده می شود و یک ابزار مجازی (به انگلیسی: Virtual Instrument) است و از دو بخش تشکیل شده است:

• یک بلوک دیاگرام که منطق ابزار مجازی را توصیف می کند.
• پانل جلویی که رابط کاربری ابزار مجازی را توصیف می کند.

نگاهی گذرا به مجموعه LEGO NXT Mindstorms 2.0.

• میکروکنترلر 32 بیتی AVR7 با 256 کیلوبایت حافظه FLASH و 64 کیلوبایت حافظه رم.
• میکروکنترلر AVR 8 بیتی با حافظه FLASH 4 کیلوبایتی و حافظه رم 512 بایتی.
• ماژول رادیویی Bluetooth V 2.0;
• پورت USB؛
• 3 کانکتور برای اتصال سرووها؛
• 4 کانکتور برای اتصال سنسورها؛
• صفحه نمایش LCD با وضوح 99x63 پیکسل؛
• بلندگو؛
• کانکتور برای 6 باتری AA.

• سنسور اولتراسونیک؛
• دو سنسور لمسی (سنسورهای لمسی)؛
• سنسور تشخیص رنگ

و البته این مجموعه شامل انواع قطعات لگو در فرم فاکتور LEGO Technic است که محرک ها و سازه پشتیبانی از آنها مونتاژ می شود.

ما در حال نوشتن اولین برنامه هستیم.

ابتدا پلتفرم‌های MRDS 4 و NI LabVIEW را نصب می‌کنیم، در مورد MRDS 4، نصب باید در پوشه‌ای انجام شود که مسیر آن شامل حروف سیریلیک (حروف روسی) نیست، حساب کاربری نیز باید فقط شامل حروف لاتین.

1. پلت فرم MRDS 4.

1. فعالیت های پایه – شامل بلوک های اساسی است که عملگرهایی مانند ثابت، متغیر، شرط و غیره را پیاده سازی می کند.
2. خدمات - شامل بلوک هایی است که دسترسی به عملکرد پلت فرم MRDS را فراهم می کند، به عنوان مثال، بلوک هایی برای تعامل با هر جزء سخت افزاری ربات، یا بلوک هایی برای فراخوانی کادر محاوره ای.
3. پروژه - نمودارهای موجود در پروژه و همچنین فایل های پیکربندی مختلف را ترکیب می کند.
4. Properties - شامل ویژگی های بلوک انتخاب شده است.
5. پنجره نمودارها - مستقیماً شامل نمودار (کد منبع) برنامه است.

شکل 3 - محیط برنامه نویسی VPL

بیایید دنباله اقدامات زیر را انجام دهیم:

2. پلت فرم NI LabVIEW.

ما از پنجره Block Diagram استفاده خواهیم کرد. بیایید مراحل زیر را انجام دهیم:

خلاصه

• ما پلتفرم های نرم افزاری را برای توسعه برنامه های کاربردی برای میکرو کامپیوتر NXT بررسی کرده ایم.
• ما به اصول اولیه توسعه اپلیکیشن در پلتفرم های MRDS 4 و NI LabVIEW نگاه کردیم.
• با رابط کاربری محیط آشنا شدیم.

• برنامه نویسی میکرو کامپیوتر NXT در LabVIEW - Lidiya Beliovskaya، Alexander Beliovsky،
• Microsoft Robotics Developer Studio. الگوریتم های کنترل ربات برنامه نویس - واسیلی گای.

L.Yu. اوسیانیتسکایا، D.N. اووسیانیتسکی، A.D. اووسیانیتسکی

دوره برنامه نویسی ربات EV3

در محیط Lego Mindstorms EV3

چاپ دوم، بازنگری و گسترش یافته است

UDC 004.42+004.896

Ovsyanitskaya، L.Yu. دوره برنامه نویسی ربات لگو

طوفان ذهن EV3 در محیط EV3: ویرایش. دوم، تجدید نظر شده است و اضافی /

L.Yu. اوسیانیتسکایا، D.N. اووسیانیتسکی، A.D. اووسیانیتسکی. - م.:

«پرو»، 2016. – 296 ص.

شابک 978-5-906862-76-1

این کتاب به برنامه نویسی ربات EV3 در محیط Lego Mindstorms EV3 اختصاص دارد. این اثر حاصل سال ها تجربه شرکت مستقیم نویسندگان در مسابقات منطقه ای، همه روسی و بین المللی در زمینه رباتیک و فعالیت های آموزشی با هدف آموزش معلمان، مدرسان و مربیان در این زمینه است.

این کتاب برای معلمان مقاطع ابتدایی، متوسطه، عالی و بالاتر، دانش‌آموزان، دانش‌آموزان و تمامی علاقه‌مندان به مسائل رباتیک مفید خواهد بود.

بازبین:

دکترای علوم فیزیک و ریاضی، پروفسور ع.ف. شوریکوف.

ISBN 978-5-906862-76-1 © L.Yu. اوسیانیتسکایا، D.N. اووسیانیتسکی، A.D. Ovsyanitsky، 2016 مقدمه مطالب

فصل 1. ویژگی های ربات.

