ìomhaigh - roboconstructor.ru
Tha dubhfhacal ainmeil ag ràdh, nuair a thionndaidh màthair òg le leanabh na gàirdeanan chun an t-saoi agus a dh’ fhaighnich i dè an aois a bu chòir dhi tòiseachadh air a clann a thogail, fhreagair am bodach gun robh i fadalach cho fada ‘s a bha am pàiste mar-thà. . Tha an suidheachadh le taghadh gairm san àm ri teachd gu math coltach. Tha e duilich a bhith ag iarraidh mothachadh air claonadh agus ùidhean neach bho phàisde, ach mar-thà san àrd-sgoil tha a h-uile seòrsa de speisealachadh a ’tòiseachadh, agus ron àm seo bhiodh e math fios a bhith agad mu thràth dè an taobh airson am pàiste inbheach a ghluasad. Ach is e aon rud a tha fios againn mu thràth cha mhòr cinnteach gum bi, thairis air na deicheadan ri teachd, bho 30 gu 80% de proifeasanan làn fèin-ghluasadach.
Tha robotics, cybernetics, agus tuigse air algoirmean nan seata de sgilean leis am bi, nas coltaiche, nach bi neach an aghaidh a leithid de shealladh neo-shoilleir. Gu dearbh, is coltaiche, ann an co-shìnte ri bhith a 'cur an àite an luchd-obrach le innealan-fuadain, leasaichidh bun-bheachd teachd-a-steach bunaiteach gun chumhachan, ach chan eil e coltach gu bheil thu ag iarraidh àm ri teachd airson do phàiste.
Tha iomadh dòigh ann a-nis air bunaitean prògramadh agus robotics a nochdadh gu sgiobalta do luchd-èisteachd òg le ùidh. Tha iad uile saor, gu math furasta ionnsachadh, agus taobh a-staigh beagan uairean a thìde bheir iad tuigse air bunaitean algorithms agus bun-bheachdan innealan cybernetic. Ach ann an seòmraichean-teagaisg tha e furasta a bhith a’ tighinn tarsainn air eas-bhuannachdan nan àrd-ùrlaran sin - caitheamh cuibhrichte an aghaidh caitheamh (agus cuireamaid aghaidh ris, “an aghaidh amadan”) de bhùird arain, eadar-aghaidh bathar-bog nach eil gu math càirdeil dha clann aois 11-12, agus ìre an ìre mhath beag. eileamaid “geama”.
Tha an neach-dèanamh seataichean foghlaim as ainmeil, LEGO Education, air a bhith a 'strì leis na h-easbhaidhean sin airson còrr is fichead bliadhna. Tha sinn, gu dearbh, a’ bruidhinn mun àrd-ùrlar MINDSTORMS Education EV3. Bho na Mindstorms RCX a chaidh a thoirt a-mach tràth anns na 90n chun ionad foghlaim MINDSTORMS EV3 as ùire, tha prionnsapal cruthachadh àrd-ùrlaran fhathast mar a tha e. Tha e stèidhichte air “breige tuigseach”, microcomputer le scrion agus puirt I / O ris a bheil a h-uile pàirt eile ceangailte. Mar ann an siostam robotach sam bith, tha innealan iomaill air an roinn ann an mothachairean agus luchd-buaidh. Le cuideachadh bho luchd-mothachaidh, bidh an inneal-fuadain a 'faicinn an t-saoghail timcheall air, agus le taing dha luchd-buaidh, bidh e ag ath-fhreagairt ris a rèir a' phrògram prògramaichte. Tha na pàirtean àrd-ùrlair ceangailte ri chèile le càbaill sìmplidh gun a bhith a 'solar, agus tha na structaran meacanaigeach cuingealaichte a-mhàin le neart nam pàirtean plastaig agus mac-meanmna an luchd-dealbhaidh.
