Конструируем роботов на LEGO® MINDSTORMS® Education EV3. Робочист спешит на помощь!
Покупка
Издательство:
Лаборатория знаний
Автор:
Валуев Алексей Александрович
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 54
Возрастное ограничение: 6+
Дополнительно
Вид издания:
Практическое пособие
Уровень образования:
Дополнительное образование
ISBN: 978-5-93208-535-6
Артикул: 674392.02.99
Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБОФИШКИ» поможет вам создавать роботов, учиться и играть вместе с ними. С помощью деталей конструктора LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 вы сможете собрать робота, способного самостоятельно протирать пыль на любых горизонтальных поверхностях, а также доводить до блеска покрытие рабочего стола. Для технического творчества в школе и дома, а также на занятиях в робототехнических кружках.
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
КОНСТРУИРУЕМ РОБОТОВ на MINDSTORMS Education EV3 LEGO Робочис т спешит на помощь! 2-е издание, электронное Лаборатория знаний Москва 2021
УДК 373.167 ББК 32.97 В15 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 Валуев А. А. В15 Конструируем роботов на LEGO R ○ MINDSTORMS R ○ Education EV3. Робочист спешит на помощь! / А. А. Валуев. — 2-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2021. — 54 с. — (РОБОФИШКИ). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный. ISBN 978-5-93208-535-6 Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБОФИШКИ» поможет вам создавать роботов, учиться и играть вместе с ними. С помощью деталей конструктора LEGO R ○ MINDSTORMS R ○ Education EV3 вы сможете собрать робота, способного самостоятельно протирать пыль на любых горизонтальных поверхностях, а также доводить до блеска покрытие рабочего стола. Для технического творчества в школе и дома, а также на занятиях в робототехнических кружках. УДК 373.167 ББК 32.97 Деривативное издание на основе печатного аналога: Конструируем роботов на LEGO R ○ MINDSTORMS R ○ Education EV3. Робочист спешит на помощь! / А. А. Валуев. — М. : Лаборатория знаний, 2018. — 49 с. : ил., [2] с. цв. вкл. — (РОБОФИШКИ). — ISBN 978-5-00101-084-5. 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 978-5-93208-535-6 © Лаборатория знаний, 2017 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, — конечно, победа и успех! Но главное — вы поймёте, что такие ценные качества характера, как терпение, аккуратность, настойчивость и творческая мысль, проявленные при работе над проектом, останутся с вами навсегда, помогут уверенно создавать своё будущее, стать реально 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, ты можешь собрать робота, способного самостоятельно протирать пыль на любых горизонтальных поверхностях, а также доводить до блеска покрытие своего рабочего стола. 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 интереснее ра бо тать — одному или вместе с другом? Может быть, ты продолжишь конструировать роботов и создавать полезные для людей гаджеты, а может, станешь разработчиком игр? Или через несколько лет войдёшь в историю как человек, который распечатал на 3D-принтере собственный дом? Всё возможно! Но и покорение всех этих вершин начинается с маленьких шагов — одним из самых важных и является робототехника! 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!