ایجاد و راه اندازی اولین پروژه 7

1.1. مشخصات مختصر سکوهای روباتیک مروری بر محیط برنامه نویسی Lego Mindstorms EV3

1.2. راه های اتصال ربات به کامپیوتر به روز رسانی سیستم عامل EV3 Brick. بارگذاری برنامه ها در EV3 Brick

فصل 2. برنامه نویسی ربات

2.1. موتورها برنامه ریزی حرکات در طول مسیرهای مختلف

2.2. کار با نور پس زمینه، صفحه نمایش و صدا

2.2.1. کار با صفحه نمایش

2.2.2. کار با دکمه های دارای نور پس زمینه در آجر EV3

2.2.3. کار با صدا

2.3. ساختارهای برنامه

2.3.1. انتظارات ساختاری

2.3.2. چرخه ساختار

2.3.3. ساختار سوئیچ

2.4. کار با داده ها

2.4.1. انواع داده ها هادی ها

2.4.2. متغیرها و ثابت ها

2.4.3. عملیات ریاضی با داده ها

2.4.5. کار با آرایه ها

2.4.6. عملیات منطقی با داده ها

2.5. کار با سنسورها

2.5.1. حسگر لمسی

2.5.2. سنسور رنگ

2.5.3 سنسور ژیروسکوپ

2.5.4. سنسور اولتراسونیک

2.5.5. سنسور و چراغ مادون قرمز

2.5.6. سنسور چرخش موتور (تعیین زاویه/تعداد دور و توان موتور)

2.5.7. دکمه های کنترل ماژول

2.6. کار با فایل ها

دوره برنامه نویسی ربات Lego Mindstorms EV3 در محیط EV3

2.7. همکاری چند ربات

2.7.1. اتصال ربات ها با کابل USB

2.7.2. ارتباط ربات با استفاده از اتصال بلوتوث................................ 207

2.8. بلوک ها و ابزارهای مفید

2.8.1. مسدود کردن "فعال نگه داشتن"

2.8.2. مسدود کردن «برنامه توقف»

2.8.3. ایجاد روال

2.8.4. ثبت نظرات

2.8.5. استفاده از پورت ورودی سیمی

فصل 3. انواع اصلی مسابقات و عناصر وظایف.

3.1. مسابقه سومو

3.2. کگلرینگ

3.3. اسلالوم (اجتناب از موانع)

3.4. برنامه نویسی حرکت خط

3.4.1. الگوریتم حرکت در امتداد خط زیگزاگ با سنسورهای یک و دو رنگ

3.4.2. الگوریتم "موج"

3.4.3. الگوریتم کالیبراسیون خودکار سنسور رنگ ..... 258

3.5. کنترل خطی متناسب

3.5.1. حرکت خط بر اساس کنترل متناسب

3.5.2. یافتن و شمارش تقاطع ها با کنترل خط متناسب

3.5.3. وارونگی سفر

3.5.4. حرکت ربات در امتداد دیوار

3.6. یافتن هدف در پیچ و خم

فصل 4: به روز رسانی سیستم عامل و راه اندازی مجدد آجر EV3.

286 فصل 5. استفاده از حسگرهای شخص ثالث

5.1. کار با سنسور رنگ HiTech

5.2. استفاده از سنسورهای دیگر

نتیجه

لیست پروژه ها پروژه «سگ وفادار» 90 پروژه «تابلو امتیاز ورزشی» 98 پروژه «پایان خودکار» 102 پروژه «60 ثانیه» 109 پروژه «ضبط و خواندن بارکد رنگی» 120 پروژه «مرتب سازی آرایه با استفاده از روش حباب» 12 خانه هوشمند» 153 پروژه «ربات سرسخت» 160 پروژه «ربات با کنترل از راه دور» 182 پروژه بازی کارتونی روی صفحه نمایش بلوک EV3 «یک گلوله برفی بگیر» 191 پروژه «ساخت نقشه سطح سه بعدی» 197 پروژه «EV3 – سینتزیزر موسیقی» 203 دوره برنامه نویسی ربات Lego Mindstorms EV3 در محیط تصویر EV3 از سیم پیچ (شکل 1.1.11b). بلوک فعال (روشن) خواهد شد (شکل 1.1.11c).

–  –  –

شکل 1.1.

12. برنامه های موازی برای مقیاس بندی تصاویر (شکل 1.1.13 a, b)، از ترکیب های استاندارد MSWindows از کلید Ctrl و چرخ اسکرول ماوس یا نمادها در گوشه سمت راست بالای پنجره استفاده می شود. مقیاس گذاری هنگام پیمایش برنامه های بزرگ، کپی کردن بلوک های خاص و موارد دیگر استفاده می شود.

دوره برنامه نویسی ربات Lego Mindstorms EV3 در محیط EV3 Blocks Large motor and Medium motor بلوک اول پالت Medium motor و دومی Large motor نام دارد. بلوک ها برای کنترل یک موتور استفاده می شوند و عملکرد یکسانی دارند.

بیایید ساختار بلوک ها را با استفاده از مثال یک بلوک موتور بزرگ در نظر بگیریم (شکل 2.1.4).

–  –  –

شکل 2.1.

4. Large Motor Control Unit ابتدا روی حرف نشان دهنده نام پورت کلیک کرده و نام پورتی که موتور به آن متصل است را انتخاب کنید.

