Aanschaf hardware - Lego Mindstorms EV3
Lego Mindstorms EV3
Lego Mindstorms EV3 Basisset – 45544
Deze (educatieve) set bevat 2 touch-sensoren, 1 kleur-sensor, 1 ultrasoon-sensor en 1 gyrosensor. Met deze set is een eenvoudige, maar doeltreffende robot te bouwen. Een IR-sensor ontbreekt. Het is nodig om een oplader voor de accu te bestellen, deze wordt niet met de set meegeleverd. De set is te bestellen bij diverse bedrijven, o.a. Eurofysica, Heutink en CMA.
Lego Mindstorms EV3 transformator/oplader - 8887
Lego Mindstorms EV3 IR-sensor – 45509
HiTechnic (https://modernroboticsinc.com/hitechnic-sensors) levert o.a. infraroodsensoren voor de EV3, zoals
- HiTechnic NXT PIR Sensor (eenvoudige passieve sensor, ook geschikt voor de EV3)
- HiTechnic NXT IRSeeker V2
EV3-Robot
Bij de educatieve basisset van Lego Mindstorms EV3 wordt een handleiding geleverd voor het bouwen van een robot. Deze robot is zeer geschikt voor het gemakkelijk monteren en uitproberen van verschillende sensoren. Bovendien is hij goed manoeuvreerbaar door zijn twee grote voorwielen en de kogel die functioneert als draaibaar achterwiel. Twee grote servo-motoren dienen als aandrijving van de voorwielen.
Aansluiten sensoren - actuatoren
Het aansluiten van een sensor gebeurt aan de onderzijde van het EV3-blok, in een van de poorten 1, 2, 3 of 4. Een motor sluit je aan de bovenzijde van het EV3-blok aan, in een van de poorten A, B, C of D. Hiervoor gebruik je bij de set meegeleverde kabels.
Sensoren
Voor de EV3 zijn er van Lego zelf een aantal sensoren beschikbaar. Ook de sensoren van de vorige versie, de NXT, zijn met de EV3 bruikbaar. Verder is HiTechnic leverancier van een reeks aan sensoren en heeft Vernier een adapter, waarmee de sensoren van CMA (voor het gebruik met Coachlab) te gebruiken zijn.
Lees het volgende om te kijken wat voor sensoren er beschikbaar zijn.
EV3 / NXT
| Naam |
Beschrijving |
Afbeelding |
| Touchsensor |
Deze herkent 3 omstandigheden: uitgeoefende druk, wanneer het weer 'losgelaten' wordt en hoe vaak er druk uitgeoefend wordt. |
 |
| Ultrasoon sensor |
Meet afstanden tussen de 3 en 250 cm. Accuraat tot ongeveer 1 graad. Verlichting voor is constant tijdens het uitzenden en knippert wanneer het luistert. Zendt terug wanneer een ander ultrasoon geluid wordt herkend. |
 |
| Infrarood sensor |
Meting van de nabijheid tot ongeveer 50 - 70 cm. Werkafstand vanaf de infrarood baken is tot 2 meter.
Ondersteunt vier signaal kanalen. |
 |
| Gyro-sensor |
Meet de hoek met een nauwkeurigheid van ongeveer 3 graden. Maximale gyro-output van 440 graden/seconde. Sample-rate van 1kHz |
 |
| RGB-sensor |
Meet gereflecteerd rood licht en omgevingslicht, van donker tot licht zonlicht. Kleuren die gedetecteerd worden: geen kleur, zwart, blauw, groen, geel, rood, wit, bruin. Sample rate van 1 kHz. |
 |
| Lichtsensor (NXT) |
Eenvoudige sensor die de lichtintentsiteit meet. Bruikbaar voor het volgen van bijvoorbeeld een zwart parcours. |
 |
| Geluidsensor (NXT) |
|
 |
| Servo-motor |
Servo-motor met ingebouwde rotatiesensor. |
 |
HiTechnic
| Naam |
Beschrijving |
Afbeelding |
| Infrarood sensor |
Richting gevoelige infrarood sensor. |
 |
| HiTechnic levert ook een IR-bal, die gebruikt kan worden om te worden gedecteerd door een IR-sensor. |
|
 |
Sensoren HiTechnic
http://modernroboticsinc.com/hitechnic_products
Vernier
Adapter Vernier
| Naam |
Beschrijving |
Afbeelding |
| NXT Sensor Adapter (BTA-NXT) |
Met deze adapter kunnen meer dan 30 (analoge) sensoren van Vernier direct gekoppeld worden aan de EV3. |
 |
Sensoren Vernier
| Naam |
Beschrijving |
Afbeelding |
| Temperatuursensor BT01 |
Een temperatuursensor voor algemeen gebruik, die gebruikt kan worden om de temperatuur in vloeistoffen (water, matig zure oplossingen) en lucht te meten. De sensor kan de temperatuur bepalen in het bereik van -40°C tot 140°C. |
 |
Overige sensoren
Overige sensoren zijn te vinden op de site van CMA-science.
