Laboratorium Lego Mindstorms EV3. Buduj, programuj

Laboratorium Lego Mindstorms EV3. Buduj, programuj - Opis

Poznaj Lego Mindstorms!

Jeśli posiadasz pełny zestaw Lego Mindstorms, możesz zbudować i zaprogramować robota używającego licznych czujników i napędów. Żeby jednak w pełni wykorzystać potencjał jego elementów, warto pokierować się wskazówkami światowej klasy specjalisty - Danielel'a Benedettelliego.

Wprowadzi Cię w świat robotów Lego. Sięgnij po tę książkę i przekonaj się, jak korzystać z dostępnych mechanizmów - kół zębatych, belek, silników i czujników. W trakcie lektury zbudujesz różnego typu roboty, potrafiące omijać przeszkody, odczytywać polecenia lub podążać po narysowanej trasie. Ponadto poznasz dokładnie język programowania, dzięki czemu będziesz mógł zrealizować nawet najbardziej skomplikowane zadania. To obowiązkowa lektura dla każdego posiadacza zestawu Lego Mindstorms. Dzięki niej w pełni wykorzystasz jego możliwości!

W trakcie lektury zbudujesz i zaprogramujesz pięć superfajnych robotów:

Wędrowca, pojazd, który możesz modyfikować w taki sposób, by jechał wzdłuż linii, omijał przeszkody, a nawet wyczyścił podłogę,
Gęś Kapitolińską, dwunożnego robota, którego można zaprogramować do patrolowania pomieszczenia tylko za pomocą programu klocka EV3 (nie potrzebujesz do tego komputera!),
Superauto, opancerzony samochód z napędem na cztery koła i ergonomicznym pilotem wyposażonym w dwa joysticki,
Wartownika, trójnożnego robota kroczącego, który potrafi nagrywać i odtwarzać kodowane kolorami sekwencje poleceń,
Tyranozaura, przerażającego dwunożnego robota, który potrafi znaleźć i doścignąć ofiarę.

Spełnij (...) więcej swoje marzenia o budowie robota!
Spis treści: Wprowadzenie (15)

Zabawa bez komputera (15)
Dla kogo jest ta książka? (15)
Czego potrzebujesz, by móc skorzystać z tej książki? (15)
Oprogramowanie EV3 (15)
Układ tej książki (16)
Strona internetowa (16)
Zaczynajmy wreszcie! (16)

Komiks: Uczeń mechatronika (17)

ciąg dalszy na stronach 33, 63, 85, 104, 116, 124, 153, 199, 215, 254, 275, 321, 336, 388, 411, 434

1. Twój zestaw LEGO MINDSTORMS EV3 (21)

Budowanie bez studów (21)

Ze studami kontra bez studów: różnice strukturalne (21)

Nazywanie elementów (22)

Belki (23)

Belki proste (23)
Belki łamane (23)
Ramki (24)
Cienkie belki i cięgna (24)

Łączniki (24)

Piny i piny z osią (24)

Otwory krzyżowe i okrągłe (25)

Osie i nakładki (26)
Łączniki pinów, łączniki osi oraz łączniki kątowe (27)
Łączniki wielopłaszczyznowe (27)

Koła zębate (28)
Koła, opony i gąsienice (29)
Elementy dekoracyjne (29)
Inne części (30)
Elementy elektroniczne (30)

Różnice pomiędzy zestawami EV3 dostępnymi w sprzedaży detalicznej i zestawami edukacyjnymi (31)
Podsumowanie (32)

2. Budujemy Wędrowca (35)

Moduł podstawowy (37)
Wędrowiec na kołach (41)
Zderzak z czujnikiem dotyku (43)
Wędrowiec ze zderzakiem z czujnikiem dotyku (45)
Moduł podążania wzdłuż linii (46)
Wędrowiec podążający wzdłuż linii (46)
Przedni czujnik podczerwieni (48)
Wędrowiec z przednim czujnikiem podczerwieni (49)
Moduł podążania wzdłuż ściany (50)
Wędrowiec podążający wzdłuż ściany (50)

Alternatywa: Wędrowiec z modułami podążania wzdłuż ściany lub podążania wzdłuż linii (51)

Kurzołapka Dextera (52)
Wędrowiec z kurzołapką (54)