بیایید نگاهی دقیق تر به هر عنصر کنترلی بیندازیم.

1. حالت عملیاتی را انتخاب کنید:

الف) روشن (شکل 2.1.5)؛

–  –  –

شکل 2.4.

3.4. برنامه اجرای پروژه "60 ثانیه".

فعالیت های DIY تصویری از صفحه ساعت را به صفحه اضافه کنید.

عقربه های دقیقه و ساعت را با قیاس اضافه کنید.

2.4.4. سایر بلوک های پردازش داده

–  –  –

قبل از شروع کار با آرایه ها، باید آنها را مقداردهی اولیه کنید، به عنوان مثال. نوع (عددی یا منطقی) را مشخص کرده و یک نام اختصاص دهید.

داده ها را می توان به صورت دستی یا خودکار وارد آرایه کرد (با خواندن قرائت از حسگرها). برای ایجاد آرایه باید از بلوک Variable استفاده کنید.

ایجاد یک آرایه نوشتن یک آرایه روی یک متغیر

برای ایجاد و پر کردن یک آرایه، باید:

(الف) بلوک متغیر را به فضای کاری منتقل کنید و حالت (Write) و نوع آن (آرایه عددی یا منطقی) را تعیین کنید.

شکل گیری تشکیل یک آرایه عددی از یک آرایه منطقی

–  –  –

شکل 2.5.

3.3. حالت های عملکرد سنسور ژیروسکوپی مهم است!

گاهی اوقات (اغلب!) هنگام کار با یک سنسور ژیروسکوپی، می توانید موارد زیر را مشاهده کنید: هنگامی که برنامه در حال اجرا است، ربات در حالت ثابت است و مقدار زاویه به طور مداوم در حال افزایش است (دریفت)، سرعت افزایش می تواند باشد. بیش از 1 درجه در ثانیه!

افزایش مقادیر حسگر فصل 2. برنامه ریزی ربات 177 اگر چراغ بسیار دور (بیشتر از 1 متر) باشد، مقدار اندازه گیری 100 خواهد بود، اگر خیلی نزدیک باشد (حداقل 1 سانتی متر) - 0. نتایج میانی نیز مطابقت ندارند. به سانتی متر

در حالتی که چراغ مستقیماً در مقابل سنسور قرار دارد، نتیجه نسبی اندازه گیری زاویه برابر با 0 خواهد بود، حداکثر مکان چراغ در سمت چپ، در خلاف جهت عقربه های ساعت 25- (حداکثر زاویه انحراف قابل تشخیص تقریباً است. 100 درجه)، در سمت راست، در جهت عقربه های ساعت 25 (شکل 2.5. 5.5).

شکل 2.5.

5.5. موقعیت چراغ مادون قرمز نسبت به حسگر IR بیایید به نمونه برنامه ها نگاه کنیم. چراغ را در مقابل ربات قرار دهید، آن را روشن کرده و به سمت ربات بگیرید.

نشانگر LED روشن می شود و روشن می ماند. فانوس دریایی به طور مداوم یک سیگنال را ارسال می کند. روی واحد حسگر مادون قرمز، همان کانالی را که روی بیکن نصب شده بود، نصب کنید. سنسور فقط چراغ را در کانالی که در برنامه خود مشخص کرده اید شناسایی می کند.

اگر یک ساعت استفاده نشود، چراغ خاموش می شود.

در شکل 2.5.5.6 انتخاب حالت عملکرد با چراغ را نشان می دهد.

دوره برنامه نویسی ربات Lego Mindstorms EV3 در محیط EV3 با استفاده از MS Excel.

ربات می چرخد ​​و در هر لحظه از زمان مقدار زاویه چرخش و فاصله تا سطح را ثبت می کند.

راه حل:

1. مقادیر سنسور ژیروسکوپ را بازنشانی کنید.

چرخه 01 را وارد می کنیم، شرط پایان زمان (3 ثانیه) است.

2. در طول چرخه، ربات می چرخد ​​و اطلاعات را از حسگرهای اولتراسونیک و ژیروسکوپی می خواند. قرائت ها در بلوک برنامه Text با کاما از هم جدا می شوند.

3. نتیجه اندازه گیری در هر مرحله از چرخه در فایل Map نوشته می شود.

4. یک مکث 0.25 ثانیه تنظیم کنید. پس از پایان چرخه، فایل را ببندید.

توجه! هنگام استفاده از سنسور ژیروسکوپی، هنگام روشن کردن آن به وجود دریفت خواندن توجه کنید (نگاه کنید به.

بخش 2.5.3 برای حذف رانش).

فصل 2. برنامه نویسی حرکت ربات 213 و توقف، تغذیه هر تریلر به صورت متوالی.

2. "گروه آواز و ساز"

وظیفه اجرای یک قطعه موسیقی با یک گروه است. اولین ربات EV3 یک هادی است که از طریق بلوتوث به سایر نوازندگان ربات و خواننده های ربات دستور می دهد که چه زمانی قطعات موسیقی خود را اجرا کنند. هادی ربات را می توان به باتوم هادی مجهز کرد که بالا و پایین حرکت می کند و به سمت ربات می چرخد ​​که شروع به بازی می کند. به عنوان مثال، یک رهبر ربات می تواند به عنوان یک نوازنده پاره وقت عمل کند.

