Конструируем роботов на LEGO® MINDSTORMS® Education EV3. Сборник проектов №2

КОНСТРУИРУЕМ
РОБОТОВ

MINDSTORMS
Education EV3
наLEGO

®
®

Сборник 
проектов № 2

Электронное
издание

Лаборатория знаний
Москва
2020

УДК 373.167
ББК 32.97
К65

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
А в т о р ы:
Салахова А. А. (проект «Кормушка для питомца» в соавторстве);
Красных А. В. (проект «Кормушка для питомца» в соавторстве);
Тарапата В. В. (проект «Крутое пике» в соавторстве);
Рыжая Е. И. (проект «Крутое пике» в соавторстве);
Удалов В. В. (проект «Крутое пике» в соавторстве);
Валуев А. А. (проект «Который час?»);
Стерхова М. А. (проект «Секрет ткацкого станка»)

К65
Конструируем
роботов
на
LEGO

R○
MINDSTORMS

R○

Education EV3. Сборник проектов № 2 / сост. Ю. А. Серова. — Электрон. изд. — М. : Лаборатория знаний, 2020. —
285 с. — (РОБОФИШКИ). — Систем.
требования:
Adobe
Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст :
электронный.
ISBN 978-5-00101-880-3
Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБОФИШКИ» поможет вам создавать роботов, учиться и играть
вместе с ними.
В сборник № 2 вошли четыре проекта, с помощью которых
вы сможете собрать роботов, выполняющих различные задачи:
автоматическую кормушку для питомца, робота-авиасимулятора,
роботизированные часы с кукушкой, а также ткацкий станок.
Для технического творчества в школе и дома, а также для
занятий в робототехнических кружках.
УДК 373.167
ББК 32.97

Деривативное издание на основе печатного аналога: Конструируем роботов на LEGO

R○ MINDSTORMS

R○ Education EV3. Сборник
проектов № 2 / сост. Ю. А. Серова. — М. : Лаборатория знаний,
2020. — 282 с. : ил. — (РОБОФИШКИ). — ISBN 978-5-00101-2436.

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 978-5-00101-880-3
c○ Лаборатория знаний, 2020

2

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, ты можешь собрать: 
• автоматическую кормушку для питомца;
• робота-авиасимулятора;
• робота, способного измерять время и имитировать работу аналоговых (стрелочных) часов, да ещё и добавишь к нему кукушку,
оповещающую о каждом новом часе;
• ткацкий станок, на котором можно соткать фенечки, ленточки,
одежду для кукол, эмблемы любых футбольных клубов.

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 ро бототехнике 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!

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® MIND STORMS®

Education EV3.
• Компьютер (минимальные системные
требования): Windows XP, Vista, Win dows 7, Win dows 8 (за исключением
METRO), 
Win dows 10 
(32/64 бит), 

опера тивная память не менее 1 Гб,
процессор — 1,6 ГГц (или быстрее),
разрешение экрана — 1024 600, свободное место на диске — 5 Гб.
• Программное
обеспечение 
LEGO® 
MIND STORMS®
Education 
EV3 
(LME-EV3).

Кормушка  

для питомца

Давай немного пофантазируем. Представь, что после школы ты пошёл 
в секции, а потом — как же иначе — пошёл погулять с друзьями. Дворовый футбол! Или хоккей? Нет разницы, но домой ты пришёл поздно. 
В прихожей — стащил с ног ботинки, добрался поскорее до комнаты и 
упал лицом в подушку. 

Миау! Ми-и-и-а-а-у!
Знакомы эти звуки? Ты ничего не забыл? Как говорил известный 
французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери, мы в ответе за тех, 
кого приручили. И твой любимый котик ничуть не виноват, что ты 
или твоя младшая сестрёнка забыли его покормить! Он же живой. 
Ему хочется есть. К сожалению, не все хозяева успевают вовремя следить за рационом своих любимых питомцев. Это обусловлено высокой занятостью в течение дня как взрослых, так и детей. Чем меньше 
животное, тем обычно быстрее протекает его обмен веществ. И если 
взрослый человек может потерпеть без обеда, то даже тебе уже трудно! Что говорить о бедном коте, который не может самостоятельно 
открыть холодильник и налить себе тарелку вчерашнего супа. Кстати, если питомец сам решит найти еду и стащит что-то со стола, это 

