Lego Mindstorms EV3: обзор и описание работы моторов

В данной статье мы рассмотрим устройство моторов Lego Mindstorms EV3 и возможности их использования. Lego Mindstorms EV3 — это набор робототехнических конструкторов, предназначенных для обучения и развития навыков программирования и инженерии. Основными элементами этого набора являются моторы, которые позволяют управлять движением робота.

Набор Lego Mindstorms EV3 включает в себя два типа моторов: обычные моторы и сервомоторы. Обычные моторы предназначены для передачи мощности и могут управляться только напряжением — вы либо подаёте напряжение на мотор, либо отключаете его. Сервомоторы же обеспечивают более точное управление и могут быть установлены в одном из нескольких заданных положений.

Для управления моторами Lego Mindstorms EV3 используются порты. Набор Lego Mindstorms EV3 имеет четыре порта, каждый из которых может быть настроен для подключения датчика или мотора. Порты имеют свои номера и адреса, и с их помощью можно передавать сигналы или данные между устройствами.

Моторы EV3

Устройство моторов в LEGO Mindstorms EV3 представляет собой одну из самых важных и функциональных частей этой системы. Моторы используются для передвижения робота, управления механизмами и выполнения различных задач. В EV3 имеется 4 входа для подключения моторов и других устройств, и каждый порт имеет свою нумерацию от 1 до 4.

Каждый мотор имеет два провода — жёлтый и черный, которые подключаются к соответствующим контактам на портах EV3. По схеме подключения, показанной ниже, контакт желтого провода подключен к контакту VCC на порту, а контакт черного провода — к контакту GND.

Назначение портов и подключения моторов

Ниже приведено описание назначения портов и подключений моторов:

• Порт A [outA]: Мотор, подключенный к этому порту, может использоваться для управления движением робота вперед или назад.
• Порт B [outB]: Мотор, подключенный к этому порту, может использоваться для управления механизмами или как сервомотор, заданное значение угла поворота мотора повторяется.
• Порт C [outC]: Мотор, подключенный к этому порту, может использоваться для управления мотором с постоянной скоростью или как сервомотор с заданными значениями угла поворота мотора.
• Порт D [outD]: Мотор, подключенный к этому порту, может использоваться для управления движением робота вперед или назад.

Каждый мотор имеет свое назначение и может быть использован для разных задач. Например, мотор, подключенный к порту A, может использоваться для передвижения робота вперед или назад.

Светодиоды и датчики моторов

Моторы EV3 имеют внутреннее устройство, которое позволяет контроллеру управлять моторами относительно заданных значений скорости и нагрузки. При использовании моторов EV3 можно подключить датчики к портам, что позволяет контроллеру взаимодействовать с датчиками.

Датчики моторов могут использоваться для получения информации о текущей позиции мотора, обнаружения препятствий или внешних воздействий, а также для определения скорости вращения мотора. Датчики моторов могут использоваться для более точного управления моторами и механизмами.

Каждый порт EV3 имеет набор светодиодов, который показывает состояние порта. Состояние каждого порта можно определить по цвету светодиодов, как показано ниже:

• Зеленый: Порт подключен к устройству и готов к использованию.
• Красный: Порт подключен к устройству, но возникла ошибка или проблема с устройством.
• Оранжевый: Порт не подключен к устройству.

Использование датчиков и светодиодов моторов позволяет более гибко и точно управлять моторами, а также получать информацию о состоянии устройства.

Моторы Lego EV3

Каждый мотор имеет два входа — порт соответствует номеру порта на контроллере EV3. Примеры таких портов — A, B, C и D. Протокол коммуникции устройств Lego EV3 называют I2C. Это обозначает однобайтовый интерфейс с командой и байтом данных для коммуникации между устройством и контроллером. Например, один такой байт может привести двигатель в момент времени в заданное положение или задать частоту сигналов управления мотором.

Сигналы I2C передаются по жёлтому кабелю, который находился на контроллере Lego EV3 между портами и самим двигателем. В среднем, одна команда передачи сигнала занимает несколько миллисекунд, или примерно одну минуту на все свои сигналы.