EV3
Tha LEGO MINDSTORMS Education EV3 air a dhèanamh co-chosmhail ri pàirtean Lego Technic. Tha seo a’ ciallachadh gum faodar an àrd-ùrlar a chleachdadh gus measgachadh farsaing de dhealbhaidhean eadhon iongantach a chruthachadh, bho “càraichean” sìmplidh agus “làmhan robotach” gu luchd-giùlain iom-fhillte no eadhon “luchd-fuasglaidh ciùb Rubik.” Faodar cha mhòr seata Lego Technic sam bith a chleachdadh mar stòr phàirtean airson pròiseactan, agus cha bhith duilgheadas sam bith ann a bhith ag ath-nuadhachadh pàirtean a bharrachd millte. Tha, chan eil iad a’ coimhead cho brùideil ris an t-seann uidheamachd togail alùmanum Sòbhieteach, ach ann an cleachdadh bidh iad eadhon nas làidire na toraidhean meatailt. Co-dhiù anns a’ chruinneachadh agam, a thòisich ann an 1993, cha deach aon phàirt briste a lorg fhathast.
Tha Seata Foghlaim Bunasach MINDSTORMS Education EV3 a’ tighinn le 541 pìosan Lego Technic. Faodar a cheannach mar sheata ghoireasan sònraichte mar
Uill, ma tha seann chruinneachadh aig cuideigin anns a bheil deichean de mhìltean de phàirtean, cha leig thu leas a bhith draghail mu ghoireasan idir.
Glacadh-sgrìn bhon t-seirbheis Brickset (stòr-dàta eadar-ghnìomhach airson sealbhadairean innealan togail Lego a leigeas leat diofar staitistig a chruinneachadh) leis an ùghdar
Ach, chan eil seo a’ buntainn ach ri eileamaidean “fulangach” leithid sailean, cuibhlichean no prìneachan ceangail. Tha mothachairean agus luchd-buaidh, gu dearbh, tòrr nas daoire, ach tha barrachd air gu leòr dhiubh anns a 'phut bunaiteach. Tha Mindstorms EV3 a’ tighinn le trì motaran (dà servo nas motha agus nas cumhachdaiche agus aon servo teann), paidhir de luchd-mothachaidh suathaidh (seòrsa de phutanan “smart”), mothachairean ultrasonic, gyroscopic agus dath (faodaidh e cuideachd obrachadh ann am modh mothachaidh solais) . A bharrachd air an sin, thathas a ’cumail suas co-chòrdalachd le mothachairean bhon ghinealach roimhe de innealan-fuadain Lego Education, Mindstorms NXT (tha seo a’ toirt a-steach, mar eisimpleir, sensor ìre fuaim).
Ach rachamaid air ais chun “breige spaideil”, cridhe an t-siostaim. Tha seo gu dearbh na “breige” caran trom agus voluminous, uidheamaichte le scrion LCD monochrome 178x128 (chan e a-mhàin gu bheil an clàr air a thaisbeanadh air, ach cuideachd a h-uile seòrsa de dhealbhan àbhaisteach rè obrachadh) le dath backlight a ghabhas atharrachadh. A’ cleachdadh uèirichean le ceanglaiche àbhaisteach RJ-12, tha mothachairean agus luchd-buaidh ceangailte ris (suas ri ceithir innealan de gach seòrsa), tha slot ann airson microSDHC agus port USB.
Faodar an tè mu dheireadh a chleachdadh an dà chuid gus na prògraman a luchdachadh sìos iad fhèin agus gus am firmware ùrachadh. Ach, chan eil eadar-aghaidh gun uèir air a thoirt don microcontroller; ma thogras tu, faodaidh tu prògraman a luchdachadh sìos tro Wi-Fi (feumar modal taobh a-muigh) no Bluetooth (togte a-steach). Cuideachd, ma tha sinn a’ cur ri chèile inneal-fuadain fo smachd iomallach, is urrainn dhuinn a “stiùireachadh” le bhith a’ cleachdadh conaltradh gun uèir bho fòn cliste no tablet.
