Robotikas grāmatu plaukts. EV3 robotu programmēšanas kurss Lego Mindstorms EV3 EV3 programmēšanas pamācībā

Ja jums patīk grafiskā programmēšanas vide Scratch 2.0, tad jums nav jāatsakās no tā, lai programmētu robotus Lego Mindstorms EV3. Jums vienkārši jāinstalē un jākonfigurē nepieciešamais programmatūra, par kuru tiks rakstīts šajā rakstā.

Raksts būs paredzēts strādājošu datoru īpašniekiem Windows lai gan visu rakstā minēto programmatūru var instalēt un izmantot datoros, kas darbojas MacOS, Mac OS X Un Linux.Šeit ir kopsavilkums par plānu, kuru mēs ievērosim:

SD kartes sagatavošana

Pirms sākat kaut ko darīt tālāk, jums ir jāatrod piemērots SD karte, noņemiet no tā visus tur esošos nevajadzīgos nodalījumus un formatējiet to. Tai ir jābūt kartei, kuras tilpums ir vismaz 2 GB, bet ne vairāk 32 GB (SDXC kartes modulis neatbalsta EV3). Kartes failu sistēmai jābūt FAT32. Izstrādātāji leJOS Karti ieteicams formatēt, izmantojot programmu SD Card Formatter. Galu galā, pat ja jūs nolemjat izmantot tikko iegādāto atmiņas karti, tajā var būt slēptās sadaļas, kas var radīt problēmas, strādājot ar EV3. Tomēr, ja jūsu SD karte mazāk nekā 4 GB, programma automātiski atlasa failu sistēma TAUKI un to nevar mainīt iestatījumos, tāpēc pēc programmas formatēšanas SD kartes formatētājs formatējiet šādas kartes formātā FAT32 citā veidā. Turklāt, izmantojot vecās kartes, man ir 2 GB, leJOS EV3 vispār atteicās boot, lai gan instalēšana bija veiksmīga. No savas pieredzes iesaku izmantot tikko iegādātās kartes SDHC apjoms 4-32 GB(man viss veiksmīgi darbojas ar karti SDHC apjoms 4 GB 4. klase ražošanu smartbuy).

LeJOS EV3 komponentu instalēšana datorā

leJOS ir mazs virtuāls Java mašīna, kas 2013. gadā tika pielāgots darbam ar sistēmu Lego Mindstorms EV3. Oficiālā projekta lapa atrodas. Datoriem, kas darbojas Windows izstrādātāji ir izveidojuši izplatīšanas komplektu, kurā ir sagatavošanās utilīta SD kartes, dokumentācija un piemēri.

Tātad instalēsim leJOS EV3 uz datoru:

• • • Lejupielādēt jaunākā versija leJOS EV3 0.9.0 beta). Lai instalētu uz Windows– šis būs fails leJOS_EV3_0.9.0-beta_win32_setup.exe.
    • Palaidiet lejupielādēto izplatīšanu savā datorā. Jūs redzēsit sveicienu. noklikšķiniet uz " Nākamais >».

• • • Šajā solī atlasiet JDK (Java izstrādes komplekts), ko izmantosit. Ieteicams lietot Java 7 vai 8 . Tomēr lietošanai Java 8 jums būs jāizveido piemērots kompakts profils Java, Tieši tāpēc Java 7 būs vieglāk lietojams, ko mēs arī darīsim. Ja JDK jums tas nav instalēts, noklikšķiniet uz pogas " Lejupielādēt JDK"un pēc došanās uz vietni Orākuls, lejupielādējiet atbilstošo JDK un instalējiet to savā datorā. Noklikšķiniet uz pogas Nākamais >».

• • • Nākamajā darbībā varat izvēlēties instalēšanas ceļu vai atstāt to nemainītu. noklikšķiniet uz " Nākamais >».
    • Nākamajā darbībā jūs redzēsit instalējamo komponentu sarakstu. Ieteicams uzstādīt visas sastāvdaļas. noklikšķiniet uz " Nākamais >».

• • • Nākamajā darbībā jūs varēsiet atlasīt alternatīvus instalēšanas ceļus atlasītajiem komponentiem. Šeit jūs varat atstāt visu kā noklusējumu un noklikšķiniet uz " Nākamais >».
    • Nākamajā darbībā atlasiet mapes nosaukumu izvēlnē " Sākt" noklikšķiniet uz " Nākamais >».
    • Ieslēgts pēdējais solis noklikšķiniet "Instalēt".
    • Ja datorā ir instalēta iepriekšējā versija leJOS EV3, tad redzēsit brīdinājumu, skatiet attēlu. Noklikšķiniet uz "OK", lai dzēstu iepriekšējā versija no datora.

• • • Pēc instalēšanas jūs redzēsit pēdējo logu. Šeit varat atzīmēt izvēles rūtiņu " Palaidiet utilītu EV3SDCard"lai, izejot no vedņa, nekavējoties palaistu SD kartes sagatavošanas utilītu.

Noklikšķiniet uz pogas "Pabeigt" ar izvēles rūtiņu " Palaidiet utilītu EV3SDCard» pēc komponentu uzstādīšanas leJOS EV3 datorā vai palaidiet utilītu manuāli, palaižot failu ev3sdcard.bat kas atrodas mapē tvertne, mapē, kurā instalējāt leJOS EV3(man šī ir mape " C:\Program Files\leJOS EV3\bin"). Pēc palaišanas jums vajadzētu redzēt logu, kas parādīts attēlā zemāk.

Augšējā laukā jums jāizvēlas kartes diska burts, man tas ir disks Es:. Zemāk redzamais lauks norāda attēla failu leJOS un pēc noklusējuma jums jau jābūt reģistrētam pareizais ceļš, skatiet attēlu augstāk. Šo failu var atrast mapē, kurā tika instalēti komponenti leJOS EV3(man ir šis" C:\Program Files\leJOS EV3"). Pašā apakšējā laukā ir jāatlasa fails ar izpildlaika vidi Java, kas vispirms ir jālejupielādē no vietnes Orākuls no šejienes (pārliecinieties, ka esat atlasījis Java 7 JRE, nē Java 8 SDK, ja vien, protams, neplānojat izveidot kompaktu profilu Java 8). Lai lejupielādētu, jums būs jāreģistrējas, ja vēl neesat to izdarījis.

Kad visi lauki ir aizpildīti, noklikšķiniet uz pogas "Izveidot" un pēc tam, kad tie ir kopēti SD kartē nepieciešamie faili jūs redzēsit šādu ziņojumu:

Noklikšķiniet "Labi" pēc tam aizveriet programmas logu un droši izņemiet karti no datora. Pēc tam ievietojiet to izslēgtajā modulī EV3 un ieslēdziet to, nospiežot centrālo pogu. Jums vajadzētu redzēt logotipu leJOS EV3 un attēla formatēšanas un instalēšanas gaita SD kartes. Tas aizņem apmēram 8 minūtes. Šī procesa beigās modulis EV3 tiks atsāknēts, un jums vajadzētu redzēt izvēlni leJOS EV3.

Vēlāk, ieslēdzot moduli EV3 ar ievietotu SD karti leJOS EV3 lejupielāde sāksies nekavējoties leJOS EV3, un bez SD kartes tiks ielādēta standarta programmatūra LEGO.

Adobe AIR instalēšana datorā

Pirms bezsaistes redaktora instalēšanas skrāpēt, datorā ir jāatjaunina vai jāinstalē jaunākā versija Adobe AIR. Uzstādīšanu neaprakstīšu, tā ir ļoti vienkārša. Jums ir jālejupielādē instalēšanas programma, jāpalaiž tas, jāatbild uz dažiem jautājumiem un jāgaida, līdz instalēšana tiks pabeigta.

Tagad lejupielādējiet un savā datorā instalējiet jaunāko bezsaistes redaktora versiju 2. kasīte(rakstīšanas laikā šī ir versija 437, failu Scratch-437.exe). Instalētājam ir ļoti maz parametru, skatiet attēlu. Noņemiet atzīmi " Pēc instalēšanas palaidiet lietojumprogrammu un noklikšķiniet uz Turpināt».

Pēc instalēšanas jūs redzēsiet šādu ziņojumu, skatiet attēlu. Noklikšķiniet uz " Gatavs».

Programmas ev3-scratch-helper-app instalēšana datorā

Nākamā lieta, kas jādara, ir asistenta lietojumprogrammas instalēšana ev3-scratch-helper-app datoram, kas padara iespējamu mijiedarbību Noskrāpēt ar moduli EV3(lasiet par asistenta pieteikumiem Noskrāpēt Var). Uzstādīšanu var veikt divos veidos:

1. 1. Ja esat instalējis savā datorā git tad jūs varat klonēt projektu, izpildot komandu " git klons https://github.com/koen-dejonghe/ev3-scratch-helper-app.git" Šī metode ir ieteicama, bet, ja nezināt, kāda git tas ir, otrais veids.
   2. Lejupielādējiet un izņemiet zip arhīvu ar projektu (es izvēlējos šo opciju). Mape ev3-scratch-helper-app-master zip arhīva iekšpusē es to izvilku diskā C:.

