Лего робот: Роботы для детей | Категории

Лего Роботы и Обучение (Lego Mindstorms & Education)

Ваш ребенок мечтает самостоятельно построить и запрограммировать робота, который бы выполнял все его команды? Тогда настоятельно рекомендуем Вам обратить свое внимание на уникальную серию конструкторов известной во всем мире датской фирмы Лего Роботы.

Серия Лего Mindstorms это особое достижение компании Lego . Все дело в том, что эти конструкторы основаны на электромеханике и робототехнике, а значит, они будут интересны тем, кто имеет оригинальное мышление и хорошую фантазию, а также знание и понимание всех происходящих технических процессов. Именно поэтому очень часто набор Лего Роботы становится любимой игрушкой не только для ребят старшего школьного возраста, но и хобби для их пап и даже дедушек.

Покупая конструктор Лего Mindstorms, Вы получаете:

Интереснейшую игру-конструктор

Лего Роботы — это продукт, при изготовлении которого использовались новейшие технологии в области робототехники. Игрушки серии Лего Mindstorms имеют несколько двигателей, дополнительные датчики-сенсоры и цветной дисплей. Лего Роботы способны поразить воображение всех, кто с ними сталкивается впервые, ведь они ведут себя, как живые существа. Лего Mindstorms реагируют на прикосновение и звук, способны определять температуру объекта и расстояние. Они могут приходить, услышав Ваш хлопок, поднимать предметы, которые находятся рядом, и различать темноту и свет. Все это звучит довольно сложно, но практика показывает, что любой ребенок, который владеет компьютером на пользовательском уровне, может без проблем запрограммировать конструктор из серии Лего Роботы, создав своего личного робота. Отметим, что команды  игрушке Лего Mindstorms можно отдавать не только с компьютера, но и с любого мобильного телефона, в котором установлен Bluetooth.

Огромные возможности для развития творчества

Набор Лего Роботы состоит больше, чем из 500 деталей, что дает возможность собрать огромное количество различных модификаций роботов-конструкторов: мифологическое животное, которое живет только в Ваших фантазиях, человекоподобного робота, автомобиль будущего и пр.

Качественный продукт

Перед запуском серийного производства конструкторов  все их компоненты проходят проверку на прочность на испытательных стендах. Каждый элемент Лего Роботы рассчитан на более чем 50 000 циклов сцепления. Для производства пластиковых элементов конструктора Лего Mindstorms не применяются тяжелые металлы и другие вредные для здоровья материалы.

О развивающих возможностях конструкторов Лего Mindstorms можно говорить бесконечно. Лего Роботы — это не только знакомство с новейшими технологиями, но и их использование. Юные владельцы Лего Mindstorms будут невероятно гордиться и радоваться, когда напишут и загрузят в робота свою первую компьютерную программу. А уж о гордости родителей за свое любимое чадо, которое запросто справляется с новейшими технологиями, и говорить не приходится!

Взрослая игрушка Лего Роботы уже успела завоевать миллионы поклонников по всей планете и с каждым днем их количество только растет. Сейчас существуют даже целые клубы, посвященные конструкторам Лего Mindstorms, в которых люди обсуждают способы улучшения функций Лего Роботов, делятся своими достижениями, открытиями и пр.

Покупайте у нас набор Лего Mindstorms и создавайте игрушки, которые в Ваших руках непременно оживут!

Робот конструктор LEGO Mindstorms Education EV3 – базовый набор 45544 – MEDINAT – конструктор роботов в Минске

При помощи LEGO Education Mindstorms EV3 ребенок:

• соберёт несколько стандартных моделей роботов;

• сможет разобраться в принципах работы сервомоторов и датчиков;

• запрограммирует своего первого автономного робота при помощи специализированного ПО (приобретается отдельно)

Конструктор «Лего Майндстормс» (Lego Mindstorms) Education EV3 — новый уровень для юных инженеров.

Характеристики:

• Производитель: LEGO Education
• Артикул: 45544
• Страна: Дания
• Количество элементов: 541
• Возраст: 10+
• Вес: 2. 8 кг.

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

LEGO Mindstorms Education EV3

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 программирован

LEGO Mindstorms Education EV3

ия 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.

LEGO Mindstorms Education EV3

LEGO прекращает выпуск линейки продуктов Mindstorms

Новость о том, что LEGO прекратила выпуск линейки продуктов Mindstorms, горько для меня. Я купил своей дочери набор LEGO Mindstorms на Рождество в 2000 году, когда ей было всего три года. Моя тетя, приехавшая в город на праздники, обвинила меня в том, что я купила его для себя.

Виновен.

Тем не менее, мы с дочерью получили массу удовольствия, собирая движущиеся вещи с этим первоначальным набором LEGO RCX Mindstorms, даже несмотря на то, что в то время моя дочь не знала, как программировать робота.

Перенесемся в 2013 год. Я вызвался стать наставником и создать ПЕРВУЮ команду LEGO League в начальной школе моего сына. Моя страсть ко всему, что связано с FIRST, только возросла за десять лет, прошедших с той первой команды.

