Lego EV3. սև գծի շարժում

Ահա թե ինչպես է մարդը տեսնում գիծը.

Այսպես է տեսնում ռոբոտը.

Մենք կօգտագործենք այս հնարավորությունը «Trajectory» մրցույթի անվանակարգում ռոբոտ նախագծելիս և ծրագրավորելիս։

Կան բազմաթիվ եղանակներ՝ սովորեցնելու ռոբոտին տեսնել գիծ և շարժվել դրա երկայնքով: Կան բարդ ծրագրեր և շատ պարզ:

Ուզում եմ խոսել ծրագրավորման մի եղանակի մասին, որին կտիրապետեն անգամ 2-3-րդ դասարանի երեխաները: Այս տարիքում նրանց համար շատ ավելի հեշտ է կառուցվածքներ հավաքել ըստ հրահանգների, իսկ ռոբոտի ծրագրավորումը նրանց համար բարդ խնդիր է։ Բայց այս մեթոդը երեխային թույլ կտա 15-30 րոպեում ծրագրավորել ռոբոտին ուղու ցանկացած երթուղու վրա (հաշվի առնելով հետագծի որոշ առանձնահատկությունների փուլային ստուգումը և ճշգրտումը):

Այս մեթոդը փորձարկվել է Սուրգուտի մարզում և Խանտի-Մանսի ինքնավար օկրուգ-Յուգրա ռոբոտաշինության մունիցիպալ և տարածաշրջանային մրցույթներում և մեր դպրոցին բերել առաջին տեղերը: Այնտեղ ես համոզվեցի, որ այս թեման շատ արդիական է շատ թիմերի համար։

Դե, եկեք սկսենք:

Այս տեսակի մրցույթին նախապատրաստվելիս ծրագրավորումը խնդրի լուծման միայն մի մասն է: Դուք պետք է սկսեք ռոբոտ նախագծել կոնկրետ ուղու համար: Հաջորդ հոդվածում ես ձեզ ցույց կտամ, թե ինչպես դա անել: Դե, քանի որ գծի երկայնքով շարժումը շատ տարածված է, ես կսկսեմ ծրագրավորումից:

Դիտարկենք լույսի երկու սենսորներով ռոբոտի տարբերակը, քանի որ այն ավելի հասկանալի է տարրական դասարանների աշակերտների համար։

Լույսի սենսորները միացված են 2-րդ և 3-րդ պորտերին: Շարժիչներ դեպի B և C նավահանգիստներ:
Սենսորները տեղադրված են գծի եզրերին (փորձեք փորձարկել սենսորները միմյանցից տարբեր հեռավորության վրա և տարբեր բարձրությունների վրա դնելով):
Կարևոր կետ. Նման շղթայի լավագույն աշխատանքի համար ցանկալի է ընտրել զույգ սենսորներ ըստ պարամետրերի։ Հակառակ դեպքում անհրաժեշտ կլինի ներդնել սենսորների արժեքները շտկելու բլոկ:
Սենսորների տեղադրում շասսիի վրա ըստ դասական սխեմայի (եռանկյունի), մոտավորապես ինչպես նկարում:

Ծրագիրը բաղկացած կլինի փոքր թվով բլոկներից.

1. Լույսի սենսորի երկու բլոկ;
2. «Մաթեմատիկա» չորս բլոկ;
3. Շարժիչների երկու բլոկ:

Ռոբոտը կառավարվում է երկու շարժիչով։ Յուրաքանչյուրի հզորությունը 100 միավոր է։ Մեր սխեմայի համար մենք կվերցնենք շարժիչի հզորության միջին արժեքը, որը հավասար է 50-ի: Այսինքն, ուղիղ գծով շարժվելիս միջին արագությունը հավասար կլինի 50 միավորի: Ուղղագիծ շարժումից շեղվելիս շարժիչների հզորությունը համամասնորեն կավելանա կամ կնվազի՝ կախված շեղման անկյունից։

