Connexion de deux ou plusieurs briques EV3. LEGO Mindstorms EV3

- Qui voudrais-tu - un fils ou une fille ?
- Fils !
- Pourquoi?
- Je veux un hélicoptère radiocommandé !!!

Une blague pas drôle et pleine d'accordéon, mais vous ne pouvez pas commencer cette publication avec autre chose que lui - il est dans à son meilleur reflète l’essence de ce qui sera discuté plus loin. Cependant, d’après le titre, vous comprenez déjà de quoi nous parlons.

Soigneusement! La publication peut provoquer un désir irrésistible d'avoir un fils.

Leçon d'histoire

La société LEGO (le nom vient de l'expression danoise « leg godt », « Jouer avec plaisir ») n'a pas besoin d'être présentée - elle a été fondée en 1932, bien que les premières briques en plastique familières soient apparues bien plus tard, en 1947. Il est à noter que Les briques LEGO produites dans ces années-là sont entièrement compatibles avec celles produites aujourd'hui.

L'histoire derrière la création de l'entreprise, dévoilée par Pixar à l'occasion du 80e anniversaire de LEGO :

L'entreprise produit désormais environ 20 milliards de pièces par an, soit plus de 630 pièces par seconde. Dans le courant gamme de modèles plus de 600 jeux de construction différents et il se trouve que la série Mindstorms est une sorte de summum de la pensée technique, le jeu de construction le plus sophistiqué. Bref, cela permet de réaliser des robots à part entière.

Selon Wikipédia, série Tempêtes d'esprit LEGO a été introduit pour la première fois en 1998. 8 ans plus tard (en 2006), le set LEGO Mindstorms NXT 1.0 était né, et déjà en 2009, le set LEGO Mindstorms NXT 2.0. Aujourd'hui, nous parlerons de LEGO Mindstorms EV3– la dernière (troisième) génération du concepteur Terminator, présentée il y a presque un an, le 4 janvier 2013 (elle n'a été mise en vente que six mois plus tard).

Différences entre EV3 et NXT 2.0

En principe, l'idée principale reste la même : la série est destinée à l'assemblage de robots programmables. Par conséquent, la première question qui se pose est la suivante : qu’est-ce qui a changé depuis la sortie du concepteur précédent et vaut-il la peine d’en acheter un nouveau ? La principale différence réside dans les capteurs/moteurs mis à jour et, plus important encore, dans la brique intelligente EV3 (EV signifie EVolution) :
Comme vous pouvez le constater, la différence est assez significative - il serait étrange qu'en 4 ans seule la résolution de l'écran et le jeu d'autocollants soient modifiés.

Une autre différence est que la série NXT a été vendue en plusieurs versions (au cours de différentes années) et représentait différents ensembles, de base et de ressources. Le nouvel EV3 a la tâche plus facile avec cela - pour l'instant il est vendu dans la version de base - (601 pièces), à partir de laquelle vous pouvez faire un tas de choses. Mais si vous le souhaitez, vous pouvez acheter un ensemble de base (541 pièces) avec des capteurs et des pièces supplémentaires (personne ne vous dérange d'utiliser des pièces de designers ordinaires). À propos, faites attention aux numéros d'articles à cinq chiffres - l'entreprise a opté pour cette numérotation en 2013.

Quant à la compatibilité, tout le possible a été fait ici. Tous les capteurs et moteurs NXT sont compatibles avec EV3 et sont reconnus comme NXT. Les capteurs EV3 ne fonctionnent pas avec NXT, mais les moteurs EV3 semblent compatibles. Une brique NXT peut être programmée avec le logiciel EV3, mais certaines fonctions peuvent ne pas être disponibles, mais il ne sera pas possible de programmer une brique EV3 avec le logiciel NXT sans solutions tierces.

