Lego mindstorms ev3 своими руками

Замени мозги в Lego Mindstorms. Полный аналог микроконтроллера EV3

Идея заменить микрокомпьютер в конструкторе Lego Mindstorms на Raspberry Pi, Beaglebone, Arduino или другой не является новой. Но с выходом EV3 стало возможным не только получить 100%-ый аналог, но и повысить производительность вашего легоробота.

Lego — самый популярный образовательный конструктор. Но самый дорогой. Причин использовать неоригинальный микрокомпьютер вместе со стандартными деталями, двигателями и датчиками конструктора Lego может быть несколько.

• Аналог стоит дешевле.
• Необходимость купить отдельно микрокомпьютер, если, например, оригинальный из набора сломался, а прочие легодетали остались. Купить оригинальный EV3 отдельно может оказаться дорого или не так просто и быстро.
• Для проекта требуется несколько программируемых блоков, в том числе если не хватает стандартного количества портов на NXT и EV3.
• Расширение возможностей. Может быть, необходимо подключить какие-нибудь не Lego датчики, объединить в один несколько проектов, созданных на разных платформах, «подружить» Raspberry Pi и Lego.
• Требуется бОльшая производительность по сравнению со стандартными NXT и EV3.
• Наконец, это просто интересно,весело и круто.

Замена блока LEGO Mindstroms NXT

Для обмена данными между цифровыми устройствами и микроконтроллером NXT используется прокол I2C. Этот интерфейс популярен и используется во многих микропроцессорных устройствах. Поэтому, в принципе, технически возможно как подключить датчики сторонних производителей к блоку NXT, так и наоборот датчики и моторы Lego к другим микроконтроллерам. Чтобы не резать провода, лучше воспользоваться специально для этого разработанными адаптерами. Например, адаптер для соединения Lego и Arduino выпускает компания Dexter Industries.

Адаптер для подключения Lego и Arduino. Фото dexterindustries.com.

Но, конечно, недостаточно просто подключить устройства через адаптер. Нужно еще программное обеспечение для обмена данными. Примеры программ и для Arduino, и для блока NXT есть на сайте производителя.

Также Dexter Industries выпустила систему BriсkPi, позволяющую подключать датчики и двигатели Lego к одноплатному компьютеру Raspberry Pi. Система состоит из платы расширения (шилд) и корпуса.

Плата расширения (шилд) BrickPi, Raspberry Pi и корпус для них. Фото dexterindustries.com

Плата расширения имеет микроконтроллер — аналог Arduino. Проект с открытым исходным кодом — на сайте производителя выложено и программное обеспечение, и схема аппаратной части.

Вот пример робота, построенного с BrickPi:

Робот-рука из Lego и BrickPi

Видео-презентация BriсkPi:

Таким образом, замена блока NXT на Arduino, Raspberry Pi или другой одноплатный компьютер — интересная для энтузиастов идея, но 100%-ого аналога блока NXT так не получить, и придется работать в программной среде, отличной от Lego.

Замена микроконтроллера LEGO Mindstroms EV3

В начале 2013 года новая версия конструктора Lego Mindstorms EV3 получила операционную систему Linux. Поэтому стало возможным реализовать идею замены программируемого блока в конструкторе Lego на другие одноплатные компьютеры c Linux, и достигнуть при этом полной совместимости! В голову сразу приходит мысль попробовать Raspberry Pi и похожие — Beaglebone, Arduino Yun или Intel Galileo.

Мы обнаружили проект на Kickstarter, в котором блок EV3 заменили на одноплатный компьютер Beaglebone Black и достигли 100% совместимости как в аппаратной, так и программной части.

Авторы проекта — makerstudio.cc. Они создали плату расширения к BeagleBone Black для Lego Mindstorms и назвали ее EVB. К плате сделали корпус и экран, вообщем, сделали готовый продукт — аналог блока Mindstorms EV3. Дешевле, производительнее и с большими возможностями — можно подключать больше датчиков. Блок можно просто купить, включить — и он готов к работе.

BeagleBone Black — одноплатный Linux-компьютер. Является конкурентом Raspberry Pi. Имеет мощный процессор процессором AM335x 720MHz ARM®, большое количество входов/выходов, возможности могут быть расширены дополнительными платами.

Lego Mindstorms EV3 имеет процессор ARM9 (TI Sitara AM180x) 300MHz, поэтому переход на процессор ARM Cortex-A8 (TI Sitara AM335x) 1GHz BeagleBone Black повышает производительность, плюс появляется возможность подключения дополнительных плат расширения!