Mapē "skrāpēt" instalācijas mapē varat atrast failu " ev3-helper-app.s2e" angļu valodā un failā " ev3-helper-app-NL.s2e» Holandiešu valodas attiecīgi mapēs "lv" Un "nl". Ja vēlaties izmantot krievu valodu, varat pats iztulkot failu " ev3-helper-app.s2e"(faila kodējums d.b. UTF-8) vai paņemiet failu " ev3-helper-app-RU.s2e"ar manu tulkojumu (fails" ev3-helper-app-RU.s2e"saglabāt tāpat kā angļu un holandiešu versijās: izveidot mapi" ru\extensions"un saglabājiet to tur). Diemžēl jūs varat tulkot tikai bloku nosaukumus, bet ne vērtības, pretējā gadījumā lietojumprogrammu ev3-scratch-helper-app nedarbosies. Tie. motoru un sensoru nosaukumi paliks angļu valodā (motoriem tas ir "Liels" Un "Vidējs" sensoriem - "Krāsa", "Attālums" Un "Pieskarties" utt.).

Lietojumprogrammas mapē varat atrast failu " pielietojums.īpašības» ar iestatījumiem. Ja nepieciešams, mainiet iestatījumus. Īpašumu nosaukumi runā paši par sevi, tāpēc es tos šeit neaprakstīšu. Pēc maiņas pārliecinieties, vai īpašuma vērtība ir " server.port" failā " pielietojums.īpašības" ir vienāds ar mainīgā vērtību " paplašinājumsPort" failā " ev3-helper-app.s2e"vai" ev3-helper-app-RU.s2e"atkarībā no tā, kuru valodas failu izmantosit.

Tiek palaista lietojumprogramma ev3-scratch-helper-app

Pirms redaktora palaišanas 2. kasīte lietojumprogrammai vienmēr vajadzētu darboties ev3-scratch-helper-app. Lai to palaistu, rīkojieties šādi:

1. 1. Palaidiet konsoles logu un mainiet pašreizējo mapi uz mapi, kurā ir instalēta lietojumprogramma ev3-scratch-helper-app. Man ir šī mape " C:\ev3-scratch-helper-app", tāpēc es saucu komandu" cd C:\ev3-scratch-helper-app».
   2. Palaidiet komandu " gradlew.bat bootRun" Pirmo reizi palaižot to, nepieciešamās bibliotēkas tiks lejupielādētas un instalētas jūsu datorā, tāpēc pārliecinieties, vai dators ir savienots ar internetu. Pirmā palaišana prasīs ilgu laiku, esiet pacietīgs.

Pēc lietojumprogrammas palaišanas konsolē tiks parādīti ziņojumi, kas līdzīgi tālāk norādītajam:

2015-08-06 09:15:28.699 INFO 10236 --- s.b.c.e.t.TomcatEmbeddedServletContainer: Tomcat startēja portā(-os): 4321/http 2015-08-06 09:15:2015.sc.67.aplikācija. Lietotne sākta pēc 13,411 sekundēm (JVM darbojas 15,025)

Turpmākajām palaišanas reizēm ērtībai varat izveidot saīsni, piemēram, darbvirsmā. Šādi izskatās saīsnes rekvizīti instalēta lietojumprogramma mapē " C:\ev3-scratch-helper-app»:

Uzsākot lietojumprogrammu ev3-scratch-helper-app savienojas ar pirmo pieejamo moduli EV3 tiešsaistē. Ja neviens modulis netiek atklāts, lietojumprogramma gaida, līdz tas parādīsies.

Pirmā Scratch 2 bezsaistes redaktora palaišana

Pēc redaktora palaišanas 2. kasīte pirmo reizi (jums ir jābūt etiķetei " 2. kasīte» darbvirsmā), iespējams, vēlēsities mainīt valodu uz krievu. Valodas izvēle tiek veikta no izvēlnes ar globusu, skatīt attēlu.

EV3 programmu bloku pievienošana Scratch 2 redaktoram

Pēc palaišanas automātiski tiek izveidots jauns tukšs projekts. Tagad šim projektam jums ir jāimportē bloki EV3, lai to izdarītu, turiet nospiestu taustiņu "Maiņa" noklikšķiniet uz izvēlnes " Fails —> Importēt eksperimentālo HTTP paplašinājumu" un atlasiet failu ev3-helper-app.s2e vai ev3-helper-app-RU.s2e, atkarībā no vēlamās valodas. Es izvēlējos failu " C:\ev3-scratch-helper-app-master\scratch\ru\extensions\ev3-helper-app-RU.s2e" Šī procedūra būs jāveic vienu reizi katram jaunam projektam.

Pēc tam atveriet " Skripti» noklikšķiniet uz « Citi bloki" un pārliecinieties, ka šeit parādās mūsu bloki. Bloku esamību ieteicams pārbaudīt katru reizi pēc iepriekš saglabāta projekta atvēršanas. Zaļš aplis pa labi no vārda " EV3HelperApp" nozīmē, ka lietojumprogramma v3-scratch-helper-app darbojas. Ja aplis ir sarkans, tas nozīmē, ka pieteikums v3-scratch-helper-app nedarbojas un ir jāpalaiž.

EV3 Brick savienošana ar datoru

Pievienojiet moduli EV3 datoram var piekļūt divos veidos: izmantojot Bluetooth vai WiFi.

Lai izveidotu savienojumu, izmantojot WiFi tev jābūt USB WiFi adapteris. leJOS EV3 atbalsta adapterus ar mikroshēmojumiem Atheros ATH9K Un Realtex 8192cu. EV3 Brick ir pārbaudījuši izstrādātāji ar adapteriem NetGear WNA1100 Un EDIMAX EW-7811Un, bet citi adapteri var tikt atbalstīti, ja tie izmanto kādu no uzskaitītajām mikroshēmām. Šeit es neapsvēršu savienojumu, izmantojot WiFi jo Ne visiem ir piemērots adapteris. Bet, ja jūs interesē šāds savienojums, varat uzzināt, kā to izdarīt no oficiālā avota.

Lai izveidotu savienojumu, izmantojot Bluetooth vispirms modulis ir jāsavieno viens ar otru EV3 un datoru un tad dari personisks Bluetooth tīkls(PAN).

EV3 Brick pievienošana datoram ir jāveic tikai vienu reizi katram pārim. EV3 modulis - dators»:

1. EV3 Brick galvenajā izvēlnē leJOS EV3 atrodiet izvēlnes vienumu "Bluetooth" un dodieties iekšā, nospiežot EV3 Brick centrālo pogu. Ja redzat uzrakstu " Redzamība ieslēgta", tad viss ir kārtībā: moduļa redzamība ir ieslēgta. Ja redzat uzrakstu " Redzamība izslēgta", pēc tam atrodiet izvēlnes vienumu "Redzamība"(ar acs attēlu) un nospiediet moduļa centrālo pogu EV3 divas reizes, lai iespējotu redzamību (iezīmei vajadzētu mainīties uz " Redzamība ieslēgta»).
2. Datorā atveriet “ Vadības panelis -> Aparatūra un skaņa -> Ierīces un printeri" Jūs redzēsit datoram pievienoto ierīču sarakstu.

3. Pārliecinieties, ka Bluetooth dators ir ieslēgts, un noklikšķiniet uz pogas augšpusē Ierīces pievienošana" Parādīsies dialoglodziņš, kurā modulim vajadzētu parādīties pēc kāda laika EV3. Noklikšķiniet uz tā un pēc tam noklikšķiniet uz " Tālāk».

4. Nākamajā darbībā jūs redzēsiet savienojuma opcijas izvēli. Noklikšķiniet uz otrās opcijas un ievadiet PIN kods 1234 .

Kad EV3 Brick un dators ir savienoti viens ar otru, varat Bluetooth personīgais tīkls (PAN) (tīkla savienojums PAN jums tas būs jādara katru reizi, kad ieslēdzat EV3 Brick):

1. 1. Atvērt " Vadības panelis -> Tīkls un internets -> Tīkla un koplietošanas centrs dalīta piekļuve "un noklikšķiniet uz" Adaptera iestatījumu maiņa» loga kreisajā rūtī.
   2. Jums vajadzētu redzēt šeit " Tīkla savienojums Bluetooth"ar sarkanu krustu. Noklikšķiniet uz šīs ikonas vienreiz, lai to atlasītu.
   3. Noklikšķiniet uz pogas augšpusē Skatīt tīkla ierīces Bluetooth».
   4. Pēc kāda laika uznirstošajā logā redzēsit vienu vai vairākus piekļuves punktus. Noklikšķiniet šeit uz mūsu ierīces " EV3", lai to atlasītu, un noklikšķiniet uz izvēlnes vienuma " Savienojuma izveide, izmantojot -> Piekļuves punkts».