À l'intérieur de la boîte

Même quand j'étais petit et que j'allais avec mes parents au Monde central des enfants (quand il était encore là), à Loubianka - même alors, je ne pouvais pas quitter des yeux les boîtes de LEGO. Ensuite, il n'y avait pas de Giktimes, ni même de Habr, mais depuis lors, les boîtes sont restées tout aussi brillantes et juteuses, même à l'âge adulte elles activent le processus de salivation) À cet égard, les autres fabricants ont beaucoup à apprendre.

Une partie de la boîte est en fait (si vous la coupez) une piste avec différentes zones de couleurs qui peuvent être utilisées pour les robots à capteurs de couleurs.

Toutes les pièces sont soigneusement placées dans des sacs, le kit comprend des instructions et un jeu d'autocollants. Jetons un coup d'œil rapide à ce qui est inclus dans le kit.

Moi-même EV3, alias un bloc intellectuel, alias le cœur du système, alias une « brique » ou un « cube ». Sert de centre de contrôle et de centrale électrique pour votre robot et possède les éléments fonctionnels suivants :

– Écran monochrome multifonctionnel avec une résolution de 178x128
– Interface de commande à six boutons avec fonction de changement de rétroéclairage (3 couleurs) pour indiquer le mode de fonctionnement
– 4 ports d'entrée (1, 2, 3, 4) pour connecter des capteurs
– 4 ports de sortie (A, B, C, D) pour exécuter des commandes
– 1 connecteur miniUSB pour connecter EV3 à un ordinateur
– 1 port hôte USB (pour connecter plusieurs EV3 en une seule chaîne par exemple)
– 1 emplacement pour cartes mémoire microSD (jusqu'à 32 Go) – pour augmenter la quantité de mémoire EV3 disponible
– Haut-parleur intégré

La brique EV3 prend également en charge Bluetooth, WiFi (via l'adaptateur USB NETGEAR WNA1100 Wireless-N 150) et dispose interface logicielle, vous permettant de créer des programmes et de configurer l'enregistrement des données directement sur la brique EV3.

» Grand servomoteur EV3 (2 pièces). Conçu pour fonctionner avec le micro-ordinateur EV3 et dispose d'un capteur de rotation intégré avec une précision de mesure jusqu'à 1 degré. Grâce à ce capteur, un moteur peut être couplé à d’autres moteurs, permettant au robot de se déplacer à une vitesse constante. De plus, le capteur de rotation peut également être utilisé dans diverses expériences pour lire avec précision les données de distance et de vitesse.

– Capteur de rotation intégré avec une précision de mesure jusqu'à 1 degré
– Vitesse maximale jusqu'à 160-170 tr/min
– Couple maximal de 40 Ncm

» Servomoteur moyen EV3. Idéal pour les tâches où la vitesse et la réactivité, ainsi que la taille du robot, sont plus importantes que sa capacité de charge.

– Capteur de rotation intégré avec une précision de mesure jusqu'à 1 degré
– Vitesse maximale jusqu'à 240-250 tr/min
– Couple maximal de 12 Ncm
– Identification automatique logiciel EV3

» Capteur de couleur (EV3). Capable de détecter 8 couleurs différentes, bien qu'il puisse également être utilisé comme capteur de lumière.

– Mesure la lumière rouge réfléchie et la lumière ambiante ambiante, de l'obscurité totale à la lumière du soleil
– Capture et identifie 8 couleurs
– Taux d'interrogation jusqu'à 1 kHz
– Identification automatique par logiciel EV3

» Capteur tactile (EV3). Permet au robot de répondre aux touches, reconnaît trois situations : toucher, cliquer et relâcher. Il est également capable de déterminer le nombre de clics, simples et multiples.

» Capteur IR numérique (EV3). Détecter l’approche d’un robot. Capable également de capter les signaux IR d'une balise IR, permettant la création de robots télécommandés, systèmes de navigation pour surmonter les obstacles.