Моторы Lego EV3 обеспечивают такие возможности, как контроль скорости и направ­ления вращения, а также возможность подключения датчиков, таких как датчик цвета или датчик угла поворота. С помощью этих датчиков робот может управлять двигателем в зависимости от различных условий окружающей среды.

Схема подключения мотора к контроллеру EV3 показана ниже.

Для защиты мотора от высокого тока применяется термоусадочная трубка, таким образом обеспечивается безопасная работа. Самодельных аналогичных технических решений обычно называют «термоусадку».

Большой мотор Lego EV3

Возможности большого мотора Lego EV3 обширны. Он может использоваться для различных задач, таких как вращение колес робота, движение руки или механизма, подача сигналов другим устройствам и многое другое. Номиналом большого мотора Lego EV3 является двигатель, который может вращаться на определенный угол или с заданной скоростью.

Большой мотор Lego EV3 подключается к контроллеру через один из стандартных портов. Он может быть подключен как в режиме прямого, так и в режиме reverse, в зависимости от того, в какую сторону должен вращаться мотор. Режимы прямого и reverse можно выбрать через программное обеспечение EV3.

Данные о положении большого мотора Lego EV3 передаются контроллеру с определенной частотой, которая может быть настроена пользователем. При использовании большого мотора вне обозначенного диапазона скорости или при слишком низком напряжении питания мотора, может возникнуть «защита по току», и мотор будет прекращать работу. Для защиты и предотвращения повреждений мотора встроена вторая защита, которая останавливает мотор при скачке тока или при блокировке мотора.

Для более точного контроля работы большого мотора Lego EV3 доступны датчики, которые могут быть подключены к его порту. С помощью таких датчиков можно контролировать скорость, направление и положение мотора в пространстве. Также доступны стандартные фишки, такие как включение и выключение мотора, изменение скорости вращения, остановка мотора и т. д.

Средний мотор EV3

Средний мотор EV3 чаще всего подключается к порту A или B, в зависимости от необходимости и может управляться с помощью команд и программирования. Вторая чаще всего используется для подключения датчика и находится в стандартном наборе.

Мотор EV3 обладает низким напряжением при старте и вращении, поэтому есть возможность использования специальной термоусадки для защиты проводов от износа. Данный мотор можно подключать внутреннее устройства LEGO Mindstorms EV3 непосредственно с помощью проводов и кабелей.

Средний мотор EV3 называют также мотором размером «M». Он располагается в порту контроллера EV3 и имеет два контакта. Контакты обозначены буквами «A» и «B», а их порядок определяется согласно порядку моторов и датчиков на контроллере.

Для подключения среднего мотора EV3 необходимо сначала определить адрес порта, к которому он будет подключен. Следующим шагом будет программа, описание которой будет представлено далее. Затем нужно переместить MIN_ANGLE и MAX_ANGLE в соответствии с нужными значениями градусов.

Средний мотор EV3 может привести во вращение вполне нормально без каких-либо значений. Номиналом мотора размером «M» является 360 градусов в одну минуту. Этот момент двигателю позволяет лучше контролировать свою частоту вращения в разных значениях градусов.

В итоге, средний мотор EV3 — это второй по размеру мотор в наборе LEGO Mindstorms EV3, который с помощью контроллера и программирования позволяет управлять вращением, скоростью и направлением вращения.

Моторы EV3 Средний мотор Lego Mindstorms EV3

Характеристики и возможности

Средний мотор EV3 имеет один порт входа и работает в режиме мотора. Это означает, что он может вращаться только в одном направлении и передавать силу в одну сторону. Он обеспечивает низкий уровень мощности и часто используется для приведения в движение небольших роботов или других устройств в рамках программы Mindstorms EV3.

Значения входного сигнала для среднего мотора EV3 представлены в диапазоне от -100 до 100. Положительное значение означает вращение в одном направлении, а отрицательное значение — вращение в обратном.

Средний мотор EV3 можно подключать к портам EV3 с использованием стандартного черного кабеля с желтым концом. Порты EV3 с коммуникацией портов I2C показаны на схеме и они расположены во второй половине модуля. Порт EV3 с меткой «A» соответствует порту «1» на среднем моторе EV3.

