Сколько слотов для хранения программ имеет хаб spike prime

Робототехнический набор Lego SPIKE Prime

В 2020 году компания Lego выпустила новый робототехнический набор Lego Education SPIKE Prime. Этот конструктор входит в линейку образовательных продуктов LEGO и состоит из двух наборов – базового и ресурсного. Он предназначен для изучения робототехники учениками 5 – 7 классов и входит в линейку Education.

Приступать к изучению робототехники при помощи этого набора можно после занятий с конструктором Lego WeDo 2.0, но не обязательно так как с лего спайк можно начать обучение с нуля. Базовый набор включает в себя электронные компоненты и имеет артикул 45678. Ресурсный набор с арт. 45680 служит для расширения возможностей базового набора создать большее количество моделей роботов.

Базовый набор Lego Education Spike Rrime

Робототехнический конструктор Lego 45678 предназначен для изучения робототехнике в группе, состоящей из двух учеников включает в себя 523 детали. Набор поставляется в стандартном пластиковом коробе с крышкой и двумя лотками для сортировки деталей. Детали окрашены в яркие цвета.

Robot Inventor 51515 vs. 45678 LEGO SPIKE Prime: how to choose?

В комплект входят наклейки с изображением деталей и без изображений, которые можно наклеить на ячейки сортировочного лотка и на боковые поверхности короба, хаба, моторов, датчиков. Это дает возможность легко сортировать раскладывать детали.

— Пластиковые детали – оси, штифты, шестеренки, декоративные панели, рамки, балки, пластины и другие элементы для сборки

— Два колеса диаметром 56 миллиметров

— Зажимы для проводов, которые позволяют укладывать провода и надежно закреплять их на корпусе робота

— Аккумулятор для Smart Hub

— Соединительный кабель для связи с компьютером

— Три датчика – ультразвуковой датчик, датчик силы (касания) и датчик цвета

— Два средних мотора

— Один большой мотор- Смарт хаб для управления роботом.

Может работать в двух режимах – автономном и потоковом

Smart Hub

Программируемый смарт хаб – мозг моделей. На передней панели находится кнопка включения / выключения, кнопка налево, кнопка направо, кнопка Bluetooth и программируемая световая матрица размером 5 на 5 ячеек. При нажатии на кнопку сразу видно светящуюся матрицу. Кнопками влево, вправо можно производить выбор записанных на hub программ.

На матрицу можно выводить цифры, буквы и различные символы. Встроенная память хаба 32 мегабайта может одновременно хранить до 20 программ. Есть шесть универсальных портов ввода / вывода с обозначениями A, B, C, D, E, F. К ним можно подключать как датчики, так и моторы с системой разъемов LPF 2. Для тестирования датчиков и сервомоторов в Smart Hub встроена специальная программа.

Смарт хаб спайк прайм имеет встроенный шестиосевой гироскоп и небольшой динамик. Питание происходит от аккумуляторной батареи, от батареек питание не предусмотрено. Для зарядки аккумулятора используется стандартный USB – Micro USB кабель, который идет в комплекте робототехнического конструктора.

Рядом с разъемом на хабе есть светодиод. Он светится красным, когда аккумулятор заряжается и зеленым при полной зарядке. В наборе нет зарядного устройства, но зарядка может происходить от компьютера или ноутбука. Зарядное устройство недорогое и его можно приобрести отдельно.

Подключение к компьютеру может происходить как по Bluetooth, так и через порт Micro USB. Процессор смарт хаба ARM M4 с частотой 100 мегагерц и дополнительным FPU блоком. RAM память имеет размер 320 КБ, размер флэш памяти 1 Мбайт. Операционная система создана на основе MicroPython.

Моторы Spike Prime

Средний мотор робота лего spike

Скорость среднего мотора может достигать 185 оборотов в минуту, в оптимальном режиме около 135 об / мин. Крутящий момент до 18 Н / см и в оптимальном режиме 3,5 Н / см. Сервомотор имеет встроенный датчик вращения с точностью до трех градусов. Также есть датчик скорости и датчик относительного позиционирования, что позволяет более точно управлять мотором.

На корпусе двигателя и вращающей части есть две точки, которые можно совмещать и можно вернуться в исходную точку программным способом. Эту точку еще можно назвать нулевым значением. При этом неважно в каком положении до этого находился двигатель.

Также можно задать определенный угол поворота как исходную точку. Всего имеется два средних сервомотора. Это позволяет создавать скоростных роботов небольшого размера с двумя моторами.