– Approcher/supprimer les mesures dans un rayon de 50-70 cm
– Rayon de détection du signal IR jusqu'à 2 mètres
– Jusqu'à 4 canaux de réception de signal individuels
– Recevoir des commandes de contrôle IR à distance
– Identification automatique par logiciel EV3

» Balise infrarouge déportée. Conçu pour être utilisé avec le capteur IR EV3. La balise émet un signal IR qui est capté par un capteur - peut être utilisée comme télécommande télécommande Micro-ordinateur EV3, transmettant les signaux au capteur IR.

– Jusqu'à 4 canaux de transmission de signaux individuels (interrupteur directement sur le corps)
- Dispose d'un bouton et d'un interrupteur à bascule pour allumer/éteindre
– Lorsque la balise IR fonctionne, la LED verte s'allume
– Arrêt automatique en cas d'inactivité pendant plus d'une heure
– Portée jusqu'à 2 mètres

Un sac séparé contient des fils pour connecter les capteurs et les moteurs au cube, ainsi qu'un câble USB pour connecter le cube à un ordinateur.

Il y en a deux à noter points importants. Tout d’abord, il existe d’autres capteurs Lego tels que :

» Capteur gyroscopique (EV3). Le capteur gyroscopique numérique EV3 peut mesurer le mouvement de rotation du robot, ainsi que détecter les changements dans son mouvement et sa position. Mode de mesure d'angle avec une précision de ± 3 degrés ; le gyroscope intégré détecte les rotations avec un couple allant jusqu'à 440 degrés/s ; fréquence d'interrogation jusqu'à 1 kHz.

» Capteur à ultrasons (EV3). Génère des ondes sonores et enregistre leurs réflexions sur les objets, mesurant ainsi la distance par rapport aux objets. Peut également être utilisé en mode sonar, émettant des ondes uniques. Il peut capter des ondes sonores, qui déclencheront l’exécution de programmes. Mesure des distances allant de 1 à 250 cm et la précision de mesure est de ± 1 cm.

Et deuxièmement, il prend en charge les capteurs et autres accessoires de fabricants tiers, tels que HiTechnic et Mindsensors - ils proposent toutes sortes de joysticks, capteurs de distance infrarouge, capteurs magnétiques, boussoles, gyroscopes, accéléromètres, minuteries, multiplexeurs, rotules, etc. Donc, si vous vous posez la question, vous pouvez trouver beaucoup de choses intéressantes.

En général, comme vous l'avez déjà compris, LEGO est destiné aux vrais garçons !

Premier modèle

Le kit est livré avec des instructions papier, qui peuvent être utilisées pour assembler un seul modèle – une sorte de véhicule automoteur à chenilles.

Au début, j'ai été surpris, car même les ensembles les plus simples (séries comme LEGO Creator) sont toujours livrés avec plusieurs instructions, mais soudain, le papier a été épargné ou il n'y avait plus de place dans la boîte. Il s'est avéré... que uniquement sur le site officiel, il est proposé d'assembler 17 robots différents à partir d'un ensemble de pièces ! Par conséquent, 17 instructions dans une boîte seraient vraiment redondantes (tant pour la logistique que pour les forêts naturelles). Voici les noms des robots : EV3RSTORM, GRIPP3R, R3PTAR, SPIK3R et TRACK3R. ROBODOZ3R, BANNER PRINT3R, EV3MEG, BOBB3, MR-B3AM, RAC3 TRUCK, KRAZ3, EV3D4, EL3CTRIC GUITAR, DINOR3X, WACK3M et EV3GAME - les instructions les concernant devront être téléchargées sur Internet, ainsi que le logiciel pour connecter EV3 à un ordinateur.

Les instructions sont très détaillées, il est difficile de se tromper. Le fils a dit que les pièces dans les sacs ne sont pas très bien emballées - sur la première page, vous devrez peut-être ouvrir 3 sacs différents, mais ce sont aussi des choses mineures.

Le cube EV3 doit être alimenté, pour lequel vous pouvez utiliser une pile (non incluse) ou 6 piles AA. Pour l’avenir, 2 piles supplémentaires (mais les plus petites) seront nécessaires pour alimenter la balise IR (alias télécommande).

