Программирование модуля EV3

Вопрос про программирование модуля EV3 без применения компьютера иногда встает перед многими любителями робототехники. Для этого на микрокомпьютер EV3 уже предустановлено программное обеспечение идентичное ПО установленному на микрокомпьютер.

Создать свою программу можно при помощи приложения модуля EV3 находящегося в окне приложений. Это третья вкладка интерфейса микроконтроллера EV3. Приложение называется Brick Program и является четвертым приложением по счету.

Дословно это переводится как кирпичная программа и является средой программирования модуля EV3. Зайти в это приложение можно после включения модуля при помощи кнопок управления модулем.

Среда программирования микрокомпьютера EV3

Если зайти в среду программирования микрокомпьютера EV3, то первое что мы увидим будет блок «Начало» и блок «Цикл». Между этими двумя блоками находится вертикально расположенная прерывистая линия, при помощи которой происходит добавление блоков из палитры блоков.

В палитре блоков расположены блоки двух типов:

• Блоки действия;
• Блоки ожидания.

Также в палитре блоков находится корзина для удаления ненужного блока из программы.

Блоки действия

Всего в палитре блоков находятся шесть блоков действия:

1. Экран;
2. Звук;
3. Подсветка кнопок;
4. Средний двигатель;
5. Большой двигатель;
6. Рулевое управление – в этом блоке используется два двигателя.

В правом верхнем углу каждого блока действия находится его указатель в виде маленькой стрелки. Блоки действия предназначены для выполнения какого-либо действия. Это может быть включение мотора, изменение цвета подсветки кнопок и прочее.

Блоки ожидания

Имеется одиннадцать блоков ожидания:

1. Ожидание температуры;
2. Ожидание показаний энкодера;
3. Ожидание нажатия управляющей кнопки модуля EV3;
4. Ожидание времени;
5. Ожидание ультразвукового датчика;
6. Ожидание инфракрасного датчика;
7. Ожидание инфракрасного маяка;
8. Ожидание датчика гироскопа;
9. Ожидание датчика касания;
10. Ожидание датчика освещенности;
11. Ожидание датчика цвета.

В правом верхнем углу каждого блока ожидания находится его указатель в виде маленьких песочных часов. Блоки ожидания предназначены для ожидания наступления какого-либо события. Это может быть достижение нужных показаний датчиков, нажатие на кнопку и так далее.

Как создать программу на модуле EV3

Для того, чтобы на микрокомпьютере EV3 создать программу нужно найти в третьем окне интерфейса модуля приложение Brick Program. Нажав на центральную кнопку блока входим в приложение и видим блок начало и цикл. Между этими двумя блоками можно разместить всего шестнадцать различных блоков ожидания и блоков действия.

Поэтому при помощи интерфейса микроконтроллера EV3 можно писать только несложные программы. В блоках программирования есть возможность изменения одного параметра при помощи кнопок «Вверх» и «Вниз». Количество повторений выполнения программы задается в блоке «Цикл» и может принимать значения 1, 2, 3, 4, 5, 10 и бесконечность.

Пример простой программы микрокомпьютера EV3

Например, стоит задача движения робота с двумя большими моторами вперед пять секунд. Для этого мы выбираем при помощи прерывистой линии переходим в блоки действий и выбираем блок «Рулевое управление». Этот блок выглядит как сдвоенная вращающаяся передняя часть большого мотора. Нажатием на центральную кнопку подтверждаем выбор.

Блок рулевого управления устанавливается между блоком «Начало» и «Цикл». Повторным нажатием на центральную кнопку мы переходим в настройки блока, где нажатием на кнопки «Вверх» и «Вниз» можно изменять направление движения робота. По умолчанию у нас в блоке выбраны большие моторы в портах B и C. Также по умолчанию у нас стоит движение вперед.

Для того, чтобы робот ехал вперед пять секунд нужно добавить блок ожидания времени. Устанавливаем прерывистую стрелочку между блоком «Рулевое управление» и блоком «Цикл» и переходим при помощи кнопок управления модулем в палитру блоков ожидания. Находим блок ожидания времени, который выглядит как часы и выбираем. Нажатием средней кнопки подтверждаем выбор.

Блок «Ожидание времени» устанавливается после блока «Рулевое управление» перед блоком «Цикл». Повторное нажатие центральной кнопки на блоке «Ожидания времени» позволяет зайти в настройку времени. Стрелочками «Вверх» и «Вниз» выбираем значение пять секунд и нажатием на центральную кнопку подтверждаем выбор. В своей программе между блоками можно передвигаться при помощи кнопок «Влево» и «Вправо».

На всякий случай нужно проверить значение блока «Цикл» и при необходимости устанавливаем значение в единицу, для того, чтобы программа выполнилась только один раз. Чтобы запустить программу на выполнение переходим в блок «Начало» и нажимаем центральную кнопку. Робот движется вперед пять секунд, после чего останавливается. Программа выполнена.