Taobh a-staigh na “breige snasail” tha pròiseasar 300 MHz ARM, 16 megabytes de chuimhne maireannach (agus is ann air sgàth sin a tha a’ chairt feumail) agus 64 megabytes de RAM. Ge bith dè cho beag ‘s a dh’ fhaodadh na h-àireamhan sin a bhith coltach, tha barrachd air cumhachd gu leòr ann gus eadhon na h-algorithms as fharsainge as urrainn dhut fhèin, no eadhon nas motha mar sin, leanabh sa phròiseas ionnsachaidh, a sgrìobhadh. Agus ma nì thu coimeas eadar e agus pròiseasar 48 MHz den ghinealach roimhe NXT, a thionndaidh deich bliadhna a dh'aois o chionn ghoirid, tha an adhartas gu math follaiseach. Ach, chan urrainnear a ràdh gu bheil NXT a’ slaodadh sìos gu follaiseach sam bith anns a’ phròiseas airson fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan àbhaisteach.
A bharrachd air an sin, tha ceathramh port airson motaran air nochdadh, a tha ann fhèin na leudachadh mòr air comas-gnìomh a tha a’ fìreanachadh an ùrachadh.
Tha am port USB a-nis a’ toirt taic don mhodh aoigheachd, leigidh seo leat chan ann a-mhàin inneal-atharrachaidh Wi-Fi a cheangal, ach cuideachd grunn bhlocaichean EV3 a cheangal ri aon inneal-fuadain iom-fhillte. Fìor, bidh ìre nan gnìomhan gu tur “chan e leanabhach”.
Mu dheireadh, tha taic bataraidh aig MINDSTORMS Education EV3 a-nis. An àite sia bataraidhean AA, faodaidh tu am bataraidh lithium-ion a chuir a-steach airson dà uair gu leth ampere. Gu dearbh, chan eil duine a 'toirmeasg cleachdadh bataraidhean seòrsa eneloop AA, ach tha an fheum air an toirt air falbh airson cosgais a' fàgail comas cleachdaidh nas ìsle na a 'chuibheasachd. Agus tha prìs paidhir innealan eneloop le charger gu math coltach ri bataraidh le suaicheantas.
O tha, tha neach-labhairt mòr, àrd ann a dh'fhaodas a-nis chan e a-mhàin fuinn retro a ghluasad bhon àm 8-bit, ach cuideachd fuaimean nas tlachdmhoire a chluich.
A-nis leig dhuinn sùil a thoirt air na buaidhean bhon t-seata bunaiteach. Tha dhà dhiubh nan motaran cumhachdach coltach ris an fheadhainn a chaidh a chleachdadh mar-thà ann an NXT, innealan fada a bhios a’ leasachadh fìor torque mar thoradh air gèar lughdachadh a-staigh.
Ma tha an motair air a bhacadh, tha bearradh meacanaigeach air a thoirt seachad, a thòisicheas a ’sleamhnachadh ma tha an suathadh nas motha na an tè a chaidh a thomhas, agus mar sin tha e gu math duilich an motair a losgadh.
Tha sensor ceàrn cuairteachaidh ann le rùn de aon ìre (bidh an motair ag innse don rianadair dè an ceàrn a tha an axis aige air a cuairteachadh an-dràsta) agus an comas cuairteachadh nan motaran ceangailte uile a shioncronachadh gu ceart.
Bidh an treas, ris an canar M-servo drive (motair meadhanach mòr) a’ toirt a-mach trì tursan nas lugha de torque, ach tha an astar cuairteachaidh aige cha mhòr dà uair cho àrd.
