Содержание статьи
- Что такое Lego Education Mindstorms EV3?
- Структура наборов серии Mindstorms EV3
- Технические данные Mindstorms EV3
- Интерфейс микрокомпьютера Lego Mindstorms EV3
- Стандартные модели роботов Lego Mindstorms EV3
- Программное обеспечение LEGO Mindstorms
- Предметное обучение по STEM методике
- Помощь в выборе будущей профессии
- Робототехнические соревнования с использованием EV3
- “Не детские” проекты на EV3 созданные детьми
Что такое Lego Education Mindstorms EV3?
Lego Education Mindstorms EV3 — образовательная робототехническая платформа, разработанная специально для учебных заведений. С помощью неё ученик сможет уже за первое занятие создать своего первого робота. Учебная программа на базе EV3 рассчитана на всю среднюю школу и может использоваться для старших классов.
Благодаря продуманным учебным материалам для учителя и учеников Mindstorms стал стандартом западных образовательных классов по робототехнике для детей и является самым популярным решением для оснащения классов робототехники в России.
Все детали имеют повышенную износоустойчивость и при адекватном использовании комплект способен пережить больше 10 учебных лет. А в случае повреждения одного из датчиков или соединительных проводов их можно докупить отдельно.
Мозгом платформы является программируемый Микрокомпьютер EV3 с экраном и портами ввода-вывода, он контролирует работу моторов и датчиков. Соединяются компоненты платформы специальными кабелями из комплекта.
При помощи датчиков робот воспринимает окружающий мир, а благодаря моторам – реагирует на него в соответствии с заложенной программой.
РоботБаза — официальный дилер LEGO Education с 2013 года
Структура наборов серии Mindstorms EV3
Платформа EV3 состоит из Базового набора Mindstorms EV3 и 5-ти дополнительных наборов (три от Lego и два от Tetrix). Для работы с дополнительными наборами требуется наличие базового набора.
Базовый набор Mindstorms EV3 Lego Education 45544
Является основой для всех дополнительных наборов, так как содержит микрокомпьютер EV3, основные датчики, моторы и строительные элементы, необходимые для построения более сложных моделей из инструкций дополнительных наборов. Рассчитан на сборку 5 моделей роботов.
В состав Базового набора EV3 входит: 3 сервомотора различной мощности (2 больших и 1 средний), 5 датчиков (гироскопический и ультразвуковой датчик, датчик света/цвета и 2 датчика касания), перезаряжаемая аккумуляторная батарея и соединительные провода.
Состав базового набора LEGO Mindstorms EV3 45544
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Специальная система для хранения деталей |
|
|
Строительные элементы 524 шт. |
Программное обеспечение |
Зарядное устройство LEGO Education 45517
Зарядное устройство LEGO Education 45517 для зарядки Аккумулятора EV3 не входит в Базовый набор LEGO Mindstorms EV3, и его необходимо покупать отдельно.
Ресурсный набор LEGO Mindstorms EV3 45560
Ресурсный набор содержит 853 детали LEGO Techniс, такие как: колеса, шестерни, поворотные и крепежные детали.
Благодаря ему можно собрать еще 6 интересных моделей роботов, помимо моделей, которые собираются с использованием базового набора EV3.
Набор «Космические проекты» LEGO Mindstorms EV3 45570
В Комплект заданий «Космические проекты» входят 7 полноценных тематических миссий, 9 обучающих исследовательских миссий, 4 исследовательских проекта.
Все задания разработаны совместно с настоящими специалистами в области космонавтики и ракетостроения NASA. Выполнение заданий наглядно продемонстрирует вашим ученикам, как робототехнику можно применять для решения реальных проблем и задач из такой продвинутой сферы деятельности человека, как аэрокосмические исследования.
Набор состоит из 1418 деталей, 4-х полей и специальной ленты для их фиксации.
«Технология и основы механики» Lego Education 9686
Набор содержит инструкции для сборки 50 проектных моделей, предназначенных для изучения устройства и принципов действия машин, встречающихся в повседневной жизни.
Изучать строение механизмов и их назначение, различные силы и законы движения, гораздо интереснее на примере собранных тобою машин. Так абстрактная механика и сложные технические науки получают живое воплощение.
С помощью набора ученики изучат: строение различных машин и устройств, исследуют работу моторов, рычагов, зубчатых, ременных передач и других механизмов, познакомятся с понятиями силы тяжести, сопротивления воздуха, трения и научатся использовать энергию ветра.