Как сохранить программу модуля EV3

Для того, чтобы сохранить программу нужно перейти к значку «Сохранить», который находится внизу в левом дальнем конце программы. При нажатии значка откроется окно, где можно дать название программе. Также можно применить название по умолчанию. После этого нужно нажать на кнопку «OK».

Программа с этим названием будет сохранена в папке BrkProg SAVE. Эта папка расположена во втором окне интерфейса модуля EV3 выбор файла.

Как открыть программу модуля EV3

Над значком «Сохранить» находится значок «Открыть». Чтобы отрыть любую программу, которая существует в блоке нужно нажать на этот значок. После этого можно кнопками «Вверх» и «Вниз» выбрать программу. Нажатие на центральную кнопку откроет выбранную программу

Как удалить блок модуля EV3

Для того, чтобы удалить ненужный вам блок из программы необходимо выделить этот блок центральной кнопкой. После этого переходим в палитру блоков нажатием кнопки «Вверх». По палитре блоков нужно переместиться в нижний левый угол и найти значок «Мусорная корзина».

Выделяем значок и нажимаем центральную кнопку. Удаление ненужного блока произведено.

Программирование EV3 без компьютера. Приложение Brick Program

Среда программирования EV3

Среда программирования Lego Mindstorms EV3 была разработана компанией National Instruments. В ее основе лежит мощная среда инженерного программирования LabVIEW.

Программирование является визуальным и осуществляется перетаскиванием пиктограмм (иконок) в рабочее окно.

Графический интерфейс языка программирования EV3 поддерживает большинство структур программирования и дает возможность создавать сложные алгоритмические конструкции.

Обзор среды программирования EV3

Двойным нажатием левой кнопки мыши на иконку LEGO MINDSTORMS Education EV3 запускаем среду программирования EV3. У меня установлено программное обеспечение для педагога т.к. оно дает больше возможностей.

После того, как среда программирования запустится сразу появляется окно — «Что нового в этой версии». Можно прочитать и лучше в левом нижнем углу поставить галочку у надписи «Do not show again for this version».

Теперь каждый раз при запуске ПО это окно не будет появляться. Запустив приложение, мы попадаем в основное окно под названием «Лобби». В окно «Лобби» легко перейти если нажать кнопку «Лобби» в верхнем левом углу.

Внешний вид кнопки похож на панель управления микрокомпьютера EV3. Также в левой верхней части находятся кнопки меню:

• Файл
• Редактировать
• Инструменты
• Справка

В правой верхней части окна «Лобби» можно увидеть логотип «LabVIEW» и значки:

• Свернуть
• Свернуть в окно
• Закрыть

Также слева в образовательной версии расположены динамические ярлыки, которые открывают доступ к инструкциям, мультимедийным справочным материалам и т.д.

На данный момент в установленной версии есть семь ярлыков из которых четыре активированы и три являются неактивными.

Активные ярлыки:

• Начало работы
• Новый проект
• Руководство (самоучитель)
• Инструкции по сборке

Неактивные ярлыки:

• Конструкторские проекты
• Космическое задание
• Окружающий мир

Для того, чтобы эти ярлыки стали активными нужно с официального сайта дополнительно загрузить и установить необходимые учебные материалы. Учебные материалы можно скачать бесплатно.

Также в левом нижнем углу находится кнопка «Просмотр», позволяющая переходить в основное меню и кнопка «Поиск», помогающая по заданным критериям осуществлять поиск проектов.

Динамические ярлыки

1. Начало работы содержит рекомендации по сортировке деталей, их маркировки, начале работы с микроконтроллером EV3. Также в этом разделе есть примеры создания первых простейших программ и схема сборки приводной платформы. Для преподавателей в этом разделе создан PDF файл с советами как эффективно преподавать изучаемый материал.
2. Новый проект позволяет создать новую программу или новый эксперимент.
3. Руководства (самоучитель) является подборкой учебных материалов для знакомства пользователей с обучающими программами.
4. Инструкции по сборке содержат конструкторские идеи с пошаговыми инструкциями для создания роботов. Модели для базового набора помогают собрать четыре базовых модели с использованием основного набора.
5. Для обладателей основного и ресурсного набора есть инструкции для сборки и программирования еще шести моделей роботов. Перечень деталей Lego содержит два PDF файла с перечнем деталей наборов 45544 и 45560. Это основной и ресурсный набор Lego EV3.

В одной из следующих статей я расскажу о создании нового проекта.

Среда программирования Lego Mindstorms EV3. Lobby

Новые инструменты разработки с LEGO Education — от Microsoft, MIT и не только

Из шести кубиков LEGO размером 2х4 можно собрать 915 миллионов различных комбинаций. Но в LEGO Education конструирование из кубиков — это лишь часть дела. Даже проекты для дошкольников здесь включают в себя программирование, пусть и в простейшей форме.

Мы стремимся к тому, чтобы гибкость программной платформы LEGO Education была сопоставима с ее гибкостью на аппаратном уровне. И в этом нам помогают наши партнеры — Microsoft, Массачусетский технологический университет, Институт интегральных схем общества Фраунгофера, а также разработчики из России. В этом посте мы расскажем о новых инструментах для программирования, с которыми возможности LEGO Mindstorms Education EV3 и WeDo 2.0 становятся шире.