Այժմ եկեք պարզենք, թե ինչպես կարելի է միացնել բոլոր բլոկները, կարգավորել ծրագիրը և ինչ տեղի կունենա դրանում:
Եկեք բացահայտենք լույսի երկու սենսոր և նրանց նշանակենք 2 և 3 պորտերը:
Մենք վերցնում ենք մաթեմատիկայի բլոկ և ընտրում «Հանացում»:
Եկեք միացնենք լույսի սենսորները «Ինտենսիվության» ելքերից անվադողերով մինչև մաթեմատիկական բլոկի «A» և «B» մուտքերը:
Եթե ​​ռոբոտի սենսորները տեղադրվեն սիմետրիկորեն երթուղու գծի կենտրոնից, ապա երկու սենսորների արժեքները հավասար կլինեն: Հանելուց հետո ստանում ենք արժեքը՝ 0։
Մաթեմատիկայի հաջորդ բլոկը կօգտագործվի որպես գործակից, և դրա մեջ պետք է «Բազմապատկել»:
Գործակիցը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է չափել «սպիտակի» և «սևի» մակարդակը՝ օգտագործելով NXT միավորը:
Ենթադրենք՝ սպիտակ -70, սև -50։
Այնուհետև մենք հաշվում ենք՝ 70-50=20 (տարբերությունը սպիտակի և սևի միջև), 50/20=2,5 (մաթեմատիկական բլոկներում ուղիղ գծով շարժվելիս հզորության միջին արժեքը սահմանում ենք 50։ Այս արժեքը գումարած. Շարժումը կարգավորելիս ավելացված հզորությունը պետք է հավասար լինի 100-ի)
Փորձեք «A» մուտքագրում արժեքը դնել 2,5-ի, այնուհետև ավելի ճշգրիտ վերցնել այն:
Նախորդ «Հանում» մաթեմատիկական բլոկի «Արդյունք» ելքը միացրեք «Բազմապատկում» մաթեմատիկական բլոկի «B» մուտքագրմանը:
Հաջորդը գալիս է մի զույգ՝ մաթեմատիկայի բլոկ (Ավելացում) և B շարժիչ:
Մաթեմատիկական բլոկի կարգավորում.
«A» մուտքագրումը սահմանվում է 50 (շարժիչի հզորության կեսը):
«Արդյունք» բլոկի ելքը ավտոբուսով միացված է B շարժիչի «Power» մուտքին։
Գոլորշին հետևում է մաթեմատիկական բլոկը (հանում) և շարժիչը C:
Մաթեմատիկական բլոկի կարգավորում.
«A» մուտքագրումը սահմանվում է 50:
«B» մուտքը ավտոբուսով միացված է «Բազմապատկում» մաթեմատիկայի բլոկի ելքային «Արդյունք»-ին։
«Արդյունք» բլոկի ելքը ավտոբուսով միացված է C շարժիչի «Power» մուտքին։

Այս բոլոր գործողությունների արդյունքում դուք կստանաք հետևյալ ծրագիրը.

Քանի որ այս ամենը կաշխատի ցիկլով, մենք ավելացնում ենք «Ցիկլը», ընտրում և այդ ամենը տեղափոխում ենք «Ցիկլ»:

Այժմ եկեք փորձենք պարզել, թե ինչպես կաշխատի ծրագիրը և ինչպես կարգավորել այն:

Մինչ ռոբոտը շարժվում է ուղիղ գծով, սենսորների արժեքները նույնն են, ինչը նշանակում է, որ «Նվազեցում» բլոկի ելքը կունենա 0 արժեքը: «Բազմապատկման» բլոկի ելքը նույնպես արժեք է տալիս: 0. Այս արժեքը սնվում է շարժիչի կառավարման զույգին զուգահեռ: Քանի որ 50 արժեքը սահմանված է այս բլոկներում, 0-ի ավելացումը կամ հանումը չի ազդում շարժիչների հզորության վրա: Երկու շարժիչներն էլ աշխատում են նույն հզորությամբ՝ 50, իսկ ռոբոտը գլորվում է ուղիղ գծով:

Ենթադրենք, որ ուղին շրջադարձ է կատարում կամ ռոբոտը շեղվում է ուղիղ գծից: Ի՞նչ է լինելու։

