హలో, హబ్ర్! మేము ఇప్పటికే LEGO MINDSTORMS ఎడ్యుకేషన్ EV3 ప్లాట్ఫారమ్ గురించి. ఈ ప్లాట్ఫారమ్ యొక్క ప్రధాన లక్ష్యాలు ఆచరణాత్మక ఉదాహరణల ద్వారా నేర్చుకోవడం, STEAM నైపుణ్యాలను అభివృద్ధి చేయడం మరియు ఇంజనీరింగ్ మనస్తత్వాన్ని అభివృద్ధి చేయడం. ఇది మెకానిక్స్ మరియు డైనమిక్స్ అధ్యయనం చేయడానికి ప్రయోగశాల పని కోసం ఉపయోగించవచ్చు. LEGO ఇటుకలతో తయారు చేయబడిన లేబొరేటరీ బెంచీలు మరియు డేటా రికార్డింగ్ మరియు ప్రాసెసింగ్ కోసం యుటిలిటీలు ప్రయోగాలను మరింత ఆసక్తికరంగా మరియు దృశ్యమానంగా చేస్తాయి మరియు పిల్లలు భౌతిక శాస్త్రాన్ని బాగా అర్థం చేసుకోవడంలో సహాయపడతాయి. ఉదాహరణకు, విద్యార్థులు మెల్టింగ్ పాయింట్ డేటాను సేకరించి, దానిని నిర్వహించడానికి మరియు గ్రాఫ్లో ప్రదర్శించడానికి యాప్ని ఉపయోగించవచ్చు. కానీ ఇది ప్రారంభం మాత్రమే: మైక్రోపైథాన్ ప్రోగ్రామింగ్ వాతావరణంతో ఈ సెట్ను ఎలా పూర్తి చేయాలో మరియు రోబోటిక్స్ నేర్పడానికి దీన్ని ఎలా ఉపయోగించాలో ఈ రోజు మేము మీకు చెప్తాము.
EV3ని ఉపయోగించి ప్రోగ్రామింగ్ నేర్చుకోండి
ఆధునిక పాఠశాల పిల్లలు రంగురంగుల ఫలితాలను చూడాలనుకుంటున్నారు. అవును, ప్రోగ్రామ్ కన్సోల్కు నంబర్లను ప్రింట్ చేస్తే వారు విసుగు చెందుతారు మరియు వారు రంగు గ్రాఫ్లు, రేఖాచిత్రాలను చూడాలని మరియు ఆదేశాలను తరలించే మరియు అనుసరించే నిజమైన రోబోట్లను సృష్టించాలని కోరుకుంటారు. రెగ్యులర్ కోడ్ కూడా పిల్లలకు చాలా క్లిష్టంగా కనిపిస్తుంది, కాబట్టి సులభంగా నేర్చుకోవడం ప్రారంభించడం మంచిది.
ప్రాథమిక EV3 ప్రోగ్రామింగ్ ఎన్విరాన్మెంట్ LabVIEW గ్రాఫికల్ భాషపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు రోబోట్ కోసం అల్గారిథమ్లను దృశ్యమానంగా పేర్కొనడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది: ఆదేశాలు డ్రాగ్ మరియు కనెక్ట్ చేయగల బ్లాక్ల రూపంలో ప్రదర్శించబడతాయి.
అల్గోరిథంలు ఎలా నిర్మించబడతాయో మీరు చూపించాల్సిన అవసరం వచ్చినప్పుడు ఈ పద్ధతి బాగా పనిచేస్తుంది, అయితే ఇది పెద్ద సంఖ్యలో బ్లాక్లతో ప్రోగ్రామ్లకు తగినది కాదు. దృశ్యాలు మరింత క్లిష్టంగా మారినందున, కోడ్తో ప్రోగ్రామింగ్కు వెళ్లడం అవసరం, కానీ ఈ దశ పిల్లలకు తీసుకోవడం కష్టం.