Большой мотор

Скорость большого мотора спайк прайм немного меньше и ее максимальное значение 175 оборотов в минуту. Максимальный момент силы до 25 Н / см. Оптимальные значения для двигателя – скорость 135 об / мин, вращающий момент 8 Н / см. Он имеет габариты немного больше, чем средний двигатель.

Сервомотор мощнее чем средний и также снабжен сенсорами вращения с точностью 3 градуса, скорости и относительного позиционирования. На корпус и вращающуюся часть нанесены точки для определения начального положения. Большой мотор чаще всего используется для создания каких-нибудь захватов и задач требующих повышенной мощности.

Датчики Lego Spike Prime

Датчик расстояния

Ультразвуковой датчик расстояния может измерять расстояние от 5 сантиметров до 2 метров с точностью измерения до 1 миллиметра. Угол обзор плюс / минус 35 градусов. Принцип работы основан на отражении сигнала от поверхности и приме отраженного сигнала сенсором.

Точность измерения датчика зависит от характеристик объекта – это размер объекта, материал из которого он изготовлен.Если открутить два винта и снять белую панель в передней части сенсора, то там можно увидеть разъем для подключения других датчиков типа датчиков для Arduino или создать сложную электронную схему.

У датчика есть подсветка в виде четырех светодиодов с цветовой температурой 4000 К. Светодиоды можно включать и выключать программным способом. Датчики расстояния используются в соревнованиях «Движение по лабиринту», объезде препятствий, движению вдоль стены и т.д.

Датчик силы

Он очень похож на датчик касания Lego EV3 и может срабатывать на нажатие, долгое нажатие, щелчок или клики и отсутствие нажатия. Отличительная особенность его заключается в том, что он может измерять силу нажатия на кнопку от 0 до 10 ньютонов. Скорость опроса сенсора до одного килогерца.

Датчик света или цвета

Может работать одновременно в режиме отраженного света и режиме цвета. Есть режим внешней освещенности. В режиме цвета различает 8 цветов Lego. Также способен определять цвета в формате RGB и HSV. Как и ультразвуковой сенсор оснащен программируемыми светодиодами с цветовой температурой 4000 К.

Часто используется там, где нужно различать цветные метки, производить сортировку по цвету, двигаться по размеченной поверхности. С использованием датчиков цвета (света) проводят соревнования «Движение по линии» различной сложности. В логистических центрах, таких как Amazon и многих других, применяют цветовые метки и линии для управления роботами.

Ресурсный набор Lego Spike Prime

Ресурсный набор Lego 45680 дополняет базовый и содержит дополнительные пластиковые элементы, два больших колеса, большие конические зубчатые шестеренки и другие уникальные детали. В него входит еще дополнительно большой мотор и датчик цвета. Всего это 603 детали.

В набор включен учебный курс для подготовки соревновательной робототехнике. Пластиковый короб не поставляется, конструктор идет в картонной коробке. Без базового набора покупка ресурсного набора не имеет смысла. Основные задачи обучения робототехнике можно выполнить на основе только базового решения.

Программное обеспечение Education SPIKE

Для программирования робота спайк прайм компанией Lego разработано приложение LEGO® Education SPIKE™. Среда программирования является визуальной и создана на базе Scratch. На рабочее поле редактора можно перетаскивать блоки и легко составлять программы. Также предусмотрено дистанционное управление роботом по блютузу.

Приложение является бесплатным и скачать его можно с официального сайта Lego. В этом программном обеспечении предусмотрена возможность программирования на языке Python для более продвинутых пользователей. Установка приложения интуитивна проста и занимает не более нескольких минут.

Распаковка Lego Spike Prime

Источник: legoteacher.ru

Робозвери, планы уроков и новые детали: обзор набора LEGO Education SPIKE Prime

Робототехника — одно из самых интересных и прорывных школьных занятий. Она учит составлять алгоритмы, геймифицирует учебный процесс, знакомит детей с программированием. В некоторых школах уже с 1 класса занимаются информатикой, учатся собирать роботов и составлять блок-схемы. Чтобы дети легко понимали робототехнику и программирование, могли углубленно изучать математику и физику в средней школе, мы выпустили новый обучающий набор LEGO Education SPIKE Prime. Подробности о нем расскажем в этом посте.

LEGO Education SPIKE Prime предназначен для обучения детей 5–7 классов в школах и кружках робототехники. Набор позволяет строить алгоритмы с помощью блок-схем и любоваться, как картинки на экране превращаются в движения и действия. Для современных школьников важна наглядность и WOW-эффект, и SPIKE Prime является приманкой, которая может увлечь детей программированием и точными науками.