3. "گروه رقص"

وظیفه ایجاد یک گروه روباتیک است. اولین روباتی که از طریق بلوتوث دستورات را صادر می کند، سولیست است. بقیه ربات ها از دستورات پیروی می کنند. انواع مختلف رقص را برنامه ریزی کنید - رقص دور روبات ها ("لوکوموتیو")، رقص های آهسته و سریع.

4. "تمرینات صبحگاهی"

وظیفه این است که به طور همزمان تمرینات ژیمناستیک را به دستور اولین ربات انجام دهید.

2.8. بلوک ها و ابزارهای مفید 2.8.1. مسدود کردن "فعال نگه داشتن"

بعد از گذشت مدت زمان مشخصی و در صورتی که با ربات تماس نگیریم و ربات هیچ عملیاتی انجام ندهد خاموش می شود (در اصطلاح EV3 به حالت خواب می رود). این باعث ایجاد ناراحتی در هنگام کار با برنامه هایی می شود که برای مدت طولانی برای برخی از فرآیندها طراحی شده اند. می‌توانیم زمان تغییر حالت خواب را مستقیماً روی بلوک تنظیم کنیم (می‌توان زمان قبل از خاموش شدن را تنظیم کرد: 2 دقیقه، دوره برنامه‌نویسی ربات Lego Mindstorms EV3 در محیط EV3، چندین گزینه برنامه ایجاد کرده و تاکتیک‌های رزمی را انتخاب کنیم. به عنوان مثال، اگر یک ربات قدرتمند اما کند داشته باشیم، می توانیم برنامه ای را اجرا کنیم که در آن ربات ما به سرعت و از پهلو به حریف حمله کند؛ اگر ربات حریف همیشه در جستجوی ربات ما به سمت راست بچرخد، باید برنامه ای را اجرا کنیم. برنامه ای که دور می زند و از سمت چپ به آن حمله می کند.

این ربات می تواند یک یا دو حسگر اولتراسونیک برای تعیین موقعیت دشمن بدون چرخش های غیر ضروری داشته باشد. به خصوص راندهایی که در آن روبات‌هایی با قدرت یا سرعت تقریباً برابر با هم رقابت می‌کنند بسیار جالب هستند، در این مورد نتیجه با میلی‌متر و ثانیه تعیین می‌شود!

برنده شرکت کننده ای است که توانسته یک ساختار قوی و قابل اعتماد جمع کند، یک برنامه (یا برنامه) شایسته نوشته و استراتژی مناسب را انتخاب کند. مجموعه این عوامل است که روند آماده شدن برای مسابقات را هیجان انگیز می کند و خود مسابقات نیز بسیار سرگرم کننده و هیجان انگیز است!

بیایید مثالی از یک الگوریتم برنامه برای یک ربات کشتی گیر سومو ارائه دهیم.

توقف ربات

2. ربات می چرخد ​​تا زمانی که ربات حریف را با سنسور اولتراسوند ببیند (تا زمانی که مقدار سنسور کمتر از 100 سانتی متر شود) که مطابق با زاویه چرخش 120-180 درجه است. توقف ربات

3. ایجاد یک چرخه با شرط پایان 01، - نامحدود.

4. در چرخه 01 ما چرخه 02 را وارد می کنیم که شرط پایان آن یک مقدار منطقی است: چرخه تا زمانی اجرا می شود که مقدار True به ورودی Termination Condition ارائه شود.

فصل 3. انواع اصلی مسابقات و عناصر وظایف 245 100 25 + 18 =.

بیایید سرعت چرخ چپ را پیدا کنیم: V1=58.

برای پیاده سازی الگوریتم، یک سنسور اولتراسونیک در جلوی ربات در مرکز نصب کنید و آن را به پورت 4 متصل کنید.

سنسور رنگ را به سمت پایین بگیرید، آن را در سمت چپ خط قرار دهید و آن را به پورت 2 وصل کنید. در شکل. 3.3.3 برنامه ای برای اجتناب از موانع ارائه می دهد. لطفا توجه داشته باشید که پس از تشخیص یک مانع، ربات می ایستد و به شدت به سمت راست می چرخد ​​تا از یک خط عمود بر مانع خارج شود و جسم را در امتداد شعاع معین دور بزند.

وظایف برای کار مستقل

مسیرها را برنامه ریزی کنید:

الف) اجتناب از چندین مانع با شعاع یکسان؛

ب) اجتناب از موانع با شعاع های مختلف.

ج) سوار شدن بر شکل هشت.

فصل 3. انواع اصلی مسابقات و عناصر وظایف 275 شکل 3.

5.3.2. برنامه برای راندن مسیر معکوس حرکت فصل 3. انواع اصلی مسابقات و عناصر وظایف 285 شکل 3.6.5. برنامه ای برای یافتن هدف در پیچ و خم دوره برنامه نویسی ربات Lego Mindstorms EV3 در محیط EV3.