ఇక్కడ కొన్ని ఉపాయాలు ఉన్నాయి, వాటిలో ఒకటి బ్లాక్ల మాదిరిగానే కోడ్ కూడా చేస్తుందని చూపించడం. EV3 వాతావరణంలో, మైక్రోపైథాన్ ఇంటిగ్రేషన్ ద్వారా ఇది సాధ్యమవుతుంది, కాబట్టి పిల్లలు మైక్రోసాఫ్ట్ విజువల్ స్టూడియో కోడ్లోని ప్రాథమిక బ్లాక్ ప్రోగ్రామింగ్ ఎన్విరాన్మెంట్ మరియు పైథాన్ రెండింటిలోనూ ఒకే ప్రోగ్రామ్ను సృష్టించవచ్చు. రెండు పద్ధతులు ఒకే విధంగా పనిచేస్తాయని వారు చూస్తారు, అయితే కోడ్ని ఉపయోగించి సంక్లిష్ట సమస్యలను పరిష్కరించడం మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది.
MicroPythonకి మారుతోంది
EV3 పర్యావరణం ARM9 ప్రాసెసర్పై నిర్మించబడింది మరియు డెవలపర్లు ఉద్దేశపూర్వకంగా నిర్మాణాన్ని తెరిచి ఉంచారు. ఈ పరిష్కారం ప్రత్యామ్నాయ ఫర్మ్వేర్ను రూపొందించడం సాధ్యం చేసింది, వాటిలో ఒకటి మైక్రోపైథాన్తో పని చేయడానికి ఒక చిత్రం. ఇది మీ EV3ని ప్రోగ్రామ్ చేయడానికి పైథాన్ని ఉపయోగించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది, కిట్ను నిజ జీవిత పనులకు మరింత దగ్గరగా తీసుకువస్తుంది.
ప్రారంభించడానికి, మీరు డౌన్లోడ్ చేసుకోవాలి ఏదైనా మైక్రో SD కార్డ్లో, దానిని EV3 మైక్రోకంప్యూటర్లో ఇన్స్టాల్ చేసి, దాన్ని ఆన్ చేయండి. అప్పుడు మీరు ఇన్స్టాల్ చేయాలి విజువల్ స్టూడియో కోసం. మరియు మీరు పని ప్రారంభించవచ్చు.
మైక్రోపైథాన్లో మొదటి రోబోట్ను ప్రోగ్రామింగ్ చేస్తోంది
మా పై రోబోటిక్స్ యొక్క ప్రాథమిక భావనలను నేర్చుకోవడానికి అనేక పాఠాలు ఉన్నాయి. EV3 మోడల్లు సెల్ఫ్ డ్రైవింగ్ కార్లు, ఫ్యాక్టరీ అసెంబ్లీ రోబోలు మరియు CNC మెషీన్లలో ఉపయోగించే ప్రాథమిక అంశాలను పిల్లలకు పరిచయం చేస్తాయి.
మేము డ్రాయింగ్ మెషీన్ యొక్క ఉదాహరణను తీసుకుంటాము, ఇది నమూనాలు మరియు రేఖాగణిత ఆకృతులను గీయడం నేర్పుతుంది. ఈ కేస్ అడల్ట్ వెల్డింగ్ లేదా మిల్లింగ్ రోబోట్ల యొక్క సరళీకృత వెర్షన్ మరియు పాఠశాల పిల్లలకు బోధించడానికి EV3ని మైక్రోపైథాన్తో కలిపి ఎలా ఉపయోగించవచ్చో చూపిస్తుంది. మరియు డ్రాయింగ్ మెషీన్ తండ్రి కోసం ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్లో రంధ్రాలను గుర్తించగలదు, కానీ అది గణితానికి అవసరమైన మరొక స్థాయి.
పని కోసం, మాకు అవసరం:
- LEGO MINDSTORMS ఎడ్యుకేషన్ EV3 కోర్ సెట్;
- గీసిన కాగితం యొక్క పెద్ద షీట్;
- రంగు గుర్తులు.
రోబోట్ యొక్క అసెంబ్లీ కూడా ఉంది , మరియు మేము ప్రోగ్రామింగ్ ఉదాహరణను పరిశీలిస్తాము.