Un enfant (7 ans) a assemblé le premier modèle en 30 minutes environ.

Le processus s'est avéré moins passionnant que, par exemple, l'assemblage de modèles LEGO Technics - les instructions suggèrent d'assembler un robot qui est loin d'être le plus intéressant : il ne contient que de grandes pièces, parmi lesquelles se trouvaient presque tous les capteurs et moteurs - apparemment pour démontrer le fonctionnement de chacun d’eux.

Mais le résultat a dépassé toutes les attentes des enfants : pour la première fois, il a assemblé un modèle capable de se déplacer tout seul : avancer et reculer, tourner, tourner sur place, se tordre avec des tentacules...

Le lancement s'effectue à partir de la brique EV3, pour laquelle il faut appuyer sur quelques boutons du panneau avant. Certaines actions peuvent être programmées directement sur le cube : sélectionner le nombre d'itérations, ajuster l'avance signal sonore et ainsi de suite - vous ne pouvez pas tout dire dans un seul article, des manuels de fumée.

Logiciel

Il n’était pas nécessaire de programmer le modèle assemblé ci-dessus via un ordinateur. Cependant, une telle possibilité existe, et en même temps différents niveaux hardcore.

Le moyen le plus simple pour un enfant de démarrer est d'utiliser le logiciel proposé par le fabricant, disponible à la fois pour Windows et OS X. Dans le second cas, la distribution pèse 666 Mo, et application installée prendra un gigaoctet. Il s'appelle LEGO Mindstorms EV3 Home Edition et a été développé conjointement avec la célèbre société LabView. Il existe de nombreux matériels de programmation éducative sur le site Web de LEGO.

Immédiatement après le lancement, un « garage » interactif de robots apparaît devant nous, qui peuvent être assemblés à partir d'un ensemble :

Nous choisissons celui que nous aimons et commençons l'assemblage : nous verrons des instructions de montage interactives, des vidéos, ainsi qu'une sélection de diverses missions pouvant être accomplies avec le robot assemblé. C'est pour cela que la distribution a autant pesé.

Je ne vois pas l’intérêt de tout décrire en détail : vous allez rapidement télécharger vous-même l’application et voir ce qu’il y a et à quel niveau. Je citerai juste l'un des défauts dont je me souviens le plus : l'interface n'est pas des plus conviviales (surtout pour les enfants) - l'application sent une sorte de client bancaire.

A noter encore une fois que le cube EV3 peut être piloté depuis un smartphone dans les salles d'opération. Systèmes Android ou iOS, pour lequel il existe des applications distinctes.

Si tout cela ne suffit pas, vous pouvez augmenter le degré de hardcore. Il existe différents firmwares pour la brique EV3 qui permettent d'étendre ses capacités, sa vitesse, etc. Voici par exemple le firmware alternatif leJOS EV3 - firmware avec jvm, qui permet de programmer EV3 en Java. Le voulez-vous dans une autre langue ? D'accord, Google : vous avez le choix entre près de 60 options : ASM/C/C++/Perl/Python/Ruby/VB/Haskell/Lisp/Matlab/LabVIEW et bien plus encore.

Je n'en parlerai pas plus en détail pour plusieurs raisons : premièrement, je suis un complet faux programmeur (tous mes espoirs sont en mon fils), deuxièmement, jusqu'à présent nous n'avons réussi à assembler qu'un seul modèle (et nous' J'en prendrai le deuxième ce week-end), et - troisièmement - vous avez déjà passé une commande pour ce créateur et vous découvrirez bientôt tout par vous-même ;) Mais sérieusement, l'article est déjà énorme - il vaut mieux étudier deux liens : une fois et deux fois.