A thaobh luchd-mothachaidh, chan fheum thu fhèin a chuingealachadh ris an fheadhainn a tha Foghlam LEGO a’ tabhann (ged a tha iad tron mhullach airson pròiseact foghlaim sam bith), bidh grunn chompanaidhean treas-phàrtaidh a’ toirt a-mach mothachairean co-chosmhail agus uaireannan gu math annasach. Còd stòr firmware agus mion-chomharrachadh bathar-cruaidh gu h-iomlan
Bathar-bog
Tha sinn air mòran bruidhinn mu dheidhinn bathar-cruaidh, ach gu dearbh, chan e an aon rud a tha a’ dearbhadh èifeachdas chlasaichean robotics. Is e làthaireachd bathar-bog fìor ghoireasach air iomadh àrd-ùrlar (Mac, PC, innealan gluasadach) agus
Aplacaid a 'cur fàilte air sgrion air iPad
Tha sealladh air algorithms ann am bathar-bog dùthchasach LEGO MINDSTORMS Education EV3 dìreach aig an ìre as àirde - ann am beagan mhionaidean tha e gu leòr a bhith a’ faighinn eòlas air na prìomh sheòrsaichean eadar-obrachaidh de bhlocaichean loidsigeach (suidheachadh gluasaid, lùb, msaa) agus an uairsin àrdachadh mean air mhean. iom-fhillteachd phrògraman. Gu dearbh, tha pròiseactan foghlaim deiseil ann airson dusanan de dhiofar mhodalan de innealan-fuadain, agus ma thogras tu, gheibh thu mìltean de phrògraman inntinneach ann an coimhearsnachdan air-loidhne.
Eisimpleir de phrògram ann an aplacaid iPad
Faodaidh luchd-cleachdaidh adhartach LabVIEW no RobotC a chuir a-steach - tha “brains” LEGO MINDSTORMS Education EV3 gu tur co-chòrdail ris na pasganan sin. Gu mì-fhortanach, cha bhith e comasach seann phròiseactan às-mhalairt airson NXT gun tionndadh a bharrachd.
Bho thaobh foghlaim, tha e gu math nas inntinniche
Bhidiothan oideachaidh deasaiche susbaint EV3
Tha goireas clàraidh dàta aig an dreach deasg cuideachd le comas raointean grafa a phrògramadh a rèir luachan stairsnich. Is e sin, a-nis is urrainn do thidsear gnìomhachd theicneòlasan an latha an-diugh a thaisbeanadh taobh a-staigh dachaigh spaideil, mar eisimpleir.
Cruinnichidh am microcomputer EV3 dàta bho luchd-mothachaidh ann an àm fìor agus, a rèir cùl-raon an teòthachd, cuiridh e prògram modail air bhog. Nuair a tha an teòthachd àrd, tionndaidhidh an neach-leantainn air, agus nuair a tha an teòthachd ìosal, tionndaidh an teasadair air. Agus bidh e comasach dha oileanaich dàta a chlàradh agus a sgrùdadh, a’ toirt a’ mhodail gu crìch.
Logadh dàta
Tha fosgarrachd firmware “smart brick” air a dhreuchd a chluich mu thràth: tha roghainnean eile ann a bheir taic do na cànanan prògramaidh as mòr-chòrdte (dusanan dhiubh). Gu h-iomlan, faodar cleachdadh EV3 a bhith “ceangailte” ri pròiseact foghlaim sam bith co-cheangailte ri prògramadh, leis nach eil mòran rudan cho tlachdmhor ris a’ chothrom obair an algorithms agad fhèin fhaicinn “ann am bathar-cruaidh.”
Tha mòran an dùil gur dòcha gur e a’ phrìs an cnap-starra san sgeulachd seo. Gu dearbh, airson an seata Bunaiteach feumaidh tu 29 rubles a phàigheadh, a bharrachd air 900 eile airson cosgais. Ach, tha an t-suim seo a’ toirt a-steach pàirtean agus electronics airson obair chofhurtail dithis oileanach, a bharrachd air bathar-bog bunaiteach làn-chuimsichte le 2 leasanan deiseil (a tha bhon Fhaoilleach 500 gu tur an-asgaidh dha daoine fa-leth agus buidhnean). Gu dearbh, faodaidh uidheamachd a bharrachd agus innealan misean àrdachadh air a ’chosgais, ach taobh a-staigh adhbhar. Mar sin pasgan airson oileanaich 48, a’ toirt a-steach seataichean bunaiteach agus ghoireasan LME EV2016, chargers, bathar-bog agus
Tha, tha e gu math nas daoire na àrd-ùrlaran sìmplidh coltach ri Arduino. Ach tha na cothroman, a bharrachd air an ìre com-pàirt, mòran nas àirde. Faodar an curraicealam stèidhichte air EV3 a dhealbhadh gu sàbhailte tron àrd-sgoil agus nas fhaide air falbh. A bharrachd air an sin, le cleachdadh iomchaidh de LEGO MINDSTORMS Education EV3 bidh e dìreach “a’ dol thairis air ”grunn innealan sìmplidh air sgàth feartan meacanaigeach, furasta an ath-nuadhachadh agus cothrom air pàirtean (nam chleachdadh, cha robh feum ach air aon chàball RJ-12 a chuir na àite anns na 10-bliadhna-. seann NXT).