Նկարը ցույց է տալիս, որ 2-րդ պորտին միացված սենսորի լուսավորությունը (այսուհետ՝ 2 և 3 սենսորներ) մեծանում է, քանի որ այն տեղափոխվում է սպիտակ դաշտ, իսկ 3-րդ սենսորային լուսավորությունը նվազում է: Ենթադրենք, որ այս սենսորների արժեքները դառնում են՝ սենսոր 2 - 55 միավոր, իսկ սենսորը 3 - 45 միավոր:
«Հանումներ» բլոկը կորոշի երկու սենսորների (10) արժեքների տարբերությունը և այն կներառի ուղղիչ բլոկին (բազմապատկումը գործակցով (10 * 2.5 = 25)), այնուհետև հսկիչ բլոկներին:
շարժիչներ.
B շարժիչի կառավարման մաթեմատիկական բլոկում (Ավելացում) միջին արագության արժեքին 50
25-ը կավելացվի և B շարժիչի վրա կկիրառվի հզորության 75 արժեք:
Կարգավորող C շարժիչի մաթեմատիկական բլոկում (հանում) 25-ը կհանվի 50 միջին արագության արժեքից և 25-ի հզորության արժեքը կկիրառվի C շարժիչի վրա:
Այսպիսով, ուղիղ գծից շեղումը կուղղվի։

Եթե ​​ուղին կտրուկ շրջվում է դեպի կողմը, և սենսոր 2-ը սպիտակի վրա է, իսկ սենսորը 3-ը՝ սևի վրա: Այս սենսորների լուսավորության արժեքները դառնում են՝ սենսոր 2 - 70 միավոր, իսկ սենսորը 3 - 50 միավոր:
«Հանում» բլոկը կորոշի երկու սենսորների (20) արժեքների տարբերությունը և այն կներառի ուղղիչ բլոկին (20 * 2.5 = 50), այնուհետև շարժիչի կառավարման բլոկներին:
Այժմ մաթեմատիկայի բլոկում (Ավելացում) կառավարող շարժիչ B-ում B շարժիչի վրա կկիրառվի հզորության արժեքը 50 +50 =100:
Շարժիչի C կառավարման մաթեմատիկական բլոկում (հանում) C շարժիչի վրա կկիրառվի 50 - 50 = 0 հզորության արժեք:
Իսկ ռոբոտը կտրուկ շրջադարձ կանի։

Սպիտակ և սև դաշտերի վրա ռոբոտը պետք է շարժվի ուղիղ գծով: Եթե ​​դա տեղի չունենա, փորձեք համապատասխանեցնել սենսորները նույն արժեքներով:

Այժմ եկեք ստեղծենք նոր բլոկ և օգտագործենք այն՝ ռոբոտը տեղափոխելու ցանկացած ուղու երկայնքով:
Ընտրեք ցիկլը, ապա «Խմբագրել» ընտրացանկում ընտրեք «Ստեղծել իմ բլոկը» հրամանը։

«Block Builder» երկխոսության վանդակում անուն տվեք մեր բլոկին, օրինակ՝ «Go», ընտրեք բլոկի պատկերակը և սեղմեք «ԿԱՏԱՐՎԱԾ»:

Այժմ մենք ունենք բլոկ, որը կարող է օգտագործվել այն դեպքերում, երբ մենք պետք է շարժվենք գծի երկայնքով:

Որպեսզի ռոբոտը սահուն շարժվի սև գծի երկայնքով, դուք պետք է ստիպեք նրան հաշվարկել շարժման արագությունը:

Մարդը տեսնում է սև գիծը և դրա հստակ սահմանը։ Լույսի սենսորը մի փոքր այլ կերպ է աշխատում:

Լույսի սենսորի այս հատկությունն է՝ սպիտակի և սևի սահմանը հստակ տարբերելու անկարողությունը, որը մենք կօգտագործենք շարժման արագությունը հաշվարկելու համար:

Նախ ներկայացնենք «Հետագծի իդեալական կետ» հասկացությունը։

Լույսի սենսորի ընթերցումները տատանվում են 20-ից 80-ի սահմաններում, առավել հաճախ՝ սպիտակի վրա, ցուցումները մոտ 65 են, սևի վրա՝ մոտ 40:

Իդեալական կետը պայմանական կետ է մոտավորապես սպիտակ և սև գույների մեջտեղում, որից հետո ռոբոտը կշարժվի սև գծի երկայնքով:

Այստեղ կետի գտնվելու վայրը հիմնարար է` սպիտակի և սևի միջև: Մաթեմատիկական պատճառներով այն հնարավոր չի լինի դնել հենց սպիտակի կամ սևի վրա, ինչու՝ պարզ կլինի ավելի ուշ։

Էմպիրիկորեն մենք հաշվարկել ենք, որ իդեալական կետը կարող է հաշվարկվել հետևյալ բանաձևով.