Самое главное, что Lego Mindstorms EV3 имеет открытое описание всего программного обеспечения и аппаратных средств!

Исходный код Lego Mindstorms EV3 на GitHub .

Для примера, собран и продемонстрирован известный робот-сборщик кубика рубика. Только вместо EV3 установили разработанный EVB. Предлагаем посмотреть видео:

Авторы проекта уже выпускают и продают EVB. Существенно расширить производство планируют к концу апреля 2015. Кроме того, они разработали и производят несколько совместимых датчиков.

Почитать подробнее, а также поддержать проект можно на Kickstarter.

Спасибо Lego за открытый исходный код!

Авторы позитивны и открыты. Они честно признались, что самый главный в их команде вот этот кот.

Фото со страницы проекта на Kikstarter

Наиболее привлекательные цены на платы BeagleBone Black и Raspberry Pi на сайтах китайских магазинов AliExpress и DealExtreme . Действуют постоянные спецпредложения и бесплатная доставка в РФ. Если нет времени ждать посылку из Китая — рекомендуем интернет-магазин Амперка.

Источник

Схемы роботов EV3, NXT и программы для соревнований

10.02.2019, 20:24

Схемы роботов лего Lego mindstorms для соревнований. Инструкции по сборке роботов ev3 и nxt

Инструкции по сборке роботов Lego

Схемы роботов и инструкции по сборке роботов ev3

Схемы роботов лего роботов nxt

Линейный алгоритм. Программирование движения вперед, назад, повороты робота EV3.

Циклические алгоритмы Ev3. Программирование ультразвукового датчика и датчика расстояния для Ev3. Движение до препятствия.

Программа для EV3 для соревнований кегельринг.

Программирование условий для Ev3. Переключатели

Соревнование сумо лего. Программа для Сумо ev3

Программа для движения робота Ev3 вдоль черной линии. Логические операции Ev3.

Использование перменных в Lego Ev3 калибровка датчиков. Как задать и использовать переменные в Ev3.

Собственные блоки ev3 — настройка и тестирование

Использование собственных блоков для написания программы для Ev3 прохождения лабиринта

Алгоритм и программа для движения робота ev3 по черной линии с одним датчиком

Движение робота ev3 по черной линии до перекрестка

Программы для работы в формате дистанционного обучения для групп «Робототехника» :

Программа для создания моделей роботов EV3 и NXT скачать — бесплатно

здесь — удобный симулятор Lego Mindstorms ; — бесплатно 15 дней

здесь — программирование с встроенными симуляторами. — Бесплатно 10 дней

Источник

MindCub3r по-русски — делаем робота, который может собрать кубик Рубика (статья обновлена)

Не так давно обзавелся набором LEGO MINDSTORMS EV3 (31313) и с удивлением обнаружил, что в русскоязычном сегменте интернета довольно мало интересных материалов и инструкций по сборке и настройке роботов из этого набора. Решил, что нужно это дело исправлять.

Эта инструкция представляет собой вольный перевод материалов с официального сайта проекта MindCub3r и дополнена опытом самостоятельной сборки этого робота, способного собрать кубик Рубика меньше чем за 2 минуты.

Подробнее о LEGO MINDSTORMS EV3 можно почитать на этом сайте.

Вот, что у нас должно получится в итоге:

MindCub3r можно построить из одного комплекта Lego Mindstorms EV3 (31313, Home Edition).

Также вам понадобится инструкция по сборке и программное обеспечение, разработанное авторами проекта.

Буквально позавчера автор проекта объявил в своем ФБ, что подправил программное обеспечение для своего робота, и теперь оно работает со «штатной» прошивкой «кирпича» 1.06Н. На главной странице проекта эта информация также уже появилась, архив MindCub3r-v1p1a.zip, содержащий, среди прочего, и обновленную версию программы, уже доступен для загрузки. Загрузка и установка блока для датчика цвета по-прежнему необходима.

Дальнейший текст статьи исправлен с учетом последних изменений на сайте проекта!

Инструкцию по сборке MindCub3r смотрим или скачиваем здесь.
Прошивку (на момент написания статьи EV3-Firmware-V1.06H.bin) для кирпича скачиваем с официального сайта LEGO MINDSTORMS здесь.
Архив MindCub3r-v1p1a.zip с файлами проекта (MindCuber-v1p1.ev3, autorun.rtf и mc3solver-v1p1.rtf) качаем тут.
Еще нам понадобится прошивка для датчика цвета, которую берем здесь. Все дело в том, что стандартные настройки этого датчика не корректно определяют цвета в режиме RGB.