Подключение и устройство портов

Средний мотор EV3 подключается к портам EV3 с помощью специального кабеля с желтым концом и делается с использованием термоусадочного кабеля для фиксации проводов. Расположение контактов на данном устройстве показано на схеме. После правильного подключения вы можете использовать порт EV3 типа «A» для управления средним мотором EV3 в программном обеспечении Mindstorms EV3.

Обратите внимание, что порт EV3 типа «A» может использоваться для подключения только одного среднего мотора EV3. Если требуется подключение большего количества моторов, вы можете использовать другие порты EV3 или дополнительные моторные порты, такие как порты типа «B» или «C».

Таким образом, средний мотор EV3 является вполне полезным устройством для приведения в движение роботов и других устройств в рамках системы Lego Mindstorms EV3. Его размер и возможности делают его идеальным выбором для малых проектов или в случае необходимости низкого уровня мощности.

Внутреннее устройство портов и кабелей LEGO Mindstorms

В конструкторе LEGO Mindstorms EV3 внутренние порты и кабели играют важную роль в функционировании моторов и датчиков. Порты предназначены для подключения различных устройств к контроллеру и обеспечивают передачу данных и электроэнергии.

На контроллере EV3 имеется четыре порта с разными цветами — синий, зеленый, желтый и красный. Каждый порт имеет по два контакта — входной и выходной, а также контакт для подачи напряжения. На характерные особенности цветов портов необходимо обратить внимание при подключении устройств.

Желтый порт предназначен для подключения моторов. С помощью желтого порта можно управлять мотором, задавать его скорость и режим вращения. Моторы могут быть различных типов, как стандартные, так и сервомоторы. Для подключения моторов используются кабели со скобыми концами — один конец крепится к мотору, а другой — к желтому порту контроллера.

Синий порт предназначен для подключения датчиков. С помощью синего порта можно считывать данные от датчиков и выполнять различные команды в зависимости от полученной информации. Датчики могут быть разных типов, например, датчик угла поворота или датчик цвета. Кабель, подключаемый к синему порту, должен быть с соответствующим разъемом.

Каждый порт имеет свои особенности и предназначен для определенного типа устройства. Внимательное и правильное подключение к портам контроллера EV3 важно для корректной работы робота и дает возможность использовать все его функциональные возможности.

Цвет порта	Использование
Желтый	Подключение моторов
Синий	Подключение датчиков
Зеленый	Подключение стандартных кабелей и кнопок
Красный	Подключение кабелей с термоусадкой и кнопок большой мощности

Таким образом, внутреннее устройство портов и кабелей LEGO Mindstorms EV3 играет ключевую роль в соединении моторов и датчиков с контроллером. Правильное подключение позволяет эффективно использовать функциональные возможности робота и обеспечивает его стабильную работу.

Порты датчиков назначение контактов и описание сигналов

Порты ввода (входы) предназначены для подключения различных датчиков. Каждый порт входа может принимать сигналы от датчика и преобразовывать их в цифровые значения для управления роботом.

Схема портов EV3:

Порт	Назначение контактов
1	1
2	1
3	1
4	1

Каждый контакт каждого порта имеет определенную функцию, которая зависит от подключенного устройства. Для подключения датчиков используются провода, а для моторов — кабели с разъемами.

Описание сигналов на портах:

Порт	Входной сигнал	Выходной сигнал
1	Входной сигнал	Выходной сигнал
2	Входной сигнал	Выходной сигнал
3	Входной сигнал	Выходной сигнал
4	Входной сигнал	Выходной сигнал

Каждый входной или выходной сигнал представлен 1-байтовым массивом значений. Входные сигналы содержат информацию о состоянии датчика или кнопок, а выходные сигналы управляют моторами или другими устройствами.

Описание сигналов датчиков:

Сигнал	Описание
Байт цвета	Значение цвета датчика
Байт кнопок	Состояние кнопок датчика
Байт I2C	Данные, передаваемые по протоколу I2C

Описание сигналов моторов:

Сигнал	Описание
Байт мощности	Значение мощности мотора
Байт направления	Направление вращения мотора
Байт тока нагрузки	Значение тока нагрузки на мотор
Байт момента	Значение момента мотора
Байт времени	Значение времени работы мотора
Байт резерва	Резервный байт

У каждого датчика или мотора есть свой номинал и размер массива значений, в зависимости от его типа и функционала. Подключение датчиков и моторов к портам должно быть произведено в строгом порядке, описанном в документации. Разъемы проводов и кабелей подключены с помощью специальных контактов с фиксацией и включают в себя элементы обеспечения надежности контакта и защиту от помех.