Ռոբոտը պետք է խստորեն շարժվի իդեալական կետով: Եթե ​​որևէ ուղղությամբ շեղում է տեղի ունենում, ռոբոտը պետք է վերադառնա այդ կետին:

Եկեք կազմենք խնդրի մաթեմատիկական նկարագրությունը.

Նախնական տվյալներ.

Կատարյալ կետ.

Լույսի սենսորի ընթացիկ ընթերցումները:

Արդյունք.

Շարժիչի հզորությունը Բ.

Շարժիչի պտտման հզորությունը C.

Որոշում.

Դիտարկենք երկու իրավիճակ. Նախ՝ ռոբոտը սև գծից շեղվեց դեպի սպիտակը։

Այս դեպքում ռոբոտը պետք է մեծացնի B շարժիչի պտտման հզորությունը և նվազեցնի C շարժիչի հզորությունը։

Իրավիճակում, երբ ռոբոտը քշում է սև գիծը, ճիշտ հակառակն է:

Որքան շատ է ռոբոտը շեղվում իդեալական կետից, այնքան ավելի արագ է պետք վերադառնալ դեպի այն:

Բայց նման կարգավորիչի ստեղծումը բավականին բարդ խնդիր է, և այն ոչ միշտ է պահանջվում ամբողջությամբ։

Հետևաբար, մենք որոշեցինք սահմանափակվել P-կարգավորիչով, որը համարժեքորեն արձագանքում է սև գծից շեղումներին:

Մաթեմատիկայի լեզվով սա կգրվի այսպես.

որտեղ Hb և Hc համապատասխանաբար B և C շարժիչների ընդհանուր հզորություններն են,

Hbase - շարժիչների որոշակի բազային հզորություն, որը որոշում է ռոբոտի արագությունը: Այն ընտրվում է փորձարարական եղանակով՝ կախված ռոբոտի դիզայնից և շրջադարձերի կտրուկությունից։

Itech - լույսի սենսորի ընթացիկ ընթերցումներ:

I id - հաշվարկված իդեալական կետ:

k-ն փորձարարական ընտրված համաչափության գործակիցն է:

Երրորդ մասում մենք կանդրադառնանք, թե ինչպես դա ծրագրավորել NXT-G միջավայրում:

Կառավարման ալգորիթմներ շարժական LEGO ռոբոտի համար: Գծի հետևում երկու լուսային սենսորներով

Լրացուցիչ կրթության ուսուցիչ

Կազակովա Լյուբով Ալեքսանդրովնա

Գծի շարժում

• Երկու լույսի սենսոր
• Համամասնական կարգավար (P կարգավորիչ)

Առանց համամասնական հսկիչի սև գծի երկայնքով շարժվելու ալգորիթմ

• Երկու շարժիչներն էլ պտտվում են նույն հզորությամբ
• Եթե ​​ճիշտ լույսի սենսորը դիպչում է սև գծին, ապա ձախ շարժիչի հզորությունը (օրինակ B) նվազում է կամ կանգ է առնում
• Եթե ​​ձախ լուսային սենսորը հարվածում է սև գծին, ապա մյուս շարժիչի հզորությունը (օրինակ՝ C) նվազում է (վերադառնում է գիծ), նվազում կամ կանգ է առնում։
• Եթե ​​երկու սենսորներն էլ սպիտակի կամ սևի վրա են, ապա կա ուղղագիծ շարժում

Շարժումը կազմակերպվում է շարժիչներից մեկի հզորությունը փոխելով

Առանց P-կարգավորիչի սև գծի երկայնքով շարժվելու ծրագրի օրինակ

Շարժումը կազմակերպվում է պտտման անկյունը փոխելով

• Համամասնական կարգավորիչը (P-controller) թույլ է տալիս հարմարեցնել ռոբոտի վարքագիծը՝ կախված նրանից, թե որքանով է նրա վարքագիծը տարբերվում ցանկալիից։
• Որքան ռոբոտը շեղվի թիրախից, այնքան ավելի շատ ուժ է անհրաժեշտ նրան վերադառնալու համար։

• P-կարգավորիչը օգտագործվում է ռոբոտը որոշակի վիճակում պահելու համար.