EV3 robota programmēšana Scratch 2 redaktorā

Programmējot robotus EV3 izmantojot redaktoru Noskrāpēt un paplašinājumi ev3-scratch-helper-app jums jāatceras, ka pirms motoru un sensoru izmantošanas tie ir jāsavieno, izmantojot blokus " Pievienojiet motoru pieslēgvietai"Un" Pievienojiet sensoru pieslēgvietai» (« Pievienojiet motoru portam"Un" Pievienojiet sensoru portam", izmantojot bloku angļu valodas versiju). Sensori ir atspējoti, izmantojot " Aizveriet visus portus» (« Aizveriet visus portus"angļu versijā).

Kontrolējiet to, kas notiek lietojumprogrammā ev3-scratch-helper-app varat apskatīt ziņojumus konsolē.

Lai pārbaudītu, vai esam visu pareizi konfigurējuši, salieciet vienkāršus ratiņus, piemēram, standarta piedziņas platformu, un uzrakstiet par to vienkāršākā programma V 2. kasīte. Jūs varat redzēt piemērus mapēs " doc"Un" scratch\en\demos» programmas instalācijas mapē ev3-scratch-helper-app. Atverot demonstrācijas programmas 2. kasīte pārbaudiet, vai ir bloki EV3, kā aprakstīts iepriekš sadaļā “”.

Standarta piedziņas platformas montāžas instrukcijas var atrast šeit:

• • • Pēc noklikšķināšanas uz trīsstūra motori un attāluma sensors ir savienoti, un trīsstūris kļūst zaļš. Kā redzat, motoru ātrums un sensora attālums tagad parāda jēgpilnas vērtības nulles vietā.

• • • Tagad varat nospiest atstarpes taustiņu uz datora, un robots virzīsies uz priekšu, līdz priekšā parādīsies šķērslis, kas atrodas mazāk nekā 50 cm attālumā. Kad robots konstatē šķērsli, tas apstāsies.
    • Kad esat pietiekami spēlējies ar robotu, varat vēlreiz noklikšķināt uz trīsstūra. Tas aizvērs visas pieslēgvietas, un robots atkal kļūs uninitializēts, un trīsstūris kļūs pelēks.

Rakstam pievienoju attēlā redzamo programmas failu:

Apakšējā līnija

No šī raksta jūs uzzinājāt, kā iestatīt bezsaistes redaktoru 2. kasīte robotu programmēšanai LEGO Mindstorms EV3, kā arī uzzināja, kā sākt programmēt, izmantojot to. Diemžēl programmēšanas gadījumā 2. kasīte modulis EV3 vienmēr jābūt savienotam ar datoru, izmantojot Bluetooth vai WiFi, t.i. tas nav autonoms. Lai gan šeit ir patīkami bonusi - robotu var vadīt no datora, piemēram, robotu uz riteņiem var vadīt, izmantojot bulttaustiņus vai W, A, S un D taustiņus. Tātad, pamēģiniet, eksperimentējiet un rakstiet, ja kaut ko nav skaidrs.

Sveiki. Savos rakstos es vēlos jūs iepazīstināt ar LEGO NXT Mindstorms 2.0 mikrodatora programmēšanas pamatiem. Lietojumprogrammu izstrādei izmantošu Microsoft Robotics Developer Studio 4 (MRDS 4) un National Instruments LabVIEW (NI LabVIEW) platformas. Tiks izskatīti un īstenoti mobilo robotu automātiskās un automatizētās vadības uzdevumi. Mēs pāriesim no vienkārša uz sarežģītu.

Gaidot dažus lasītāju jautājumus un komentārus.

Kāpēc MRDS 4 un NI LabVIEW platformas? Tā tas notika vēsturiski. Studējot augstskolā vecākajos kursos, uzdevums bija izstrādāt izglītības kursus, izmantojot šīs platformas. Turklāt platformas ir diezgan viegli apgūstamas un funkcionālas, izmantojot tās, var tieši uzrakstīt programmu robota vadīšanai, izstrādāt lietotāja interfeisu un veikt testēšanu virtuālajā vidē (MRDS 4 gadījumā).

Kam vispār vajadzīgas šīs tavas nodarbības, internetā jau ir daudz robotikas projektu! Praktiski nav izglītojošu rakstu, kuros izmantota šī kombinācija (NXT+MRDS 4/NI LabVIEW), pārsvarā tiek izmantota vietējā programmēšanas vide, un tajā viss ir pilnīgi triviāls. Ikviens, kam interesē robotika, programmēšana un kam ir NXT komplekts (un tādu ir diezgan daudz), jebkura vecuma auditorija.

Grafiskās programmēšanas valodas ir ļaunas, un tie, kas tajās programmē, ir ķeceri! Grafiskajām programmēšanas valodām, kas ir MRDS 4 un NI LabVIEW, neapšaubāmi ir savi trūkumi, piemēram, tās ir vērstas uz šauriem uzdevumiem, taču funkcionalitātes ziņā tās nav daudz zemākas par teksta valodām, jo ​​īpaši tāpēc, ka NI LabVIEW sākotnēji tika izstrādāts kā viegls. apgūt valodu zinātnisko un inženiertehniskās problēmas, šim nolūkam tajā ir daudz nepieciešamo bibliotēku un rīku. Tāpēc šīs grafiskās valodas ir vispiemērotākās mūsu problēmu risināšanai. Un jums nav nepieciešams mūs sadedzināt uz sārta.

Tas viss izskatās bērnišķīgi un nemaz nav nopietni! Kad uzdevums ir ieviest algoritmus, iemācīt programmēšanas, robotikas, reāllaika sistēmu pamatus un principus, neiedziļinoties shēmās un protokolos, tad šis ir ļoti piemērots rīks, lai arī ne lēts (attiecībā uz NXT komplektu). Lai gan uz Arduino balstīti komplekti ir diezgan piemēroti tiem pašiem mērķiem, šim kontrolierim gandrīz nav saderības ar MRDS 4 un NI LabVIEW, un šīm platformām ir savs šarms.

Tehnoloģijas, kas tiek izmantotas, ir pūstošu kapitālistisko valstu produkts, un autors ir tautas ienaidnieks un Rietumu sazvērnieku līdzdalībnieks! Diemžēl lielākā daļa tehnoloģiju elektronikas jomā un datortehnoloģijas

Es nāku no Rietumiem, es ļoti priecāšos, ja viņi man norādīs uz līdzīgām oriģinālās pašmāju ražošanas tehnoloģijām. Pa to laiku izmantosim to, kas mums ir. Un nevajag par to ziņot specdienestiem un turēt ļaunu prātu uz mani.

, mēs domājam dažādu rīku kopu, piemēram, VPL valodu MRDS, kā arī lietojumprogrammas izpildlaika vidi, t.i. Nav tiešas lietojumprogrammu apkopošanas izpildāmos (*.exe) failos. 2006. gadā Microsoft paziņoja par platformas izveidi(sīkāka informācija Vikipēdijas rakstā). MRDS ir uz Windows balstīta lietojumprogrammu izstrādes vide robotikai un simulācijai. Pašlaik pašreizējā versija ir Microsoft Robotics Developer Studio 4. Starp funkcijām: grafiskā programmēšanas valoda VPL, uz Web un Windows orientētas saskarnes, VSE simulācijas vide, vienkāršota piekļuve sensoriem, robota mikrokontrolleris un izpildmehānismi, C# programmēšanas atbalsts. valoda, bibliotēkas daudzpavedienu programmēšanai un CCR un DSS lietojumprogrammu izkliedētai izpildei, atbalsts daudzām robotizētām platformām (Eddie, Boe - Bot, CoroBot, iRobot, LEGO NXT utt.).

LabVIEW (laboratorijas virtuālo instrumentu inženierijas darbgalds) ir izstrādes vide un platforma programmu izpildei, kas izveidotas grafiskajā programmēšanas valodā “G” no National Instruments (sīkāk skatīt Vikipēdijas rakstu). LabVIEW tiek izmantots datu ieguves un apstrādes sistēmās, kā arī tehnisko objektu un tehnoloģisko procesu pārvaldīšanai. Ideoloģiski LabVIEW ir ļoti tuvs SCADA sistēmām, taču atšķirībā no tām vairāk orientēts uz problēmu risināšanu ne tik daudz automatizēto procesu vadības sistēmu (automatizēto procesu vadības sistēmu) jomā, bet gan ASNI jomā ( automatizētas sistēmas zinātniskie pētījumi). LabVIEW izmantotā grafiskā programmēšanas valoda "G" ir balstīta uz datu plūsmas arhitektūru. Operatoru izpildes secību šādās valodās nosaka nevis secība, kādā tie parādās (kā obligātajās programmēšanas valodās), bet gan datu klātbūtne šo operatoru ievadēs. Operatori, kas nav saistīti ar datiem, tiek izpildīti paralēli nejaušā secībā. Programma LabVIEW tiek saukta par virtuālu instrumentu (angļu: Virtual Instrument), un tā sastāv no divām daļām:

• blokshēma, kas apraksta virtuālā instrumenta loģiku;
• priekšējais panelis, kas apraksta virtuālā instrumenta lietotāja saskarni.