ముందుగా మేము EV3 మాడ్యూల్ లైబ్రరీని ప్రారంభించాము:
#!/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
మేము పోర్ట్ Bలో మోటారు వలె హ్యాండిల్ను తిప్పే ప్లాట్ఫారమ్ను ఏర్పాటు చేసాము. మేము రెండు-దశల గేర్ రైలు యొక్క గేర్ నిష్పత్తిని వరుసగా 20-12-28 పళ్ళతో సెట్ చేసాము.
turntable_motor = Motor(Port.B, Direction.CLOCKWISE, [20, 12, 28])
మేము హ్యాండిల్ కోసం ట్రైనింగ్ మెకానిజమ్ను పోర్ట్ సిలో మోటారుగా కాన్ఫిగర్ చేస్తాము:
seesaw_motor = Motor(Port.C)
మేము పోర్ట్ 2లో హ్యాండిల్ యొక్క వంపు కోణాన్ని కొలిచే గైరోస్కోప్ను కాన్ఫిగర్ చేస్తాము:
gyro_sensor = GyroSensor(Port.S2)
మేము పోర్ట్ 3లో కలర్ సెన్సార్ను కాన్ఫిగర్ చేస్తాము. డ్రాయింగ్ మెషిన్ కింద తెల్ల కాగితాన్ని గుర్తించడానికి సెన్సార్ ఉపయోగించబడుతుంది:
color_sensor = ColorSensor(Port.S3)
మేము పోర్ట్ 4లో టచ్ సెన్సార్ను కాన్ఫిగర్ చేస్తాము. సెన్సార్ నొక్కినప్పుడు రోబోట్ డ్రాయింగ్ను ప్రారంభిస్తుంది:
touch_sensor = TouchSensor(Port.S4)
హ్యాండిల్ను పెంచే మరియు తగ్గించే ఫంక్షన్లను మేము నిర్వచించాము:
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)
హ్యాండిల్ని ఇచ్చిన కోణానికి లేదా నిర్దిష్ట కోణంలో తిప్పడానికి మేము ఒక ఫంక్షన్ని నిర్వచించాము:
def pen_holder_turn_to(target_angle):
if target_angle > gyro_sensor.angle():
లక్ష్య కోణం ప్రస్తుత గైరో సెన్సార్ కోణం కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, సానుకూల వేగంతో సవ్యదిశలో కొనసాగండి:
turntable_motor.run(70)
while gyro_sensor.angle() < target_angle:
pass
elif target_angle < gyro_sensor.angle():
లక్ష్య కోణం ప్రస్తుత గైరో సెన్సార్ కంటే తక్కువగా ఉంటే, అపసవ్య దిశలో తరలించండి:
turntable_motor.run(-70)
while gyro_sensor.angle() > target_angle:
pass
లక్ష్య కోణం చేరుకున్నప్పుడు తిరిగే ప్లాట్ఫారమ్ను ఆపండి:
turntable_motor.stop(Stop.BRAKE)
ఎగువ స్థానంలో హ్యాండిల్ యొక్క ప్రారంభ స్థానాన్ని సెట్ చేయండి:
pen_holder_raise()
ఇప్పుడు ప్రోగ్రామ్ యొక్క ప్రధాన భాగం వస్తుంది - అంతులేని లూప్. EV3 ముందుగా తెల్ల కాగితం లేదా నీలం రంగు ప్రారంభ చతురస్రాన్ని గుర్తించడానికి మరియు టచ్ సెన్సార్ను నొక్కడానికి రంగు సెన్సార్ కోసం వేచి ఉంటుంది. అప్పుడు అతను ఒక నమూనాను గీస్తాడు, ప్రారంభ స్థానానికి తిరిగి వస్తాడు మరియు మళ్లీ ప్రతిదీ పునరావృతం చేస్తాడు.
