Cercul de RoboticăLEGO MINDSTORMS EV3

D

LEGO• LEGO – “leg godt” – joacă plăcută • Creat în 1932 – Ole Kirk Christiansen• Locul: Billund, Danemarca• Al 6-lea producător de jucării din lume după mărime• În Estonia 132 de școli dispun de seturi de roboți • Lucrul se bazează în cea mai mare parte pe activități

extracurriculare• Concursuri, proiecte

• FIRST® LEGO® League

PREZENTARE EV3

BATERIE• Capacitatea 2050 mAh• Timpul de încărcare – mai puțin de 4 ore• Poate utiliza baterii AA

SENZORI

MOTOR• Reductor incorporat ce permite reducerea vitezei și

creșterea forței de torsiune (răsucire) • Precizie (1°)

ECRANConexiune wireless

Nivelul bateriei

Conexiune USBDenumirea dispozitivului

1 – Butonul anulează2 – Butonul OK3 – Navighează

Lumini indicatoare • Stările dispozitivului EV3

Porturi EV3• 1 2 3 4 porturi senzori• A B C D porturi motoare

Baterie• Nu utilizați diferite baterii • Scoateți bateriile dacă nu utilizați EV3 mai mult timp • Nu utilizați baterii deteriorate• Nu încărcați bateriile!• Folosiți bateriile în mod econom• Reduceți volumul• Utilizați sleep mode• Deconectați bluetooth-ul și WiFi-ul

dacă nu aveți nevoie de ele• Nu țineți motoarele oprite când

nu aveți nevoie de ele

PROGRAMARE

PROGRAMARE

PROGRAMARE

MISIUNEA 1• Programați robotul folosind controlerul:• 1. Mergi înainte 5 secunde• 2. Mergi înainte 5,75 sec• 3. Mergi înainte până la obstacol

MISIUNEA 2• Programați pătratul de mers a robotului

• EV3-G este un software creat de National Instruments pentru LEGO® MINDSTORMS® EV3. Este un instrument de programare foarte puternic, uşor de învăţat şi uşor de folosit. Are la bază LabView® (creat tot de National Instruments) care este cel mai avansat sistem de design grafic al aplicaţiilor şi care este folosit de cercetători şi ingineri din lumea întreagă.

• Programarea cu EV3 se face prin „drag and drop” de blocuri funcţionale pentru a forma comenzi.

BLOCURILE FUNCŢIONALE ALE LIMBAJULUI GRAFIC LEGO MINDSTORMS

• Fiecare bloc este echivalent cu o instrucțiune (subrutină) a limbajelor bazate pe text (C++, basic, pascal etc.).

• Sunt împărțite în grupuri cu funcționalități asemănătoare: Acțiuni, Sensori, Control, Date, Avansați.

Tipuri de blocuri:• Blocuri de acţiuni• Blocuri de control al execuţiei• Blocuri de senzori• Blocuri de date• Blocuri avansate

Blocuri de acţiuni

Blocuri de acţiuniSunt blocurile utilizate pentru a efectua diverse acțiuni. Acestea includ:

- Motorul Mediu- Motorul Mare- Dirijarea mişcării- Afişaj- Sunet- Lumini

Blocuri de control al execuţiei (Flow)

Blocuri de control al execuţiei (Flow)Sunt blocuri cu ajutorul cărora se poate controla execuția programului. Sunt similare cu structurile de control din limbajele de programare clasice. - Start

- Aşteptare- Buclă- Comutare- Întrerupere buclă

Blocuri de senzori

Blocuri de senzoriSunt blocurile utilizate pentru a efectua diverse acțiuni. Acestea includ: - Butoanele cărămizii EV3- Senzorul de culoare- Senzorul de infraroşii- Rotirea motorului- Cronometru- Senzor tactil

Blocuri de date

Blocuri de dateOperează asupra datelor. Se folosesc întotdeauna cu ajutorul conexiunilor de date.- Variabilă- Constantă- Operaţii logice- Operaţii matematice- Comparare- Text

Blocuri avansate

Blocuri avansateSunt diverse tipuri de blocuri care nu se încadrează în categoriile de mai sus, și care probabil nu vor fi folosite decât în anumite situații particulare.- Mesagerie- Conexiune Bluetooth- Valoare brută a senzorului- Inversare motor- Stop

Exemplu de program realizat cu EV3-G

SENZORI

Senzor tactil • Funcționează ca un comutator simplu• Trei stări• Elementul LEGO în formă de cruce este situat în partea

din față a senzorului

MISIUNEA 3

• Creați un program : • 1. Mergi până la obstacol• 2. Mergi înapoi și cotește

SENZOR CULORI• Include LED (poate fi deconectat)• Permite măsurarea luminii reflectate sau a celei din mediu • Poate măsura 7 culori diferite

Diodă emițătoare de lumină

Diodă receptoare

MISIUNEA 4• Programați robotul să meargă între două linii: după ce

ajunge la prima linie, robotul merge înapoi. Când ajunge la linia din spate, robotul merge din nou înainte.

