Методический справочник
по конструированию и
программированию в среде
Lego Mindstorms Ev3
Отдел образования Жарминского района
КГУ «Георгиевкая средняя школа» с.Калбатау
Составитель: Садыкова Жанара Кенжебеккызы,
магистр естественных наук

УДК 1174

Методический справочник/ Ж.К.Садыкова –:
Методический справочник содержит материалы,
позволяющие учителям и ученикам дополнительно
освоить предметную область «Робототехника» и
эффективно использовать эти знания в своей
практической деятельности. Изложенный материал
нацелен на раскрытие потенциала данной предметной
области в казахстанском школьном образовании.

Рецензенты: Мусатаева И.С., кандидат педагогических
наук
2

Содержание.
Общие сведения. Электронные компоненты 4
Датчики 6
Базовый робот 7
Программа базового робота 11
Датчик цвета 24
Датчик касания 28
Ультразвуковой датчик 30
Гироскопический датчик 32
Кодирование роботов 34
Заключение 36
3

Набор Lego Mindstorms EV3 Education позволяет
собирать и программировать модели роботов

Микрокомпьютер EV3 служит центром управления и
энергетической станцией робота

4

Порты микрокомпьютер EV3
Большой мотор — это мощный «умный» мотор. У него есть
встроенный датчик вращения, который измеряет обороты мотора
(в градусах или оборотах).
Эта особенность
позволяет делать
движения робота
очень точными.
Средний мотор также имеет встроенный датчик вращения (с
разрешением 1 градус), но он меньше и легче, чем большой
мотор.
Это означает, что он
способен
реагировать
быстрее, чем
большой мотор.
5

Датчики
Датчик касания - это
аналоговый датчик,
который может определять,
когда красная кнопка датчика
нажата, а когда отпущена
Датчик цвета - это цифровой
датчик, который может
определять цвет или яркость
света, поступающего в
небольшое
окошко на лицевой стороне
датчика.
Ультразвуковой датчик- это
датчик для обнаруживания
препятствия и определения их
удаленность в дюймах или
сантиметрах.
Гироскопический датчик –
датчик для измерения угла
вращения робота или скорости
вращения. Сверху нанесены две
стрелки, обозначающие
плоскость, в которой работает
датчик.
6

7

8

9

10

Задание
1.Дайте определение деталям робота

11
A B C D
E F G
A
B
C
D
E
F
G

2. Внесите правильное соответствие
12
Аналоговый датчик,
Который может
определять, когда
красная кнопка датчика
нажата, а когда
отпущена
Ультразвуковой
датчик

Цифровой датчик,
который может
определять цвет или
яркость света,
поступающего в
небольшое
Окошко на лицевой
стороне датчика.

Датчик касания

Датчик для
обнаруживания
препятствия и
определения их
удаленность в дюймах
или сантиметрах.

Гироскопический
датчик

Датчик для измерения
угла вращения робота
или скорости вращения.
Сверху нанесены две
стрелки, обозначающие
плоскость, в которой
работает датчик.
Датчик цвета

3.Укажите названия элементов модуля EV3
•Дисплей модуля EV3 -
•Порты для подключения датчиков -
•Кнопка включения робота, кнопка запуска
программы -
•Кнопка выключения робота, отмена
действий -
13

Программное обеспечение
Program ev3
1.Вкладка «Главная страница» — с помощью этой кнопки можно вернуться на
главную страницу.
2.Обзор деятельности — здесь можно просмотреть обучающие материалы и
начать проект.
+ Инструкции по сборке основных моделей
+ «Первые шаги» — материалы, включающие короткий вступительный
видеоролик и руководство пользователя EV3
+ Управление файлами, где вы можете начать новый проект или открыть
существующий
+ Самоучитель, содержащий 48 пошаговых уроков, в которых объясняется, как
использовать программное обеспечение и аппаратные средства EV3
1.Обзор — эта кнопка возвращает вас в окно «Обзор деятельности».
2.Поиск — находите проекты с конкретным содержанием, используя
различные параметры фильтрации
3.www.LEGOeducation.com/MINDSTORMS — ссылка на официальный
веб-сайт LEGO® MINDSTORMS® Education.

14

Программирование
Среда программирования EV3 состоит из следующих основных
областей:
1.Область программирования — здесь вы располагаете свою
программу.
2.Палитры программирования — здесь вы найдете блоки для вашей
программы.
3.
Страница аппаратных средств — здесь вы устанавливаете и
управляете связью с модулем EV3 и видите, как подключены моторы и
датчики. Здесь вы также загружаете программы в модуль EV3.
4.Редактор контента — электронная тетрадь, встроенная в
программное обеспечение. Получите инструкции или
задокументируйте свой проект, используя текст, изображения и видео.
5.Панель инструментов программирования — здесь вы найдѐте
основные инструменты для работы с вашей программой. Более
подробную информацию об этих инструментах можно получить в
меню «Справка» ПО EV3.