Īss ieskats LEGO NXT Mindstorms 2.0 komplektā.

• 32 bitu AVR7 mikrokontrolleris ar 256 KB FLASH atmiņu un 64 KB RAM atmiņu;
• 8 bitu AVR mikrokontrolleris ar 4 KB FLASH atmiņu un 512 baitu RAM atmiņu;
• Bluetooth V 2.0 radio modulis;
• USB ports;
• 3 savienotāji servo pieslēgšanai;
• 4 savienotāji sensoru pievienošanai;
• LCD displejs ar izšķirtspēju 99x63 pikseļi;
• skaļrunis;
• savienotājs 6 AA baterijām.

• ultraskaņas sensors;
• divi taustes sensori (pieskāriena sensori);
• krāsu noteikšanas sensors.

Un, protams, komplektā ir dažādas LEGO daļas LEGO Technic formas faktorā, no kurām tiks montēti izpildmehānismi un atbalsta konstrukcija.

Rakstam pirmo pieteikumu.

Vispirms instalējam MRDS 4 un NI LabVIEW platformas, MRDS 4 gadījumā instalēšana jāveic mapē, kuras ceļš nesastāv no kirilicas (krievu burtiem); kontu arī lietotājvārdam jāsastāv tikai no latīņu burtiem.

1. MRDS 4 platforma.

1. Pamatdarbības – satur pamata blokus, kas realizē tādus operatorus kā konstante, mainīgais, nosacījums utt.;
2. Pakalpojumi – satur blokus, kas nodrošina piekļuvi MRDS platformas funkcionalitātei, piemēram, bloki mijiedarbībai ar jebkuru robota aparatūras komponentu vai bloki dialoglodziņa izsaukšanai;
3. Projekts – apvieno projektā iekļautās diagrammas, kā arī dažādus konfigurācijas failus;
4. Properties – satur izvēlētā bloka rekvizītus;
5. Diagrammu logs – satur tieši diagrammu ( pirmkods) lietojumprogrammas.

3. attēls - VPL programmēšanas vide

Veiksim šādu darbību secību:

2. NI LabVIEW platforma.

Mēs izmantosim logu Block Diagram. Veiksim šādas darbības:

Atsākt

• Mēs esam pārskatījuši programmatūras platformas lietojumprogrammu izstrādei NXT mikrodatoram.
• Apskatījām lietojumprogrammu izstrādes pamatprincipus platformās MRDS 4 un NI LabVIEW.
• Iepazināmies ar vides saskarni.

• NXT mikrodatora programmēšana programmā LabVIEW - Lidija Beliovska, Aleksandrs Beliovskis,
• Microsoft Robotics Developer Studio. Robotu vadības algoritmu programmēšana - Vasilijs Gajs.

Otrajā nodarbībā iepazīsimies ar programmēšanas vidi un detalizēti izpētīsim komandas, kas nosaka mūsu pirmajā nodarbībā saliktā robota ratiņa kustību. Tātad, iedarbināsim Lego mindstorms EV3 programmēšanas vidi, ielādēsim savu agrāk izveidoto projektu lessons.ev3 un pievienosim projektam jauna programma- nodarbība-2-1. Programmu var pievienot divos veidos:

• Izvēlieties komandu "Fails" - "Pievienot programmu" (Ctrl+N).
• Noklikšķiniet "+" programmu cilnē.

Rīsi. 1

2.1. Programmēšanas paletes un programmu bloki

Tagad pievērsīsim uzmanību programmēšanas vides apakšējai sadaļai. No pirmās nodarbības materiāla mēs jau zinām, ka šeit ir robota programmēšanas komandas. Izstrādātāji izmantoja oriģinālu tehniku ​​un, grupējot programmu blokus, katrai grupai piešķīra savu krāsu, grupas saucot par paletēm.

Zaļo paleti sauc: "Darbība":

Rīsi. 2

Šajā paletē ir programmatūras bloki motoru vadīšanai, displeja bloks un vadības bloks moduļa statusa indikatoram. Tagad mēs sāksim pētīt šos programmu blokus.

2.2. Zaļā palete - darbības bloki

Zaļās paletes pirmais programmu bloks ir paredzēts vidēja motora vadīšanai, otrais bloks ir lielā motora vadīšanai. Tā kā šo bloku parametri ir identiski, aplūkosim iestatījumu, izmantojot bloka piemēru - lielu motoru.

Rīsi. 3

Priekš pareizi iestatījumi vadības bloks lielam motoram mums ir:

1. Izvēlieties portu, kuram ir pievienots motors (A, B, C vai D) (3. att. 1. vienums)
2. Izvēlieties motora darbības režīmu (3. att. 2. vienums)
3. Konfigurējiet izvēlētā režīma parametrus (3. att. 3. vienums)

Kā atšķiras režīmi? Režīms: "Ieslēgt" ieslēdz motoru ar dotais parametrs "Spēks" un pēc tam vadība tiek pārsūtīta uz nākamo programmas programmas bloku. Motors turpinās griezties, līdz to apstādina nākamais bloks "Lielais motors" ar režīmu "Izslēgt" vai nākamais bloks "Lielais motors" nesaturēs citus izpildes parametrus. Režīms "Iespējot sekunžu skaitu" ieslēdz lielu motoru ar iestatīto jaudu uz noteiktu sekunžu skaitu, un tikai pēc laika beigām motors apstāsies un vadība programmā pāries uz nākamo programmas bloku. Motors režīmos darbosies līdzīgi "Ieslēgt pēc grādu skaita" Un "Iespējot pēc apgriezienu skaita": tikai pēc tam, kad ir pabeigta iestatītā motora griešanās, tas apstāsies un programma pāries uz nākamo bloku.

Jaudas parametrs (3. attēlā jauda ir iestatīta uz 75) var iegūt vērtības no -100 līdz 100. Pozitīvās jaudas vērtības iestata motoru griezties pulksteņrādītāja virzienā, negatīvās vērtības nosaka motora griešanos pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Ja jaudas vērtība ir 0, motors negriezīsies, jo “augstāka” jaudas vērtība, jo ātrāk motors griežas.

Jaudas parametrs ir norādīts tikai veselu skaitļu vērtībās: sekundes, grādi, apgriezieni var iegūt vērtības ar decimāldaļu. Bet atcerieties, ka minimālais motora griešanās solis ir viens grāds.

Īpaši jāpiemin parametrs "Bremze beigās". Šis parametrs, ja iestatīts uz "Bremze" izraisa motora palēnināšanos pēc komandas izpildes, un, ja iestatīts uz "Pārsniegts", tad motors griezīsies pēc inerces, līdz tas apstāsies.

Nākamie divi programmu bloki "Stūre" un ieviest pāra lielu motoru vadību. Pēc noklusējuma kreisais lielais motors ir savienots ar portu "IN", un labais - uz ostu "AR". Bet jūs varat mainīt savienojuma portus ierīces iestatījumos atbilstoši jūsu dizaina prasībām ( Rīsi. 4 poz. 1).

Rīsi. 4

Parametrs "Stūre" (Rīsi. 4 poz. 2) var iegūt vērtības no -100 līdz 100. Parametra negatīvās vērtības liek robotam pagriezties pa kreisi, vērtība 0 liek robotam kustēties taisni, un pozitīvas vērtības liek robotam pagriezties pa labi. Bultiņa virs skaitliskā parametra maina savu orientāciju atkarībā no vērtības, tādējādi norādot robota kustības virzienu ( Rīsi. 5).

Rīsi. 5

Programmas bloks "Neatkarīga motora vadība" izskatās pēc programmatūras bloka "Stūre". Tas arī kontrolē divus lielus motorus, bet tā vietā "Stūre" kļūst iespējams neatkarīgi kontrolēt katra motora jaudu. Ar vienādu parametra vērtību "Spēks" kreisajam un labajam motoram robots pārvietosies taisnā līnijā. Ja vienam motoram pievienojat negatīvu jaudas vērtību (piemēram, -50), bet otram - pozitīvu (piemēram, 50), robots pagriezīsies vietā ( Rīsi. 6).

Rīsi. 6

Šo bloku darbības režīmi ir līdzīgi viena motora vadības bloka režīmiem, tāpēc tiem nav nepieciešams papildu apraksts...