После того, как вы соберете робота и скачаете себе на компьютер все необходимое, можно приступать к настройке.

Если вы еще не обновили прошивку «кирпича» первым делом устанавливаем новую версию ПО для главного блока Mindstorms EV3:

1. Запускаем программное обеспечение LEGO MINDSTORMS EV3;
2. Выбираем Инструменты — Обновление встроенного ПО;

3. В появившемся диалоговом окне нажимаем «Просмотреть», находим предварительно закаченный файл EV3-Firmware-V1.06H.bin и жмем «Открыть»;

4. В диалоговом окне в таблице «Доступные файлы встроенного ПО» выбираем EV3-Firmware-V1.06H и жмем «Загрузить». Ждем окончания загрузки;

5. Перезагружаем главный блок (выключаем и снова включаем).

Далее устанавливаем прошивку для датчика цвета:
1. В ПО LEGO MINDSTORMS EV3 открываем новый пустой проект;
2. Выбираем Инструменты — Мастер импорта блоков;

3. В появившемся диалоговом окне нажимаем «Просмотреть», находим предварительно загруженный файл ColorSensorRGB-v1.00.ev3b и жмем «Открыть»;

4. В диалоговом окне в таблице «Выбрать блоки для импорта» выбираем ColorSensorRGB-v1.00.ev3b и жмем «Импорт».

5. Для завершения установки закройте диалоговое окно и выйдите из программного обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3.

Теперь самый ответственный момент — загрузка программы робота в кирпич:
1. Распаковываем предварительно загруженный архив MindCub3r-v1p1a.zip;

2. Запускаем ПО LEGO MINDSTORMS EV3;
3. Выбираем Файл — Открыть проект, ищем файл MindCub3r-v1p1.ev3, распакованный из архива MindCub3r-v1p1.zip и жмем «Открыть»;

4. После открытия проекта загружаем его в «кирпич». Загружаем, но НЕ ЗАПУСКАЕМ.

5. Идем в Инструменты — Обозреватель памяти (Ctrl+I);

6. Выбираем (выделяем) во вкладке «Модуль» или «SD-карта» папку проекта «MindCub3r-v1p1»;
7. Нажимаем «Загрузить»;

8. Находим файл mc3solver-v1p1.rtf, распакованный из архива MindCub3r-v1p1a.zip и нажимаем «Открыть»;
9. Еще раз нажимаем «Загрузить», предварительно убедившись, что папка проекта «MindCub3r-v1p1» все еще выделена;
10. Находим файл InstallMC3-v1p1.rbf, распакованный из архива MindCub3r-v1p1a.zip и нажимаем «Открыть»;

Примечание: файл mc3solver-v1p1.rtf имеет текстовое расширение .rtf. Пожалуйста, не пытайтесь открыть этот файл с помощью текстового редактора.

11. Закройте диалоговое окно, выйдите из программы и перезагрузите модуль.

Последний этап — устанавливаем приложение MC3 Solver на главном модуле:

1. Включаем блок:

2. Находим во второй вкладке папку проекта MindCub3r-v1p1 (в памяти блока или на SD-карте):

3. Выбираем файл InstallMC3-v1p1 и нажимаем на центральную кнопку модуля для установки:

4. В третьей вкладке проверяем наличие установленного приложения MC3 Solver v1p1:

5. Перезагружаем блок.

6. В третьей вкладке блока запускаем приложение «MC3 Solver v1p1» для начала работы программы mc3solver-v1p1.rtf:

Всё! MindCub3r готов к использованию!

7. Запускаем программу в первой или во второй вкладке блока:

После запуска программы робот попросит вложить кубик («Insert cube») и начнет его сканировать датчиком цвета.
После сканирования робот ненадолго задумается и начнет сборку.
Удачное решение задачи ознаменуется радостным вращением кубика.

Вот, собственно, процесс работы робота:

Выше описан идеальный сценарий, на практике же все немного хуже — датчик может не правильно определить цвета — всего робот может провести 3 (три) цикла сканирования до того, как выдаст ошибку (Scan error). После этого нужно изъять кубик и снова вложить в робота. Причиной этому может быть или низкий заряд батареи модуля или «неправильный» кубик.
У меня иногда проходило по 3-5 повторов (3 цикла сканирования и одно изъятие) прежде чем робот принимался за сборку, но результат того однозначно стоит.

Если у вас остались вопросы, задавайте их в комментариях к статье, с удовольствием на них отвечу.

Источник