Конструируем роботов на LEGO MINDSTORMS Education EV3. Человек—всему мера?

Н. Н. Зайцева, Е. А. Цуканова
КОНСТРУИРУЕМ
РОБОТОВ

на LEGO®
MINDSTORMS®
Education EV3

Лаборатория знаний
Москва
2017

Человек – всему мера?

2-е издание
(электронное)

УДК 373.167
ББК 32.97
З-17

С е р и я о с н о в а н а в 2016 г.
Ведущие редакторы серии Т. Г. Хохлова, Ю. А. Серова

Проект подготовлен под руководством В. Н. Халамова
Зайцева Н. Н.
З-17
Конструируем
роботов
на
LEGO
R○
MINDSTORMS
R○
Education
EV3.
Человек — всему
мера?
[Электронный
ресурс] / Н. Н. Зайцева, Е. А. Цуканова. — 2-е изд. (эл.). —
Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 36 с.). — М. : Лаборатория знаний, 2017. — (РОБОФИШКИ). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10".
ISBN 978-5-00101-535-2
Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБОФИШКИ» поможет вам создавать роботов, учиться и играть
вместе с ними.
Всего за пару часов вы соберёте из деталей конструктора
LEGO
R○ MINDSTORMS
R○ Education EV3 робота, который может
измерять длину любой линии: от прямой до самой извилистой,
причём в любых единицах длины.
УДК 373.167
ББК 32.97

Деривативное электронное издание на основе печатного аналога:
Конструируем роботов на LEGO
R○ MINDSTORMS
R○ Education
EV3. Человек — всему мера? / Н. Н. Зайцева, Е. А. Цуканова. —
М. : Лаборатория знаний, 2016. — 32 с. : ил. — (РОБОФИШКИ). —
ISBN 978-5-00101-019-7.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-00101-535-2
c○ Лаборатория знаний, 2016

2

Издание, которое вы держите сейчас в руках, — это не просто описание и практическое 
руководство по выполнению конкретного увлекательного проекта по робототехнике. 
И то, что в результате вы самостоятельно сумеете собрать своими руками настоящее 
работающее устройство, — это, конечно, победа и успех!
Но главное — вы поймёте, что такие ценные качества характера как терпение, аккуратность, настойчивость и творческое мышление, проявленные при работе над проектом, останутся с вами навсегда, помогут уверенно создавать своё будущее, стать успешным человеком, независимо от того, с какой профессией свяжете жизнь.
   Создавать будущее — сложная и ответственная задача. Каждый день становится открытием, если он приносит новые знания, которые затем могут быть превращены в проекты. Особенно это важно для тех, кто выбрал дорогу инженера и технического специалиста. Знания — это база, которая становится основой для свершений.
Однако технический прогресс зависит не только от знаний, но и от смелости создавать новое. Всё, что нас окружает сегодня, придумано инженерами. Их любопытство, 
желание узнавать неизведанное и конструировать то, чего никто до них не делал, и создаёт окружающий мир. Именно от таких людей зависит, каким будет наш завтрашний 
день. Только идеи, основанные на творческом подходе, прочных знаниях и постоянном 
стремлении к новаторству, заставляют мир двигаться вперёд.
И сегодня, выполнив этот проект и перейдя к следующим, вы сделаете очередной шаг 
по этой дороге.

Успехов вам!

Команда Программы «Робототехника: 
инженерно-технические кадры инновационной России» 
Фонда Олега Дерипаска «Вольное Дело»

Здравствуйте! 

Как видно, ты уже совсем не новичок  
в LEGO, раз добрался до набора LEGO® 

MINDSTORMS® Education EV3 и, конечно, быстро собрал всё, что там предлагалось!

Что же делать теперь? Набор дорогой, 
выбрасывать жалко, а у младшего братика (если он есть) пока другие игрушки. 
Не расстраивайся! Мы тебе поможем. 
Из этого набора можно собрать ещё 
много интересных и полезных вещей. Например, робота, который может измерять 
длину любой линии: от прямой до самой 
извилистой, причём в любых единицах 
длины.