2.3. Taisnas līnijas kustība, pagriezieni, apgriešanās un apstāšanās

Tātad, tagad mēs varam uzrakstīt programmu, lai robots varētu pārvietoties pa jebkuru maršrutu.

1. uzdevums: Brauciet taisni uz priekšu 4 dzinēja apgriezienus. Apgriezies. Brauciet par 720 grādiem.

risinājums ( Rīsi. 7):

1. Izmantojot programmatūras bloku "Stūre", pagriezieties uz priekšu 4 pagriezienus.
2. Izmantojot programmatūras bloku “Independent Motor Control”, apgriezieties vietā (grāda vērtība būs jāizvēlas eksperimentāli).
3. Izmantojot programmatūras bloku "Stūre", brauciet uz priekšu par 720 grādiem.

Piezīme. Kāpēc, griežot, man bija jāizvēlas grādu vērtība? 2. bloks?. Vai nav 360 grādi - vēlamā vērtība? Ne, ja mēs iestatām parametra vērtību "grādi" vienāds 360 , tad mēs piespiedīsim mūsu robota kreisā un labā motora vārpstas griezties par nepieciešamo daudzumu. Leņķis, kādā robots griežas ap savu asi, ir atkarīgs no riteņu izmēra (diametra) un attāluma starp tiem. Ieslēgts Rīsi. 7 parametra vērtība "grādi" vienāds 385 . Šī vērtība ļauj robotam salikt saskaņā ar instrukcijām mazais robots 45544 apgriezties ap savu asi. Ja jums ir cits robots, jums būs jāizvēlas cita vērtība. Vai šo vērtību var atrast matemātiski? Tas ir iespējams, bet mēs par to runāsim vēlāk.

Rīsi. 7

2. uzdevums: Novietojiet šķērsli (kannu, kubu, mazu kastīti) uz līdzenas virsmas un atzīmējiet sava robota sākuma punktu. Izveidojiet jaunu programmu projektā: nodarbība-2-2, kas ļauj robotam apbraukt šķērsli un atgriezties sākuma punktā.

Cik programmatūras blokus esat izmantojis? Dalies ar saviem panākumiem nodarbības komentāros...

2.4. Ekrāns, skaņa, moduļa statusa indikators

Programmas bloks "Ekrāns"Ļauj parādīt tekstu vai grafisku informāciju EV3 Brick LCD ekrānā. Kāds tam varētu būt praktisks pielietojums? Pirmkārt, programmas programmēšanas un atkļūdošanas posmā varat parādīt pašreizējos sensora rādījumus, kamēr robots darbojas. Otrkārt, varat parādīt programmas izpildes starpposmu nosaukumus. Nu, treškārt, ar palīdzību grafiskie attēli Varat “animēt” robota ekrānu, piemēram, izmantojot animāciju.

Rīsi. 8

Programmas bloks "Ekrāns" ir četri darbības režīmi: režīms "Teksts"ļauj ekrānā parādīt teksta virkni, režīms "Formas"ļauj parādīt vienu no četrām ģeometriskām formām uz ekrāna (taisna līnija, aplis, taisnstūris, punkts), režīms "Attēls" ekrānā var parādīt vienu attēlu. Varat izvēlēties attēlu no bagātīgas attēlu kolekcijas vai uzzīmēt pats, izmantojot attēlu redaktoru. Režīms "Iestatījumu atiestatīšanas logs" Atiestata EV3 Brick ekrānu uz standarta informācijas ekrānu, kas tiek rādīts programmas darbības laikā.

Rīsi. 9

Apskatīsim programmas bloka parametrus "Ekrāns" režīmā "Teksts" (9. att. 1. vienums). Virkne, ko paredzēts parādīt ekrānā, tiek ievadīta īpašā laukā (9. att. 2. vienums). Diemžēl teksta ievades laukā var ievadīt tikai latīņu burtus, ciparus un pieturzīmes. Ja režīms "Notīrīt ekrānu" iestatīt uz vērtību "Tiesa", ekrāns tiks notīrīts pirms informācijas parādīšanas. Tāpēc, ja jums ir jāapvieno pašreizējā izvade ar informāciju, kas jau ir ekrānā, iestatiet šo režīmu uz "meli". Režīmi "X" Un "Y" noteikt ekrāna punktu, no kura sākas informācijas izvade. EV3 Brick ekrāns ir 178 pikseļus (punktus) plats un 128 pikseļus augsts. Režīms "X" var ņemt vērtības no 0 līdz 177, režīmā "Y" var ņemt vērtības no 0 līdz 127. Augšējā kreisajā punktā ir koordinātas (0, 0), apakšējā labajā punktā (177, 127)

Rīsi. 10

Programmas bloka iestatīšanas laikā "Ekrāns" varat iespējot priekšskatījuma režīmu (9. att. 3. vienums) un vizuāli novērtēt informācijas izvades iestatījumu rezultātu.

Režīmā "Formas" (11. att. 1. poz) programmas bloka iestatījumi atšķiras atkarībā no figūras veida. Tātad, parādot apli, jums būs jānorāda koordinātas "X" Un "Y" apļa centrs, kā arī vērtība "Rādiuss". Parametrs "Aizpildīt" (11. att. 2. poz.) ir atbildīgs par to, ka vai nu tiks parādīta figūras kontūra, vai arī figūras iekšējais laukums tiks aizpildīts ar parametrā norādīto krāsu "Krāsa" (11. att. 3. poz.).

Rīsi. 11

Lai parādītu taisnu līniju, jums jānorāda divu koordinātas ekstrēmi punkti, starp kuriem ir taisna līnija.

Rīsi. 12

Lai parādītu taisnstūri, jānorāda koordinātas "X" Un "Y" taisnstūra augšējais kreisais stūris, kā arī tā "Platums" Un "Augstums".

Rīsi. 13

Punkta parādīšana ir vienkāršākais veids! Vienkārši norādiet tās koordinātas "X" Un "Y".

Režīms "Attēls", iespējams, interesantākais un visbiežāk izmantotais režīms. Tas ļauj parādīt attēlus ekrānā. Programmēšanas vidē ir milzīga attēlu bibliotēka, kas sakārtota pēc kategorijas. Papildus esošajiem attēliem jūs vienmēr varat izveidot savu zīmējumu un, ievietojot to projektā, parādīt to ekrānā. ("Programmēšanas vides galvenā izvēlne" - "Rīki" - "Attēlu redaktors"). Veidojot attēlu, varat parādīt arī krievu alfabēta rakstzīmes.

Rīsi. 14

Kā redzat, programmēšanas vide piešķir lielu nozīmi informācijas parādīšanai EV3 galvenā ķieģeļa ekrānā. Apskatīsim šādu svarīgo programmas bloku "Skaņa". Izmantojot šo bloku, uz EV3 bloka iebūvēto skaļruni varam izvadīt skaņas failus, patvaļīga ilguma un frekvences toņus, kā arī mūzikas notis. Apskatīsim programmas bloka iestatījumus režīmā "Atskaņot toni" (15. att.). Šajā režīmā jums ir jāiestata "Biežums" toņi (15. att. 1. vienums), "Ilgums" skaņa sekundēs (15. att. 2. pozīcija), kā arī skaņas skaļumu (15. att. 3. pozīcija).

Rīsi. 15

Režīmā "Atskaņot piezīmi" toņa frekvences vietā ir jāizvēlas piezīme ieslēgta virtuālā tastatūra, kā arī iestatiet skaņas ilgumu un skaļumu (16. att.).

Rīsi. 16

Režīmā "Atskaņot failu" varat izvēlēties vienu no bibliotēkas skaņas failiem (17. att. 1. vienums), vai pievienojot datoram mikrofonu, izmantojot skaņas redaktoru ("Programmēšanas vides galvenā izvēlne" - "Rīki" - "Skaņas redaktors") ierakstiet savu skaņas fails un iekļaut to projektā.

Rīsi. 17

Apskatīsim parametru atsevišķi "Atskaņošanas veids" (17. att. 2. punkts), kopīgs visiem programmas bloka režīmiem "Skaņa". Ja šis parametrs ir iestatīts uz "Pagaidiet pabeigšanu", tad vadība tiks pārsūtīta uz nākamo programmas bloku tikai pēc skaņas vai skaņas faila pilnīgas atskaņošanas. Ja iestatīsiet kādu no šīm divām vērtībām, skaņa sāks atskaņot un vadība programmā pāries uz nākamo programmas bloku, tikai skaņa vai skaņas fails tiks atskaņots vienu reizi vai tiks atkārtots, līdz to apturēs cits programmas bloks "Skaņa".