Набор идеально подходит в качестве практического инструмента при изучении технологии, математики и физики, объясняя такие понятия, как сила и движение, энергия и структура.
Базовый набор Tetrix Max 44616 для Lego Mindstorms EV3
Базовый набор Tetrix Prime 44610 для Lego Mindstorms EV3
Специальные комплекты для образовательных учреждений
На основе нашего опыта и тысяч запросов от учебных заведений. Мы разработали комплекты которые покрывают запросы почти всех образовательных учреждений.
Стартовый комплект для класса LEGO Mindstorms EV3
Расширенный комплект для класса LEGO Mindstorms EV3
Полный комплект для класса LEGO Mindstorms EV3
Комплекты с Tetrix
Комплект Lego Education EV3 с Tetrix Prime для класса
Комплект Lego Education EV3 с Tetrix Max для класса
Технические данные Mindstorms EV3
Технические параметры микроконтроллера EV3
Внутри микроконтроллера установлен ARM-процессор на 300 МГц, с 16 МБ постоянной памяти и 64 МБ оперативной. Мощности более чем достаточно для исполнения даже самых сложных алгоритмов, которые ученик может составить в процессе обучения или для соревнований. Также в микроконтроллер встроен большой и громкий динамик, способный воспроизводить мелодии.
Экран
Микрокомпьютер оснащен монохромным ЖК-экраном на 178 х 128 пикселей, с изменяемым цветом подсветки. На экран выводится меню и любая другая графическая информация необходимая в процессе работы, например данные с датчиков, картинки и анимация.
Соединение с компьютером
Также есть слот для карт памяти micro-SDHC и USB-порт. USB-порт и microSDHC можно использовать как для загрузки программ, так и для обновления прошивки.
USB-порт поддерживает режим хоста, это позволяет не только подключать Wi-Fi-адаптер, но и соединять несколько блоков EV3 в одного сложного робота.
Беспроводные интерфейсы
Также у микроконтроллера есть и беспроводные интерфейсы, при желании загружать программы можно через Wi-Fi (нужен внешний модуль) или Bluetooth (он уже встроен).
Если вы собираете робота с дистанционным управлением, «рулить» им можно с использованием беспроводной связи со смартфона или планшета.
Моторы
В каждый мотор встроена защита от блокировки, предусмотрен механический фрикцион, который начинает проскальзывать, если трение больше расчетного, так что моторы довольно сложно сломать.
Два из них мощные моторы, развивающие благодаря внутренней понижающей передаче внушительный крутящий момент.
Имеется датчик угла поворота с разрешением в 1 градус (мотор сообщает контроллеру, на какой угол сейчас повернута его ось) это дает возможность точно синхронизировать вращение всех подключенных моторов.
Третий, так называемый М-сервопривод, меньший по размеру мотор, выдает в 3 раза меньший крутящий момент, но зато его скорость вращения выше почти в 2 раза.
Датчики
Все датчики автоматически определяются микроконтроллером и при программировании подключенного микроконтроллера через ПО сразу видно типа датчика, подключенного к порту робота, случае ошибки подключения загорается предупреждающая лампочка на программном блоке.
Ультразвуковой датчик EV3 45504
Измеряет расстояния, определяет наличие объектов
Роботы способны улавливать ультразвуковые волны и видеть предметы, расположенные в радиусе 2,5 м.
Датчик касания Lego Mindstorms EV3 45507
Три режима действия: фиксирует нажатие, отсутствие нажатия, считает количество нажатий
Гироскопический датчик Lego EV3 45505
Измеряет углы наклона, измеряет скорость вращения в градусах в секунду
Благодаря датчику цвета, модели различают до 7 оттенков и реагируют на смену освещенности.
ИК-маяк Lego Mindstorms EV3 45508
ИК-маяк вы можете использовать в качестве пульта управления компьютером, а также как простой излучатель ИК-лучей.
Мощное устройство создано для того, чтобы излучать ИК-сигнал, который принимается на расстоянии датчиком EV3. Передача сигнала возможно с расстояния примерно 2 метров.
ИК-датчик Lego Mindstorms EV3 45509
Прибор измеряет приближение/удаление в радиусе 500-700 мм
Хотя датчиков, что предлагает LEGO Education, вполне достаточно для любого образовательного проекта, ряд сторонних компаний выпускает совместимые датчики. Все датчики можно посмотреть тут: https://robotbaza.ru/collection/lego-mindstorms-ev3-datchiki
Питание
Питается микрокомпьютер от перезаряжаемого литиево-ионного Аккумулятора EV3 на два ампер-часа. От одной зарядки аккумулятора робот без проблем способен проработать в течение всего урока.