Ещё с давних времён чистоте и соблюдению гигиены придавалось огромное значение. Знаешь ли ты, что в Древней Греции Гигиея (олицетворение гигиены) была настоящей богиней, почитаемой наравне с Аресом, Афиной, Герой и другими хорошо тебе известными по мифам обитателями Олимпа? Имя богини произошло от греческого слова «сила». Таким образом, гигиена — это сила. Храмы Гигиеи возводились по всей Греции с VII в. до н. э., а статуям не было числа (рис. 1). Греки также использовали мыло, которое уже было в ходу в Вавилоне и Египте, а римляне даже применяли губки, пемзу и специальные скребки (стригил). Кроме того, в Греции и Италии и колониях к концу I в. до н. э. во многих городах был проведён водопровод. Однако, несмотря на любовь к водным процедурам, в Древнем мире не уделяли должного внимания уборке помещений, вследствие чего личная гигиена оказывалась фактически бесполезной: всё сразу же пачкалось в накопившейся на стенах копоти и саже. Средневековье, пришедшее вместе со свержением и уничтожением «языческого» наследия, отбросило технический прогресс назад. Так, были разрушены термы (общественные бани), в которых римские граждане привыкли мыться, поскольку теперь они считались аморальными и порочными. Большее внимание стало уделяться вере и чистоте души, в то время как проблемы с состоянием тела и здоровья стали расцениваться как ниспосылаемые Господом испытания. Медицина также стала подпольной. Поскольку фактически не осталось мастеров, знавших тонкости в организации очистных сооружений и обслуживании городского хозяйства с гигиенической точки зрения, города пришли в упадок. Именно поэтому эпоху Средневековья и называют «Тёмными веками». Рис. 1. Богиня Гигиея История гигиены помещений
Интересно знать! В индийском городе Мохенджо-Даро, основанном на рубеже III–II тысячелетий до н. э., архитекторами была проложена сложная разветвлённая сеть канализации (рис. 2). В XVIII в. в Париже, столице Франции, являющейся сегодня законодателем мировой моды и красоты, не существовало системы канализации: у каждого дома была собственная постоянная и неочищаемая выгребная яма. Улицы зарастали грязью, по ним не возможно было пройти (рис. 3). Порой прохожие теряли сознание от охвативших город зловоний. Кроме того, численность населения городов увеличивалась: под гнётом феодалов, бедствуя, крестьяне перебирались из деревень на новые места. Домов хватало не на всех, поэтому многие «новые горожане» селились прямо на улицах. Отходы скапливались из года в год. С улиц грязь заносилась в дома на обуви, одежде и коже. Повсеместно были распространены блохи, вши и другие паразиты. Кстати, ведь именно блохи, которые перемещались по странам в шерсти крыс, были разносчиками «чёрной смерти» — чумы. Кроме того, существовало суеверие, что через распаренную горячей водой кожу в организм проникают болезни. Особенно страдали города некогда прекрасной Италии, где господствовал способствующий разложению и гниению тёплый влажный климат. Однако печальная участь постигла в основном католическую Европу. Например, в Османской империи было принято регулярно посещать бани. Мужские и женские бани находились в разных частях богатых домов, а более бедное население довольствовалось общественными за Рис. 2. Древняя система канализации
ведениями, которые спонсировались государством. Улицы османских городов также убирались. Религия не только не запрещала, но и поощряла соблюдение чистоты. В каждом богатом доме были специальные люди, обычно женщины, которые занимались наведением порядка, включая подметание и мытьё полов. В Азии также большое внимание уделялось гигиене и чистоте жилищ. Например, об этом свидетельствуют страшные традиционные сказки японцев о специфических ни (злых духах, примерно как бесы и черти) и ёкаи (аналог славянской нечисти), наказывающих живущих в грязи и не убирающихся людей. Действительно, многие болезни в Японию и королевство Корё (современные Южная и Северная Корея) были завезены именно европейцами в период открытия границ. На Руси люди, не содержащие свой дом в чистоте, также осуждались обществом. Для гигиены использовалось мыло, одежда стиралась особым образом с золой, а дома тщательно подметались вениками и убирались. Конечно, стены также были покрыты сажей и копотью от печей, особенно зимой, но несколько раз в год проводилась большая уборка, в которой участвовали все члены семьи. Изначально дни наведения порядка совпадали с языческими праздниками, приуроченными к определённым астрономическим явлениям, затем к церковному календарю. Ты уже понял, что для соблюдения гигиены и сохранения здоровья крайне важно заниматься уборкой. Обычно выделяют три вида уборок: лёгкую (поверхности очищаются только от видимых пятен, а также вы Рис. 3. Картина Питера Брейгеля Старшего «Фламандские пословицы»