Порты моторов назначение контактов и описание сигналов

Порты моторов

Контроллер Lego Mindstorms EV3 имеет 4 порта для подключения моторов. Порты моторов обозначены буквами A, B, C и D. Каждый порт имеет стандартные контакты для подключения мотора, а также специальные контакты для дополнительных функций.

Назначение контактов

Каждый порт мотора имеет следующие контакты:

Контакт	Описание
1	Положительное напряжение от источника питания (5V)
2
3	Общая земля
4	Обратный сигнал, указывающий направление вращения мотора
5	Сигнал с использованием термоусадки (для определенных моторов)

Описание сигналов

Для моторов, подключенных к портам A и C, сигналы имеют следующие значения:

• Сигнал на контакте 2 может иметь значения от -100% до 100%. Отрицательные значения соответствуют обратному направлению вращения.
• Сигнал на контакте 4 может иметь значения 0 или 1. Значение 0 указывает на направление вращения против часовой стрелки, а значение 1 — по часовой стрелке.

Для моторов, подключенных к портам B и D, сигналы имеют следующие значения:

• Сигнал на контакте 2 может иметь значения от -360 до 360 градусов. Отрицательные значения соответствуют обратному направлению вращения.
• Сигнал на контакте 4 является сигналом старта и может иметь значения 0 или 1. Значение 0 указывает на остановку мотора, а значение 1 — на старт.

Для моторов с использованием термоусадки, таких как сервомоторы, сигнал с использованием термоусадки на контакте 5 указывает на положение угла поворота двигателя.

Таким образом, порты моторов EV3 предоставляют большой набор возможностей для подключения и контроля различных типов моторов и двигателей. Недостаточно просто подключить мотор к порту — необходимо правильно использовать сигналы и контакты для обеспечения правильной работы мотора и устройства в целом.

Подключение своих устройств по I2C

Двигатели LEGO Mindstorms EV3 имеют 8 разъемов, каждый из которых представлен двумя контактами: контактом питания (9 В) и контактом для управления датчиком (I2C). Каждый из этих контактов имеет своё назначение и требования по подключению.

Для подключения своего устройства необходимо выполнить следующие шаги:

1. Подключите устройства I2C к нужным портам контроллера EV3.
2. Настройте порты моторов на вход i2c, чтобы использовать их для своих устройств.
3. Напишите код для передачи и приема данных через порты I2C.

Процесс подключения собственных устройств может быть сложным, поэтому рекомендуется ознакомиться с соответствующей схемой подключения и документацией по своим устройствам.

Контроллер EV3 предоставляет команды для управления моторами с помощью I2C. Значения скорости и угла вращения задаются в виде массива байт. Для защиты от переключения моторов при старте можно использовать режим reverse, который позволяет изменять передаваемые значения. Однако следует помнить, что I2C-порты моторов имеют некоторые недостатки, такие как низкий номинал напряжения и необходимость использования защиты от перегрузки.

Датчики также могут быть подключены через порты I2C контроллера EV3. Они передают сигналы с различными значениями цвета, скорости вращения двигателя или других характеристик. Настройка входов датчика по I2C включает задание режима работы и предоставление команд для отправки и получения данных.

Передача данных по I2C требует определенной скорости передачи и времени для считывания информации. Для успешного подключения и использования собственных устройств необходимо тщательное планирование и тестирование работы кода.

Данная тема описывает подключение собственных устройств по интерфейсу I2C и предоставляет некоторые рекомендации и советы для лучшего использования контроллера LEGO Mindstorms EV3.

Видео:

Make your First Lego Mindstorms EV3 Robot — GenBot

Make your First Lego Mindstorms EV3 Robot — GenBot by Pir Arkam 615,300 views 8 years ago 2 minutes, 43 seconds