Microsoft MakeCode

MakeCode — это бесплатная браузерная платформа, с помощью которой можно создать программы для множества устройств, от Arduino до роботов в Minecraft. С марта в этом списке и LEGO Mindstorms EV3.

В основном окне MakeCode можно составлять программу для EV3 из блоков. Форма блоков подсказывает, как их нужно выставлять, переменные выставляются списками в окошках внутри. Слева в режиме реального времени идет демонстрация программы. Из цветастого графического редактора одним кликом можно перейти в JavaScript — здесь также будет работать живая демонстрация и выбор функций.

Редактор MakeCode работает из браузера и не требует активного интернет-соединения — целиком загружается в кэш. Созданную программу можно скачать в формате UF2 и сразу загрузить в блок EV3. Или расшарить для просмотра. Экспортируя и импортируя UF2-файлы, можно делать совместные проекты.

Scratch

Scratch — это визуальная среда программирования, разработанная в Массачусетском технологическом университете для младшей и средней школы. Объектами Scratch являются спрайты, у которых можно изменять внешний вид и поведение с помощью скриптов. Программа в Scratch работает на поле размером 480х360 пикселей.

Бета-версия Scratch 3.0

Пока что актуальна вторая версия Scratch, где можно работать только с виртуальными объектами. Но на 2 января 2019 года запланирован релиз Scratch 3.0, которая станет гораздо интересней. В нем появятся расширения для работы с физическими объектами — с устройствами для рисования, записи звука и видео, а также с LEGO Mindstorms EV3 и WeDo 2.0. WeDo 2.0 — это «младший брат» EV3, который позволит использовать LEGO Education уже в начальной школе.

Бета-версия Scratch 3.0 уже доступна, но расширений в ней пока нет. Как и MakeCode, Scratch реализован в виде бесплатного браузерного приложения. Scratch, в принципе, более функционален по сравнению с MakeCode — здесь есть инструменты для работы с графикой и звуком. С другой стороны, сейчас MakeCode гораздо теснее интегрирована с LEGO Education. Но мы еще не видели, как работают расширения Scratch — возможно, эта функция появится только к релизу.

Open Roberta

Open Roberta — это проект института интегральных схем общества Фраунгофера, вдохновленный успехами среды Scratch. Программы, написанные с помощью Open Roberta, имеют собственную семантику и синтаксис и работают через свою прошивку. Ее можно установить на SD-карту и запускать вместо оригинальной прошивки EV3. С одной стороны, это создает дополнительные сложности. С другой — благодаря этому Open Roberta совместима с наборами NXT, которые выпускались до EV3. В этом году в список поддерживаемых систем также добавили WeDo.

«Кодвардс»

Образовательная платформа «Кодвардс» — это не среда программирования, как все описанное выше. Это учебно-методический комплекс, который помогает детям через обучение основам программирования развивать цифровые навыки. Программа «Кодвардс» + LEGO Education рассчитана на школьников 7-12 лет и состоит из 8 уроков, сочетает методические материалы для учителей, а также онлайн-платформу и рабочую тетрадь для учеников. Все полученные знания закрепляются с помощью наборов LEGO Education WeDo 2.0.

Фрагмент демонстрационного урока «Кодвардс»

Для курса был разработан вариант языка CoffeeScript с упрощенным синтаксисом. Он не используется за пределами платформы, поскольку рассчитан исключительно на усвоение общих концепций языков программирования. Сейчас в состав «Кодвардса» входит два модуля программирования и ИКТ по 32 урока, которые сопровождаются двумя практическими модулями по 8 уроков, где школьники работают с LEGO Education WeDo 2.0. Запланирован выход нового модуля с собственной средой разработки (компьютерные игры, дисциплины STEM), рассчитанный на закрепление навыков проектной работы.

Создать дополнительные программные и даже аппаратные компоненты для LEGO Education Mindstorms EV3 вы можете самостоятельно. Для этого мы предоставляем все необходимые ресурсы: пакеты разработки и исходный код фирменной прошивки. WeDo 2.0 также является открытой платформой — вы можете загрузить пакет разработчика для создания ПО, совместимого со смарт-хабом WeDo 2.0, и управления другими компонентами.

У LEGO Education Mindstorms EV3 есть и собственная среда программирования, построенная на нотации LabView — инженерного языка, наиболее распространенного в проектных бюро. А базовое ПО со встроенным языком программирования для WeDo 2.0 можно скачать отсюда.

• Блог компании LEGO Education
• Учебный процесс в IT
• Робототехника
• Игры и игровые консоли
• Электроника для начинающих

При подготовке материала использовались источники:
https://legoteacher.ru/osnovy-robototehniki/programmirovanie-modulya-ev3/
https://legoteacher.ru/osnovy-robototehniki/sreda-programmirovaniya-ev3/
https://habr.com/ru/companies/legoeducation/articles/423747/