Mar thoradh air an sin, tha sinn a’ faicinn pròiseact a tha cha mhòr le còd fosgailte le taic bho chompanaidh mòr leis a h-uile bònasan a tha a dhìth ann an suidheachadh mar sin - cearcall-beatha fada, cothrom air pàirtean a bharrachd agus leudachadh, stiùireadh oifigeil is neo-dhreuchdail, coimhearsnachd leasaichte. Tha Mindstorms air a thighinn gu bhith cha mhòr mar ìre àbhaisteach ann an clasaichean robotics foghlaim an Iar airson clann, agus bhiodh e uamhasach math a bhith ga chleachdadh gu farsaing san Ruis.
A 'taghadh slighe
Agus a-nis chun a 'phrìomh rud. Eu-coltach ri seataichean WeDo 2.0, tha EV3 ag amas air àrd-sgoil, agus mar sin air clann nas sine, dha bheil a 'cheist mu bhith a' taghadh dreuchd san àm ri teachd nas cunnartaiche.
Le bhith a’ cleachdadh EV3, bidh e comasach do gach oileanach na comasan a bha dualach dha le nàdar, togail agus am pròiseas foghlaim fhoillseachadh.
Bidh neach-matamataig a rugadh a’ cumail sùil gheur air telemetry an luchd-mothachaidh, dè dìreach an astar a shiubhail an inneal-fuadain air a chlàradh, mar a tha an ceàrn leis a bheil e air a ghluasad air a chlàradh, agus mar sin air adhart.
Bidh an eòlaiche IT san àm ri teachd, gu dearbh, ga bhogadh fhèin ann am prògramadh an inneal-fuadain, a ’dèanamh anailis air na h-algorithms leis a bheil e a’ gluasad. Agus gu cinnteach cruthaichidh e a chuid fhèin, nach eil air a sholarachadh leis an stiùireadh àbhaisteach.
Bidh pàiste a tha dèidheil air fiosaig comasach air deuchainnean lèirsinneach a dhèanamh le cuideachadh bho inneal-fuadain; gu fortanach, chan eil duilgheadasan aig na seataichean le mothachaidhean, dìreach mar nach eil duilgheadas sam bith aig an leanabh le mac-meanmna.
Gu h-iomlan, ge bith dè na h-ùidhean agus na cuspairean as fheàrr le do phàiste san sgoil, leigidh ionnsachadh le seataichean MINDSTORMS EV3 dhaibh a bhith air an comharrachadh nas soilleire agus fòcas a chuir air an leasachadh san àm ri teachd.
Ann am beatha
Aig an àm seo, tha fuasglaidhean na companaidh mar-thà gan cleachdadh le oileanaich gus pròiseactan inntinneach a chruthachadh, an dà chuid mar phàirt de dhiofar cho-fharpaisean agus airson leasachadh coitcheann. Sgrìobh na meadhanan mu ghrunn dhiubh am-bliadhna.