Зарядное устройство LEGO Education 45517 для зарядки Аккумулятора EV3 не входит в Базовый набор LEGO Mindstorms EV3.
Также есть возможность питания от 6-ти батареек/аккумуляторов типа АА, но их будет необходимо вынимать каждый раз для зарядки или замены, что не очень удобно при постоянном использовании.
Строительные элементы
Высококлассные пластиковые строительные детали LEGO во многом превосходят аналоги по механическим качествам, легкой заменяемости и доступности дополнительных деталей. LEGO Mindstorms совместим с деталями Lego Technic, любой набор Lego Technic может стать источником деталей.
Упаковка наборов
Все наборы от Lego Education поставляются в удобных пластиковых коробках, со специальными сортировочными лотками и отделами для хранения каждого элемента — идеальное решение для поддержания порядка и использования в классе.
Интерфейс микрокомпьютера Lego Mindstorms EV3
Используйте дисплей и 6 кнопок, расположенных на лицевой стороне микрокомпьютера, чтобы перемещаться по четырем основным экранам интерфейса системы, которые предоставят вам доступ к удивительному разнообразию функций микрокомпьютера EV3. Это может быть и простой запуск программ из памяти, так и возможность создания программы с помощью интерфейса микрокомпьютера.
Программирование через интерфейс микрокомпьютера
Стандартная прошивка микроконтроллера имеет программный интерфейс, позволяющий создавать программы и настраивать регистрацию данных непосредственно на микрокомпьютере EV3.
Стандартные модели роботов Lego Mindstorms EV3
Используя Базовый набор LEGO® MINDSTORMS® Education EV3, вы можете собрать Стартовую модель робота (Robot Educator) всего за 15 минут. Это позволит вам и вашим ученикам сосредоточиться на изучении необходимого материала и программировании с использованием датчиков и моторов.
Всего базовый содержит инструкции для сборки 5 моделей:
|
Robot Educator | Инструкция Базовая модель, начальная функция доставка грузов к месту назначения,ее можно модифицировать под более сложные задачи. |
|
Arm. Робот-рука | Инструкция Робот-манипулятор по принципу промышленных манипуляторов
|
|
Puppy Робот-щенок | Инструкция Робот иммитирует поведение щенка. |
|
Gyro Boy. Робот-гироскутер | Инструкция Робот "стоит", балансируя на двух колесах по принципу гироскутера/сигвея. |
|
Color Sorter. Робот-сортировщик | Инструкция Робот сортирует детали по цвету |
Сочетая дополнительные элементы из Ресурсного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3 с одним или двумя Базовыми наборами, ученики смогут сконструировать более крупные и функциональные модели.
Программное обеспечение LEGO Mindstorms
Мы много говорили об аппаратной базе, но на самом деле далеко не только она определяет эффективность занятий по робототехнике. Именно наличие действительно интуитивно понятного ПО, доступного для использования на всех популярных платформах (Windows, MacOS, iOS), и готовых учебных планов делает LEGO Mindstorms Education EV3 самой популярной платформой в обучении, и особенно на рубеже начальной и средней школы, примерно для детей 10 лет.
Программное обеспечение LME EV3 для LEGO Mindstorms 45544 поставляется бесплатно и включает в себя: 48 интерактивных уроков с пошаговыми инструкциями по сборке, учебные материалы для учителя и учеников, инструкции по сборке и программированию стандартных моделей роботов.
Программирование через ПО
Визуализация алгоритмов в родном ПО LEGO Mindstorms Education EV3 просто на высшем уровне: достаточно буквально за несколько минут усвоить основные виды взаимодействия логических блоков (условия перехода, цикл и т.д.) и в дальнейшем постепенно наращивать сложность программ. Разумеется, есть и готовые обучающие проекты для десятков разнообразных моделей роботов, а при желании в интернет-сообществах можно найти тысячи интересных программ.
Режим просмотра готовой программы позволяет увидеть как текущий фрагмент, так и всю программу целиком (при исполнении определенного фрагмента эта часть программы подсвечивается).
С образовательной точки зрения гораздо больший интерес представляет версия ПО для настольных компьютеров. Оно позволяет вести электронные тетради учеников, благодаря которым преподаватель может из своей версии приложения оценивать успехи конкретного ученика и наблюдать за его прогрессом. Плюс ко всему можно использовать не только имеющиеся на борту ПО учебные материалы (коих множество), но и с помощью встроенного редактора контента создавать свои собственные.