• Պահեք մանիպուլյատորի դիրքը Տեղափոխեք գծի երկայնքով (լույսի սենսոր) Տեղափոխեք պատի երկայնքով (հեռավորության սենսոր)
• Մանիպուլյատորի դիրքը պահելը
• Գծային շարժում (լույսի սենսոր)
• Շարժվելով պատի երկայնքով (հեռավորության սենսոր)

Գծի հետևում մեկ սենսորով

• Նպատակը սահմանով «սպիտակ-սև» շարժվելն է.
• Մարդը կարող է տարբերել սպիտակի և սևի սահմանը։ Ռոբոտը չի կարող:
• Ռոբոտի թիրախը մոխրագույն գույնի վրա է

Անցումներ

Երկու լուսային սենսոր օգտագործելու դեպքում հնարավոր է կազմակերպել երթեւեկությունը ավելի բարդ երթուղիներով

Խաչմերուկներով մայրուղով վարելու ալգորիթմ

• Երկու սենսորները սպիտակի վրա. ռոբոտը շարժվում է ուղիղ գծով (երկու շարժիչներն էլ պտտվում են նույն հզորությամբ)
• Եթե ​​ճիշտ լույսի սենսորը դիպչում է սև գծին, իսկ ձախը՝ սպիտակ գծին, ապա այն դառնում է աջ
• Եթե ​​ձախ լույսի սենսորը հարվածում է սև գծին, իսկ աջը հարվածում է սպիտակ գծին, ապա այն դառնում է ձախ
• Եթե ​​երկու սենսորներն էլ սև են, ապա տեղի է ունենում ուղղագիծ շարժում: Դուք կարող եք հաշվել խաչմերուկները կամ կատարել ինչ-որ գործողություն

P-կարգավորիչի աշխատանքի սկզբունքը

Սենսորների դիրքը

O=O1-O2

Համամասնական կարգավորիչով սև գծի երկայնքով շարժվելու ալգորիթմ

SW \u003d K * (C-T)

• C - թիրախային արժեքներ (սպիտակի և սևի վրա լույսի սենսորից ընթերցումներ վերցրեք, հաշվարկեք միջինը)
• T - ընթացիկ արժեքը - ստացվել է սենսորից
• K-ն զգայունության գործակիցն է: Որքան շատ է, այնքան բարձր է զգայունությունը:

Նկարներով, դիզայնով և սլայդներով ներկայացում դիտելու համար, ներբեռնեք դրա ֆայլը և բացեք այն PowerPoint-ումձեր համակարգչում:
Ներկայացման սլայդների տեքստային բովանդակությունը. «Մեկ գույնի սենսորով սև գծով շարժվելու ալգորիթմ» Շրջանակ «Ռոբոտաշինության» մասին Ուսուցիչը Եզիդով Ահմեդ Էլիևիչից առաջ MBU DO «Shelkovskaya CTT» Սև գծով շարժվելու ալգորիթմը ուսումնասիրելու համար Lego Mindstorms EV3 ռոբոտը մեկ գունավոր սենսորով կօգտագործվի Գույնի սենսոր Գույնի սենսորը տարբերում է 7 գույն և կարող է հայտնաբերել գույնի բացակայությունը: Ինչպես NXT-ում, այն կարող է աշխատել որպես լույսի սենսոր Line S ռոբոտների մրցույթի դաշտ Առաջարկվող «S» ձևով ուղին թույլ կտա ձեզ արագության և ռեակցիայի համար ստեղծել ստեղծված ռոբոտների ևս մեկ հետաքրքիր փորձարկում: Դիտարկենք EV3-ի մեկ գունավոր սենսորի վրա սև գծի երկայնքով շարժվելու ամենապարզ ալգորիթմը: Այս ալգորիթմը ամենադանդաղն է, բայց ամենակայունը: Ռոբոտը խստորեն չի շարժվի սև գծի երկայնքով, այլ նրա սահմանի երկայնքով՝ շրջվելով ձախ և աջ և աստիճանաբար առաջ շարժվել Ալգորիթմը շատ պարզ է. եթե սենսորը տեսնում է սևը, ապա ռոբոտը շրջվում է մի ուղղությամբ, եթե տեսնում է սպիտակը՝ մյուս ուղղությամբ: Անդրադարձ լույսի ռեժիմում գծի հետագծում երկու սենսորներով Երբեմն գունային սենսորը չի կարող լավ տարբերակել սևն ու սպիտակը: Այս խնդրի լուծումը սենսորն օգտագործելն է ոչ թե գույնի հայտնաբերման, այլ արտացոլված լույսի պայծառության հայտնաբերման ռեժիմում: Այս ռեժիմում, իմանալով մուգ և թեթև մակերեսի վրա սենսորի արժեքները, մենք կարող ենք ինքնուրույն ասել, թե ինչը կհամարվի սպիտակ, իսկ ինչը՝ սև։ Այժմ որոշենք պայծառության արժեքները սպիտակ և սև մակերեսների վրա: Դա անելու համար EV3 Brick-ի մենյուում մենք գտնում ենք «Brick Applications» ներդիրը: Այժմ դուք գտնվում եք նավահանգստի դիտման պատուհանում և կարող եք տեսնել բոլոր սենսորների ընթերցումները ընթացիկ պահին: մեր սենսորները պետք է կարմիր շողան, ինչը նշանակում է, որ դրանք արտացոլված լույսի հայտնաբերման ռեժիմում են: Եթե ​​դրանք կապույտ են փայլում, ապա ցանկալի պորտի պորտի դիտման պատուհանում սեղմեք կենտրոնական կոճակը և ընտրեք COL-REFLECT ռեժիմը:Այժմ ռոբոտը կտեղադրենք այնպես, որ երկու սենսորներն էլ գտնվեն սպիտակ մակերևույթի վերևում: Մենք նայում ենք 1-ին և 4-րդ նավահանգիստների թվերին: Մեր դեպքում արժեքները համապատասխանաբար 66 և 71 են: Սրանք կլինեն սենսորների սպիտակ արժեքները: Այժմ ռոբոտը տեղադրենք այնպես, որ սենսորները տեղակայվեն սև մակերեսի վերևում։ Կրկին, եկեք նայենք 1 և 4 նավահանգիստների արժեքներին: Մենք ունենք համապատասխանաբար 5 և 6: Սրանք սևի իմաստներն են։ Հաջորդը, մենք կփոփոխենք նախորդ ծրագիրը: Մասնավորապես, մենք փոխում ենք անջատիչների կարգավորումները։ Քանի դեռ նրանք ունեն Color Sensor -> Measurement -> Color տեղադրված: Մենք պետք է սահմանենք Color Sensor -> Comparison -> Reflected Light Intensity Այժմ մենք պետք է սահմանենք «համեմատության տեսակը» և «shreshold value»: Շեմային արժեքը որոշ «մոխրագույնի» արժեքն է, այն արժեքները, որոնցից ներքև մենք կդիտարկենք սև, իսկ ավելին ՝ սպիտակ: Առաջին մոտավորության համար հարմար է օգտագործել յուրաքանչյուր սենսորի սպիտակի և սևի միջև միջին արժեքը: Այսպիսով, առաջին սենսորի (պորտ #1) շեմային արժեքը կլինի (66+5)/2=35.5։ Կլորացրեք մինչև 35: Երկրորդ սենսորի շեմային արժեքը (պորտ #4)՝ (71+6)/2 = 38.5: Եկեք կլորացնենք մինչև 38: Այժմ մենք այս արժեքները սահմանում ենք համապատասխանաբար յուրաքանչյուր անջատիչում: Այսքանը, շարժումներով բլոկները մնում են իրենց տեղերում անփոփոխ, քանի որ եթե «համեմատության տեսակի» մեջ դնենք նշանը:<», то все, что сверху (под галочкой) будет считаться черным, а снизу (под крестиком) – белым, как и было в предыдущей программе.Старайтесь ставить датчики так, чтобы разница между белым и черным была как можно больше. Если разница меньше 30 - ставьте датчики ниже. Это было краткое руководство по программированию робота Lego ev3, для движения по черной линии, с одним и двумя датчиками цвета

Աշխատանքի տեքստը տեղադրված է առանց պատկերների և բանաձևերի։
Աշխատանքի ամբողջական տարբերակը հասանելի է «Աշխատանքային ֆայլեր» ներդիրում՝ PDF ֆորմատով

Lego Mindstorms EV3

Նախապատրաստական ​​փուլ

Ծրագրի ստեղծում և չափաբերում

Եզրակացություն

գրականություն

1. Ներածություն.

