Lego Mindstorms EV3

Lego Mindstorms EV3 Robot

Lego Mindstorms EV3 on Lego Mindstormsi kolmanda põlvkonna robot. Tegu on järjega Lego Mindstorms NXT 2.0 teisele generatsioonile. Lühend "EV" tähistab evolutsiooni eelnevatest NXT seeriatest. Ametlikult anti tootest teada 4. jaanuaril 2013 ja see jõudis poelettidele 1. septembril 2013.^[1]

Lego Mindstorms ajalugu

1998. aastal tutvustati esimest Lego Mindstormsi, mis oli esimene Lego juhtplokk koos kahe mootori, kahe puuteanduri ja ühe valgusanduriga, mida sai firma teiste klotsidega ühendada. See on Lego enimmüüdud komplekt. Ülemaailmselt on selle avaldamise ajast müüdud üle ühe miljoni komplekti.^[2]

2006. aastal avaldati Lego Mindstorms NXT 1.0. See oli esimene Lego robot, millel oli nii koduseks kui haridusasutustes kasutuseks mõeldud komplektid. See koosnes 577 tükist. Lisaks programmeeritavale juhtplokile kuulusid komplekti ka kolm servomootorit, valgus-, heli-, kaugus- ja puuteandurid.

2009. aastal avaldati Lego Mindstorms NXT 2.0. See komplekt sisaldas lisaks uuenenud programmeeritavale juhtplokile ja kolmele servomootorile ka kahte puuteandurit, ühte valgus- ja kaugusandurit.

2013. aastal avaldati Lego Mindstorms EV3.

Lego Mindstorms Education EV3 komplekt

Lego Mindstorms Education EV3 komplekt (toote kood 45544) on klassiruumides kasutamiseks optimeeritud ja see sisaldab kõike, mida on vaja robotite ehitamise ja programmeerimise õpetamiseks. Lisaks klotsidele, anduritele ja mootoritele sisaldab komplekt ka mugavat lahtrite süsteemi, kus saab detaile süsteemselt hoida. Komplekt koosneb kolmest interaktiivsest sisseehitatud pöördeanduriga servomootorist, ultraheliandurist, värviandurist, güroskoopandurist, kahest puuteandurist, akust, ühenduskaablitest, pallrattast, 541 Lego Technic klotsist, USB kaablist, programmeeritavast juhtplokist ja ehitusjuhenditest.

Lego Mindstorms EV3 komplekt

Lego Mindstorms EV3 komplekt (toote kood 31313) on mõeldud kodukasutajale, et arendada loogilist mõtlemist ja programmeerimisoskusi. Komplekt koosneb kolmest interaktiivsest sisseehitatud pöördeanduriga servomootorist, värviandurist, puuteandurist, ühenduskaablitest, infrapunaandurist, infrapuna pildist, rohkem kui 550 Lego Technic klotsist, USB kaablist, programmeeritavast juhtplokist ja ehitusjuhenditest. Ehitusjuhendite järgi sai ehitada viit robotit nimedega SPIK3R, EV3RSTORM, R3PTAR, GRIPP3R ja TRACK3R. Selline komplekt maksab Soomes näiteks 399,95 €.^[3] Robotite ehitamiseks on ka 12 veebipõhist juhendit, need on ROBODOZ3R, BANNER PRINT3R, EV3MEG, BOBB3E, MR-B3AM, RAC3 TRUCK, KRAZ3, EV3D4, EL3CTRIC GUITAR, DINOR3X, WACK3M ja EV3GAME.^[4]

Riistvara

Kõik andurid on varustatud uute kinnitustega.

