LEGO MINDSTORMS Education EV3 + MicroPython: د لویانو په ژبه کې د ماشومانو ساختماني پروګرام جوړول

سلام، حبر! موږ دمخه وویل د LEGO MINDSTORMS Education EV3 پلیټ فارم په اړه. د دې پلیټ فارم اصلي اهداف د عملي مثالونو له لارې زده کړه ، د STEAM مهارتونو وده او د انجینري ذهنیت رامینځته کول دي. دا د لابراتوار کار لپاره د میخانیکونو او متحرکاتو مطالعې لپاره کارول کیدی شي. د لابراتوار بنچونه د LEGO خښتو څخه جوړ شوي او د ډیټا ثبتولو او پروسس کولو لپاره اسانتیاوې تجربې لا په زړه پوري او بصري کوي او د ماشومانو سره د فزیک په ښه پوهیدو کې مرسته کوي. د مثال په توګه، زده کونکي کولی شي د خټکي نقطې ډاټا راټول کړي او د دې تنظیم کولو لپاره اپلیکیشن وکاروي او په ګراف کې یې وړاندې کړي. مګر دا یوازې پیل دی: نن ورځ موږ به تاسو ته ووایو چې څنګه دا سیټ د مایکرو پیتون برنامه کولو چاپیریال سره بشپړ کړو او د روبوټیک ښوونې لپاره یې وکاروو.

د EV3 په کارولو سره برنامه زده کړئ

د عصري ښوونځي ماشومان غواړي رنګارنګ پایلې وګوري. هو ، دوی ستړي شوي که چیرې برنامه کنسول ته شمیرې چاپ کړي ، او دوی غواړي د رنګ ګرافونو ، ډیاګرامونو ته وګوري او ریښتیني روبوټونه رامینځته کړي چې امرونه حرکت کوي او تعقیبوي. منظم کوډ هم د ماشومانو لپاره خورا پیچلی ښکاري، نو دا غوره ده چې زده کړه د یو څه اسانه سره پیل کړئ.

د EV3 بنسټیز پروګرام کولو چاپیریال د LabVIEW ګرافیکي ژبې پر بنسټ والړ دی او تاسو ته اجازه درکوي چې د روبوټ لپاره الګوریتمونه په لید کې مشخص کړئ: کمانډونه د بلاکونو په بڼه وړاندې کیږي چې کیدی شي ډریګ او وصل شي.

دا طریقه ښه کار کوي کله چې تاسو اړتیا لرئ وښایئ چې الګوریتمونه څنګه جوړ شوي، مګر دا د ډیری بلاکونو سره د پروګرامونو لپاره مناسب ندي. لکه څنګه چې سناریوګانې خورا پیچلې کیږي، نو اړینه ده چې د کوډ سره پروګرام کولو ته لاړ شئ، مګر دا ګام د ماشومانو لپاره ستونزمن دی. 

دلته یو څو چلونه شتون لري، چې یو یې دا دی چې دا وښيي چې کوډ د بلاکونو په څیر ورته کار کوي. په EV3 چاپیریال کې، دا د مایکرو پیتون ادغام له لارې ممکنه ده، نو ماشومان کولی شي ورته برنامه د مایکروسافټ ویژول سټوډیو کوډ کې د لومړني بلاک برنامې چاپیریال او Python دواړو کې رامینځته کړي. دوی ګوري چې دواړه میتودونه ورته کار کوي ، مګر د کوډ په کارولو سره د پیچلو ستونزو حل کول خورا اسانه دي.

مایکرو پیتون ته بدلول

د EV3 چاپیریال په ARM9 پروسیسر کې جوړ شوی، او پراختیا کونکو په قصدي ډول جوړښت خلاص پریښود. دې حل دا ممکنه کړه چې د بدیل فرم ویئر رول ولوبوي، چې یو یې د مایکرو پیتون سره کار کولو لپاره عکس و. دا تاسو ته اجازه درکوي د خپل EV3 برنامه کولو لپاره Python وکاروئ ، کټ حتی د ریښتیني ژوند کارونو ته نږدې راوړي. 