పరికరం సిద్ధంగా లేనప్పుడు, కంట్రోలర్లోని LED లు ఎరుపు రంగులోకి మారుతాయి మరియు LCD స్క్రీన్పై “థంబ్స్ డౌన్” చిత్రం ప్రదర్శించబడుతుంది:
while True:
brick.light(Color.RED)
brick.display.image(ImageFile.THUMBS_DOWN)
రంగు సెన్సార్ నీలం లేదా తెలుపును లెక్కించే వరకు మేము వేచి ఉన్నాము, LED రంగును ఆకుపచ్చగా సెట్ చేసి, LCD స్క్రీన్పై “థంబ్స్ అప్” చిత్రాన్ని ప్రదర్శించి, పరికరం ఉపయోగం కోసం సిద్ధంగా ఉందని నివేదించండి:
while color_sensor.color() not in (Color.BLUE, Color.WHITE):
wait(10)
brick.light(Color.GREEN)
brick.display.image(ImageFile.THUMBS_UP)
టచ్ సెన్సార్ నొక్కడం కోసం మేము వేచి ఉన్నాము, గైరోస్కోపిక్ సెన్సార్కు కోణం విలువ 0ని కేటాయించి డ్రాయింగ్ ప్రారంభించండి:
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)
పెన్ హోల్డర్ని పైకి లేపి దాని అసలు స్థానానికి తిరిగి ఇవ్వండి:
pen_holder_raise()
pen_holder_turn_to(0)</i>
ఇది మేము సృష్టించిన సాధారణ ప్రోగ్రామ్. ఇప్పుడు మేము దానిని ప్రారంభించాము మరియు డ్రాఫ్టింగ్ రోబోట్ను చర్యలో చూడండి.
అటువంటి ఉదాహరణలు ఏమి అందిస్తాయి?
EV3 అనేది STEM కెరీర్ల కోసం కెరీర్ గైడెన్స్ సాధనం మరియు ఇంజనీరింగ్ కెరీర్లలోకి ప్రవేశ స్థానం. ఆచరణాత్మక సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ఇది ఉపయోగపడుతుంది కాబట్టి, పిల్లలు సాంకేతిక అభివృద్ధి మరియు పారిశ్రామిక రోబోట్ల సృష్టిలో అనుభవాన్ని పొందుతారు, వాస్తవ పరిస్థితులను అనుకరించడం, ప్రోగ్రామ్లను అర్థం చేసుకోవడం మరియు అల్గారిథమ్లను విశ్లేషించడం మరియు ప్రాథమిక ప్రోగ్రామింగ్ నిర్మాణాలను నేర్చుకోవడం నేర్చుకుంటారు.
MicroPython సపోర్ట్ EV3 ప్లాట్ఫారమ్ను హైస్కూల్ టీచింగ్కు అనుకూలంగా చేస్తుంది. విద్యార్థులు తమను తాము అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన ఆధునిక భాషలలో ప్రోగ్రామర్లుగా ప్రయత్నించవచ్చు మరియు ప్రోగ్రామింగ్ మరియు ఇంజనీరింగ్ డిజైన్కు సంబంధించిన వృత్తులతో పరిచయం పొందవచ్చు. EV3 కిట్లు కోడింగ్ భయానకంగా లేదని, తీవ్రమైన ఇంజినీరింగ్ సవాళ్లను ఎదుర్కోవడానికి మిమ్మల్ని సిద్ధం చేసి, సాంకేతిక నైపుణ్యాలను మెరుగుపరచుకోవడంలో మొదటి అడుగు వేయడంలో మీకు సహాయపడుతుందని చూపుతాయి. మరియు పాఠశాలల్లో పనిచేసే మరియు విద్యతో అనుబంధించబడిన వారి కోసం, మేము సిద్ధం చేసాము మరియు విద్యా సామగ్రి. నిర్దిష్ట పనులను నిర్వహించేటప్పుడు ఏ నైపుణ్యాలు అభివృద్ధి చేయబడతాయో మరియు శిక్షణా ప్రమాణాలకు సంబంధించిన నైపుణ్యాలు ఎలా సంబంధాన్ని కలిగి ఉంటాయో వారు వివరంగా వివరిస్తారు.
మూలం: www.habr.com
