Современные технологии позволяют управлять конструкторами LEGO прямо со смартфона. Компания LEGO не отстала от эпохи и выпустила линейку LEGO Mindstorms — конструктор, который можно самостоятельно собрать, запрограммировать, а затем, используя смартфон, управлять им. В этой статье мы подробно разберём, как это работает, какие приложения нужны и с чего начать новичку.
Что такое LEGO Mindstorms и зачем нужен смартфон
LEGO Mindstorms — это робототехнический конструктор, включающий программируемый блок (NXT, EV3 или Robot Inventor), моторы и датчики. Смартфон в этой системе выполняет несколько функций:
- Пульт дистанционного управления — движение робота вперёд, назад, повороты;
- Среда программирования — создание алгоритмов поведения робота;
- Экран визуализации — отображение показаний датчиков;
- Камера — вид от первого лица через приложение RoboCam.
Оборудование робота
Типичный робот управляется восемью двигателями Mindstorms — из них 4 больших и 4 маленьких. Также на роботе устанавливаются:
- Инфракрасный и ультразвуковой датчики — для автоматической остановки у препятствия при движении задним ходом;
- Два датчика прикосновения — для остановки поворота манипулятора из-за препятствия;
- Гироскопический датчик — облегчает ориентировку оператора при помощи визуализации положения плеча манипулятора.
Приложения для управления с телефона
Mindstorms Remote BLE
Приложение Mindstorms Remote BLE для Android позволяет управлять роботами LEGO через Bluetooth. Это отличный инструмент для творческих проектов: вы можете управлять вашим LEGO-роботом в реальном времени, не создавая сложных программ.
EV3-NXT Gateway
После включения блоков NXT и EV3 необходимо запустить на смартфоне программу EV3-NXT Gateway и соединить её с блоками. После запуска программ текущее положение моторов и датчиков будет считаться нулевым — это важно помнить при калибровке.
Commander
Приложение Commander (версия 1.0.8, размер около 31.88 MB) доступно для Android 2.3.3 и выше. Подходит как для телефонов, так и для планшетов.
RoboCam — вид от первого лица
Для управления роботом с видом от первого лица вам дополнительно понадобятся два смартфона, на один из которых установлено приложение RoboCam. Один телефон закрепляется на роботе и транслирует видео, второй используется как пульт управления.
Разработка собственного приложения
Основной задачей при создании своей программы является разработка удобного интерфейса управления LEGO-роботом. Так как основными пользователями такого приложения будут дети, интерфейс должен быть максимально простым и интуитивным:
- крупные кнопки направления движения;
- слайдеры скорости моторов;
- цветовая индикация состояния датчиков;
- минимум текстовых меню.
Программирование робота
Для программирования доступны несколько вариантов:
- Графические среды, похожие на Scratch, идеальны для детей;
- RobotC — для более продвинутых пользователей;
- Python — современный вариант для подростков и взрослых.
Начинающим рекомендуется курс «Основы программирования LEGO EV3», где разбираются базовые задачи: следование по линии, режим определения цвета, тестирование на полигоне, движение по кругу и построение траекторий.
Альтернатива: VEX IQ
Если вы рассматриваете робототехнику для детей начальной и средней школы (например, для участия в соревнованиях уровня First Lego League), стоит обратить внимание на VEX IQ. По сравнению с LEGO он предлагает:
- лучший контроллер и больше моторов (причём моторы имеют более удобную форму, в отличие от причудливой формы LEGO);
- больше датчиков;
- стартовые наборы по значительно более низкой цене;
- бесплатную учебную программу онлайн с возможностью покупки физических учебников.
Пошаговая инструкция для начала работы
- Соберите робота по инструкции из набора или собственному проекту.
- Установите приложение на смартфон (Mindstorms Remote BLE, Commander или EV3-NXT Gateway).
- Включите блок NXT/EV3 и активируйте Bluetooth.
- Запустите приложение и выполните сопряжение с блоком.
- Откалибруйте датчики — нулевое положение фиксируется при запуске.
- Протестируйте движение и работу датчиков на полигоне.
Управление LEGO-роботом с телефона — это увлекательный способ познакомить детей с робототехникой, программированием и инженерией. Начните с простых приложений-пультов, затем переходите к программированию собственных алгоритмов, а со временем — к участию в соревнованиях. Главное — практика и творческий подход!