15

Программные блоки и
палитры
программирования

(Слева направо)
+ Средний мотор
+ Большой мотор
+ Рулевое управление
+ Независимое управление моторами
+ Экран
+ Звук
+ Индикатор состояния модуля
БЛОКИ-ОПЕРАТОРЫ
(Слева направо)
+ Начало
+ Ожидание
+ Цикл
+ Переключатель
+ Прерывание цикла
БЛОКИ ДАТЧИКОВ
(Слева направо)
+ Кнопки управления модулем
+ Датчик цвета
+ Гироскопический датчик
+ Инфракрасный датчик
+ Вращение мотора
+ Датчик температуры
+ Таймер
+ Датчик касания
+ Ультразвуковой датчик
+ Счетчик электроэнергии
+ Датчик звука NXT
16

Программные
блоки и палитры
программирования
БЛОКИ ДАННЫХ
(Слева направо)
+ Переменная
+ Константа
+ Операции над массивом
+ Логические операции
+ Математика
+ Округление
+ Сравнение
+ Интервал
+ Текст
+ Случайное значение
РАСШИРЕННЫЕ БЛОКИ
(Слева направо)
+ Доступ к файлу
+ Регистрация данных
+ Обмен сообщениями
+ Подключение Bluetooth
+ Поддерживать в активном
состоянии
+ Необработанное значение
датчика
+ Нерегулируемый мотор
+ Инвертировать вращение
мотора
+ Остановить программу
+ Комментарий 17

Страница аппаратных
средств
Разные кнопки контроллера страницы
аппаратных средств выполняют следующие
функции:
1.Загрузить — загружает программу или
эксперимент в модуль EV3
2.Загрузить и запустить — загружает
программу или эксперимент в модуль EV3 и
тут же их запускает
3.Загрузить и запустить выбранное —
загружает только выделенные блоки в модуль
EV3 и тут же их запускает
4.Переслать — пересылает собранные наборы
данных с модуля EV3 в ваш эксперимент
18

Создание первого проекта
Проект – это новая составляющая среды программирования,
которая отсутствовала в предыдущих версиях.
Проект содержит:
-Программы
-Объекты, используемые в программах проекта:
• подпрограммы;
•звуки, изображения, видеоролики, текстовые файлы;
•переменные;
•константы.

Для создания первого проекта : Файл – Новый проект – Программа
19

Программирование робота
Языки программирования – это
искусственные языки записи алгоритмов для
исполнения их на компьютере.
Программирование – это процесс
составления программы по заданному алгоритму.
•По структуре выполнения алгоритмы делятся
на три вида:
•• линейные
•• ветвления
•• циклические
Линейный алгоритм (линейная
структура) – это такой алгоритм, в котором все
действия выполняются последовательно друг за
другом и только один раз. Схема представляет
собой последовательность блоков, которые
располагаются сверху вниз или слева направо в
порядке их выполнения.

Пример записи линейного алгоритма на языке
программирования EV3
20

•На практике часто могут встречаться
задачи, в которых необходимо при
различных условиях действовать по-
разному. Такие задачи можно описать с
помощью алгоритмов разветвляющейся
структуры. Выбор направления
продвижения по схеме алгоритма
осуществляется по итогам проверки
заданного условия. Ветвящиеся процессы
в EV3 описываются оператором
Переключатель.
Пример записи алгоритма с ветвлением
21

•Для решения некоторых задач нужно
повторение отдельных участков
вычислений. В таких задачах применяются
алгоритмы циклической структуры
(циклические алгоритмы). Цикл –
последовательность команд, которая
повторяется до тех пор, пока не будет
выполнено заданное условие.
Пример записи циклического алгоритма в
среде EV3
22

Способы подключения
робота к компьютеру
•Существует три способа
подключения EV3 к
компьютеру:
•Через порт USB.
•Bluetooth соединение.
•Wi-fi соединение.
23

Базовый робот
1
2 3 4
5
6 7 8
24

Блок «Независимое управление
моторами»
•Задаѐт одновременное движение двух моторов с одинаковыми
или с разными скоростями. Для выбора портов щѐлкните по
буквам, обозначающим названия портов, к которым подключены
моторы.

Программа Lego Mindstorms EV3 имеет большое
количество встроенных звуков: голоса животных,
названия цветов, выражения эмоций, имитация
работы транспортных средств, числа и многое
другое .
Для воспроизведения файла необходимо
щѐлкнуть в правом углу блока Звук и выбрать
звуковые файлы Lego -<требуемый звук>.

Средний мотор
Рулевое управление
Независимое управление моторами
Большой мотор
25

Собери и заведи
Задача 1:
•Роботу необходимо проехать последовательно с
мощностью 20 единиц:
•назад один оборот с резким торможением;
•вперѐд 360 градусов с плавным торможением;
•вперѐд 3 секунды с резким торможением;
•Принудительно остановить оба мотора.
Пример настройки большого мотора
26

Робот с датчиком цвета
27

Датчик цвета может работать в трех
различных режимах:
•в режиме "Цвет" датчик может определить
цвет поднесенного к нему предмета;
•в режиме "Яркость отраженного света"
датчик направляет световой луч на
близкорасположенный предмет и по
отраженному пучку определяет яркость
предмета;
•в режиме "Яркость внешнего освещения"
датчик может определить - насколько ярко
освещено пространство вокруг.
Робот при виде синего цвета воспроизводит «Blue-Синий»
28

Робот для траектории на основе LEGO EV3.
Существует множество подходов для решения
задачи следования по линии. Выбор одного из
них зависит от конкретной конструкции
робота, от количества сенсоров, их
расположения относительно колѐс и друг
друга.
a -Датчик цвета видит лишь белый цвет
b- Датчик цвета видит лишь черный цвет
c- Датчик цвета едет между белым и черным
цветом
29

Программа для робота по следованию
черной линии с помощью датчика цвета
Задача № 2
Используя переключатель и цикл из блока
управления моторами заверши программу по
следованию линии с помощью зигзага
30