فصل 5. استفاده از شخص ثالث

حسگرها

HiTechnic تعداد زیادی سنسور برای LEGO Mindstorms تولید می کند که اکثر آنها توسط LEGO تایید شده اند و سازگاری کامل، کیفیت بالا و استانداردهای ایمنی را تایید می کنند.

همچنین یکی از عوامل مهمی که امکان استفاده از این سنسورها را در هنگام کار با کودکان فراهم می کند، وجود گواهی RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است که عدم استفاده از مواد در تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی را تأیید می کند: سرب، جیوه، کادمیوم، قلع، کروم شش ظرفیتی و برخی ترکیبات برمید. برای لیست فعلی سنسورهای دارای مجوز لگو، به www.hitechnic.com/sensors مراجعه کنید.

در حال حاضر موجود: سنسور زاویه چرخش.

نیروی اعمال شده به صورت عرضی به محور؛ قطب نما; شتاب سنج؛

ژیروسکوپ; آشکارساز میدان مغناطیسی؛ سنسور مادون قرمز؛

سنسور حرکت مادون قرمز، که به شما امکان می دهد حضور افراد یا حیوانات را در اتاق، مشابه سنسورهای مورد استفاده در سیستم های امنیتی، تعیین کنید. فشارسنج، که فشار و دمای اتمسفر را تعیین می کند.

یک سنسور فاصله الکترواپتیکال که با دقت اجسام کوچک و تغییرات کوچک در فاصله آنها را تشخیص می دهد، اما در فاصله بیش از 20 سانتی متر. سنسور رنگ

هدف از این دوره آشنایی شما با طوفان ذهنی لگو است. بیاموزید که چگونه طرح‌های ربات‌های اساسی را جمع‌آوری کنید، آنها را برای کارهای خاص برنامه‌ریزی کنید، و راه‌حل‌های اساسی را برای رایج‌ترین مشکلات رقابت راهنمایی کنید.

این دوره برای کسانی طراحی شده است که اولین قدم های خود را به دنیای رباتیک با استفاده از طوفان ذهنی لگو برمی دارند. اگرچه تمام نمونه های ربات در این دوره با استفاده از سازنده Lego mindstorms EV3 ساخته شده اند، اما برنامه نویسی ربات با استفاده از مثال محیط توسعه Lego mindstorms EV3 توضیح داده شده است، با این حال دارندگان Lego mindstorms NXT نیز می توانند به مطالعه این دوره بپیوندند و امیدواریم. که آنها نیز چیزی برای خود مفید خواهند یافت...

1.1. در مجموعه چیست؟ طبقه بندی قطعات، قطعات اتصال به یکدیگر، واحد اصلی، موتورها، سنسورها

بیایید شروع به آشنایی با سازنده Lego mindstorms EV3 کنیم. پس از چاپ طراح، قطعات مختلف زیادی در آن خواهیم یافت. اگر با آجرهای سنتی لگو آشنا هستید اما قبلاً با مجموعه‌های لگو تکنیکال برخورد نکرده‌اید، ممکن است از قطعات غیرمعمول کمی دلسرد شوید. با این حال، برخورد با آنها اصلا دشوار نیست. بنابراین، اجازه دهید به طور مشروط تمام جزئیات را به چند دسته تقسیم کنیم. شکل قسمت هایی به نام تیرها را نشان می دهد (گاهی اوقات می توانید نام این قسمت ها را پیدا کنید - تیر).

برنج. 1

گروه بعدی قطعات برای اتصال تیرها به یکدیگر، به بلوک و سنسورها استفاده می شود. قطعاتی که دارای سطح مقطع هستند، محور (گاهی پین) نامیده می شوند و برای انتقال چرخش از موتورها به چرخ ها و چرخ دنده ها استفاده می شوند. قطعاتی که شبیه استوانه هستند (دارای یک دایره در مقطع) پین نامیده می شوند (از پین انگلیسی - پین)،

برنج. 2

شکل زیر گزینه های مختلف برای اتصال تیرها با استفاده از پین را به شما نشان می دهد.

برنج. 3

گروه بعدی قطعات اتصال دهنده نام دارند. وظیفه اصلی آنها اتصال پرتوها در صفحات مختلف، تغییر زاویه اتصال قطعات و اتصال سنسورها به ربات است.

برنج. 4

بیایید به گروه بعدی جزئیات برویم. چرخ دنده ها برای انتقال چرخش از موتورها به سایر عناصر ساختاری ربات طراحی شده اند. به عنوان یک قاعده، اینها چرخ هستند، اما در عین حال، چرخ دنده ها را می توان به طور گسترده در طرح های مختلف ربات هایی که شامل چرخش نیستند استفاده کرد. ما مطمئناً بیش از یک بار در هنگام ساخت مکانیسم های پیچیده با آنها روبرو خواهیم شد.

برنج. 5

و البته حرکت ربات ما در فضا توسط چرخ ها و مسیرهای مختلفی که در مجموعه ارائه شده است فراهم می شود.

برنج. 6

گروه بعدی قطعات دارای عملکرد تزئینی هستند. با کمک آنها می توانیم ربات خود را تزئین کنیم و ظاهری منحصر به فرد به آن ببخشیم.