Wariant nr 1: Wędrowiec z kurzołapką i zderzakiem z czujnikiem dotyku (56)
Wariant nr 2: Wędrowiec podążający wzdłuż ściany z kurzołapką (57)

Wędrowiec na gąsienicach (58)
Sekretny projekt: moduł chwytania (62)
Podsumowanie (62)

3. Programowanie (65)

Elementy składowe każdego programu (65)

Sekwencje (66)
Decyzje (66)
Pętle (66)

Programowanie za pomocą programu klocka EV3 (67)
Twój pierwszy program dla klocka EV3 (67)
Paleta bloków (72)

Bloki akcji (72)

Blok ruchu (72)
Blok dużego silnika (73)
Blok średniego silnika (73)
Blok wyświetlacza (74)
Blok dźwięku (74)
Blok lampki statusu klocka EV3 (75)

Bloki oczekiwania (75)

Blok oczekiwania czujnika dotyku (75)
Blok oczekiwania czujnika światła odbitego (75)
Blok oczekiwania czujnika koloru (75)
Blok oczekiwania przycisków klocka EV3 (76)
Blok oczekiwania obrotów silnika (76)
Blok czasu oczekiwania (76)
Blok oczekiwania czujnika podczerwieni (77)
Blok oczekiwania zdalnego nadajnika podczerwieni (77)

Blok pętli (77)
Podsumowanie (78)

4. Zaawansowane programowanie za pomocą programu klocka EV3 (79)

Wędrowiec ze zderzakiem z czujnikiem dotyku (79)
Każemy Wędrowcowi jechać po geometrycznie określonej trasie (80)
Każemy Wędrowcowi podążać wzdłuż linii (80)

Wykorzystywanie programu klocka do podążania wzdłuż linii (81)
Doskonalenie charakterystyki ruchu (81)

Każemy Wędrowcowi podążać wzdłuż ścian (82)

Doskonalenie charakterystyki ruchu (83)

Podsumowanie (84)

5. Programowanie EV3 (87)

Ustawienia oprogramowania EV3 (87)
Przegląd oprogramowania EV3 (87)

Hol (87)
Interfejs programowania (88)
Karta sprzętu (90)
Menu narzędzi (91)
Palety programowania (92)

Bloki akcji (92)
Bloki przebiegu programu (92)
Bloki czujników (92)
Bloki operacji na danych (93)
Bloki zaawansowane (93)
Moje bloki (93)

Właściwości projektu (93)

Podłączanie klocka EV3 do Twojego komputera (94)
Importowanie programu klocka EV3 (95)

Analiza zaimportowanego programu klocka EV3 (96)
Edycja zaimportowanego programu klocka (96)
Dążenie do precyzji (97)

Pokonywanie określonej odległości (98)
Obrót o ściśle określoną liczbę stopni (98)

Eksperymentowanie z blokami akcji (99)
Sterowanie przebiegiem programu (101)

Blok przełącznika (102)

Podsumowanie (103)

6. Eksperymentowanie z systemem podczerwieni EV3 (105)

Zdalny nadajnik podczerwieni (105)
Posługiwanie się zdalnym nadajnikiem podczerwieni jako pilotem (106)
Wykorzystanie bloków czujników i kabli danych (107)
Funkcje oprogramowania EV3 służące usuwaniu błędów programów (108)
Eleganckie wyświetlanie danych za pomocą bloku tekstu (109)
Rozumienie typów danych (110)

Zamiana typu danych (111)

Podążanie za zdalnym nadajnikiem podczerwieni (111)
Wykorzystywanie podstawowych operacji bloku operacji arytmetycznych (114)
Podsumowanie (115)

7. Matematyka leżąca u podstaw magii! (117)

Radzenie sobie z błędem pomiaru (117)
Blok operacji arytmetycznych w trybie zaawansowanym (118)
Blok zaokrąglenia (118)
Blok porównania (120)

Przekształcanie wartości liczbowych w wartości logiczne (120)
Wbudowane bloki porównania (120)

Blok stałej (121)
Doskonalenie naszego programu podążania wzdłuż ściany (121)
Podsumowanie (123)

8. Instrukcje LEGO (127)

Odsłaniamy sekrety belek łamanych (127)
Trójkąty kontra prostokąty (128)
Wydłużanie belek (131)
Wzmacnianie (132)
Łączniki wielopłaszczyznowe (134)
Powtórka z przekładni (135)