Ռոբոտաշինությունը գիտական ​​և տեխնոլոգիական առաջընթացի կարևորագույն ոլորտներից է, որտեղ մեխանիկայի և նոր տեխնոլոգիաների խնդիրները շփվում են արհեստական ​​ինտելեկտի խնդիրների հետ։

Վերջին տարիներին ռոբոտաշինության և ավտոմատացված համակարգերի առաջընթացը փոխել է մեր կյանքի անձնական և բիզնես ոլորտները: Ռոբոտները լայնորեն օգտագործվում են տրանսպորտի, երկրի և տիեզերքի հետախուզման, վիրաբուժության, ռազմական արդյունաբերության, լաբորատոր հետազոտությունների, անվտանգության, արդյունաբերական և սպառողական ապրանքների զանգվածային արտադրության մեջ: Շատ սարքեր, որոնք որոշումներ են կայացնում սենսորներից ստացված տվյալների հիման վրա, կարող են համարվել նաև ռոբոտներ, ինչպիսիք են, օրինակ, վերելակները, առանց որոնց մեր կյանքն արդեն անհնար է պատկերացնել։

Mindstorms EV3 կոնստրուկտորը հրավիրում է մեզ մտնել ռոբոտների հետաքրքրաշարժ աշխարհ, ընկղմվել տեղեկատվական տեխնոլոգիաների բարդ միջավայրում:

Նպատակը. Սովորել, թե ինչպես ծրագրավորել ռոբոտին ուղիղ գծով շարժվելու համար:

Ծանոթացեք Mindstorms EV3 կոնստրուկտորին և դրա ծրագրավորման միջավայրին։

Գրե՛ք ռոբոտի ուղիղ գծով շարժման ծրագրեր 30 սմ, 1 մ 30 սմ և 2 մ 17 սմ:

Mindstorms EV3 կոնստրուկտոր.

Դիզայներական մասեր - 601 հատ, սերվո շարժիչ - 3 հատ, գունային սենսոր, շարժման սենսոր, ինֆրակարմիր սենսոր և սենսոր: EV3 միկրոպրոցեսորային բլոկը LEGO Mindstorms-ի ուղեղն է:

Ռոբոտի շարժման համար պատասխանատու է մեծ սերվոշարժիչը, որը միանում է EV3 Brick-ին և ստիպում ռոբոտին շարժվել՝ գնալ առաջ և հետ, շրջվել և վարել տվյալ հետագծով: Այս սերվոմոտորն ունի ներկառուցված պտտման սենսոր, որը թույլ է տալիս շատ ճշգրիտ կառավարել ռոբոտի շարժումը և արագությունը։

Դուք կարող եք ռոբոտին ստիպել գործողություն կատարել՝ օգտագործելով EV3 ծրագրաշարը: Ծրագիրը բաղկացած է տարբեր կառավարման բլոկներից: Մենք աշխատելու ենք շարժման բլոկով։

Շարժման բլոկը կառավարում է ռոբոտի շարժիչները, միացնում, անջատում, աշխատեցնում առաջադրանքներին համապատասխան։ Դուք կարող եք ծրագրավորել շարժումը որոշակի քանակությամբ հեղափոխությունների կամ աստիճանների:

Նախապատրաստական ​​փուլ.

Տեխնիկական դաշտի ստեղծում.

Մենք կնշենք ռոբոտի աշխատանքային դաշտը, օգտագործելով էլեկտրական ժապավեն և քանոն, կստեղծենք երեք գիծ 30 սմ երկարությամբ՝ կանաչ գիծ, ​​1 մ 15 սմ՝ կարմիր և 2 մ 17 սմ՝ սև գծեր։

Անհրաժեշտ հաշվարկներ.