носится мусор), регулярную (ежедневную или еженедельную, при которой протираются видимые поверхности и раскладываются по своим местам вещи) и генеральную (при которой очищается любая минимальная поверхность, включая окна и зеркала, щели между дверями и т. д.). Существуют и другие классификации уборок, например по количеству используемой воды: сухая, влажная и мокрая уборки. При сухой уборке пыль и мусор механически удаляются с помощью сухой салфетки и веника или же с помощью механических подметальных машин, а также электровеников, электрощёток и пылесосов. Такой способ отлично подходит для ежедневной уборки, но не избавляет от паразитов и аллергенов, находящихся на коврах и в труднодоступных участках. В этом случае прибегают к влажной уборке полов — это чистка поверхностей и удаление грязи с использованием небольшого количества воды и чистящих средств. Обычно для влажной уборки используют отжатые после стирки тряпки, салфетки либо применяют швабры или моющие пылесосы. Швабра (от нем. Schwabber) — самый распространённый и один из наиболее эффективных инструментов для уборки, который есть в каждом доме. Она представляет собой длинную деревянную рейку с горизонтальной перекладиной внизу, на которую наматывается половая тряпка. В последние годы хозяйки используют тряпки из микроволокна — специального впитывающего материала; такую тряпку можно использовать даже для сухой уборки. Ещё более эффективным является применение швабр с мопами — половыми тряпками, удобно фиксирующимися на перекладине благодаря пошиву (рис. 4). Обычно они производятся из хлопчатобумажного материала или микрофибры и используются вместе с ручкой и крепежом (флаундером). Мопы бывают двух видов: верёвочные (похожие на шерсть пастушьих собак породы пули) или плоские, прикрепляемые с помощью липучек. Швабры предназначены для уборки в труд нодоступных местах, например под шкафом или кроватью. Стоит отметить, что влажная уборка полов и полок способствует увлажнению воздуха, профилактике аллергических, лёгочных, инфекционных и бронхиальных заболеваний и уничтожению клещей, блох и других паразитов. Последний вид уборок — это мокрая уборка. Чем она отличается от влажной? Объёмом воды! При мокрой уборке используется большой объём воды и моющих средств. Обычно к этому способу уборки прибегают только во время комплексных работ, после ремонта или же при значительных загрязнениях, с ко торыми не удалось справиться при влажной уборке. Мокрая уборРис. 4. Швабра с мопами
ка проводится в несколько этапов и занимает достаточно много времени, зато сопровождается дезинфекцией убираемого помещения. Однако её нельзя проводить, если в доме имеется ламинат, паркет или любое иное неводостойкое покрытие. Для ручной мокрой уборки применяют также швабры с мопами, добавляя очищающие средства и используя мопы для строго отведённых областей (одна зона — один моп), или же поломоечные машины в общественных зданиях, на платформах метро и производственных площадях. Итак, оптимальной является влажная уборка. Как же сделать её удобнее и сэкономить время? Механизировать! Для очистки или полировки напольных покрытий применяется машинка под названием «полотёр». Она состоит из нескольких круглых вращающихся щёток из щетины и шайб из сукна или фетра, приводимых в движение электромотором. Такая машинка позволяет многократно сэкономить силы и время на уборку. «Отцом» полотёра является австро-венгерский инженер Альфред Погранец, придумавший своё детище в 1904 г. К сожалению, его проект был несовершенен и инженер вскоре обанкротился. Но идея осталась жить. В 1912 г. полотёр Victor фирмы AEG, доработанный Эрнстом Франке, поступил в серийное производство. Конструкция отличалась простотой и содержала лишь электродвигатель, съёмный фетровый диск и одну щётку (рис. 5). Однако заслуга Франке была в другом: он просчитал компенсацию момента силы, благодаря чему оператор полотёра мог легче перемещать машинку по всем направлениям. В СССР термин «полотёр» получил более общий смысл: им стали именовать любые машинки для очистки полов независимо от Рис. 5. Одна из первых моделей полотёров Кстати! Сегодня уборку часто называют на английский манер — клинингом. В крупных компаниях существуют целые клининговые отделы, занятые поддержанием чистоты и экологической безопасности рабочих мест сотрудников.
того, являются ли они ручными, механическими или электрическими. Сегодня полотёры обычно имеют от одной до четырёх неподвижных или, наоборот, вращающихся щёток, электродвигатель (15 тыс. оборотов в минуту), щёткодержатели, ручки для удобного перемещения по поверхности, набор шайб и корпус. Принцип передачи вращения щёткам может быть совершенно любой, включая зубчатую или ременную передачу. Главное, чтобы они двигались со скоростью 600–900 оборотов в минуту. Более усовершенствованные модели комбинируются с пылесосом, имеют «плавающие» щётки, специальные контейнеры для жидкости и множество дополнительных насадок. Отлично! Но как ещё можно упростить себе жизнь? Сделать так, чтобы полотёром не нужно было управлять вручную! И да, ты уже догадался, в этом тебе поможет робот! Вперёд, старший специалист клинингового отдела! 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 8 (за исключением METRO), Windows 10 (32/64 бит), а также оперативная па мять 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).