Инструкции и руководства LEGO MINDSTORMS EV3¶
Инструкции LEGO MINDSTORMS EV3 — это комплект технической документации и обучающих материалов, сопровождающих образовательный робототехнический набор LEGO MINDSTORMS EV3, выпущенный компанией LEGO Group в 2013 году. Инструкции включают в себя сборочные схемы моделей, руководства по программированию кирпичей-контроллеров, учебные пособия для занятий и справочные материалы по элементам набора.
¶Состав инструкций
Стандартный набор LEGO MINDSTORMS EV3 (номер по каталогу 31313) включает печатные инструкции по сборке базовых моделей. Комплект документации условно подразделяется на несколько категорий:
- Сборочные инструкции — пошаговые схемы сборки роботов из деталей набора, выполненные в фирменном стиле LEGO с наглядной визуализацией каждого шага;
- Руководство пользователя — краткое описание блока EV3, портов подключения, кнопок управления и индикаторов;
- Программные руководства — инструкции по работе с программным обеспечением EV3 Home Edition и EV3 Classroom;
- Образовательные материалы — учебные проекты и уроки для занятий в школах и кружках.
¶Блок EV3 и его документация
Центральным элементом набора является программируемый кирпич EV3 (программируемый контроллер), оснащённый процессором ARM9, портами USB, microSD, выходом на дисплей 178×128 пикселей, четырьмя портами для моторов (A–D) и четырьмя портами для сенсоров (1–4). Инструкции по эксплуатации блока описывают:
- Процедуру включения и выключения устройства;
- Порядок обновления прошивки;
- Работу с файловой системой блока;
- Подключение исполнительных механизмов и датчиков;
- Использование встроенного меню навигации.
¶Программирование и программные инструкции
Для программирования блока EV3 используются две основные среды разработки:
¶EV3 Home Edition (LabVIEW)
Графическая среда на основе платформы LabVIEW от National Instruments. Программы создаются из блоков, соединяемых в последовательности. Инструкции по программированию описывают набор блоков: движение, звук, свет, дисплей, логика, потоки управления, математика, сравнение и пользовательские блоки. Среда позволяет создавать программы из последовательностей блоков, управлять скоростью моторов, обрабатывать сигналы датчиков и выводить информацию на экран кирпича.
¶EV3 Classroom
Обновлённая образовательная среда, основанная на Scratch, выпущенная для учебных классов. Инструкции к ней ориентированы на педагогов и включают готовые учебные модули.
¶Инструкции по сборке моделей
В базовом наборе 31313 предусмотрены инструкции по сборке трёх базовых роботов:
| Модель | Описание | Основные элементы |
|---|---|---|
| Track3r | Гусеничный робот | Моторы, датчик расстояния |
| EV3RSTORM | Гуманоидный робот-стрелок | Моторы, датчик цвета |
| SPIK3R | Шестиногий робот | 6 моторов, датчик наклона |
| GRIPP3R | Робот-манипулятор | Моторы, захват |
| R3PTAR | Змеевидный робот | Моторы, датчик наклона |
Дополнительно к каждому набору выпускаются расширенные комплекты (например, LEGO MINDSTORMS Education EV3 45544), инструкции к которым включают больше моделей и учебных проектов.
¶Образовательные материалы
Компания LEGO разработала серию учебных материалов для использования EV3 в образовании:
- EV3 Discovery Educator Guide — вводное руководство для преподавателей;
- EV3 Core Set Educator Guide — развёрнутые уроки по механике, программированию и инженерии;
- EV3 Expansion Set Guide — материалы для расширенных проектов;
- EV3 Science Guide — интеграция робототехники с естественнонаучными дисциплинами.
В русскоязычных школах и кружках робототехники распространены переводные версии этих материалов, а также авторские учебные пособия, адаптированные к российским образовательным стандартам.
¶Неофициальные инструкции и сообщество
Помимо официальной документации, существует развитое сообщество энтузиастов, создающее собственные инструкции по сборке роботов. На специализированных платформах (Rebrickable, MOCpages, Eurobricks) публикуются пользовательские инструкции (MOC — My Own Creation) для моделей, собранных из деталей EV3 и других наборов LEGO. Часть таких инструкций распространяется бесплатно, часть — на коммерческой основе.
Дополнительно энтузиастами разрабатываются альтернативные прошивки и инструменты программирования, например:
- ev3dev — операционная система Linux для блока EV3, позволяющая программировать робота на Python, C и других языках;
- EV3Py — библиотека Python для управления блоком;
- Brickello — альтернативная среда программирования.
¶Применение
Инструкции EV3 находят применение в школах, техникумах, вузах, кружках робототехники и на соревнованиях по робототехнике, таких как FIRST LEGO League и World Robot Olympiad. В России наборы EV3 используются в рамках дополнительных образовательных программ и на всероссийских соревнованиях по робототехнике.
Источники:
- LEGO Group. MINDSTORMS EV3 Getting Started Guide (31313)
- LEGO Education. EV3 Core Set Educator Guide
- National Instruments. LabVIEW Programming Reference for LEGO MINDSTORMS EV3
- ev3dev Documentation. https://ev3dev.org