Обзор набора

Набор поставляется в минималистичном желто-белом пластиковом боксе. Под крышкой — картонка с инструкцией по началу работы и схемой размещения деталей в лотках. Набор спроектирован так, чтобы с ним было легко начинать работу и педагогу требовалось минимум дополнительной подготовки.

Сами детали расфасованы по пакетикам с номерами, которые соответствуют номерам ячеек в лотках.

В Базовый набор входит более 500 элементов LEGO, включая новые.

• Несколько новых рам, которые сокращают время сборки прототипов и позволяют создавать крупные модели.
• Новый кубик 2×4 с отверстием для осей Technic. Он позволяет объединять элементы Technic и LEGO System в одном проекте.
• Обновлена базовая пластина из ассортимента Technic.
• Новые узкие колеса, которые обеспечивают точность управления и повышают маневренность моделей.
• Новое поворотное колесо в виде опорного ролика.
• Новые зажимы для проводов, доступные в нескольких цветах, позволяют аккуратно закреплять шлейфы.

Моторы подключаются напрямую к хабу и имеют датчики вращения с точностью до 1 градуса. Эта возможность предусмотрена для синхронизации работы моторов, чтобы они могли двигаться одновременно с постоянной скоростью. Кроме этого, датчик можно использовать и для измерения скорости и расстояния движения модели.

Датчик цвета различает до 8 цветов и может использоваться как датчик освещенности. В него также встроен инфракрасный датчик, который может считывать, например, отражение света.

Датчик касания распознает следующие ситуации: кнопка нажата, отжата, сильное нажатие. При этом датчик определяет силу давления в ньютонах или в процентах.

ИК-датчик служит для определения расстояния от робота до определенной точки или для предотвращения столкновений. Способен измерять расстояние в процентах, сантиметрах и дюймах.

Расширить возможности базового набора можно с помощью ресурсного набора, который состоит из 603 деталей. В него входят: дополнительный большой набор и датчик света, два больших колеса, большие конические зубчатые шестерни, которые позволяют строить крупные поворотные платформы.

Хаб

В хаб встроен гироскоп, который умеет определять его положение в пространстве: ориентацию, наклон, крен, определение грани сверху, состояние падения хаба и т. д. Встроенная память позволяет загружать и хранить до 20 программ. Номер программы отображается на пиксельном экране 5х5, куда также выводятся пользовательские изображения и статус работы хаба.

Также на хабе расположены:

• Разъем microUSB для зарядки аккумулятора или соединения с ПК.
• Кнопка синхронизации Bluetooth, с помощью которой можно установить беспроводную связь с ПК для программирования хаба.
• 6 портов (A-F) для выполнения команд или получения информации с датчиков.
• Три кнопки управления хабом.
• Встроенный динамик.

Программное обеспечение

ПО LEGO Education SPIKE доступно для Windows, Mac OS, Android, iOS и Chromebook, его можно скачать на сайте LEGO Education. Программная среда создана на основе детского языка программирования Scratch. Она состоит из набора команд, каждая из которых представляет собой графический блок определенной формы и цвета с параметрами, которые можно изменять вручную, например, скорость и дальность движения, угол вращения и т. д.

При этом наборы команд, связанных с различными компонентами решения (моторы, датчики, переменные, операторы и т. д.), выделены разными цветами, что позволяет быстро интуитивно разобраться, как программировать то, что нужно.

Еще в самом приложении собрано множество планов уроков, а также около 30 различных инструкций по сборке моделей.

Первые шаги

После запуска приложения и выбора языка сразу же предлагается три стартовых шага:
1) Запрограммировать хаб, чтобы на экране выводился смайлик;
2) Познакомиться с работой моторов и датчиков;
3) Собрать модель «Блоха» и запрограммировать ее на движение.

Знакомство с SPIKE Prime начинается с описания возможностей подключения (через microUSB или через Bluetooth) и работы с пиксельным экраном.

Сначала необходимо задать последовательность команд, которая должна выполняться после запуска программы, а также выбрать конкретные пиксели, которые будут зажигаться на экране хаба.

Второй шаг предусматривает сборку и программирование реакции моторов на различные сигналы с датчиков. Например, можно запрограммировать мотор, чтобы он начал вращаться при поднесении руки или любого предмета к сенсору расстояния.

Для этого мы создаем последовательность команд: если предмет находится ближе n сантиметров к датчику, то мотор начинает работать.

Третий и самый интересный шаг: собрать робота-блоху и запрограммировать ее на прыжки по команде. Для этого сначала нужно собрать из деталей и двух моторов самого робота.