Редактор Контента - для нужд педагога
Весь предоставляемый в рамках ПО EV3 контент можно редактировать. Редактор контента позволяет вам, как учителю, легко редактировать стандартные учебные материалы EV3, адаптируя их под цели и задачи ваших учебных курсов. Вы также можете создавать и добавлять ваши собственные учебные материалы!
Вы можете добавлять задания и материалы, учитывающие уровень подготовки ваших подопечных, как в целом по классу, так и индивидуальный. Вы не ограничены в свободе модифицровать предлагаемые учебные материалы: меняйте текст, изображения, видео, звуковые файлы.
Электронные тетради - для нужд ученика
Ваши ученики смогут фиксировать свои успехи в специальных электроных тетрадях. С помощью добавления текстовых комментариев, изображений, звуковых файлов и видео контента, они превращают простое задание в творческую проектную работу.
Электронные тетради дают им множество возможностей для создания потрясающих отчетов о созданных ими проектах, документов и презентаций существующих работ. Благодаря электронным тетрадям каждый ученик сможет легко создать свое портфолио для демонстрации коллегам, переподаввателям или родителям.
Оценка проделанной работы
Электронные теради также позволяют упростить процесс проверки выполнения и оценки работ ваших учеников. Вы сможете в любой момент времени посмотреть, над чем работают ваши ученики и насколько они продвинулись в решении той или иной задачи, а также предоставить им свой отзыв или комментарий.
Регистрация данных с датчиков и моторов
В ПО есть утилита регистрации данных с возможностью программирования областей графика в зависимости от пороговых значений. То есть теперь педагог может с легкостью продемонстрировать работу современных технологий в рамках умного дома, к примеру.
Микрокомпьютер EV3 будет собирать данные с датчиков в реальном режиме времени и в зависимости от температурного фона запускать ту или иную программу модели. При высокой температуре включается вентилятор, при низкой — обогреватель. А ученики смогут фиксировать и анализировать данные, дорабатывая модель.
Продвинутое программирование
Продвинутые пользователи могут установить LabVIEW или RobotC – «мозги» LEGO Mindstorms Education EV3 полностью совместимы с этими пакетами.
Открытость прошивки «умного кирпича» уже сыграла свою роль: существуют альтернативные варианты с поддержкой большинства популярных языков программирования (десятки их). По большому счету использование EV3 можно «прикрутить» к любому образовательному проекту, связанному с программированием, поскольку мало что так радует, как возможность увидеть работу собственных алгоритмов «в железе».
Предметное обучение по STEM методике
Наборы Лего Майндстормс EV3 обладают широчайшим учебным потенциалом и могут быть использованы на большинстве технических предметов для повышения эффективности учебного процесса.
Давая задачи из реальной жизни на занятиях по информатике, математике, физике, технологии и проектной деятельности, Mindstorms поможет пробудить в учениках энтузиазм и мотивацию к учёбе.
Достигайте учебных целей, выводя успеваемость ваших учеников на новый уровень. С Mindstorms EV3 вашей единственной проблемой станет необходимость отправлять учеников на перемену.
Информатика
Настоящее программирование. Изучение ключевых принципов программирования, развитие алгоритмического мышления, создание и отладка сложных программ по управлению моделями. Пройдите с учениками путь от составления простых программ до создания сложных алгоритмов при помощи интуитивно-понятного графического языка программирования.
Пример: составьте алгоритм для измерения и управления поведением робототехнического прототипа.
Физика
Закрепление теории на практике. Проводите увлекательные лабораторные работы по изучению ключевых тем механики и динамики. Лабораторные стенды из ЛЕГО и специальная утилита по регистрации и обработке больших данных помогут вашим ученикам по-новому взглянуть на физику. Подтверждение гипотез опытным путем, проведения опытов, всесторонний анализ полученных данных, включая анализ прогнозируемых данных, изучение концептов механики, оптики, термодинамики, магнитных явлений и принципов радиосвязи.
Пример: проведите опыты для определения температуры плавления. Соберите данные при помощи датчика температуры, далее систематизируйте и представьте их в виде графика, пользуясь графическим приложением с интуитивно понятным интерфейсом.
Математика
Простой подход к сложным числам. Решайте математические задачи с опорой на реальную жизнь. При этом абстрактные понятия обретут осязаемость за счет объединения математики с физикой с учетом реальных физических ограничений.
Пример: найдите длину окружности для колеса вашего робота, затем запрограммируйте робота на движение на определенное расстояние, отсчитывая обороты колеса с помощью датчика вращения.