Eh bien, un autre gros avantage concerne les communautés LEGO, qui sont nombreuses partout dans le monde. Vous pouvez être sûr qu'à n'importe quelle étape des expériences avec des robots, vous pourrez toujours trouver des personnes partageant les mêmes idées et celles qui peuvent vous aider à résoudre le problème. En plus des communautés amicales, il existe un grand nombre de diverses instructions, modèles, sources, vidéos et matériels de formation. Tout cela signifie une chose : avec Mindstorms, vous ne vous ennuierez pas.

Avantages et inconvénients

Les produits LEGO sont réputés pour leur qualité depuis de nombreuses années, il n'y a donc rien à redire à cet égard : une boîte impressionnante, des pièces, des autocollants, des instructions - tout est élaboré dans les moindres détails. Je me permettrai donc de fermer les yeux sur tous les « petits avantages » par rapport au grand : la diversité. combinaisons possibles les conceptions qui peuvent être réalisées même à partir d'un ensemble standard de pièces (il n'est pas nécessaire de parler d'ensembles supplémentaires) ne sont limitées que par votre imagination. La possibilité de programmer le modèle assemblé de différentes manières est un autre avantage, qui, en fait, est bien plus qu'il n'y paraît à première vue.

Mais je n’ai trouvé qu’un seul inconvénient vraiment important : le prix. Cet été, LEGO Mindstorms EV3 pouvait être acheté pour 14 à 15 000 $, mais la croissance rapide du taux de change du président à feuilles persistantes a fait monter le prix à 17 000 $. Quelqu'un dira : " oui, un designer cool... MAIS CHER !"Et il aura raison. En étudiant le kit et ses capacités, j'ai été époustouflé par la quantité de ressources investies dans sa création ; Je comprends qu'il y a beaucoup d'électronique et tout le reste... mais je n'arrive toujours pas à accepter le coût du concepteur. Pour cet argent, vous pouvez faire sortir une personne de prison (avec) choisir de nombreux autres cadeaux : un quadricoptère, un modèle radiocommandé à moteur à combustion interne, une moto électrique pleine grandeur, un an de cours en section sport, une tablette. .. et plein de choses ! Mais vous pouvez faire du sport à tout moment et cela ne semble pas être exactement un cadeau, mais le même quadricoptère bourdonnera jusqu'à la première panne grave. À cet égard, Lego est un cadeau beaucoup plus durable, alliant travail et plaisir, avec un potentiel irréaliste. Oui, vous pouvez aussi apprendre à programmer sur la même tablette, mais quand vous n’avez pas la possibilité de toucher réellement le résultat de votre travail avec vos mains, ce n’est pas si excitant. Alors décidez par vous-même.

Oh oui. Le fabricant positionne cet ensemble pour les enfants à partir de 10 ans, mais même un enfant de 7 ans était intéressé à jouer - le processus de développement rapide a commencé. Combien penses-tu ces gars et quand achèteront-ils leur première Porsche ?)

La fin

Chacun de nous associe la nouvelle année aux filles des neiges, à un sapin de Noël, à des mandarines, à un bol d'Olivier et, bien sûr, à des cadeaux. Et si nous parlons d'enfants, leurs cadeaux sont loin d'être la dernière place sur cette liste. Et s'il s'avère que vous avez un fils, alors vous pouvez être sûr que cette construction placée sous l'arbre l'amènera à des cris de joie de porcelet. Et étant donné qu'après le feu d'artifice du Nouvel An, vous aurez presque encore une semaine pour bricoler les cubes et les fils avec votre enfant... vous l'achetez pour votre enfant, n'est-ce pas ?

Bonne année!

Connexion USB

LEGO Mindstorms EV3 peut se connecter à un PC ou à un autre EV3 via une connexion USB. Vitesse de connexion et stabilité dans dans ce cas mieux que toute autre méthode, y compris Bluetooth.

LEGO Mindstorms EV3 dispose de deux ports USB.

Communication entre LEGO EV3 et d'autres blocs LEGO EV3 en mode guirlande.