Prawidłowe łączenie kół zębatych (135)
Konstruowanie przekładni (137)
Połączenia kół (138)
Przekładnie pod kątem prostym (139)
Przekładnie (142)
Przekładnia ślimakowa (143)
Przekształcenie ruchu (145)

Koncepcje konstrukcji silników (147)

Średni silnik z wyjściem przednim nr 1 (147)
Średni silnik z wyjściem przednim nr 2 (148)
Średni silnik z pojedynczym wyjściem bocznym (149)
Średni silnik z podwójnym wyjściem bocznym (149)
Średni silnik z pojedynczym zredukowanym wyjściem bocznym (150)
Średni silnik z przekładnią (150)
Średni silnik z wieloma wyjściami (151)
Duży silnik z wyjściem poziomym (152)
Opcje przekładni dużego silnika (152)

Podsumowanie (152)

9. Budujemy Gęś Kapitolińską (155)

Jak chodzi Gęś? (155)
Konstrukcja prawej nogi (156)
Konstrukcja lewej nogi (162)
Konstrukcja główna (169)
Konstrukcja lewej stopy (171)
Konstrukcja prawej stopy (174)
Konstrukcja główna (176)
Konstrukcja tylnego wspornika (179)
Konstrukcja przedniego wspornika (184)
Konstrukcja główna (185)
Konstrukcja szyi (191)
Konstrukcja główna (195)

10. Programujemy Gęś Kapitolińską (201)

Program klocka EV3 dla Gęsi Kapitolińskiej (201)

Program (201)
Jak to działa (201)
Uruchamianie robota i rozwiązywanie problemów (202)

Importowanie i edytowanie programu w oprogramowaniu EV3 (203)

Robienie kopii (203)
Modyfikacja programu (203)

Tworzenie bloków własnych za pomocą narzędzia My Block Builder (204)

Tworzenie bloków własnych z gniazdkami wejściowymi i wyjściowymi (206)
Automatyczne dodawanie parametrów i gniazdek wyjściowych do bloków własnych (208)
Dodatkowa konfiguracja bloku własnego (209)

Tworzenie programu zaawansowanego (209)

Blok własny ResetBody (209)
Tworzenie zaawansowanego bloku własnego sterującego kroczeniem (211)
Ostateczny program Gęsi Kapitolińskiej (212)

Blok operacji logicznych (213)
Blok czasomierza (213)
Podsumowanie (214)

11. Budujemy Superauto (217)

Konstrukcja główna (218)
Konstrukcja maski (222)
Konstrukcja główna (225)
Konstrukcja dachu samochodu (239)
Konstrukcja główna (240)
Konstrukcja układu kierowniczego (242)
Konstrukcja główna (244)
Budujemy pilota (248)
Podsumowanie (253)

12. Programujemy Superauto (257)

Dyferencjał elektroniczny kontra dyferencjał mechaniczny (257)
Wykorzystanie zmiennych (258)
Zastosowanie tablic (259)

Stosowanie bloku zmiennej z tablicami liczbowymi i logicznymi (259)
Używanie bloku operacji tablicowych (260)

Zastosowanie bloku przełącznika z wieloma ramkami (260)
Wykonywanie sekwencji równoległych (multitasking) (261)
Budujemy bloki własne (262)

Blok własny ResetSteer (262)
Blok własny Steer (262)
Blok własny Drive (263)
Blok własny ReadRemote2 (264)

Programowanie samochodu do omijania przeszkód (266)
Programowanie samochodu pod kątem zdalnego sterowania (267)
Posługiwanie się tablicami do wyczyszczenia bloku własnego ReadRemote (267)
Programowanie samochodu do podążania za nadajnikiem (269)

Blok własny Sign (269)
Blok własny Saturation (271)
Blok własny ReadBeacon (271)
Blok zakresu (271)
Program FollowBeacon (272)

Wzbogacanie Superauta o syrenę (272)

Blok przerwania pętli (273)
Blok zakończenia programu (274)

Podsumowanie (274)