د پیل کولو لپاره، تاسو اړتیا لرئ ډاونلوډ کړئ د EV3 مایکرو پیتون عکس په هر مایکرو ایس ډی کارت کې ، دا په EV3 مایکرو کمپیوټر کې نصب کړئ او چالان کړئ. بیا تاسو اړتیا لرئ نصب کړئ وړیا توسیع د بصری سټوډیو لپاره. او تاسو کولی شئ کار پیل کړئ. 

په MycroPython کې د لومړي روبوټ پروګرام کول

زموږ پر سایټ د روبوټیک بنسټیزو مفاهیمو ماسټر کولو لپاره ډیری درسونه شتون لري. د EV3 ماډلونه ماشومان هغه اساساتو ته معرفي کوي چې د ځان چلولو موټرو، د فابریکې غونډې روبوټونو، او CNC ماشینونو کې کارول کیږي. 

موږ به د انځور کولو ماشین مثال واخلو، کوم چې د نمونو او جیومیټریک شکلونو رسمول زده کیدی شي. دا قضیه د بالغ ویلډینګ یا ملنګ روبوټونو ساده نسخه ده او ښیې چې څنګه EV3 د مایکرو پیتون سره په ګډه د ښوونځي ماشومانو ته د زده کړې لپاره کارول کیدی شي. او د انځور کولو ماشین کولی شي د پلار لپاره په چاپ شوي سرکټ بورډ کې سوري په نښه کړي، مګر دا یو بل کچه ده چې ریاضی ته اړتیا لري.

د کار لپاره موږ ته اړتیا لرو:

• د LEGO MINDSTORMS تعلیم EV3 کور سیټ؛ 
• د چک شوي کاغذ لویه پاڼه؛
• رنګ لرونکي مارکرونه. 

د روبوټ مجلس پخپله دننه دی لارښوونې، او موږ به د پروګرام کولو مثال وګورو.

لومړی موږ د EV3 ماډل کتابتون پیل کوو:

#!/usr/bin/env pybricks-micropython
from pybricks import ev3brick as brick
from pybricks.ev3devices import (Motor, TouchSensor, ColorSensor, GyroSensor)
from pybricks.parameters import Port, Stop, Direction, Color, ImageFile
from pybricks.tools import wait

موږ یو پلیټ فارم جوړ کړ چې په بندر ب کې د موټور په څیر هینډل څرخوي. موږ په ترتیب سره د 20-12-28 غاښونو سره د دوه مرحلو ګیر ریل ګاډي ګیر تناسب تنظیم کړو.

turntable_motor = Motor(Port.B, Direction.CLOCKWISE, [20, 12, 28])

موږ په بندر C کې د موټرو په توګه د هینډل لپاره د پورته کولو میکانیزم تنظیم کوو:

seesaw_motor = Motor(Port.C)

موږ ګیروسکوپ تنظیم کوو، کوم چې په 2 بندر کې د هینډل د تمایل زاویه اندازه کوي:

gyro_sensor = GyroSensor(Port.S2)

موږ د رنګ سینسر په 3 بندر کې تنظیم کوو. سینسر د انځور کولو ماشین لاندې د سپینې کاغذ موندلو لپاره کارول کیږي:

color_sensor = ColorSensor(Port.S3)

موږ د ټچ سینسر په 4 بندر کې تنظیم کوو. کله چې سینسر فشار ورکړل شي روبوټ رسم کول پیل کوي:

touch_sensor = TouchSensor(Port.S4)

موږ هغه دندې تعریفوو چې لاستی پورته او ښکته کوي:

def pen_holder_raise():
  seesaw_motor.run_target(50, 25, Stop.HOLD)
  wait(1000)

def pen_holder_lower():
  seesaw_motor.run_target(50, 0, Stop.HOLD)
  wait(1000)

موږ یو فنکشن تعریف کوو چې هینډل یوې ټاکلې زاویې ته یا یوې ټاکلې زاویې ته واړوو:

def pen_holder_turn_to(target_angle):
  if target_angle > gyro_sensor.angle():

که د هدف زاویه د اوسني ګیرو سینسر زاویې څخه لویه وي، د ساعت په لور په مثبت سرعت سره دوام ورکړئ:

    turntable_motor.run(70)
	
while gyro_sensor.angle() < target_angle:
  	
pass
  elif target_angle < gyro_sensor.angle():