• EV3 programmeeritav juhtplokk – peaaegu sama suur kui NXT oma. Uuendusena on juhtplokk varustatud kuuenupulise süsteemiga, 4 (sisend) +4 (väljund) ühenduskaablite pesaga, kahe USB-pesaga (millesse saab ühendada teisi EV3-seadmeid, arvuteid ja WiFi-seadmeid), SD-kaardi pesaga (mis võimaldab suurendada seadme mälu kuni 32 GB-ni). Seade on varustatud ka suurema kõlariga, mis selle heli parandab. Seadme enda pealt on võimalik luua lihtsamaid, kuni 16-etapilisi (välja arvatud Start ja Loop plokk) programme ilma arvuti abita. Ühenduseks arvutiga on kolm võimalust: WiFi-liides, USB-kaabel ja sisseehitatud Bluetooth.
• EV3 güroskoopandur – kõige uuem andur, mida saab kasutada andmete kogumiseks, et teada saada kui palju robot liigutab või keerab.
• EV3 värviandur – uuendusena suudab seade tuvastada 8 (eelnevat 6) värvi.
• EV3 ultraheliandur – erinevate meetodite kasutamisel on tausta valgustus erinev, et tuvastada õiget kasutamist, ühe anduriga saab kuulata teist ultraheliandurit ja seadme täpsust on suurendatud.
• EV3 puuteandur – uus analoogse väljundiga andur (NXT puhul oli see digitaalne), mis võimaldab saada infot selle kohta, mis jõuga nuppu vajutatud on.
• EV3 infrapunaandur ja saatja – see on lisaseade, mis võimaldab saatjat puldina kasutada.
• EV3 suur servomootor – 160–170 pööret minutis, pöördemoment on seistes 0,4 Nm, pööreldes 0,2 Nm ja tagasiside on 1-kraadise täpsusega.
• EV3 keskmine servomootor – täiesti uus andur, 240–250 pööret minutis, pöördemoment on seistes 0,15 Nm, pööreldes 0,08 Nm ja tagasiside on 1-kraadise täpsusega.

Tarkvara

EV3 tarkvara tuleb kahes paketis: ühe või mitme litsentsiga. Graafiline tarkvara on vabavaraline ja põhineb National Instruments LabVIEW programmil. See võimaldab roboti programmeerimiseks kasutada ka LabVIEW või RobotC programme. Programmeerimine toimub juhtkastikeste lohistamisega koodi, mis moodustavad omavahel programmi. Tarkvara on varustatud andmete salvestusega, mis võimaldab koguda ja analüüsida anduritelt kogutud infot, näiteks saab niimoodi robotit liikuma panna, kui õhutemperatuur on saavutanud kindla temperatuuri. Koolidele mõeldud tarkvaraga tuleb kaasa ka 48 multimeediajuhendit, mis aitavad juhendajatel ja õpilastel omandada alg- ja kesktasemel programmeerimisoskust. Tänu vabavaralisele tarkvarale on võimalik lisaks graafilisele programmeerimisele välja töötada ka mõnel muul programmeerimiskeelel põhinevat süsteemi. Lisaks graafilisele programmeerimisvõimalusele on ka otse programmeeritava juhtpaneeli pealt võimalik luua kuni 16-käsulist koodi.^[5]

Programmeerimine juhtpaneelilt

Lego Mindstorms EV3 juhtpaneeli käivitamiseks tuleb all hoida tumehalli nuppu, mis on ühtlasi ka kõige keskmine nupp. Seade on valmis siis, kui punane taustavalgus on muutunud roheliseks ja on andnud ka helisignaali. Juhtpaneeli pealt programmeerimiseks on vaja valida menüüst ikoon, kus on kuus tühja täppi (juhtpaneelil vajutada kaks korda parempoolset nuppu). Alamenüüst tuleb valida "Brick Programm". Plokkide lisamiseks tuleb minna soovitud plokivahesse ja vajutada ülesnuppu, mis avab menüü, kus on kõik võimalikud plokid, mida saab kasutada. Sealt võib leida 11 plokki, mis ootavad sisendit, 6 väljundit ja kustutamise valik. Sisenditest oodatakse numbrilist väärtust, näiteks puuteanduri puhul 1 või 0 (vajutatud või mitte), ajaline ootamine (0,5, 1, 2, 10, 20 või 60 sekundit) ja kaugusandurilt kaugus sentimeetrites või tollides. Väljundite puhul saab juhtida mootoreid. Iga väljund vajab sisendit, mis määrab liikumise kestvust. Liikumine võib lõppeda ajalise piiranguga või mõne sisendsignaali saamisel. Loodud plokkide lõpus on võimalik sisse lülitada kordamist, millel pole arvulist piirangut. Loodud programmi saab kohe juhtpaneelile salvestada ja hiljem saab seda arvutis muuta ja täiustada.