Затем приступаем к программированию. Для этого задаем следующий алгоритм: при включении программы «блоха» должна дважды проскакать вперед, поэтому два мотора должны сделать два полных вращения одновременно. Скорость вращения установим на 50%, чтобы робот не прыгал слишком сильно.

На выходе у нас получился небольшой робот, который при запуске программы скачет вперед. Красота!

Робот-блоха резво устремился вперед, нашел первую жертву, но что-то пошло не так.

После этого обучение закончено, можно приступать к более сложным проектам: в приложении только блок-схем для различных частей набора (моторы, хаб, датчики и т. д.) насчитывается более 60. При этом каждую блок-схему можно слегка менять с помощью параметров. Также внутри ПО есть возможность создания переменных и собственных блок-схем.

Для учителей

К набору прилагаются методические материалы для учителей. В них входят учебные планы, задачи с готовыми решениями и задания, где ответа нет и нужно творчески подойти к решению. Это позволяет быстро приступать к работе с набором и строить программы обучения.

Всего на сайте готово 4 курса. «Отряд изобретателей» — курс для уроков технологии, который закрепляет понимание учениками процесса ведения проектной деятельности. Два курса относятся к информатике. «Запускаем бизнес» дает базовые навыки программирования и алгоритмики, а «Полезные устройства» знакомит с принципами работы интернета вещей. Четвертый курс — «К соревнованиям готовы» — предназначен для подготовки к конкурсам и требует и базовый, и ресурсный набор.

В каждом курсе от 5 до 8 уроков, куда входит готовое методическое решение, которое можно внедрить в учебный процесс для закрепления STEAM-компетенций.

Сравниваем с другими наборами

LEGO Education SPIKE Prime входит в робототехническую линейку LEGO Education, которая включает в себя наборы для детей разных возрастов:

• Экспресс «Юный программист» для дошкольного образования.
• WeDo 2.0 для начальной школы.
• LEGO Education SPIKE Prime для средней школы.
• LEGO MINDSTORMS Education EV3 для учеников старших классов и первых курсов институтов.

С помощью этого решения школьники в игровой форме смогут освоить принципы алгоритмизации, развить навыки решения задач, познакомиться с основами робототехники. После SPIKE Prime можно переходить на LEGO MINDSTORMS Education EV3, у которого есть возможность работы с MycroPython и который подойдет для изучения более сложных понятий робототехники и программирования.

P.S. При написании этой статьи ни один робот и ни один хаски не пострадал.

• lego
• lego education
• LEGO Education SPIKE Prime
• робототехника
• робототехника для детей

• Блог компании LEGO Education
• Программирование
• Учебный процесс в IT
• Робототехника

Источник: habr.com

LEGO Education Spike Prime после WeDo 2.0: сравниваем электронику наборов

Роза Бурганиева, преподаватель робототехники АНО «ЦПИТ «Открытая аудитория» и автор видеоблога «LEGO WeDo 2.0 Для учителей», протестировала новый конструктор LEGO Education Spike Prime и сравнила его электронику с LEGO WeDo 2.0.

В прошлом году компания LEGO Education анонсировала новый робототехнический набор Spike Prime. Это образовательное решение, разработанное для ведения учебной STEAM-деятельности в 5–7 классах основной школы. В России конструктор в продаже с 2020 года.

Восторг детей при первой распаковке LEGO Spike Prime: «О! Какой огромный смартхаб! Сколько датчиков! Смотри-смотри, здесь есть фонарик и глаза робота!»… Я тоже пищала от радости. Ну,… плюс-минус.

Электроника нового конструктора для учителя, который уже пересобирал LEGO WeDo 2.0 вдоль и поперек, действительно завораживает. Давайте сравним электронику Lego Spike Prime и LEGO WeDo 2.0

Хаб

Так называется мозг набора Spike Prime. Он больше в размерах, чем смартхаб LEGO WeDo 2.0. Но это, конечно, не самое главное.

Слева хаб LEGO Spike Prime, справа — смартхаб WeDo 2.0

Порты

Смартхаб LEGO WeDo 2.0 имеет 2 порта, у хаба Spike Prime — 6 портов. Все они работают и на вход, и на выход, поэтому одновременно вы можете подключать хоть 6 моторов, хоть 6 датчиков. Красота! Каждый порт обозначен своей буквой. Обратите внимание, метки под буквами E и F отличаются от меток, расположенных под другими буквами.

По словам компании-разработчика, порты E и F предназначены для высоких скоростей. Сама пока не проверяла.