13. Budujemy Wartownika (277)

Konstrukcja główna (278)
Konstrukcja prawej nogi (282)
Konstrukcja główna (285)
Konstrukcja lewej nogi (285)
Konstrukcja główna (288)
Konstrukcja torsu (292)
Konstrukcja główna (297)
Konstrukcja lewego ramienia (301)
Konstrukcja prawego ramienia (302)
Konstrukcja główna (304)
Konstrukcja tylnej osłony (307)
Podkonstrukcja środkowej części tylnej osłony (309)
Ciąg dalszy konstrukcji tylnej osłony (310)
Podkonstrukcja głowy (311)
Finalizacja konstrukcji tylnej osłony (313)
Konstrukcja główna (316)
Budowa kolorowej kostki (318)
Podsumowanie (320)

14. Programujemy Wartownika (323)

Blok dostępu do pliku (323)

Tworzenie i kasowanie pliku oraz zapisywanie danych (323)
Odczytywanie danych z pliku (324)
Wykrywanie końca pliku (324)

Blok losowania (324)
Budowanie bloków własnych (324)

Blok własny ResetLegs (326)
Blok własny WalkFWD (327)
Blok własny Laser (327)
Blok własny Turn (327)
Blok własny PowerDownFX (328)
Blok własny WaitButton (328)
Blok własny SayColor (328)
Blok własny ExeCode (329)
Blok własny MakeProgram (331)
Blok własny RunProgram (331)
Blok własny MakePrgFile (332)
Blok własny ParseFile (332)
Blok własny RunPrgFile (332)

Programowanie Wartownika do patrolowania (333)
Programowanie Wartownika kolorami w trakcie wykonywania programu (334)
Tworzenie trwałych programów kolorów w trakcie wykonywania programu (334)
Podsumowanie (335)

15. Budujemy Tyranozaura (339)

Konstrukcja główna (340)
Konstrukcja ramy nóg (343)
Konstrukcja główna (345)
Lewa noga (348)
Konstrukcja prawej nogi (353)
Konstrukcja główna (358)
Konstrukcja klocka EV3 (363)
Konstrukcja główna (364)
Konstrukcja głowy i torsu (375)
Konstrukcja główna (385)
Podsumowanie (387)

16. Programujemy Tyranozaura (393)

Budowanie bloków własnych do programu Wander (393)

Blok własny Reset (393)
Bloki własne MoveAbsolute i MoveAbsolute2 (393)
Blok własny Step (394)
Blok własny Roar (394)
Blok własny Chew (394)
Blok własny Look (394)
Blok własny Right (396)
Blok własny Left (396)
Blok własny TurnUntil (397)

Programowanie Tyranozaura do wędrowania (397)
Projektowanie zachowania Tyranozaura (397)
Programowanie automatu skończonego (398)

Struktura ogólna (400)
Stan wyjściowy (400)
Zmienna czasu (400)
Przejścia (400)
Zdarzenia czujnika (401)
Zdarzenia czasomierzy (401)
Zdarzenia przepuszczone przez filtr czasomierza (401)
Działania (402)

Tworzenie bloków własnych dla ostatecznego programu (404)

Blok własny Turn (404)
Blok własny ReadBeacon (404)
Blok własny INIT (405)
Blok własny IDLE (405)
Blok własny HUNGRY (407)
Blok własny SEEK (407)
Blok własny CHASE (408)

Programowanie zachowania Tyranozaura (408)
Podsumowanie (410)

A Lista elementów zestawu EV3 #31313 (413)

B Różnice między zestawami 31313 LEGO MINDSTORMS EV3 a 45544 LEGO MINDSTORMS Education EV3 Core (421)

Urządzenia elektroniczne (421)
Oprogramowanie EV3 (421)
Przekształcanie zestawu domowego w zestaw Education Core (422)
Przekształcanie zestawu Education Core w zestaw do użytku domowego (426)
Przekształcanie zestawu Education Expansion w zestaw do użytku domowego (431)

Skorowidz (435)
O autorze: Daniele Benedettelli jest znany na całym świecie ze swoich niepowtarzalnych robotów LEGO, w tym konstrukcji układających kostkę Rubika, a także robotów humanoidalnych. Jako partner społeczności LEGO MINDSTORMS (MCP) pomaga testować i rozwijać nowe produkty MINDSTORMS. Otrzymał tytuł magistra robotyki i automatyki na Uniwersytecie w Sienie we Włoszech. Na całym świecie wygłasza wykłady i prowadzi warsztaty na temat technologii informatycznych i telekomunikacyjnych, naucza również robotyki w liceach. mniej