Vēl tikai jāiepazīstas ar pēdējo zaļās paletes programmu bloku - bloku. Ap EV3 moduļa vadības pogām ir uzstādīts krāsu indikators, kas var spīdēt vienā no trim krāsām: zaļš, oranža vai sarkans. Atbilstošais režīms ir atbildīgs par krāsu indikācijas ieslēgšanu un izslēgšanu (18. att. 1. vienums). Parametrs "Krāsa" nosaka indikācijas krāsu dizainu (18. att. 2. pozīcija). Parametrs "Impulss" atbild par krāsu indikācijas mirgošanas režīma ieslēgšanu/izslēgšanu (18. att. 3. pozīcija). Kā jūs varat izmantot krāsu indikāciju? Piemēram, dažādos robota darbības režīmos varat izmantot dažādus krāsu signālus. Tas mums palīdzēs saprast, vai programma tiek izpildīta, kā mēs plānojām.

Rīsi. 18

Pielietosim šīs zināšanas praksē un nedaudz izkrāsosim savu programmu no 1. uzdevuma.

3. uzdevums:

1. Atskaņot signālu "Sākt"
2. Iespējot zaļu nemirgojošu krāsu indikāciju
3. "Uz priekšu"
4. Brauciet taisni uz priekšu 4 dzinēja apgriezienus.
5. Iespējot oranžu mirgojošu krāsu indikāciju
6. Apgriezies
7. Iespējot zaļas mirgojošas krāsas indikāciju
8. Parādīt attēlu ekrānā "Atpakaļ"
9. Brauciet par 720 grādiem
10. Atskaņot signālu "Apstāties"

Mēģiniet pats atrisināt 3. problēmu, neskatoties uz risinājumu! Lai veicas!

Paneļa "Darbības" programmu bloki tika apspriesti iepriekšējās pārskata daļās, un šajā rakstā es runāšu par blokiem no cilnes "Operatoru pārvaldība".

Šos blokus var attēlot kā programmas “regulatorus”: tie liks apturēt un turpināt programmas kustību, pāriet uz nākamo atzaru vai iet pa apli.

Salīdzinot ar NXT, tika pievienoti 2 jauni bloki:

• Sākums - NXT programmā programmas sākums bija vienots un tika iestatīts uzreiz, kad programma tika atvērta.
• Cikla pārtraukšana - NXT tāda bloka vienkārši nebija. Ja bija nepieciešams ieviest līdzīgu funkcionalitāti, tad mums bija jāizmanto mainīgie.

• Sākt
• Gaidīšana
• Slēdzis
• Cikla pārtraukšana

Iespējams, esat pamanījuši, ka visu EV3 programmu pirmais bloks ir bloks ar zaļu bultiņu. Šis bloks ir "Sākt". Neviena programma nevar iztikt bez tā - šeit sākas komandu izpilde. Ja bloku secības priekšā neliek “Start”, tad šāda programma netiks izpildīta.
Piemēram, saskaņā ar zemāk parādīto programmu robots griezīsies ap asi (tiks veikta augšējā darbību secība), bet neatskaņos audio failus un neizgaismos pogas (apakšējā secība bez “Start” bloka ir nav aktīvs):

EV3 atbalsta daudzuzdevumu veikšanu, t.i. programma var saturēt vairāk nekā vienu komandu secību. Turklāt šīm sekvencēm var būt savs “Start” bloks vai tās var iznākt no viena “Start”:

Visas šādas secības tiks izpildītas vienlaicīgi.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka zaļā bultiņa uz bloka nav dekoratīvs elements. Ja iekārta ir savienota ar datoru (neatkarīgi no tā, kā: izmantojot usb, Wi-Fi vai Bluetooth), tad, noklikšķinot uz bultiņas, šī secība tiks palaists izpildei.

Bloķēt "Gaida"

Šis bloks ir arī viens no visbiežāk izmantotajiem. Programma tajā “sasalst” - nākamie programmas bloki netiek izpildīti - un gaida noteiktu laiku vai noteiktu sensora vērtību.
"Gaidam" ir liels skaits režīmu, kas var būt biedējoši:

• pēc laika - bloks gaida norādīto sekunžu skaitu, pirms sāk izpildīt nākamos blokus
• pēc sensora:
• salīdzinājums - bloks sagaida konkrētu blokā norādīto sensora rādījumu
• mainīt - bloks gaida, līdz sensora rādījums mainīsies par noteiktu summu, salīdzinot ar sākotnējo vērtību. Turklāt jūs varat izvēlēties ne tikai vērtības lielumu, bet arī tās virzienu - vērtības samazināšanos, palielināšanu vai jebkurā virzienā.

Otrā programma ir sākums klasiskam risinājumam Kegelringa sacensībās: robots griežas ap savu asi, līdz ierauga sev priekšā kannu:

Šī programma ieslēdz motoru A un pēc 5 apgriezieniem izslēdz to:

Šīs ierīces darbība ar Bluetooth neatšķiras no darba ar jebkuru sensoru. Piemēram, šī programma gaida ziņojumu "HI" un pēc tam ieslēdz zaļu fona apgaismojumu un atskaņo skaņas failu:

Šis ir īpašs bloks - tajā var ievietot citus blokus. Bloki iekšpusē tiks atkārtoti. Cilpas bloku režīmi norāda metodi, kas nosaka, kad cilpai jābeidzas. Mēs jau zinām lielāko daļu šo režīmu no iepriekšējā gaidīšanas bloka, taču ir pievienoti vairāki jauni:

• Neierobežots — šī cilpa darbosies, līdz programma būs spiesta beigties
• Skaitīšana - cilpa atkārtos noteiktu skaitu reižu
• Būla vērtība — cilpa atkārtosies, līdz dotā vērtība ir patiesa
• Laiks — cikls atkārtosies norādīto laiku
• Sensora rādījums:
• salīdzinājums - cikls tiks atkārtots, līdz sensors pieņems norādīto vērtību
• maiņa - cikls tiks atkārtots, līdz sensora rādījums mainīsies par norādīto summu, salīdzinot ar sākotnējo vērtību.

Tālāk norādītajā programmā tiek izmantots pieskāriena sensors. Kamēr tas nav nospiests, robots griež vidējo motoru vispirms pulksteņrādītāja virzienā, tad pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Pēc sensora nospiešanas motors apstājas:

Kontra cilpa ļauj atskaņot noti 10 reizes:

Izmantojot loģisko vērtību režīmu, jums būs jāizmanto sensoru aptaujas bloki, kas vēl nav izpētīti. Šī programma liek robotam virzīties uz priekšu, līdz tas redz objektu, kas atrodas mazāk nekā 20 cm attālumā (cikla pirmais bloks) vai ar pieskāriena sensoru ietriecas šķērslī (cikla otrais bloks). Loģiskās VAI darbības rezultāts dod trešo cilpas bloku:

NXT ir līdzīgs bloks, kas ļauj veikt dažādas darbību secības atkarībā no mainīgā vai sensora rādījuma vērtības.
Pēc šīs darbību secības pabeigšanas programma izpilda blokus, kas seko “Switch”.
Šī bloka režīms nosaka, kurš sensors vai mainīgā vērtība tiks izmantota. Visi tie paši režīmi tiek izmantoti kā bloks "Cikls": varat izmantot jebkuru sensoru (krāsu, žiroskopisko, infrasarkano, ultraskaņas, motora rotāciju un citus), ciparu vai teksta vērtība, Bluetooth ziņa.
Piemēram, saskaņā ar šo programmu robots vispirms griezīsies ap savu asi 5 motora apgriezienus un pēc tam, atkarībā no žiroskopa sensora rādījumiem, virzīsies uz priekšu vai atpakaļ. Ja žiroskopa noteiktais leņķis ir mazāks par 90 grādiem, robots virzīsies uz priekšu. Ja leņķis ir mazāks par 90 grādiem, robots virzīsies atpakaļ.

Šī programma ir vienkārša releja kontrollera ieviešana braukšanai pa melno līniju:

Abos iepriekšējos piemēros blokā "Slēdzis" bija tikai 2 notikumu attīstības iespējas. Bet patiesībā šim blokam var būt vairāk iespēju. Piemēram, ja robots nosaka objekta krāsu, tas var izvēlēties no daudz lielāka opciju skaita:

Poga, kas pārslēdzas starp plakanajiem/detaļajiem režīmiem, ir apvilkta sarkanā krāsā.