برنج. 7

مجموعه Lego mindstorms EV3 شامل دو موتور بزرگ است. موتورها به عنوان عضلات یا عناصر قدرت ربات ما عمل می کنند. موتورهای بزرگ اغلب برای انتقال چرخش به چرخ ها استفاده می شوند و در نتیجه به ربات اجازه حرکت می دهند. می توان گفت که این موتورها همان نقش پای انسان را ایفا می کنند.

برنج. 8

یک موتور میانی که در مجموعه Lego mindstorms EV3 نیز وجود دارد، به عنوان نیروی محرکه برای اتصالات مختلف ربات (پنجه ها، ماژول های گیره، دستکاری های مختلف) عمل می کند. بر اساس قیاس با موتورهای بزرگ، موتور میانی را به همان صورت اختصاص می دهیم. نقشی که دست ما انجام می دهد

برنج. 9

حسگرهای موجود در مجموعه ذهنی لگو اطلاعات لازم را از محیط خارجی در اختیار ربات قرار می دهند. وظیفه اصلی برنامه نویس یادگیری نحوه استخراج و تجزیه و تحلیل اطلاعات دریافتی از حسگرها و سپس صدور دستورات صحیح به موتورها برای انجام اقدامات خاص است.

برنج. 10

خوب، عنصر اصلی طراح ما بلوک اصلی EV3 است. این بدن حاوی مغز ربات ما است. در اینجا است که برنامه ای اجرا می شود که اطلاعات را از حسگرها دریافت می کند، آنها را پردازش می کند و دستورات را به موتورها منتقل می کند.

برنج. یازده

1.2. ما در حال مونتاژ یک ربات هستیم که با آن این دوره را مطالعه خواهیم کرد.

زمان مونتاژ اولین ربات فرا رسیده است.

در مرحله اول، طراحی ربات ما به شرح زیر خواهد بود:

• دو موتور بزرگ تا بتوانیم به ربات خود بچرخیم
• دو چرخ محرک که نیروهای موتورها به آنها منتقل خواهد شد.
• یک چرخ یا مفصل توپی که آزادانه می چرخد ​​که به ربات ما ثبات می دهد.
• یک آجر اصلی EV3 که برنامه ما را ذخیره و اجرا می کند.
• تعداد معینی از جزئیات برای دادن ظاهری کامل به ساختار.

این ساده ترین ربات ربات ترولی نام دارد.

بسته به نسخه کیت EV3 خود، می‌توانید با استفاده از دستورالعمل‌های پیشنهادی، رباتی را آزمایش کنید یا بسازید:

به محض اینکه ربات ما آماده شد، مطالعه محیط برنامه نویسی را آغاز خواهیم کرد.

1.3. مقدمه ای بر محیط برنامه نویسی

ابتدا محیط برنامه نویسی Lego mindstorms EV3 را بارگذاری می کنیم. در منوی اصلی برنامه را انتخاب کنید: " فایل" - "پروژه جدید"یا فشار دهید +" ، در شکل با فلش نشان داده شده است.

برنج. 12

یک پروژه می تواند شامل برنامه های زیادی باشد. برای اینکه پروژه به درستی در ربات ما بارگذاری شود استفاده از حروف لاتین در نام پروژه و برنامه ها الزامی است!بیایید نام پروژه خود را بگذاریم درس ها(دروس) و برنامه اول - درس-1(درس 1). برای نام گذاری پروژه از منوی اصلی برنامه استفاده می کنیم: "فایل" - "ذخیره پروژه به عنوان..."برای تغییر نام یک برنامه، روی نام آن (برنامه) دوبار کلیک کرده و نام خود را وارد کنید.

بیایید واحد مرکزی ربات خود را روشن کنیم. برای انجام این کار، روی دکمه مرکزی (تاریک ترین) بلوک کلیک کنید. با استفاده از کابل USB که به همراه کیت ارائه می شود، ربات را به کامپیوتر متصل می کنیم. اتصال موفقیت آمیز ربات در تب سخت افزار نرم افزار EV3 در گوشه سمت راست پایین نرم افزار منعکس خواهد شد.

برنج. 13

اگر اتصال ربات موفقیت آمیز بود، برنامه نویسی را شروع می کنیم و اولین برنامه خود را ایجاد می کنیم.

1.4. اولین برنامه ما!

بیایید به ربات خود بیاموزیم که در یک فاصله معین به جلو حرکت کند. در پایین صفحه یک پالت برنامه نویسی وجود دارد که هر رنگ پالت مربوط به گروه های مختلفی از بلوک های برنامه است. بیایید یک پالت سبز انتخاب کنیم "عمل". این شامل واحدهای کنترل موتور، یک واحد نمایشگر، یک واحد کنترل صدا و دکمه های کنترل کننده EV3 (واحد اصلی) است. بلوک "Steering Control" را انتخاب کرده و آن را به منطقه برنامه نویسی (ناحیه مرکزی برنامه) بکشید.

برنج. 14

هر برنامه از یک زنجیره بلوک تشکیل شده است که یک عمل خاص را مشخص می کند یا شرایط مختلف را بررسی می کند. هر بلوک دارای پارامترهای مختلفی است. اولین بلوک نارنجی با یک مثلث سبز در داخل نامیده می شود - "شروع". اینجاست که هر برنامه ای برای ربات ما شروع می شود. بلوک دوم را نصب کردیم. تکرار می کنم - نامیده می شود "فرمان". هدف آن کنترل همزمان دو موتور است.