Это то, что возродило мою страсть к робототехнике, вдохновило меня на то, чтобы в 2014 году возглавить группу разработчиков мобильных роботов в Adept Technology (теперь OMRON), а также вдохновило меня на создание публикации The Mobile Robot Guide в 2018 году.

Так что да, LEGO Mindstorms оказала большое влияние на мою карьеру и мою страсть к мобильным роботам. Один из основателей нашей первоначальной команды FIRST Tech Challenge недавно окончил Йельский университет со степенью в области компьютерных наук и начал свою карьеру в команде инженеров восприятия в Skydio Drones.

Я горжусь тем, что вдохновил более сотни детей в нашем сообществе задуматься о карьере в области, связанной с STEM, благодаря азарту соревновательной робототехники.

Увы, не все потеряно. В то время как LEGO решила отказаться от бренда LEGO Mindstorms, набор LEGO Spike Essentials Kit теперь является центральным элементом соревнований FIRST LEGO League, хотя любой из ранее выпущенных компонентов Mindstorms разрешен для участия в соревнованиях.

LEGO Education SPIKE Essential привлекает учащихся начальной школы к практическому обучению в STEAM. | Фото: LEGO

«Мозг» LEGO SPIKE немного меньше, чем мозг Mindstorms EV3. Оба используют одно и то же программное обеспечение, а двигатели и энкодеры имеют одинаковую мощность и разрешение. Большая разница заключается в том, что двигатели и датчики комплектов SPIKE имеют более прямоугольную форму, чем в более ранних моделях Mindstorm. Эта функция позволяет создавать гораздо более компактных роботов с помощью SPIKE, чем с наборами Mindstorms предыдущих поколений.

Система Lego Mindstorms имеет три поколения. Система изобретений робототехники, выпущенная в 1998 году, была первой. Следующее поколение, названное Mindstorms NXT, было выпущено в 2006 году. За ним последовал Mindstorms EV3, выпущенный в 2013 году. В каждом поколении Mindstorms было несколько розничных и образовательных комплектов.

Когда она вышла в 1998 году, первая система изобретений робототехники использовала программируемый блок RCX (Robotic Command eXplorers). Его можно запрограммировать с помощью RCX или ROBOLAB на основе LabVIEW. Программное обеспечение Криса Роджерса из Университета Тафтса было продано компанией National Instruments. RCX имел 32 КБ ОЗУ и работал на частоте 16 МГц. Кирпич поставляется с двумя двигателями, двумя датчиками касания и одним датчиком освещенности.

В наборе LEGO NXT следующего поколения было три серводвигателя и один датчик света, звука, расстояния и прикосновения. В NXT 2.0 был добавлен еще один сенсорный датчик. Блок NXT имел 64 КБ ОЗУ и работал на частоте 48 МГц. ROBOLAB был в наборе для обучения, а NXT-G был в розничном наборе.

Linux — основная операционная система последнего поколения блоков LEGO EV3. Он включал процессор с тактовой частотой 300 МГц, 64 МБ ОЗУ и 16 МБ флэш-памяти. Он смог подключиться к Wi-Fi, Bluetooth, USB и Micro SD. Учебный набор работал на LabView и имел два больших двигателя, один средний двигатель, два датчика касания, один датчик цвета, один гироскопический датчик и один ультразвуковой датчик.

Если у вас есть какой-либо из этих оригинальных наборов Mindstorms, существует активный вторичный рынок на Ebay, а также другие службы по продаже кубиков LEGO для бывших в употреблении предметов LEGO. Или вы можете просто оставить их для внуков, как я делаю.

Обзор Lego Boost: это сумасшедший гитарный комплект робота-кота, о котором вы даже не догадывались, что вам нужен

Всю последнюю неделю я возился с пакетами кубиков Lego, следуя инструкциям с такой тщательностью. Десятки крошечных разъемов валялись у моих ног.

Через несколько часов я сделал пукающего робота.

Lego Boost — это не обычный набор Lego: это связанный программируемый робототехнический набор. Сопрягается с планшетом или телефоном по Bluetooth. У него есть двигатели и датчики приближения. И это, возможно, лучший набор Lego «все в одном», который я когда-либо видел. Но это определенно вызов. И на прошлой неделе я высосал кроличью нору Лего.

В отличие от Lego Mindstorms, «экспертной» линейки кирпичной компании, Lego Boost рассчитан на детей от 7 до 12 лет. (Есть еще один набор, Lego WeDo, похожий, но ориентированный на образование.) Boost состоит из стандартных кубиков Lego и деталей типа Technic, а это означает, что этих роботов можно улучшать или настраивать с помощью других деталей Lego. Это большое дело.

Lego Boost — это тоже набор роботов, и он более совершенен, чем вы думаете. В комплект поставки входит центральный моторизованный концентратор с двумя отдельными модулями, подключенный по Bluetooth. Ступица приводит в движение двигатели, которые могут поднимать руки, заставлять двигаться гусеницы или поворачивать головы роботов. Один модуль имеет датчики, которые измеряют приближение и цвет. Другой имеет дополнительный двигатель.