Сытый питомец —
довольный питомец

может крайне негативно сказаться на его здоровье. Аналогичная ситуация касается собак.
Котятам и старым кошкам часто требуется соблюдать особый рацион, предусматривающий кормление по расписанию. Им важно получать 
все элементы для крепкого здоровья, но малыши не всегда могут точно 
определить, сколько они способны съесть. Ещё хуже дело обстоит у 
рыбок и жителей террариумов и экзотариумов: им нужно строго дозировать рацион. 
Чтобы решить эту проблему, были придуманы автоматические кормушки для домашних питомцев. Они бывают различных типов. Чаще 
всего в них предусматривается выдача еды по таймеру (через определённое время), в более продвинутых допускается установка расписания 
в зависимости от часов реального времени.
На самом деле необходимость в автоматических кормушках возникла 
в первую очередь не для домашних любимцев, а для хозяйственных 
животных, например коров или кур. Кроме ферм, автоматические кормушки и поилки устанавливаются в 
заказниках и заповедниках. На подворьях с большим количеством скота 
автоматические кормушки являются 
средством безопасности! Они позволяют избежать попадания воды или 
влажного корма в сухой, закрывают 
доступ бактерий и грязи к нетронутому корму и дают ровно столько еды, 
сколько съест животное, что обеспечивает для него чистоту и комфорт. 
Для человека это тоже важно! В про
Кстати! 
Часы реального времени (ЧРВ) — это 
специальная электронная схема, которая 
состоит из автономного источника питания 
и учитывающего устройства. В отличие от 
таймера, который хранит время от запуска таймера или самого устройства, ЧРВ 
сохраняет 
информацию 
о 
проходящем 
времени всегда (естественно, в пределах 
возможностей его источника питания).

тивном случае он может тоже заразиться — не только от контакта с 
коровой, но и через молоко или мясо.
Животные быстро привыкают к использованию автоматических 
средств и приучаются нажимать на определённые кнопки или рычажки, 
зная, что за этим последует лакомство. Правда, некоторые начинают 
искать способы добраться и до других автоматов, предназначенных для 
людей, как косуля на фотографии. 
И всё же, преисполнившись важности момента, вспомни о своём любимом питомце! Мы предлагаем тебе самому собрать и запрограммировать автоматическую кормушку для питомца. Она будет выдавать корм 
через определённое время. Готов к великому делу на пользу кота?
Вперёд, зооинженер!

Рассмотри автоматическую кормушку для питомца, собранную на основе набора LEGO® MINDSTORMS® Education EV3. 
Попробуй выделить в ней рабочие детали — лоток для подачи корма, запирающий механизм, блок управления подачей. Куда кот должен 
нажать своей мягкой лапкой? Что тогда будет происходить? Почему 
конструкция не переворачивается даже с тяжёлым кормом и где находится её центр тяжести?
Обрати внимание, в конце проекта дан перечень всех деталей, которые потребуются тебе для сборки. Этот перечень поможет быстро найти то, что необходимо, и не ошибиться при конструировании.
Вот так выглядит автоматическая кормушка, которую ты соберёшь 
(рис. 1).

Кстати! 
Несмотря на то что на платах компьютеров всегда присутствуют часы реального 
времени (именно благодаря им до входа 
в систему компьютер знает, какой сейчас 
год, месяц, день и даже время), ты будешь использовать обычный таймер.
Дело в том, что стандартная система, 
установленная на твой блок EV3, и среда программирования LME имеют доступ 
только к таймеру. На официальном сайте 
не указано, есть ли схема часов реального времени на основной плате блока, 
но опознать её без документации мы не 
смогли. Скорее всего, при установке альтернативных систем (например, Debian) 
на блок, EV3 использует время сети.
Рис. 1. Автоматическая кормушка

Этап 1. Устройство 
кормушки

ШАГ 1.  СБОРКА ОСНОВАНИЯ КОРМУШКИ

1.
Возьми две белые балки № 15 и
вставь снизу в первые и последние модули по одному чёрному
штифту, а в третьи модули вставь
серые 
угловые 
соединительные
штифты 
так, 
чтобы 
крепления
были направлены влево.

2.
Вставь снизу по одному красному
2-модульному штифту с втулкой
в четвёртые модули белых балок
№ 15.

Детали для сборки:

• балка № 15, белая, 2х;

• балка № 13, серая, 2х;
• балка № 3, красная, 1х;

• соединительный штифт, 2-модульный,

чёрный, 6х;

• соединительный штифт, 2-модульный,

синий, 2х;

• соединительный 
штифт 
со 
втулкой,

3-модульный, красный, 4х;

• угловой 
соединительный
штифт, 

3 3-модульный, серый, 2х;

• датчик касания, 1х;

• модуль EV3, 1х.

Этап 2. Сборка 
автоматической кормушки