برنج. 15

اما، اگر ربات را طبق دستورالعمل های بالا مونتاژ کرده باشید، احتمالاً متوجه شده اید که نموداری برای اتصال موتورها و سنسورها در آن وجود ندارد. وقت آن است که با این موضوع کنار بیاییم. آجر EV3 دارد 4 پورت های نشان داده شده با اعداد: 1 , 2 , 3 ، و 4 . از این پورت ها برای اتصال استفاده می شود فقطحسگرها برای اتصال موتورها از پورت هایی که با حروف مشخص شده اند استفاده کنید: آ, ب, سیو D. می توانید موتورها را به هر پورت رایگانی که برای آنها طراحی شده است وصل کنید. اما در مورد چرخ دستی کنترل شده، توصیه می شود موتورها را به پورت ها وصل کنید: بو سی. اکنون دو کابل اتصال به طول 25 سانتی متر را برداریم، موتور سمت چپبه پورت متصل شود ب، آ درست- به بندر سی. این اتصال است که به طور پیش فرض در بلوک "Steering" انتخاب شده است. یک دکمه خاص، که با یک فلش نشان داده شده است، مسئول حالت عملکرد واحد است. برای برنامه اول، حالت را انتخاب کنید: "فعال کردن بر اساس تعداد چرخش". معنی 0 زیر فلش سیاه روی بلوک به معنای حرکت خطی است که هر دو موتور با سرعت یکسان بچرخند. عدد 75 قدرت موتورها را تنظیم می کند، هر چه این مقدار بالاتر باشد، ربات ما سریعتر حرکت می کند. عدد 2 تعداد دورهای هر یک از موتورها را که باید با آن بچرخند را تعیین می کند.

بنابراین، اولین برنامه ما آماده است. ما آن را در ربات خود بارگذاری می کنیم. برای انجام این کار، دکمه را فشار دهید "دانلود"روی زبانه سخت افزار قرار دهید و کابل USB را از ربات جدا کنید.

برنج. 16

ربات را روی یک سطح صاف نصب می کنیم. با استفاده از فلش های روی بلوک EV3، به پوشه پروژه ما بروید و برنامه را انتخاب کنید درس-1و با دکمه مرکزی بلوک EV3 آن را برای اجرا راه اندازی می کنیم.

اوج ایجاد لگو، انتشار مجموعه های قابل برنامه ریزی ساخت و ساز LEGO Mindstorms Ev3 بود. این اسباب بازی برای کودکان بالای ده سال در نظر گرفته شده است.

اکنون mindstorms ev3 را می توان بدون هیچ مشکلی در فروشگاه های خاص یا از طریق اینترنت خریداری کرد. آنها به راحتی برنامه ریزی می شوند تا اقدامات خاصی را انجام دهند.

راه اندازی محیط برنامه نویسی

قبل از شروع به نوشتن دستورات برای ربات، باید نرم افزار را نصب کنید.

سیستم مورد نیاز رایانه شخصی برای کار با lego mindstorms ev3:

• سیستم عامل Windows XP، 7، 8 یا MacOs (10.6-10.8)؛
• 2 گیگابایت رم و 750 مگابایت فضای دیسک.

هنگام نصب محیط با استفاده از USB، نسخه معلم یا دانش آموز را انتخاب کنید.

پس از نصب، پروژه ای ایجاد می کنیم که به صورت پوشه نمایش داده می شود. در کنترل پنل، آنچه را که می خواهیم ایجاد کنیم، برنامه ریزی کنیم یا آزمایشی انجام دهیم را انتخاب می کنیم. توصیه می شود یک آزمایش برای مطالعه عملکرد سنسورها ایجاد کنید.

برنامه کنترل ربات شامل بلوک ها، عملیات متوالی است که انجام می دهد، به نوبه خود، هر بلوک جداگانه حالت خاص خود را دارد. به عنوان مثال، حالت واحد کنترل موتور قابلیت توقف است. تمام نمادهایی که روی صفحه چاپ می شوند را با جزئیات مطالعه کنید.

یک منو روی صفحه وجود دارد که شامل برگه ها می شود:

• عمل؛
• مدیریت اپراتور؛
• سنسور؛
• عملیات داده؛
• بلوک های من و غیره

با استفاده از این منو می توانید ربات را برای انجام اعمال مختلف برنامه ریزی کنید. به عنوان مثال در زبانه ای که وظیفه عملکرد مکانیسم های مختلف را بر عهده دارد، می توانید حالت موتور را برای حرکت، توقف یا استارت تنظیم کنید. در آنجا می توانید زمان، کمیت و زاویه چرخش را تنظیم کنید.

در بلوک "صدا"، می توانید ربات را برای پخش سیگنال های صوتی برنامه ریزی کنید. این سیگنال ها را می توان با استفاده از میکروفون آپلود یا ضبط کرد. یک عنصر مهم کنترل برنامه، بخشی از منو است که اپراتورها را کنترل می کند. در آن می توانید عملکرد خود برنامه را کنترل کنید.