Nadat je alle sensoren hebt bekeken kan je de hierna volgende opdrachten maken
Opdrachten
Opdracht ultrasoon sensor
Bekijk dit filmpje eens om te zien wat je allemaal met een ultrasoon sensor kunt doen (je kan i.p.v. YouTube ook gebruik maken van EdPuzzle.com. Daar kan je vragen tussen het filmpje door plaatsen).
Opdracht sensoren
- Zoek van twee van deze sensoren de - liefst technische - details op. (Zoek daarvoor eerst het nummer op van de betreffende sensor op.) Probeer de volgende vragen erover (indien van toepassing) te beantwoorden.
- Wat is de minimum en maximum waarde die je kunt meten?
- Hoe breed is de bundel van de meting?
- Is de temperatuur van invloed op de door de sensoren gemeten waarde (uitgezonderd bij de thermometer)?
- Is licht van de omgeving van invloed?
- Hoe zou je daarmee kunnen omgaan?
- Welke modi kunnen de sensoren hebben?
- Beschrijf van elk deze sensoren tenminste één mogelijke toepassing.
Opdracht robot
Veronderstel dat je een robot wilt bouwen. Uiteraard mag die, als hij loopt (of rijdt) nergens tegenaan botsen.
Een aantal van de hierboven genoemde sensoren hebben de mogelijkheid objecten te signaleren.
- Beredeneer welke sensor jou daar het geschiktst voor lijkt.
- Bedenk ook hoe je die sensoren gaat plaatsen op of aan de robot.
Actuatoren
EV3/NXT
De twee standaardactuatoren van Lego zijn de servo-motoren.
| Servo-motor groot |
Grote servo-motor met ingebouwde rotatiesensor. Voor het programmeren van nauwkeurige en krachtige robotbewegingen. |
 |
| Servo-motor middel |
Middelgrote servo-motor met ingebouwde rotatiesensor. Nauwkeuriger en sneller, maar met minder vermogen dan de grote servo-motor. |
|
Behalve bovengenoemde servo-motoren zijn er meer actuatoren, zoals hydraulische en pneumatische actuatoren, maar ook een eenvoudig verwarmingselement is een actuator, net als een display, een led of een luidspreker.
Handleiding EV3
Handleiding over de EV3 met uitleg over sensoren en actuatoren
https://www.lego.com/nl-nl/mindstorms/downloads
Opdrachten
Opdracht actuatoren
- Probeer, voor zover mogelijk, van drie van de hiervoor genoemde actuatoren (motoren, display enz.) te achterhalen wat hun eigenschappen zijn. Denk hierbij aan het volgende:
- Snelheid, resolutie enz.
- Wat hebben ze nodig om ze te laten werken?
- Beschrijf hoe ze reageren.
- Beschrijf van elk deze sensoren tenminste één mogelijke toepassing.
Opdracht robot - vervolg
Kijk nog eens naar de Opdracht robot (hiervoor, onder Sensoren). De robot mag nergens tegenaan botsen.
Bedenk een scenario (we denken dan vaak meteen aan ontwijken maar de robot zou bijvoorbeeld ook kunnen wachten tot een slagboom omhoog gaat of tot een stoplicht op groen gaat).
- Beschrijf het scenario.
- Welke actuatoren zou je hier voor kunnen gebruiken?
- Onderzoek de actuatoren en beschrijf hoe je ze zult moeten aansturen.
- Kun je die actuatoren rechtstreeks op de computer aansluiten?