840 штук в наборе стоят 160 долларов, что неплохо по меркам Lego. Из комплекта можно сделать более одного робота; на самом деле, в наборе есть инструкции для пяти основных творений, и его можно настроить для других. Кроме того, все можно запрограммировать с помощью инструментов блочного кодирования в подключенном приложении для телефона/планшета… кстати, вам нужно использовать Lego Boost.

Итак, вот как я построил то, что построил.

Часть первая: Верни

Два часа и после более сотни шагов в приложении для iPad я получил катящегося робота прямо из фильма 80-х. Верни очаровательна.

Ни один из роботов Lego Boost не может издавать звуки самостоятельно, но ваш сопряженный телефон или планшет может заставить его звучать так, как будто он имеет звуковые эффекты. Приложение имеет гигантскую звуковую панель из сотен фраз и эффектов, начиная от приятных приветствий и заканчивая спектром метеоризма. Огромное (и иногда запутанное) приложение также может записывать новые образцы голоса для некоторых его различных частей.

В Lego Boost есть много разблокируемых дополнений, и это просто фантастика. Я протестировал бета-версию, большинство частей которой уже разблокировано. Однако я обнаружил, что немного запутанно знать, куда идти дальше и как сделать так, чтобы что-то происходило в разных разделах приложения. Есть несколько областей, похожих на мини-игры, чтобы заставить Верни танцевать и двигаться, и трудно понять, с чего начать.

Но Верни — звезда шоу, и я мог бы заплатить 100 долларов или больше за него одного.

Рок.

Lori Grunin/CNET

Часть вторая: Электрогитара

Немного безумно, что из этого набора можно также собрать игрушку, похожую на гитару, в комплекте с ударным стержнем. Я построил его на том же ядре и датчиках, что и робот Верни.

Несколько часов спустя у меня была копия электрогитары, похожей на мини-банджо. У него нет собственных динамиков, но он воспроизводит звук через подключенный телефон или планшет, как маленький усилитель. Самая крутая часть заключается в том, что у него есть рычаг, на который можно нажимать, а подвижный ладообразный элемент управления в верхней части работает, запуская датчики расстояния, которые преобразуют его в ноты.

Здесь мой сын больше не интересовался строительством… но ему нравилось играть, когда я заканчивал.

Как и у Верни, у гитары есть множество дополнительных режимов и способов переназначить звуковые эффекты на рок, акустику, чириканье птиц, звуки машин или другие звуки.

Я только наполовину закончил котенка.

Lori Grunin/CNET

Часть третья: Маленький котенок

Я попробовал третью модель, и это примерно столько, сколько мог себе позволить мой ограниченный период работы с Boost. Пройдя 180 шагов, я получил роботизированную голову и туловище кошки. На самом деле он следует за маленькой кошачьей игрушкой и издает мурлыкающие звуки. Котенок так же удивителен, как и все остальные творения, и трудно поверить, что он сделан из тех же кирпичей.

К этому моменту я дошел до истощения Лего.

Вы должны отменить то, что сделали.

Лори Грунин/CNET

Научиться отпускать и любить хаос

Разобрать каждую модель, чтобы построить новую, нелегко, как я понял… эмоционально, я имею в виду. Я хотел сохранить свое творение. Я не хотел начинать сначала. Я хотел сохранить части в их оригинальных пронумерованных пакетах с дюжиной или около того.

Я понял, что делаю Лего неправильно. Я был привязан к маленьким мешочкам, в которых они пришли. Это помогло мне пройти через первого робота, Верни, но после этого набор требует кусочки отовсюду… включая робота, которого вы только что сделали.

Мне пришлось научиться смешивать все части… раскладывать их произвольно… и отпускать моего милого друга-робота.

Если вы доводите до совершенства, отмена и повторная сборка Lego Boost могут оказаться для вас сложной задачей. Если вам нравится исследовать, все готово. Кроме того, мой ребенок был в порядке и не испытывал стресса, как я.

Как сказала мне моя жена, «это микрокосм твоей жизни».

Технические детали: Boost использует шесть батареек AAA, для работы требуется телефон или планшет. Во время этого обзора срок службы батареи работал около недели при интенсивном использовании. Это более продвинутый уровень конструктора Lego с множеством маленьких разъемов и несколькими проводами, так что это определенно не для дошкольников.

Лучший набор Lego для праздников (если вы любите робототехнику)

Я люблю Lego Boost. Это затянуло меня, и его пять или около того основных задач более чем стоят своей цены. Кроме того, есть все дополнительные вещи, о которых я едва коснулся поверхности: дополнительные задачи, все блочное программирование в свободной форме и возможность просто взять детали Lego и проявить творческий подход.

Это великолепная коллекция игрушек Lego по доступной цене, даже если цена кажется высокой.