که د هدف زاویه د اوسني ګیرو سینسر څخه کمه وي، نو د ساعت په لور حرکت وکړئ:

    turntable_motor.run(-70)
	
while gyro_sensor.angle() > target_angle:
  	
pass

کله چې هدف زاویه ته ورسي نو د څرخیدو پلیټ فارم ودروئ:

  turntable_motor.stop(Stop.BRAKE)

په پورتنۍ موقعیت کې د لاسي لومړني موقعیت تنظیم کړئ:

pen_holder_raise()

اوس د برنامه اصلي برخه راځي - یو نه ختمیدونکی لوپ. EV3 لومړی د رنګ سینسر انتظار کوي ترڅو سپین کاغذ یا نیلي پیل مربع کشف کړي او د ټچ سینسر فشار لپاره. بیا هغه یو نمونه راوباسي، د پیل ځای ته راستانه شي او هرڅه بیا تکرار کړي.

کله چې وسیله چمتو نه وي ، په کنټرولر کې LEDs سور کیږي او د LCD سکرین کې د "تومبس ښکته" عکس ښودل کیږي:

while True:
  brick.light(Color.RED)
  brick.display.image(ImageFile.THUMBS_DOWN)

موږ انتظار کوو تر هغه چې د رنګ سینسر نیلي یا سپین حساب شي، د LED رنګ شنه ته وټاکو، په LCD سکرین کې د "تومبس اپ" عکس ښکاره کړئ او راپور ورکړئ چې وسیله د کارونې لپاره چمتو ده:

  while color_sensor.color() not in (Color.BLUE, Color.WHITE):
	
wait(10)
  brick.light(Color.GREEN)
  brick.display.image(ImageFile.THUMBS_UP)

موږ انتظار کوو چې د ټچ سینسر فشار راوړل شي، د زاویه ارزښت 0 ګیروسکوپیک سینسر ته ورکړئ او انځور کول پیل کړئ:

  while not touch_sensor.pressed():
	
wait(10)
  gyro_sensor.reset_angle(0)
  pen_holder_turn_to(15)
  pen_holder_lower()
  pen_holder_turn_to(30)
  pen_holder_raise()
  pen_holder_turn_to(45)
  pen_holder_lower()
  pen_holder_turn_to(60)

د قلم لرونکی پورته کړئ او خپل اصلي حالت ته یې راوګرځوئ:

  pen_holder_raise()
  pen_holder_turn_to(0)</i>

دا یو ساده پروګرام دی چې موږ جوړ کړی دی. او اوس موږ دا پیل کوو او په عمل کې د مسودې روبوټ ته ګورو. 

دا ډول مثالونه څه شی وړاندې کوي؟

EV3 د STEM کیریر لپاره د مسلک لارښود وسیله او د انجینرۍ کیریر ته د ننوتلو نقطه ده. څرنګه چې دا د عملي ستونزو د حل لپاره کارول کیدی شي، ماشومان د تخنیکي پراختیا او د صنعتي روبوټونو په جوړولو کې تجربه ترلاسه کوي، د حقیقي حالتونو انډول کول زده کوي، پروګرامونه پوهیږي او د الګوریتم تحلیل کوي، او د بنسټیزو پروګرامونو جوړښتونو ماسټر کوي.

د مایکرو پیتون ملاتړ د EV3 پلیټ فارم د عالي ښوونځي تدریس لپاره مناسب کوي. زده کونکي کولی شي ځان په یوه خورا مشهور عصري ژبو کې د پروګرامرانو په توګه هڅه وکړي، او د پروګرام کولو او انجینرۍ ډیزاین پورې اړوند مسلکونو سره آشنا شي. د EV3 کیټونه ښیې چې کوډ کول ډارونکي ندي، تاسو د انجینرۍ جدي ننګونو لپاره چمتو کوي، او تاسو سره د تخنیکي مهارتونو د ماسټرۍ په لور لومړی ګام پورته کولو کې مرسته کوي. او د هغو کسانو لپاره چې په ښوونځیو کې کار کوي او د تعلیم سره تړلي دي، موږ چمتو کړی دی درسي پروګرامونه او تعلیمي مواد. دوی په تفصیل سره تشریح کوي چې کوم مهارتونه رامینځته کیږي کله چې ځینې دندې ترسره کوي، او څنګه ترلاسه شوي مهارتونه د روزنې معیارونو سره تړاو لري.

سرچینه: www.habr.com