SENZOR ULTRASONIC• Între 3-250 cm• Include un microprocesor

• Cu cât mai mare este obiectul, cu atât mai bine funcționează

• Exactitate - 1cm• Poate detecta alți senzori ultrasonici

OB

IEC

T

SEMNAL

SEMNAL

MISIUNEA 5• Programați robotul să se oprească la 30 cm până la

obstacol

SENZOR GYRO• Poate detecta viteza și unghiul de rotație a robotului

• Permite efectuarea cotiturilor exacte și echilibrează roboții

• Exactitatea unghiului ± 3º

• Viteza maximă de rotație - 440 º/s

MISIUNEA 6• Programați robotul să se rotească la 90° cu ajutorul

senzorului gyro

MISIUNEA 7• Programați robotul să urmeze linia

MISIUNEA 8* – Taxi

• Programați robotul să meargă printr-un model de oraș• Circulația poate fi programată utilizând senzorii de rotație

sau senzorii externi învățați anterior

MISIUNEA 9 – programarea paralelă • Alarma anti-furt: robotul emite un sunet când:

• Robotul este atins• ”Cineva” se apropie prea mult de robot• Robotul este mișcat - gyro• Fiecare misiunea este într-o ramură diferită

MISIUNEA 10 - ecran

• Afișați o față zâmbitoare pe ecranul robotului!• Pentru aceasta utilizăm blocul ecranului

MISIUNEA 11• Programați un robot care ”nu iubește oaspeții”. Dacă

nimeni nu se apropie de el, robotul afișează o față veselă. Dacă cineva se apropie mai puțin de 1m de el, robotul afișează o față tristă.

MISIUNEA 11 (indiciu)• Mai întâi puteți adăuga un comutator și să îl faceți

controlabil prin senzorul de proximitate. De asemenea, puteți seta distanța

• Apoi, adăugați blocuri cu ”ce va face robotul” dacă de el se apropie cineva

Robotul afișează o față veselă

Robotul afișează o față tristă

MISIUNEA 12

• Scrieți operația ”1+1=2“ pe ecran• Utilizați blocul de text și blocul ecranului.

SOLUȚIA 12

Aici este1+1 Aici este “1+1” și =2Aici este

operația1+1=2 scrisă pe ecran

MISIUNEA 13

• Scrieți operația ”14875+36987=” pe ecran• Programați robotul să calculeze răspunsul

SOLUȚIA 13

Aici este 14875+36987

Aici este calculat

14875+36987

Aici este ”14875+36987” și “=“ și răspunsul corect

Aici este totul scris pe ecran

MISIUNEA 14 – Animație

• Faceți un desen animat interesant utilizând imagini pe ecran. Desenul animat trebuie să fie de cel puțin 20 sec.

• Animația trebuie să aibă sens și să includă o poantă .

MISIUNEA 15 – Comparați blocurile

• Logica• Faceți un robot care merge din urma unei persoane.

Dacă persoana se află la 30 – 40 cm distanță, robotul așteaptă.

• Dacă persoana se află la o distanță mai mare, robotul merge spre persoană

• Dacă persoana se află mai aproape, robotul mărește distanța

MISIUNEA 16 – Număr aleatoriu

• Faceți un robot:• Mergi până la obstacol (senzor tactil)• Întoarce-te înapoi • Întoarce-te la un moment aleatoriu, într-o direcție aleatorie• Începe de la început

Colectarea datelor • Demonstrație – colectarea datelor de la senzorul ultrasonic

MISIUNEA 17 – Întrerupe ciclul • Urmarea unei linii cu obstacole

• Robotul urmează o linie neagră până când apare un obstacol și apoi încearcă să-l treacă.

• Două modalități de întrerupere a ciclului:• Condiția de ciclu este stabilită prin senzorul de distanță• Utilizați întreruperea ciclului