Ռոբոտի անիվի տրամագիծը - 5 սմ 7 մմ = 5,7 սմ:

Ռոբոտի անիվի մեկ պտույտը հավասար է 5,7 սմ տրամագծով շրջանագծի շրջագծին: Շրջագիծը գտնում ենք բանաձևով.

Որտեղ r-ը անիվի շառավիղն է, d-ն տրամագիծն է, π = 3.14

լ = 5,7 * 3,14 = 17,898 = 17,9.

Նրանք. Անիվի մեկ պտույտի դեպքում ռոբոտը անցնում է 17,9 սմ:

Հաշվեք անցման համար պահանջվող պտույտների քանակը.

N=30՝ 17,9=1,68։

1մ 30սմ = 130սմ

N=130՝ 17,9=7,26։

2 մ 17 սմ = 217 սմ:

N = 217: 17.9 = 12.12:

Ծրագրի ստեղծում և չափաբերում:

Մենք կստեղծենք ծրագիր հետևյալ ալգորիթմի համաձայն.

Ալգորիթմ:

Ընտրեք շարժման բլոկ Mindstorms EV3 ծրագրաշարում:

Միացրեք երկու շարժիչները նշված ուղղությամբ:

Սպասեք, մինչև շարժիչներից մեկի պտտման սենսորի ընթերցումը փոխվի նշված արժեքին:

Անջատեք շարժիչները:

Ավարտված ծրագիրը բեռնվում է ռոբոտի կառավարման միավորում: Մենք ռոբոտին դնում ենք խաղադաշտ և սեղմում ենք մեկնարկի կոճակը։ EV3-ը անցնում է դաշտի վրայով և կանգ է առնում տվյալ գծի վերջում: Բայց ճշգրիտ ավարտի հասնելու համար դուք պետք է չափաբերեք, քանի որ արտաքին գործոնները ազդում են շարժման վրա:

Դաշտը տեղադրված է ուսանողական սեղանների վրա, ուստի հնարավոր է մակերեսի մի փոքր շեղում:

Դաշտի մակերեսը հարթ է, ուստի չի բացառվում ռոբոտի անիվների վատ կպչումը դաշտին։

Հեղափոխությունների թիվը հաշվարկելիս մենք պետք է կլորացնեինք թվերը, և հետևաբար, փոխելով հեղափոխությունների հարյուրերորդականը, հասանք պահանջվող արդյունքին։

5. Եզրակացություն.

Ռոբոտին ուղիղ գծով շարժվելու համար ծրագրավորելու հնարավորությունը օգտակար կլինի ավելի բարդ ծրագրեր ստեղծելու համար։ Որպես կանոն, շարժման բոլոր չափերը նշվում են ռոբոտաշինության մրցույթների տեխնիկական առաջադրանքում: Դրանք անհրաժեշտ են, որպեսզի ծրագիրը ծանրաբեռնված չլինի տրամաբանական պայմաններով, հանգույցներով և կառավարման այլ բարդ բլոկներով:

Lego Mindstorms EV3 ռոբոտի հետ ծանոթության հաջորդ փուլում դուք կսովորեք, թե ինչպես ծրագրավորել պտույտները որոշակի անկյան տակ, շարժումը շրջանով, պարույրներ։

Շատ հետաքրքիր է աշխատել դիզայների հետ։ Իմանալով նրա հնարավորությունների մասին՝ կարող եք լուծել ցանկացած տեխնիկական խնդիր։ Իսկ ապագայում, հավանաբար, ստեղծեք Lego Mindstorms EV3 ռոբոտի ձեր սեփական հետաքրքիր մոդելները։

գրականություն.

Կոպոսով Դ.Գ. «Ռոբոտաշինության առաջին քայլը 5-6-րդ դասարանների համար». - Մ.: Բինոմ: Գիտելիքի լաբորատորիա, 2012 - 286 p.

Ֆիլիպով Ս. Ա. «Ռոբոտաշինություն երեխաների և ծնողների համար» - «Գիտություն» 2010 թ

Ինտերնետային ռեսուրսներ

http://lego. rkc-74.ru/

http://www.9151394.ru/projects/lego/lego6/beliovskaya/

http://www. լեգո. com/կրթություն/