Задумайся над этим!
Фактически за какой-то час работы ты 
сумеешь пройти многовековой путь изобретателей прошлого! 

Почему в настоящее время такое стало 
возможно? Можно ли изобрести что-нибудь новое, не зная, какие машины и механизмы существовали в прошлом? Как 
интересней работать — одному или вместе с другом? 

Внимание!
Ты можешь собрать свои достижения 
в робототехнике в электронное портфолио! Фотографируй или фиксируй 
на видео результаты своей работы,  чтобы потом  представить их для участия 
в творческих конкурсах. Результаты конкурсов и олимпиад засчитываются при 
поступлении в профессиональные учебные заведения. 

Дорогой друг!

Людям с незапамятных времён всегда нужно было что-то измерять. Как же ещё построить себе жилище по размерам и понять, поместится ли там вся семья? Или какого размера должна быть заслонка, чтобы закрыть печь? А как понять, далеко ты живёшь от 
своего друга или вы совсем близко? 
Именно для этого люди и научились делать замеры длины, ширины, высоты, измерять расстояния. Но какими же инструментами люди могут измерять разного рода поверхности? 

Рис. 1

Это линейка (рис. 1) — знакомый тебе с детства измерительный инструмент. С её помощью можно  определить размеры любой плоской поверхности и получить их численное выражение в сантиметрах или миллиметрах.
А это строительная рулетка (рис. 2) — усовершенствованная компактная линейка, на 
которую нанесены разные единицы измерения длины: сантиметры, метры, дюймы. Рулеткой измеряют помещения, строительные конструкции и, с некоторой погрешностью, 
даже неровные поверхности.
Видов измерительных инструментов 
довольно много, однако люди ещё до их 
изобретения  умели и считать, и измерять 
что-либо. Как же они это делали?
Да очень просто! Человек сам был всему мерой!
Первые представления о числе появились у людей в глубокой древности.  
Они возникли из необходимости подсчёта количества людей, животных, плодов, 

Рис. 2

История мер длины

различных изделий и других предметов. 
На ранних ступенях развития общества 
люди почти не умели считать. Они отличали друг от друга два и три предмета вместе. Например, о численности группы из 
двух предметов они говорили: «Столько 
же, сколько глаз у человека», а о 20 предметах — «Столько же, сколько пальцев  
у человека». Потом считали на пальцах. 
Когда пальцы на одной руке кончались, 
переходили на другую, а если на двух 
руках не хватало, переходили на ноги. 
По этому, если говорили, что у него «две 
руки и одна нога кур», это означало, что  
у него 15 кур, а если у кого-то было  
20 коз, это называлось «весь человек», то 
есть две руки и две ноги.
Что же касается мер длины, то  
в Древней Руси люди пользовались тремя основными: «пядь», «локоть», «сажень». Выражение «семи пядей во лбу» 
используют в разговоре об очень умном 
человеке, имея в виду, что его ум настолько велик, что лоб разросся до семи пядей.
В Древней Руси о богатырях говорили: «У него косая сажень в плечах».  
А сколько это в сантиметрах? Можно 
ли измерить длину предмета древнерусскими мерами длины? Ответить на эти  
вопросы тебе поможет этот замечательный проект.

СТАРИННЫЕ МЕРЫ ДЛИНЫ 

НА РУСИ

Начнём с самых маленьких.

1.
Вершок (рис. 3). Наименование
происходит от слова «верх» (пальца). 
Вершок упоминается в «Торговой книге», 
документе XVI века, как 1/16 аршина. 
Существовали доли вершка: «полвершки» и «четверть вершки».

Рис. 3

2.
Пядь (рис. 4). Пядей было несколько: 
малая пядь — расстояние между раздвинутыми большим и указательным 
пальцами, соответствует 19 см; большая 
часть кирпичей XII века имеет ширину  
в пядь, то есть 19 см;
большая (или великая) пядь — расстояние между большим пальцем и мизинцем — около 22–23 см; 
пядь с кувырком — пядь с добавлением 
двух суставов указательного пальца — 
около 27–31 см.