Leasaich clann-sgoile Astrakhan Ruslan Kazimov agus Mikhail Gladyshev, a tha stèidhichte aig a ’phàirc teicneòlais roinneil, simuladair robotach airson ath-nuadhachadh joints làimhe.
dealbh - rg.ru
Chuir an ochdamh ìre seachad beagan nas lugha na dà mhìos a’ leasachadh an simuladair. Thaisbean iad am pròiseact aca aig ìre roinneil farpais IX All-Russian de phròiseactan saidheansail is ùr-ghnàthach ann an Sgìre Feadarail a Deas, far an do ghabh iad an dàrna àite. Anns an àm ri teachd, tha iad an dùil prototype gnìomhachais a chruthachadh - airson a-nis, chan eil an luchd-leasachaidh a ’tabhann ach prototype air a dhèanamh bho sheata robotach foghlaim LEGO MINDSTORMS Education EV3.
Bidh an inneal a 'dùblachadh nan gluasadan a rinn an dotair - bidh na h-earrannan a' tòiseachadh ag obair, agus mar sin ag ath-nuadhachadh gluasad chan ann a-mhàin dhaibh, ach cuideachd buidhnean fèithe. Fhad ‘s a tha innealan ceangailte tro Bluetooth, san àm ri teachd bidh iad a’ conaltradh a ’cleachdadh an eadar-lìn no Wi-Fi.
Tha analogues den leithid de dh ’inneal air a’ mhargaidh, ach faodaidh an inneal Astrakhan obrachadh aig an aon àm leis na joints gualainn, caol agus uilinn. A bharrachd air an sin, tha e so-ghiùlain agus bataraidh air obrachadh. Tha comas ann cuideachd smachd iomallach, is e sin, faodaidh an t-euslainteach trèanadh gun an dachaigh fhàgail.
Aig an World Robotics Olympiad 2015 (WRO 2015), fhuair sgioba na Ruis DRL à St.
Thaisbean sgioba DRL na Ruis am pròiseact CaveBot. Chruthaich Guys à St Petersburg, fo stiùireadh a 'choidse Sergei Filippov, neach-rannsachaidh robotach gun samhail gus raointean neo-rannsaichte ann an uaimhean a lorg. Tha an leasachadh a’ còmhdach grunn raointean saidheansail, leis gu bheil an inneal-fuadain sònraichte ga dhèanamh comasach gnìomhan de dhiofar iom-fhillteachd a choileanadh.
Thog an sgioba inneal-fuadain sreap uidheamaichte le diofar luchd-mothachaidh gus nithean a lorg airson an sgrùdadh às deidh sin. Faodar an dàta a thig às a thionndadh gu modalan 3D air coimpiutair.
Agus chruthaich Shubham Banerjee, 13-bliadhna
(Dealbh: Marcio Jose Sanchez, AP)
Thàinig am beachd clò-bhualadair a chruthachadh gu Shubham às deidh dha sgrùdadh a dhèanamh air Braille air an eadar-lìn. A 'tuigsinn gu bheil clò-bhualadairean clò-sgrìobhaidh suathaidh a' cosg $ 2,000 agus suas, cho-dhùin an oileanach dreach nas saoire a dhèanamh.
Goirid às deidh an innleachd, thòisich clann dall agus am pàrantan a ’conaltradh ri Shubham le aon iarrtas - clò-bhualadair Braille saor a dhèanamh, a’ gealltainn “a cheannach dìreach far na sgeilp”.
Mar a chì thu, tha cleachdadh MINDSTORMS Education EV3 sa phròiseas ionnsachaidh a’ leigeil le oileanaich am mac-meanmna a chleachdadh chun na h-ìre as àirde, a’ cruthachadh barrachd is barrachd uidheamachdan ùra a bhios chan ann a-mhàin a’ cuideachadh le bhith a’ coileanadh bheachdan no a’ dèanamh deuchainnean sam bith gu fradharcach, ach cuideachd a’ tòiseachadh air co-dhùnadh a dhèanamh. an dreuchd san àm ri teachd.
Ma tha ceistean agad mu chleachdadh nam fuasglaidhean sin sa phròiseas foghlaim (no mu na toraidhean fhèin), sgrìobh iad anns na beachdan.
Source: www.habr.com