Bloķēt "Cikla pārtraukums"

Šis bloks ir jauns, NXT līdzīga bloka nebija. Tas ļauj iziet no cilpas – atlikušie cilpas bloki netiks izpildīti, un programma pāries uz blokiem pēc cilpas. Bloka "galvene" norāda cikla nosaukumu, kas jāpabeidz.
Piemēram, cikls programmā jāatkārto 5 reizes, bet, ja attālums līdz objektam kļūst lielāks par 50 centimetriem, cikls agri izies un robots atskaņos skaņas signālu:

Šī bloka īpatnība ir tāda, ka tam nav jāatrodas pārtraucamās cilpas iekšpusē. Piemēram, šī programma parāda, cik reižu cilpa atkārtosies, kamēr atstarotās gaismas spilgtums ir lielāks par 50. Bet, ja programmas darbības laikā tiek nospiests pieskāriena sensors, cilpa apstāsies un programma apstāsies:

L.Yu. Ovsjanicka, D.N. Ovsjaņickis, A.D. Ovjaņickis

EV3 robotu programmēšanas kurss

Lego Mindstorms EV3 vidē

Otrais izdevums, pārskatīts un paplašināts

UDK 004.42+004.896

Ovsjanicka, L.Ju. Programmēšanas kurss Lego robots

Mindstorms EV3 EV3 vidē: red. otrkārt, pārskatīts un papildu /

L.Yu. Ovsjanicka, D.N. Ovsjaņickis, A.D. Ovjaņickis. – M.:

“Pero”, 2016. – 296 lpp.

ISBN 978-5-906862-76-1

Grāmata ir veltīta EV3 robota programmēšanai Lego Mindstorms EV3 vidē. Darbs ir autoru daudzu gadu pieredzes rezultāts, tiešā veidā piedaloties reģionālās, visas Krievijas un starptautiskās robotikas un pedagoģiskās aktivitātes konkursos, kuru mērķis ir apmācīt skolotājus, lektorus un trenerus par šo tēmu.

Grāmata noderēs pamatizglītības, vidējās, augstākās un tālākizglītības skolotājiem, studentiem, studentiem un ikvienam, kam interesē robotikas jautājumi.

Recenzents:

Fizikālo un matemātikas zinātņu doktors, profesors A.F. Šorikovs.

ISBN 978-5-906862-76-1 © L.Yu. Ovsjanicka, D.N. Ovsjanickis, A.D. Ovsjaņickis, 2016 Saturs Ievads

1. nodaļa. Robota raksturojums.

Pirmā projekta izveide un uzsākšana 7

1.1. Īss apraksts robotu platformas. Pārskats par Lego Mindstorms EV3 programmēšanas vidi

1.2. Veidi, kā robotu savienot ar datoru. EV3 Brick programmaparatūras atjauninājums. Programmu augšupielāde EV3 Brick

2. nodaļa. Robota programmēšana

2.1. Motori. Kustību programmēšana pa dažādām trajektorijām

2.2. Darbs ar fona apgaismojumu, ekrānu un skaņu

2.2.1. Darbs ar ekrānu

2.2.2. Darbs ar EV3 Brick pogām ar aizmugurgaismojumu

2.2.3. Darbs ar skaņu

2.3. Programmu struktūras

2.3.1. Struktūras cerības

2.3.2. Struktūras cikls

2.3.3. Slēdža struktūra

2.4. Darbs ar datiem

2.4.1. Datu veidi. Diriģenti

2.4.2. Mainīgie un konstantes

2.4.3. Matemātiskās darbības ar datiem

2.4.5. Darbs ar masīviem

2.4.6. Loģiskās operācijas ar datiem

2.5. Darbs ar sensoriem

2.5.1. Pieskāriena sensors

2.5.2. Krāsu sensors

2.5.3 Žiroskopu sensors

2.5.4. Ultraskaņas sensors

2.5.5. Infrasarkanais sensors un bāka

2.5.6. Motora griešanās sensors (nosaka leņķi/apgriezienu skaitu un motora jaudu)

2.5.7. Moduļa vadības pogas

2.6. Darbs ar failiem

Lego Mindstorms EV3 robotu programmēšanas kurss EV3 vidē

2.7. Vairāku robotu sadarbība

2.7.1. Robotu savienošana ar USB kabeli

2.7.2. Robota sakari, izmantojot Bluetooth savienojumu................................. 207

2.8. Noderīgi bloki un instrumenti

2.8.1. Bloķēt “Saglabāt aktīvu”

2.8.2. Bloķēt "Apturēt programmu"

2.8.3. Kārtības izveide

2.8.4. Komentāru ierakstīšana

2.8.5. Izmantojot vadu ievades portu

3. nodaļa. Galvenie sacensību veidi un uzdevumu elementi.

3.1. Sumo sacensības

3.2. Kegelrings

3.3. Slaloms (izvairīšanās no šķēršļiem)

3.4. Līniju kustības programmēšana

3.4.1. Algoritms kustībai pa zigzaga līniju ar vienas un divu krāsu sensoriem

3.4.2. Algoritms "Vilnis"

3.4.3. Krāsu sensora automātiskās kalibrēšanas algoritms..... 258

3.5. Proporcionālā lineārā kontrole

3.5.1. Līnijas kustība balstās uz proporcionālu vadību

3.5.2. Krustojumu atrašana un skaitīšana ar proporcionālu līniju vadību

3.5.3. Ceļojuma inversija

3.5.4. Robota kustība gar sienu

3.6. Mērķa atrašana labirintā

4. nodaļa: Programmaparatūras atjaunināšana un EV3 Brick restartēšana.

286 5. nodaļa. Trešās puses sensoru izmantošana

5.1. Darbs ar HiTech krāsu sensoru

5.2. Izmantojot citus sensorus

Secinājums

Projektu saraksts Projekts “Uzticīgais suns” 90 Projekts “Sporta tablo” 98 Projekts “Auto finišs” 102 Projekts “60 sekundes” 109 Projekts “Krāsu svītrkoda ierakstīšana un lasīšana” 120 Projekts “Masīva kārtošana, izmantojot burbuļu metodi” 123 Projekts “ Gudra māja» 153 Projekts “Spītīgs robots” 160 Projekts “Robots ar tālvadības pults» 182 Projekts Animācijas spēle uz EV3 bloka ekrāna “Noķer sniega piku” 191 Projekts “3D virsmas kartes konstruēšana” 197 Projekts “EV3 - mūzikas sintezators” 203 Kurss Lego Mindstorms EV3 robota programmēšanai EV3 vides attēlā spole (1.1.11.b att.). Bloks kļūs aktīvs (spilgts) (1.1.11.c att.).

–  –  –

1.1.attēls.

12. Paralēlās programmas Attēlu mērogošanai (1.1.13. att. a, b) tiek izmantotas standarta MSWindows Ctrl taustiņa un peles ritināšanas ritenīša kombinācijas vai ikonas loga augšējā labajā stūrī:. Mērogošana tiek izmantota, pārvietojoties lielās programmās, kopējot noteiktus blokus un daudz ko citu.

Lego Mindstorms EV3 robotu programmēšanas kurss EV3 vidē Blocks Large motor un Medium motor Pirmais paletes bloks saucas Medium motor, otrais ar nosaukumu Large motor. Blokus izmanto, lai vadītu vienu motoru, un tiem ir tāda pati funkcionalitāte.

Aplūkosim bloku uzbūvi, izmantojot liela motorbloka piemēru (2.1.4. att.).

–  –  –

2.1.attēls.

4. Lielā motora vadības bloks Vispirms noklikšķiniet uz burta, kas apzīmē porta nosaukumu, un atlasiet porta nosaukumu, kuram ir pievienots motors.

Sīkāk apskatīsim katru vadības elementu.

1. Izvēlieties darbības režīmu:

a) ieslēgt (2.1.5. att.);

–  –  –

2.4.attēls.

3.4. Programma projekta “60 sekundes” īstenošanai

Uzdevumi priekš patstāvīgs darbs Pievienojiet ekrānam pulksteņa ciparnīcas attēlu.

Pievienojiet minūšu un stundu rādītājus pēc analoģijas.

2.4.4. Citi datu apstrādes bloki

–  –  –

Pirms sākat strādāt ar masīviem, tie ir jāinicializē, t.i. norādiet veidu (ciparu vai loģisko) un piešķiriet nosaukumu.

Datus var ievadīt masīvā manuāli vai automātiski (nolasot rādījumus no sensoriem). Lai izveidotu masīvu, jāizmanto mainīgo bloks.

Masīva izveide. Masīva rakstīšana mainīgajam

Lai izveidotu un aizpildītu masīvu, jums ir:

(a) pārvietojiet mainīgo bloku uz darbvietu un nosakiet tā režīmu (Write) un veidu (ciparu vai loģiskais masīvs);

Formation Loģiskā masīva skaitliskā masīva veidošana

–  –  –

2.5.attēls.

3.3. Žiroskopiskā sensora darbības režīmi Svarīgi!

Dažkārt (diezgan bieži!), strādājot ar žiroskopisko sensoru, var novērot sekojošo: kad darbojas programma robots ir nekustīgs, un leņķa vērtība pastāvīgi palielinās (drift), pieauguma ātrums var būt vairāk nekā 1 grāds sekundē!