Технология
Активное вовлечение в инженерно-проектную деятельность. Рассматривайте технические задачи из реального мира, находя аналогии, устанавливая взаимосвязи, прогнозируя результаты, анализируя данные и строя выводы.
Пример: исследуйте конструкцию и функции. Для этого соберите и запрограммируйте модель LEGO® Mindstorms® Education EV3 на выполнение управляемых действий.
Проектирование
От идеи к рабочему прототипу. Привлекайте учеников к решению технических вопросов практического и творческого характера, а также к работе над задачами без готовых решений, тесно связанными с реальной жизнью.
Пример: пройдите весь процесс создания готового продукта – от примерного плана до ходовой модели. Результатом должен стать действующий прототип, который можно легко изменять для решения тех или иных проектных задач.
Помощь в выборе будущей профессии
EV3 ориентирован на среднюю школу, соответственно, на детей постарше, для которых актуален вопрос выбора будущей профессии.
Используя Mindstorms EV3, каждый из учеников сможет активнее раскрыть те способности, которые были в нем заложены природой, воспитанием и учебным процессом.
Прирожденный математик будет пристально следить за телеметрией датчиков, за тем, как именно фиксируется пройденное роботом расстояние, как записывается угол, на который он отклоняется, и прочее.
Будущий айтишник, погрузится в программирование робота, разбирая алгоритмы, по которым тот движется. И непременно будет создавать свои, не предусмотренные штатной инструкцией.
Физик, сможет с помощью робота проводить наглядные эксперименты, благо с датчиками у наборов проблем нет, равно как и у ребенка — с фантазией.
Какие бы у ребенка ни были интересы и любимые предметы в школе, обучение с использованием наборов Mindstorms EV3 позволит четче их выделить и сконцентрироваться на их развитии в будущем.
Робототехнические соревнования с использованием EV3
В России соревнования по робототехнике с использованием Lego Education стали проводиться примерно с 2000 года. Сначала проходят соревнования в регионах, затем в Москве из победителей из всех регионов, а после финалисты Московского этапа едут в другие страны для участия в соревнованиях на мировом уровне.
Во Всемирной олимпиаде по робототехнике World Robotics Olympiad или WRO участвуют дети и молодежь до 25 лет. Олимпиада проводится в более чем 55 странах. Более 22 000 команд соревнуются в четырех увлекательных категориях по трем возрастным группам:
Основная категория – один робот, одна задача для всех.
Творческая категория – конкурс тематических открытых научно-инженерных проектов.
Футбол роботов – команды из двух роботов играют в настоящий футбол, полностью автономно, без помощи
своих создателей.
Команды из России имеют достаточно хорошие результаты и не раз занимали призовые места на WRO.
Узнайте, как записать учеников, на https://wro-association.org/
FLL FIRST LEGO League
Junior FIRST® LEGO® League (Jr.FLL®) и FIRST LEGO League (FLL®) – это международные состязательные программы, которые знакомят детей в возрасте от 6 до 16 лет с миром науки, технологии, физики и математики. Участвуя в соревновательных программах, ученики развивают ключевые навыки, необходимые ученым и инженерам будущего, например: критическое мышление, решение задач нестандартными методами и командную работу. Каждый год в этих соревнованиях принимают участие более 250 000 детей из более чем 85 стран мира.
Узнайте, как стать участником FLL на сайте firstlegoleague.org
“Не детские” проекты на EV3 созданные детьми
На данный момент учащиеся с помощью EV3 создали сотни интересных проектов, как в рамках различных конкурсов, так и для общего развития. О ряде из них в этом году писали СМИ.
Астраханские школьники Руслан Казимов и Михаил Гладышев на базе регионального технопарка разработали робот-тренажер для реабилитации суставов рук.
Российская команда DRL представила проект CaveBot. Команда построила робота-скалолаза, оснащенного различными датчиками, для обнаружения предметов с целью их последующего исследования. Полученные данные могут быть превращены в 3D-модели на компьютере.
13-летний Шубхэм Бэнерджи создал принтер Брайля из частей LEGO в рамках школьного научного проекта. Позже, при участии его семьи, был создан стартап по запуску изобретения, который получил финансовую поддержку от технической корпорации Intel.
Весь ассортимент LEGO Mindstorms
Если у вас остались любые вопросы, свяжитесь с нами!
Наши менеджеры подберут наиболее подходящее под ваши задачи оборудование.
8 (495) 212-16-45
info@robotbaza.ru