Рекомендации по сборке и программированию Lego робота-сумоиста EV3

Для победы в боевых соревнованиях по робототехнике необходимо правильно собрать робота сумо ev3, инструкция по сборке поможет в этом. Результативность обеспечивается задействованием всех функциональных возможностей, включая датчики расстояния, цвета, толкающие и поддевающие ковши. Роботы-участники представлены в базовых и усовершенствованных комплектациях (шагающие, гусеничные боты).

Необходимые детали для робота-сумо ev3

Модели для сумо состоят из следующих блоков и элементов:

• 3 большие шестеренки, скрепленные парой балок для полного привода;
• колеса;
• прямоугольная рамка для размещения боковой платформы;
• поддевающий и распорный ковши;
• моторы;
• датчики и портальные разъемы;
• конструкционные элементы (поперечины, крепеж, направляющие, продольные, диагональные рейки).

Датчики и моторы

Для робота предусмотрено два больших двигателя, подсоединяемые к портам «В» и «С». Движущая конструкция расположена во фронтальной части, моторы вращаются по часовой стрелке.

Полноценное функционирование ev3 невозможно без датчиков. У рассматриваемого конструктора применяется пять основных видов индикаторов:

1. Инфракрасный маяк служит для передачи сигналов роботу. Он агрегирует с другими лего-ботами.
2. Температурный датчик работает по принципу органов чувств человека и других живых организмов.
3. Ультразвуковой индикатор реагирует на соперника, что важно на соревнованиях любого уровня.
4. Индикатор цвета расширяет возможности робота, ориентируя его на ринге.
5. Датчик касания — самый простой и важный элемент.

Одно состязание робо-сумо состоит из 3-х раундов, общая продолжительность которых составляет 3 минуты.

Программный блок

Стандартное ПО рассчитано на два больших мотора, два датчика (инфракрасный и цветовой). Работает программа по следующей схеме:

1. «Ожидание» – 5 секунд.
2. «Звуковой сигнал» – начало работы.
3. Два цикла «Начало» и «Неограниченный» – старт движения.
4. «Определение цвета» – по умолчанию робот видит черный колер; при этом механизм отъезжает на два вращения назад.
5. «Управление рулевое» – корректируется количество оборотов.
6. Режим «Нет цвета» – ведется расчет имеющихся препятствий, расстояния до них и последующих манипуляций.
7. «Инфракрасный индикатор» – действует по принципу распознавания и приближения объектов.
8. «Истина» – ветка, которая активируется, если до препятствия менее 60 единиц.
9. «Лож» – противоположность восьмой позиции в списке.
10. «Независимое управление» – на противоположных мощностях двигателей бот будет вертеться на месте, пока дистанция до соперника не станет менее 60 единиц.

Выставив указанные параметры, проводят тестирование робота ev3 для сумо.

Моторы большой и средний

Основной двигатель серверного типа сделан под NXT с увеличенной корпусной частью. Характеристики:

• оборотистость предельная (об./мин.) — 170;
• заданный/рабочий момент кручения (Н/см) — 40/20;
• индикатор поворотного угла – есть, погрешность – до одного градуса.

Средний сервомотор «ев3» базируется на Power Function, ориентирован на высокие скорости и низкие нагрузки. Параметры:

• максимум оборотов (об./мин.) — 250;
• крутящий момент (Н/см) — 12/8;
• энкодер, отвечающий за угол поворота с точностью до одного градуса.

Новый блок для соревнований настроен универсально, подходит для всех модификаций рассматриваемых конструкций.

Роботы, участвующие в соревнованиях, должны быть автономными и быть собраны только из деталей Lego.

Удаленный инфракрасный маяк

Впереди расположенный датчик излучает волны, невидимые человеческому глазу. Подобным образом работают ДПУ. В режиме «Приближение» индикатор самостоятельно отправляет импульсы, отражая полученный сигнал и фиксируя обнаруженное препятствие.

ИК-маяк может определять дистанцию до соперника, посылая сведения о примерном своем расположении и удаленности. Для использования функции потребуются батарейки типа «ААА».

Датчик цвета и прикосновения

Цветовой индикатор «сумоиста» отличает семь оттенков с возможностью определения отсутствия колера. Дополнительная функция – работа в режиме подсветки.

Опции:

• улавливание красного и его окружающего фона;
• контроль разницы между контрастными оттенками;
• рабочая частота – 1 кГц.

Датчик касания фиксирует активацию или отпускание кнопки, подсчитывает число нажатий.

Инфракрасный сенсор

Этот индикатор позволяет определять не только оттенок, но и степень освещенности, дистанцию до ближайших предметов. В качестве контроллера выступает специальный блок, к которому подсоединяются сопутствующие «движки» и датчики.

Роботы-сумоисты могут иметь различную конфигурацию, однако, они должны соответствовать регламенту соревнований — находиться в пределах назначенного размера и веса.

Пошаговая инструкция по сборке

Собрать мощного робота-сумоиста Lego не сложно, если знать все операции по этапам.

Боевой бот Mindstorms ev3 конструируется следующим образом:

1. Собирается передний привод с тремя большими шестернями и обжимной парой длинных балок.
2. Крепятся колеса, горизонтальная и вертикальная прямоугольная рамка.
3. Цепляется поддевающий ковш.
4. Комплектуется вся правая сторона боевого робота для сумо.
5. Подсоединяются датчики к моторам посредством проводов и специальных портальных гнезд.

Бота собирают в нескольких базовых исполнениях. Таблица ориентирует пользователей на выбор модели, подходящей для заданных целей, по сравнению с категорией Education.

Коротко о программировании сумо-робота

Регламент состязаний предполагает расположение «бойцов» во внутреннем секторе круга. Диаметр арены составляет 1540 мм, черная приграничная окантовка имеет ширину 50 мм. В середине круга предусмотрены две стартовые линии. На них соревнующиеся машины должны выждать 5 секунд до того, как броситься в схватку. В связи с этим секундомер пуска настраивается с соответствующей задержкой.

«Фишка» подобных соревнований заключается в том, что программировать робота «на успех» не получится. Направление движения определяет судья. Во избежание попадания бота в «молоко» используется программа «Цикл» с независимым управлением.

Настройка предполагает создание для мотора «А» предельной скорости перемещения вперед. Соответственно, мотор «В» на гусеницах альтернативно вращается назад. Независимое управление позволяет вращаться конструкции в пределах одной оси.

Пользователь корректирует робота, вращая его на одной точке. В этом помогает инфракрасный датчик, определяющий цель. Используют опцию «Приближение», настроив дистанцию 0,5 м. Рабочий диаметр для сражения ботов составляет по диагонали 1,5 м.

В соответствии с правилами предельное расстояние между соперниками не превышает 1000 мм. Колесо каждого участника не должно заступать за стартовую линию. Уловив цель, индикатор передает сведения на микропроцессор. Включается независимое управление, робот начинает перемещаться вперед и в стороны.

Для того чтобы лего-боец сумо смог уловить направление движения и стратегию ведения борьбы, включается датчик цвета. С его помощью бот доходит до черной черты с последующим включением задней передачи. Если на протяжении одной секунды ситуация остается без изменений, «сумоист» останавливается автоматически.

После настройки всех портов с моторами и датчиками, программа представит собой схему, в которой задействованы два двигателя, индикаторы света и инфракрасного излучения на движение.