Le mode Daisy Chain est utilisé pour connecter deux ou plusieurs blocs LEGO EV3.

Ce mode :

conçu pour connecter plusieurs LEGO Mindstorms EV3 ;
sert à connecter plus de capteurs, moteurs et autres appareils ;
permet la communication entre plusieurs LEGO Mindstorms EV3 (jusqu'à 4), ce qui nous donne jusqu'à 16 ports externes et le même nombre de ports internes ;
permet de contrôler toute la chaîne depuis le LEGO Mindstorms EV3 principal ;
ne peut pas fonctionner avec connexion active Wi-Fi ou Bluetooth.

Pour activer le mode de connexion en guirlande, accédez à la fenêtre des paramètres du projet et cochez la case.

Lorsque ce mode est sélectionné, pour n'importe quel moteur, nous pouvons sélectionner le bloc EV3 qui sera utilisé et les capteurs nécessaires.

Le tableau montre les options d'utilisation des blocs EV3 :

Action	Moteur moyen
	Gros moteur
	Pilotage
	Gestion indépendante

	Gyroscopique
	Infrarouge
	Ultrasonique
	Rotation du moteur

	Températures
	Compteur d'énergie
	Son

Connexion via Bluetooth

Bluetooth permet à LEGO Mindstorms EV3 de se connecter à un PC, à d'autres LEGO Mindstorms EV3, à des smartphones et à d'autres appareils Bluetooth. Portée de communication par Canal Bluetooth– jusqu'à 25 m.

Vous pouvez connecter jusqu'à 7 blocs à un LEGO Mindstorms EV3. La brique maître EV3 vous permet d'envoyer et de recevoir des messages à chaque esclave EV3. Les esclaves EV3 ne peuvent envoyer des messages qu'à la brique maître EV3, pas entre eux.

Séquence de connexion EV3 via Bluetooth

Afin de connecter deux ou plusieurs blocs EV3 entre eux via Bluetooth, vous devez effectuer les étapes suivantes :

1. Ouvrez un onglet Paramètres.

2. Sélectionnez Bluetooth et appuyez sur le bouton central.

3. Nous mettons Case à cocher visibilité Bluetooth.

4. Vérifiez que le signe Bluetooth ("<") виден на верхней левой стороне.

5. Effectuez la procédure ci-dessus pour le nombre requis de briques EV3.

6. Accédez à l'onglet Connexion :

7. Cliquez sur le bouton Rechercher :

8. Sélectionnez l'EV3 auquel vous souhaitez vous connecter (ou auquel vous souhaitez vous connecter) et appuyez sur le bouton central.

9. Nous connectons les premier et deuxième blocs avec la clé d'accès.

Si vous faites tout correctement, l'icône " apparaîtra dans le coin supérieur gauche<>", connectez les autres blocs EV3 de la même manière s'il y en a plus de deux.

Si vous éteignez LEGO EV3, la connexion sera perdue et vous devrez répéter toutes les étapes.

Important : chaque bloc doit avoir son propre programme écrit.

Exemple de programme :

Premier bloc : lorsque le capteur tactile est enfoncé, le premier bloc EV3 transmet le texte au deuxième bloc avec un délai de 3 secondes (bloc principal).

Exemple de programme pour le bloc 2 :

Le deuxième bloc attend de recevoir le texte du premier bloc, et une fois qu'il l'aura reçu, il affichera un mot (dans notre exemple, le mot "Bonjour") pendant 10 secondes (le bloc esclave).

Connectez-vous via Wi-Fi

Une communication plus longue est possible avec Connexion Wi-Fi Dongle au port USB de l'EV3.

Pour utiliser le Wi-Fi, vous devez installer un module spécial sur le bloc EV3 à l'aide d'un connecteur USB (adaptateur Wi-Fi (adaptateur sans fil Netgear N150 (WNA1100), ou vous pouvez connecter un dongle Wi-Fi.

Description de la présentation par diapositives individuelles :

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