Sensoru vērtību palielināšana 2.nodaļa. Robota programmēšana 177 Ja bāka atrodas ļoti tālu (tālāk par 1 m), mērījuma vērtība būs 100, ja ļoti tuvu (minimums 1 cm) - 0. Arī starprezultāti neatbilst līdz centimetriem.

Gadījumā, ja bāka atrodas tieši sensora priekšā, leņķa mērīšanas relatīvais rezultāts būs vienāds ar 0, maksimālā bākas atrašanās vieta pa kreisi, pretēji pulksteņrādītāja virzienam -25 (maksimālais nosakāmais novirzes leņķis ir aptuveni 100 grādi), labajā pusē pulksteņrādītāja virzienā 25 (2.5. 5.5. att.).

2.5.attēls.

5.5. IR bākas novietojums attiecībā pret IR sensoru Apskatīsim programmu piemērus. Novietojiet bākuguni robota priekšā, ieslēdziet to un pavērsiet pret robotu.

LED indikators ieslēgsies un paliks degts. Bāka nepārtraukti pārraidīs signālu. Infrasarkanā sensora blokā uzstādiet to pašu kanālu, kas tika uzstādīts bākai. Sensors atklās tikai tajā kanālā, kuru norādījāt savā programmā.

Bāka izslēdzas, ja stundu netiek izmantota.

Attēlā 2.5.5.6 parāda darbības režīma izvēli ar bāku.

Lego Mindstorms EV3 robotu programmēšanas kurss EV3 vidē, izmantojot MS Excel.

Robots griežas un katrā laika brīdī fiksē griešanās leņķa vērtību un attālumu līdz virsmai.

Risinājums:

1. Atiestatiet žiroskopa sensora vērtības.

Mēs ievietojam ciklu 01, beigu nosacījums ir laiks (3 sekundes).

2. Cikla laikā robots griežas un nolasa informāciju no ultraskaņas un žiroskopiskajiem sensoriem. Rādījumi tiek apvienoti programmas blokā Teksts, atdalot tos ar komatu.

3. Mērījumu rezultāts katrā cikla solī tiek ierakstīts kartes failā.

4. Iestatiet 0,25 sekunžu pauzi. Pēc cikla beigām aizveriet failu.

Uzmanību! Izmantojot žiroskopisko sensoru, ieslēdzot to, pievērsiet uzmanību nolasījuma novirzei (sk.

2.5.3. sadaļu, lai novērstu novirzi).

2. nodaļa. Robota programmēšana 213 kustēties un apstāties, padot katru piekabi secīgi.

2. “Vokālais un instrumentālais ansamblis”

Uzdevums ir izpildīt kādu skaņdarbu ar ansambli. Pirmais EV3 robots ir diriģents, kas, izmantojot Bluetooth, dod komandas citiem robotu mūziķiem un robotu dziedātājiem, kad atskaņot savas muzikālās partijas. Robotu diriģentu var aprīkot ar diriģenta zizli, kas kustas uz augšu un uz leju un pagriežas pret robotu, kurš sāk spēlēt. Robots diriģents var, piemēram, darboties kā solists nepilnu slodzi.

3. "Deju ansamblis"

Uzdevums ir izveidot robotu ansambli. Pirmais robots, kas izdod komandas, izmantojot Bluetooth, ir solists. Pārējie roboti izpilda komandas. Programmējiet dažādu veidu dejas - robotu apaļo deju ("Lokomotīve"), lēnās un ātrās dejas.

4. “Rīta vingrošana”

Uzdevums ir vienlaicīgi veikt vingrošanas vingrinājumus pēc pirmā robota komandas.

2.8. Noderīgi bloki un instrumenti 2.8.1. Bloķēt “Saglabāt aktīvu”

Pēc noteikta laika un gadījumā, ja nesazināsimies ar robotu un robots neveic nekādas darbības, tas izslēdzas (EV3 izteiksmē pāriet miega režīmā). Tas rada neērtības, strādājot ar programmām, kas paredzētas dažu procesu ilgam gaidīšanai. Miega režīmā pārslēgšanās laiku varam iestatīt tieši uz bloka (iespējams iestatīt laiku pirms izslēgšanas: 2 minūtes, Lego Mindstorms EV3 robotu programmēšanas kurss EV3 vidē, izveidot vairākas programmas iespējas un izvēlēties cīņas taktiku. piemēram, ja mums ir jaudīgs, bet lēns robots, mēs varam palaist programmu, kurā mūsu robots ātri uzbruks pretiniekam, un, ja pretinieka robots vienmēr pagriežas pa labi, meklējot mūsu robotu, mums ir jāpalaiž a programma, kas iet apkārt un uzbrūk tai no kreisās puses.

Robotam var būt viens vai divi ultraskaņas sensori, lai bez liekiem pagriezieniem noteiktu ienaidnieka pozīciju. Īpaši interesanti ir raundi, kuros sacenšas aptuveni vienāda spēka vai ātruma roboti, šajā gadījumā iznākumu izšķir milimetri un sekundes!

Uzvar dalībnieks, kurš spējis salikt spēcīgu un uzticamu struktūru, uzrakstījis kompetentu programmu (vai programmas) un izvēlējies pareizo stratēģiju. Tieši šo faktoru kombinācija padara gatavošanās sacensībām procesu aizraujošu, bet pašas sacensības par ļoti izklaidējošu un aizraujošu!

Sniegsim programmas algoritma piemēru sumo cīkstoņa robotam.

Robota apturēšana.

2. Robots griežas, līdz redz pretinieka robotu ar ultraskaņas sensoru (līdz sensora vērtība kļūst mazāka par 100 cm), kas atbilst 120-180 grādu rotācijas leņķim. Apturot robotu.

3. Izveidojiet ciklu ar beigu nosacījumu 01, – Neierobežots.

4. Ciklā 01 ievietojam ciklu 02, kura beigu nosacījums ir Būla vērtība: cilpa tiks izpildīta, līdz izbeigšanas nosacījuma ievade ir True.

3.nodaļa. Sacensību galvenie veidi un uzdevumu elementi 245 100 25 + 18 =.

Noskaidrosim kreisā riteņa ātrumu: V1=58.

Lai ieviestu algoritmu, uzstādiet ultraskaņas sensoru robota priekšā centrā un pievienojiet to 4. portam.

Pavērsiet krāsu sensoru uz leju, novietojiet to pa kreisi no līnijas un pievienojiet to pieslēgvietai 2. Att. 3.3.3. iepazīstina ar programmu šķēršļu novēršanai. Lūdzu, ņemiet vērā, ka pēc šķēršļa noteikšanas robots apstājas un strauji pagriežas pa labi, lai pārvietotos no šķērslim perpendikulāras līnijas un apbrauktu objektu pa noteiktu rādiusu.

Uzdevumi patstāvīgam darbam

Programmējiet ceļus:

a) izvairoties no vairākiem šķēršļiem ar tādu pašu rādiusu;

b) izvairoties no šķēršļiem ar dažādu rādiusu;

c) jāšana astoņniekā.

3.nodaļa. Galvenie sacensību veidi un uzdevumu elementi 275 3.attēls.

5.3.2. Programma apgrieztās kustības trajektorijas vadīšanai 3.nodaļa. Sacensību galvenie veidi un uzdevumu elementi 285 3.6.5.attēls. Programma mērķa atrašanai labirintā Kurss par Lego Mindstorms EV3 robota programmēšanu EV3 vidē.

5. NODAĻA. TREŠĀS PERSONAS IZMANTOŠANA

SENSORI

HiTechnic uzņēmums ražo liels skaits LEGO Mindstorms sensori, lielākā daļa no tiem ir LEGO sertificēti, kas apliecina pilnīgu saderību, augstus kvalitātes un drošības standartus.

Svarīgs faktors, kas ļauj izmantot šos sensorus, strādājot ar bērniem, ir RoHS sertifikāta (Bīstamo vielu ierobežošanas) klātbūtne, kas apliecina, ka elektriskās un elektroniskās iekārtās netiek izmantotas vielas: svins, dzīvsudrabs, kadmijs, alva, sešvērtīgais hroms un daži bromīda savienojumi. Pašreizējo Lego sertificēto sensoru sarakstu skatiet vietnē www.hitechnic.com/sensors.

Šobrīd pieejami: griešanās leņķa sensors;

spēks, kas pielikts šķērsām asij; kompass; akselerometrs;

žiroskops; magnētiskā lauka detektors; infrasarkanais sensors;

infrasarkanais kustības sensors, kas ļauj noteikt cilvēku vai dzīvnieku atrašanos telpā, līdzīgi kā sensori, ko izmanto drošības sistēmās; barometrs, kas nosaka atmosfēras spiedienu un temperatūru;

elektrooptiskais attāluma sensors, kas precīzi uztver mazus objektus un nelielas attāluma izmaiņas līdz tiem, bet ne tālāk kā ~20 cm attālumā; krāsu sensors