در اینجا می توانید دستورات زیر را به برنامه بدهید:

• شروع به انتظار
• تکرار چرخه؛
• سوئیچ بین بلوک ها؛
• چرخه را پایان دهید

Lego mindstorms ev3 چندوظیفه ای است، توالی دستورات متعددی را در خود جای می دهد. شما می توانید نه تنها اقدامات خود را در برنامه، بلکه دنباله اجرای آنها را نیز برنامه ریزی کنید.

با ترکیب تمام دستورات ممکن منوی مربوطه، می توانید مسیرهای پیچیده و انواع رفتار سازنده ایجاد کنید.

LEGO Education Mindstorms EV3: Programming Robohand (Robohand H25):

توضیح کوتاه

این دوره شامل:


- خروج از چرخه؛
- کار با سوئیچ؛

Lego Mindstorms EV3 با پیچیده ترین محیط برنامه نویسی فاصله زیادی دارد. اما این بدان معنا نیست که تسلط بر آن یک تکه کیک است. برای کسانی که قبلا برنامه نویسی نکرده اند، تسلط بر آن می تواند بیش از یک سال طول بکشد. و من اغراق نمی کنم. بدون تمرین دستی روشن و مداوم، تسلط بر برنامه نویسی ربات در Lego Mindstorms EV3 می تواند تا 2 سال طول بکشد.

من آن را پنهان نمی کنم - کتاب های خوبی در مورد برنامه نویسی برای Lego Mindstorms EV3 وجود دارد. تنها عیب آنها این است که خیلی بصری نیستند. شما نمی توانید ویدیو را در یک کتاب قرار دهید. شما نمی توانید یک توضیح صوتی از "کد" برنامه ضبط کنید.

به همین دلیل یک دوره برنامه نویسی در Lego Mindstorms EV3 در قالب دروس ویدیویی کوتاه ساختم.

ترکیب دوره.

این دوره ویدیویی شامل بیش از 30 ویدیو و 3 دستورالعمل در مورد مونتاژ ربات ها می باشد.
این دوره شامل:
- ایجاد برنامه های ساده
- اجرای برنامه در یک حلقه
- خروج از چرخه؛
- کار با سوئیچ؛
- متغیرها و ثابت ها در نظر گرفته می شوند.
- رانندگی در امتداد خط سیاه روی یک سنسور رنگی و غیره

قیمت.

در حال حاضر، قیمت دوره 1000 روبل است. پ

شما ممکن است استدلال کنید که 1000 روبل. گرونه. بله، از یک کتاب گرانتر است. اما بر خلاف یک کتاب، شما فقط مطالعه نمی کنید و سپس به تصاویر نگاه نمی کنید. شما قادر خواهید بود ربات را در حال عمل با چشمان خود ببینید. و حداقل در ویدیو. و اگر می خواهید، طبق دستورالعملی که من پیشنهاد دادم آن را بسازید (در کل 3 عدد وجود دارد).
و دومین تفاوت با کتاب این است که یک سوال در مورد برنامه نویسی Lego Mindstorms EV3 از من شخصاً بپرسید. آیا چیزی در دوره وجود دارد که نامشخص باشد و سؤالاتی را ایجاد کند؟ مشکلی نیست. مخاطبین من در سایت هستند. بگیر و بپرس

ضمانت.

اگر پس از مطالعه دوره هنوز نتوانستید برنامه ریزی کنید، پول شما را پس می دهم. برای این کار از طریق ایمیل برای من بنویسید که می خواهید پول را برگردانید و من به شما بازپرداخت می کنم.

پ. اس. این دوره بیشتر توسعه یافته و اصلاح خواهد شد. پس از خرید، به مدت نامحدودی در حساب شخصی شما موجود خواهد بود. بنابراین، خرید در حال حاضر واقعاً سودآور است.

Sp-force-hide (نمایش: هیچکدام؛).sp-form (نمایش: بلوک؛ پس‌زمینه: #ffffff؛ بالشتک: 15 پیکسل؛ عرض: 450 پیکسل؛ حداکثر عرض: 100 درصد؛ شعاع حاشیه: 8 پیکسل؛ -moz-border -radius: 8px؛ -webkit-border-radius: 8px; border-color: #dddddd؛ border-style: solid; border-width: 1px; font-family: Arial، "Helvetica Neue"، sans-serif; background- تکرار: بدون تکرار؛ موقعیت پس‌زمینه: مرکز؛ اندازه پس‌زمینه: خودکار؛. - wrapper ( حاشیه: 0 خودکار؛ عرض: 420 پیکسل؛). اندازه: 15px؛ padding-left: 8.75px؛ padding-right: 8.75px؛ حاشیه-شعاع: 4px؛ -moz-border-radius: 4px؛ -webkit-border-radius: 4px؛ ارتفاع: 35px؛ عرض: 100% ;) ؛ -moz-border-radius: 4px؛ -webkit-border-radius: 4px؛ background-color: #0089bf. رنگ: #ffffff; عرض: خودکار؛ فونت-وزن: 700; سبک فونت: عادی. font-family: Arial, sans-serif; box-shadow: هیچکدام; -moz-box-shadow: هیچ. -webkit-box-shadow: none;).sp-form .sp-button-container (تراز متن: چپ؛)