Рис. 4

3.
Локоть (рис. 5) — расстояние от
локтевого сустава до концов вытянутых 
пальцев, соответствует двум большим 

ткани было выгодно иметь большой рост 
или маленький? 
Все эти термины: пядь, локоть, сажень, верста, поприще встречаются уже 
в XI–XII веках. Меры длины, как и другие меры, не отличались устойчивостью 
и в период феодальной раздробленности 
на Руси колебались от одного княжества к другому, а также изменялись и во  
времени.

пядям. Эту меру длины чаще всего использовали для измерения ткани. 

4.
Аршин (рис. 6). Эта мера заимствована с Востока. Считается, что её 
наименование происходит от наименования турецкой меры длины «аршин»  
(27, 9 дюйма = 70,9 см) или от персидского слова «арши» — длина; на аршин обычно наносили деления в вершках.

5.
Сажень (см. рис. 5). Наименование «сажень» происходит от глагола «сягать» («досягать», «досягаемый»). 
6.
Верста. Для определения больших
расстояний в Древней Руси существовала 
верста, или поприще. Верста была самой 
крупной единицей длины. Она складывалась из саженей. Учитывая, что сажень 
у каждого была своя, то в версте было от 
500 до 750 саженей. Сейчас принято, что 
1 верста = 1140 метров.
Тебе уже понятно, что результат измерения длины зависел от роста человека. Как ты думаешь, купцу при продаже 

Рис. 5

Рис. 6

Обозначения:
В тексте тебе встретятся обозначения, которые мы сейчас поясним на примерах.
1.
Балка № 7 — это балка с семью отверстиями.
2.
3-модульный штифт — штифт, длина
которого равна длине балки № 3.
3.
Ось № 5 — ось, длина которой равна
длине балки № 5.

Оборудование:
• Базовый
набор 
LEGO® 
MINDSTORMS® Education EV3.
• Компьютер 
(минимальные 
системные требования): Windows XP, Vista,
Windows 7, Windows 8 (за исключением METRO), Windows 10 (32/64 бит),
оперативная память не менее 1 Гб, процессор — 1,6 ГГц (или быстрее), разрешение экрана — 1024 600, свободное
место на диске — 5 Гб.
• Программное 
обеспечение 
LEGO®

MINDSTORMS® 
Education EV3
(LME-EV3).

Рассмотри 
модель 
робота-измерителя, 
собранную 
на 
основе 
набора 
LEGO® 
MINDSTORMS® Education EV3.
Попробуй выделить на ней рабочие детали — мотор и измерительное колесо. 
Попробуй собрать эту модель.
Обрати внимание, в конце книги в таблице даны все детали, которые потребуются 
тебе для сборки. Эта таблица поможет быстро найти то, что необходимо, и не ошибиться 
при конструировании.
Вот так выглядит робот-измеритель, которого тебе предстоит собрать.

Этап 1. Устройство  
робота-измерителя

ШАГ 1. СБОРКА ОСНОВАНИЯ 
ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ МОТОРА

1.
Переверни программируемый модуль
экраном вниз.
2.
Со стороны портов, обозначенных
цифрами, вставь по одному чёрному
штифту в крайние боковые модули.

Детали для сборки: 
• программируемый модуль EV3, 1х;
• балка № 9, серая, 1х;
• двойная угловая балка 3 7, белая, 1х;
• соединительный 
штифт, 
2-модульный, синий, 1х;
• соединительный 
штифт, 
2-модульный, чёрный, 4х.

Этап 2. Сборка  
робота-измерителя

3.
На этих штифтах закрепи балку № 9,
как показано на рисунке.

4.
Со стороны портов, обозначенных
буквами, вставь во второй модуль синий штифт, а в четвёртый и шестой —
чёрные штифты.