Tarkvara jaoks vajalikud nõuded arvutile

Microsoft Windows: Windows XP, Vista, Windows 7 ja Windows 8 (välja arvatud METRO) (32/64 bitised süsteemid) koos värskeimate tarkvara uuendustega

• 1 GB arvuti mälu
• 1 GHz või kiirem protsessor
• Minimaalselt toetatav ekraani resolutsioon – 1024*600
• Vähemalt 1,5 GB vaba kõvaketta ruumi
• DVD-seade

Apple Macintosh: Mac 10.6, 10.7 ja 10.8 koos värskeimate tarkvara uuendustega

• 1 GB arvuti mälu
• 1 GHz või kiirem protsessor
• Minimaalselt toetatav ekraani resolutsioon – 1024*600
• Vähemalt 1,5 GB vaba kõvaketta ruumi
• DVD-seade

Eeltingimused:

• Silverlight 5.0 või uuem
• Microsoft Dot Net 4.0 või uuem^[6]

Ühilduvus NXT-ga

Mõlemad robotid kasutavad sama RJ12-ühenduskaablit, seega kõik eelneva generatsiooni andurid ja mootorid töötavad ka uuel EV3-platvormil. Mõlemad robotid kasutavad Lego Technic klotse, seega saab vanema generatsiooni klotse ka uuema roboti ehitamisel kasutada. EV3 kasutab sama alalisvooluadapterit, mida kasutab NXT. EV3-tarkvara saab kasutada NXT programmeerimiseks, kuid kogu tarkvara ei toeta NXT-d.^[7]

Probleemid akuga

Augustis 2013 avastati Lego Mindstorms Education EV3 aku vooluringis viga. Viga avaldub veateatena programmeeritavas juhtplokis. See viga esineb vähestel akudel ja ei mõjuta seadet negatiivselt. Kõik, kellel see veateadeesineb, vahetatakse aku tasuta uue vastu. Uue aku saamiseks tuleb pöörduda Lego Euroopa klienditeeninduse poole kas e-posti [e-mail] kaudu (suhtlus toimub inglise, saksa, taani või prantsuse keeles) või telefoni teel numbril 00-800-5346-5555 ( kella 11.00–19.00 Eesti aja järgi).^[8]

EV3 ja NXT võrdlus

Suurim erinevus NXT ja EV3 vahel on uuendatud programmeeritav juhtplokk. Robot on varustatud uue ARM9 baasil protsessoriga, millel jookseb Linuxi vabavaraline tarkvara. NXT kasutas tööks ARM7 protsessorit. Uut juhtplokki saab juhtida ka mobiilse seadme abil, millel jookseb kas iOSi või Androidi tarkvara, millega saadakse ühendus Bluetoothi abil. Selleks vajalikud programmid saab alla laadida vastavalt App Store ja Google Play Store poest.

Võrdlus ^[4]

	EV3	NXT
Ekraan	Ühevärviline LCD 178 × 128 pikslit	Ühevärviline LCD 100 × 64 pikslit
Protsessor	300 MHz (ARM9 tuum)	48 MHz Atmel AT91SAM7S256 (ARM7TDMI tuum)
Mälu	64 MB RAM 16 MB Flash microSDHC-pesa	64 kB RAM 256 kB Flash
USB-pesa	Jah	Jah
WiFi	Lisa seade läbi USB pordi	Ei
Bluetooth	Jah	Jah
Ühildatavus Apple'i toodetega	Jah	Ei

Viited

1. Ametlik EV3 pressiteade. Lego, 30. september 2013.
2. Lego faktid. Worldpress, 30. september 2013.
3. LEGO MINDSTORM EV3 (31313). Lego, 30. september 2013
4. Ametlikud EV3 korduma kippuvad küsimused.. Lego, 30. september 2013.
5. Lego Mindstorms EV3 tarkvara. Lego, 30. september 2013.
6. Nõuded tarkvarale. Lego, 30. september 2013.
7. Ühilduvus NXT-ga. Lego, 30. september 2013.
8. Probleemid laetava akuga. Lego, 30. september 2013.