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.
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.
Программное обеспечение MINDSTORMS
Программное обеспечение MINDSTORMS EV3
Для того, чтобы более комфортно работать с роботами на основе Lego EV3 необходимо загрузить программное обеспечение MINDSTORMS LEGO. Программное обеспечение нужно выбирать для вашей платформы и для устройства, на которое оно будет установлено. Скачать ПО Lego Mindstorms EV3 можно с официального сайта Лего.
Кроме этого можно загрузить различные учебные материалы во второй закладке станицы. На данный момент все программное обеспечение MINDSTORMS EV3 является бесплатным.
Как скачать программное обеспечение MINDSTORMS
Скачать программное обеспечение MINDSTORMS можно нажав на кнопку «ЗАГРУЗИТЬ». После этого будет доступно всплывающее окно, в котором можно сохранить установочный файл или отменить сохранение.
загрузка ПО
Нажимаем на кнопку «Сохранить файл» и начнется загрузка установочного файла на выбранное устройство. После того, как файл загрузился, осталось только произвести установку.
Как установить ПО EV3
Теперь, когда установочный файл полностью загружен на ваше устройство, можно приступить к установке. Для этого дважды нажимаем левой кнопкой мыши на установочный файл. Начинается извлечение файлов, необходимых для установки ПО.
извлечение файлов
Затем необходимо выбрать путь установки для программного обеспечения MINDSTORMS. Выбираю путь, указанный по умолчанию.
В следующем окне нужно выбрать ПО для ученика или для учителя. Я выбираю вариант для учителя так как там больше возможностей и информации. Но если устраивает более облегченный вариант, то можно выбрать ПО для ученика.
ПО Lego EV3 для учителя
Выбрав нужный вариант попадаем в следующее окно, где просят подтвердить лицензионное соглашение.
Нажимаем на кнопку далее и появляется новое окно с лицензионным соглашением. Подтвердив соглашение опять нужно нажать кнопку «далее». Начинается установка и по индикаторам можно проследить ход ее выполнения.
установка ПО EV3
После того, как установка закончена нажимаем на кнопку «завершить». На рабочем столе появляется ярлык LEGO MINDSTORMS Education EV3.
ярлык Lego EV3
Двойное нажатие левой кнопкой мыши позволяет открыть программное обеспечение MINDSTORMS.
ПО Lego EV3
Можно приступать к изучению ПО и написанию первых простейших программ.
Установка программного обеспечения для Lego EV3
Загрузите учебные материалы
Начните изучение информатики и предметов естественно-научного и технического цикла (STEM) с помощью LEGO® MINDSTORMS® Education EV3. Предлагаемые учебные курсы рассчитаны на учеников от 10 до 16 лет и соответствуют требованиям ФГОС. В комплект поставки входят учебные материалы для обучающихся, материалы для педагогов, инструменты оценки успеваемости, примеры программ и инструкции по сборке моделей.
Задания EV3 Maker
Для выполнения этих шести заданий необходим Базовый набор LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 (45544). Кроме того, предоставляются вспомогательные материалы для педагогов и учащихся основной школы, содержащие всё необходимое для развития навыков конструирования в процессе создания моделей для решения существующих задач из различных областей реальной жизни.
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.
Комплект заданий «Инженерные проекты EV3»
Комплект дает возможность проведения более 30 часов урочной и проектной учебной деятельности, направленной на изучение технологии по средством STEM методик и робототехники. Каждая из 15 проектных работ начинается с этапа проектирования решения и заканчивается тестирование и улучшением финального прототипа, по итогам которого можно подготовить презентацию. Для работы данного Комплекта заданий требуется наличие установленной образовательной версии ПО EV3.
Комплект заданий «Физические эксперименты EV3»
Данный Комплект заданий дает возможность проведения более 28 часов учебных занятий по физике. Комплект включает в себя 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 установленной образовательной версии ПО EV3.
Комплект заданий «Космические проекты EV3»
Для работы с этим Комплектом занятий требуется наличие Базового набора LME EV3 и Дополнительного набора «Космические проекты EV3» (арт. 45570). Комплект дает возможность организации более 30 часов урочной и внеурочной работы в классе. В комплект входят тренировочные задания и тематические исследовательские проекты, разработанные совместно с учеными — исследователями космоса. Учащиеся смогут заниматься исследовательской работой и создавать инновационные решения по актуальным темам в области освоения космоса. Для работы данного Комплекта заданий требуется наличие установленной образовательной версии ПО EV3.
Поддержка LEGO® MINDSTORMS® Education EV3
Как обновить микрокомпьютер EV3
Время от времени мы выпускаем обновления встроенного ПО микрокомпьютера EV3 (так называемой прошивки). Чтобы обновить микрокомпьютер EV3 до последней версии прошивки, воспользуйтесь одним из предложенных способов.
Вариант 1: Обновление прошивки с помощью онлайн менеджера прошивок EV3
Браузерный менеджер прошивок EV3 совместим со всеми настольными платформами и является самым простым способом обновить прошивку вашего микрокомпьютера EV3. Чтобы обновить прошивку, следуйте следующим инструкциям:
Вариант 2: Обновление прошивки с помощью программного обеспечения LEGO ® MINDSTORMS ® Education EV3
Если вы уже установили ПО «Лаборатория EV3» (для платформ Windows/Mac) или «Программирование с EV3» (для планшетов под управлением Windows 10 и Chromebook), то вы можете обновить прошивку вашего микрокомпьютера EV3 следующим образом:
Перезагрузка микрокомпьютера EV3 с последующим обновлением прошивки
Если во время процесса обновления прошивки что-то пошло не так, вы можете перезагрузить микрокомпьютер EV3 и инициировать повторное обновление прошивки принудительно.
Вы также можете воспользоваться видео инструкцией, демонстрирующий принудительное обновление после ручной перезагрузки микрокомпьютера.
Одновременно нажмите и не отпускайте кнопку Назад, а также центральную и правую кнопку основного кнопочного интерфейса микрокомпьютера EV3.
Когда начнется перезагрузка микрокомпьютера EV3, отпустите кнопку Назад.
Когда на экране микрокомпьютера появится надпись «Updating…», отпустите остальные нажатые кнопки.
Как только ваш микрокомпьютер EV3 перезагрузиться, вы можете проверить наличие обновлений прошивки повторно, используя менеджер прошивок EV3 или ПО EV3.
Если ваш микрокомпьютер EV3 не начинает процесс принудительной перезагрузки, пожалуйста, повторите шаги, описанные выше, или обратитесь в службу поддержки LEGO Education Россия.