СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СРЕД ПРОГРАММИРОВАНИЯ РОБОТОВ LEGO MINDSTORM И VEXIQ

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE LEGO MINDSTORM AND VEXIQ ROBOT PROGRAMMING ENVIRONMENTS

Dmitry Korobanov

master's student, Department of Physics, Information Technologies and Teaching Methods, Mordovian State Pedagogical University,

Russia, Saransk

АННОТАЦИЯ

В статье автор рассматривает преимущества и недостатки двух распространенных наборов для робототехники, такие как Lego Mindstorm и VEXIQ. Проводится описание как конструктивных элементов, так и программного обеспечения.  Выделяются преимущества и недостатки платформ, удобство их использования, а также дополнительные возможности каждой платформы и их робототехнических конструкторов.

ABSTRACT

 In the article, the author examines the advantages and disadvantages of two common robotics kits, such as Lego Mindstorm and VEXIQ. Both the structural elements and the software are described. The advantages and disadvantages of the platforms, the convenience of their use, as well as additional features of each platform and their robotic designers are highlighted.

Ключевые слова: робототехника, Lego Mindstorm (EV3), VEXIQ, программное обеспечение.

Keywords: robotics, Lego Mindstorm (EV3), VEXIQ, software.

В настоящее время во всем мире робототехника занимает одно из самых востребованных и перспективных направлений. она помогает при изучении окружающей среды там, где не сможет существовать человек, занимается тяжелой работой по сортировке определенных грузов, снимая с человека это обязательство, помогает в медицине, и других областях людских профессий.

Занятия робототехникой интересуют не только взрослых, но и детей, обучающихся в школе. Этот предмет помогает ученикам проявить свои творческие способности, а также на простых и понятных языках программирования заинтересовать их заниматься этим в дальнейшем.

В данной статье рассмотрим две наиболее распространенные среды программирования, а также наборы для конструирования, такие как lego Mindstorm (EV3) и VEXIQ.

Начнем с самой распространенной версии робототехнического набора от бренда Lego. Данный набор конструктора появился в 2013 году, и за несколько ближайших лет стал самым популярным набором во многих учебных заведениях. Базовая версия конструктора состояла из деталей, с помощью которых можно создать простейшие механизмы, а для тех, кто планировал серьезные проекты и участие в соревнованиях, были доступны наборы расширения содержащие в себе вспомогательные элементы и множество датчиков. В комплекте поставки у lego имеется микрокомпьютер с монохромным интерфейсом, 2 больших мотора, 1 средний мотор, гироскопический датчик, ультразвуковой датчик, 2 датчика касания и датчик цвета.

Теперь рассмотрим набор, который вышел немного ранее, но не получил большой распространенности, речь про конструкторов VEXIQ. Базовая версия набора похожа на lego, но имеется ряд отличий, детали в Vex имеют больший ассортимент крупных балок и пластин, что делает этот набор более пригодным для построения крупных моделей, с неплохим функционалом, создать же что-то маленькое, например, уменьшенную механическую коробку передач будет труднее чем в Lego. Стартовый набор vex содержит в себе следующее микроконтроллер с монохромным экраном, 4 умных мотора, которые могут изменять свою мощность и скорость не только за счет передаточного числа на шестернях но и програмно, чем не может похвастаться набор Lego EV3, 2 датчика касания со светодиодами, 2 бампера с датчиком прикосновения, датчик расстояния, в зависимости от генерации микроконтроллера может быть как лазерным так и ультразвуковым, гироскоп, датчик цвета и освещенности. Одним из плюсов контроллера vex хочется выделить устройство микроконтроллера, у него имеется 12 входных/выходных портов, настраиваемых в программном обеспечении. Это означает, что не имеет значения какой тип устройства, вы подключили, датчик или мотор, в отличие от контроллера EV3 в котором 4 порта заранее прописаны под двигатели, а другие 4 под датчики.

Теперь перейдем к программному обеспечению.

EV3 имеет графическое программное обеспечение, которое является простым в использовании и интуитивно понятным, хоть поначалу может и ввести в заблуждение. Команды для роботов найти легко, конфигурацию же можно легко менять. Образовательная версия имеет такой компонент как Datalogging, который позволяет комплекту выйти за пределы робототехники и рассматривать многие физические процессы, наблюдать за изменением параметров датчиков в реальном времени, а также видеть пиковые мощности моторов для отладки программы и изменения конструкции роботов. У пользователя, как и во всех языках программирования имеются условия, циклы, переменные, математические вычисления.

Вышеперечисленные конструкции имеются и в VexIQ, программа VexCodeIQ тоже имеет графический язык программирования, построенный на базе SCRATCH, использует аналогичную систему блоков, только в вертикальном формате. Микроконтроллер позволяет считывать данные с датчиков прямо на экране робота, но построение датчиков не представляется возможным, так как такой функцией программное обеспечение не располагает.

На основе рассмотренных примеров, можно сделать небольшие выводы, оба робототехнических набора являются «проводником» в мир технологий и базисного программирования, они имеют ряд отличий, но пока что в соотношении удобства использования и гибкости, Lego Mindstorm опережает VexIQ. Более понятный интерфейс, возможность просмотра значений с датчиков, удобство и комфортность сборки, делают EV3 лидером сравнительного анализа.

Список литературы:

1. Абрамов, С. М. Робототехника: учебное пособие / С. М. Абрамов, А. В. Леднев, Е. А. Михайлов. - Москва: Издательский дом МИСиС, 2017.
2. Валуева, Е. С. Робототехника для детей: от простого к сложному / Е. С. Валуева. - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2016.
3. Волчкевич, Л. И. Основы робототехники: учебное пособие / Л. И. Волчкевич, Е. В. Зенкевич, А. А. Костюков. - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2012.
4. Иванов, И. И. Программирование роботов Lego Mindstorms EV3: практическое руководство / И. И. Иванов. - Москва: ДМК Пресс, 2015.
5. Кузнецов, П. С. Робототехника в образовании: методические рекомендации для педагогов / П. С. Кузнецов, А. А. Петров. - Казань: Издательство Казанского университета, 2018.
6. Lego Mindstorms EV3 [Электронный ресурс]. – URL: https://education.lego.com/en-us/product-resources/mindstorms-ev3/downloads/building-instructions/ (дата обращения: 15.05.2024).
7. Петров, В. П. Конструирование и программирование роботов VEX IQ / В. П. Петров, С. А. Смирнов. - Санкт-Петербург: Наука и Техника, 2020.
8. VEX Robotics [Электронный ресурс]. – URL: https://vex.examen-technolab.ru/ (дата обращения: 15.05.2024).