Точки крепления

У нового хаба есть множество точек крепления со всех сторон. Это весомое преимущество перед смартхабом WeDo 2.0, детям будет наамного проще собирать модели.

Светодиодная матрица

В отличие от WeDo 2.0, у хаба Spike Prime есть светодиодная матрица размером 5 * 5, экран. Вы можете «рисовать» разные символы, буквы или цифры и выводить их на дисплей. На дисплее в виде цифр могут отображаться и названия программ.

Кнопки управления

На хабе Spike Prime есть 3 кнопки управления. Самая большая кнопка — аналог кнопки включения Lego WeDo 2.0. Она «включает-выключает», может подсвечиваться разными цветами, а также запускает выбранную программу.

Память хаба Spike Prime

В отличие от смартхаба WeDo 2.0, хаб Spike Prime может хранить в своей памяти до 20 программ.

Первое подключение Spike Prime

До первого запуска необходимо полностью зарядить хаб Spike Prime, подключив его кабелем USB к источнику питания (например, компьютеру). Заряжается хаб Spike Prime достаточно долго — более 4 часов. На сколько часов работы хватит полного заряда, пока сказать не могу. Также перед первым запуском робота ПО Lego Spike Prime указывает, что необходимо обновить ОС хаба.

Моторы LEGO Spike Prime

В комплекте конструктора LEGO Spike Prime 3 мотора: 1 большой и 2 средних. Шлейфы моторов Spike Prime похожи на шлейфы моторов WeDo 2.0, причем у Spike Prime они длиннее на 2-4 см. Моторы Spike Prime имеют удобную для конструирования прямоугольную форму, по размеру они намного больше моторов WeDo 2.0.

Слева мотор LEGO WeDo 2.0, справа — три мотора Spike Prime

Сервомоторы

Моторы Spike Prime являются сервомоторами, то есть могут самостоятельно возвращаться в нулевую позицию. Эта позиция обозначена специальными метками на корпусе моторов. Благодаря встроенным датчикам вращения, скорости и относительного позиционирования, вы сможете считать количество оборотов, а также программировать моторы на возврат в начальную точку.

Сквозной выход вала

С новыми моторами Spike Prime вы сможете присоединять оси сразу с двух сторон, потому что у этих моторов сквозной выход вала, а также есть вращающееся кольцо, к которому также можно крепить детали.

Точки крепления

А еще у новых моторов большое количество точек крепления. Если у WeDo 2.0 точки крепления только с трех сторон из шести, то моторы Spike Prime могут крепиться с 5-6 сторон. Это так удобно!

Работа при высокой нагрузке

Новые моторы шумят громче. При высоких нагрузках они ведут себя не так, как моторы WeDo 2.0. Если нагрузка сильно возрастает, то моторы Lego WeDo 2.0 просто отключаются. Моторы Spike Prime в подобных ситуациях продолжают работать, но начинают немного нагреваться.

Датчик расстояния (движения)

Датчик расстояния Spike Prime «видит» намного дальше, не 15 см, как мы с детьми привыкли, а до двух метров. Он красивой прямоугольной формы. Внешне напоминает 2 глаза. в него встроены 4 светодиода, которые можно программировать и, таким образом, создать эффект моргания глаз.

Слева датчик движения LEGO WeDo 2.0, справа — датчик расстояния Spike Prime

Датчик наколона

Датчика наклона в виде отдельного элемента у Spike Prime нет. Он встроен непосредственно хаб.

В хаб Spike Prime интегрирован шестиосевой гироскоп

Благодаря встроенному шестиосевому гироскопу, хаб определяет свое положение в пространстве: крен, тангаж, рысканье. Представьте, что вы сидите в самолете, и заваливаетесь вправо или влево. Такое изменение хаба называется креном. При подъеме и посадке самолета происходит изменение тангажа. Рысканье — это, говоря простыми словами, движение из стороны в стороны вдоль горизонтальной оси.

Датчик цвета

Датчик цвета Lego Spike Prime распознает 8 цветов, определяет уровень освещенности и отраженный свет. Оптимальное расстояние до предмета — 16 мм, точность работы датчика зависит от размера предмета, его поверхности.

Датчик цвета Lego Spike Prime

Датчик силы Lego Spike Prime

Датчик силы Lego Spike Prime понимает касание и его отсутствие, силу нажатия, а также распознает короткие клики и длительное нажатие.

Более подробная информация об электронике базового набора 45678 LEGO Spike Prime в видео.

Про хаб LEGO Spike Prime:

Источник: edurobots.org