乐高EV3 45544机器人

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乐高EV3 45544 套件概览

45544 的官方名称通常是 LEGO MINDSTORMS Education EV3 Core Set(乐高头脑风暴教育版EV3核心套装),它和市面上常见的乐高EV3 31313创意机器人套装(零售版)是两个不同的产品线,主要区别在于零件组成、编程软件和设计目标。

乐高EV3 45544机器人-第1张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)

套件包含什么?

45544套装的核心目标是用于教学,因此它包含了一些独特的、专为项目设计的零件。

核心控制器:EV3智能砖

这是机器人的“大脑”,它是一个功能强大的可编程设备,集成了:

  • 处理器:运行用户编写的程序。
  • 屏幕:图形化显示(黑白点阵屏),可以显示传感器数据、程序状态或自定义图案。
  • 按钮:用于导航菜单、运行程序、停止程序等。
  • 端口:四个输入端口(连接传感器)、四个输出端口(连接电机)和一个USB端口(用于连接电脑或充电)。
  • microSD卡槽:可以扩展存储空间。
  • 内置陀螺仪传感器:可以检测旋转和方向。

电机

  • 2个大型伺服电机:这些是EV3的标志性电机,它们不仅能提供强劲的动力,还能精确地测量自身的旋转角度和速度,这使得机器人可以进行精确的直线行走、转弯、抓取等动作,它们通过端口A和B连接。

传感器

这是让机器人能够感知世界的关键部分,45544套装包含以下三种传感器:

  • 1个大型电机:作为传感器使用时,它可以测量旋转角度和速度,它也可以作为普通电机输出动力。
  • 1个触动传感器:相当于一个“按钮”,可以检测是否被按下、释放或碰撞,常用于启动程序、检测障碍物等。
  • 1个颜色传感器:功能非常强大,可以:
    • 检测颜色:识别红、蓝、绿、黄、黑、白等颜色。
    • 反射光强度:检测物体表面的明暗程度,常用于循线。
    • 环境光强度:检测周围环境的亮度。

结构零件

  • 一个EV3充电器:用于给智能砖充电。
  • 一个收纳箱:带有泡沫内衬,方便整理和运输零件,非常适合课堂环境。
  • 大量的结构梁、轴、连接件、齿轮和轮子:这些是乐高Technic系列的经典零件,提供了强大的结构搭建能力。

与零售版31313的区别

这是一个非常常见的问题,

乐高EV3 45544机器人-第2张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)
特性 教育版 45544 零售版 31313
设计目标 教学、结构搭建、项目式学习 娱乐、快速拼搭、创意玩法
核心零件 1个智能砖、2个大型电机、1个大型电机(传感器)、触动、颜色传感器 1个智能砖、2个大型电机、1个超声波传感器、1个触动传感器、1个陀螺仪传感器
传感器 颜色传感器(功能多)
触动传感器
大型电机(作为传感器)
超声波传感器(测距)
触动传感器
陀螺仪传感器(内置在智能砖)
模型设计 5个核心模型(如机器人手臂、小火车),设计更偏向机械原理和结构,零件更通用。 5个主模型(如机器蝎子、赛车),设计更酷炫,玩法更直接,但部分零件为特定模型设计。
编程软件 EV Classroom(图形化,专为课堂设计)
也可使用EV3 Home(图形化)和LabVIEW(文本/图形化,高级)
EV3 Home(图形化)
也可使用LabVIEW
包装 蓝色收纳箱,带泡沫内衬 彩色纸盒包装
适用人群 学生、教师、对机械和原理感兴趣的进阶玩家 家庭用户、儿童、初次体验者

45544更适合想深入学习机器人原理、机械结构和编程逻辑的用户,31313则更适合想快速拼搭一个酷炫机器人并体验其功能的用户。


能做什么?(项目示例)

有了45544,你可以创造出无数种机器人,以下是一些经典的项目方向:

  1. 循线小车

    • 原理:利用颜色传感器检测地面上的黑线,通过不断调整左右两侧电机的转速,使机器人始终沿着黑线行走。
    • 学习点:传感器应用、条件判断(..就...)、PID控制(进阶)。
  2. 机械臂或抓取器

    乐高EV3 45544机器人-第3张图片-广州国自机器人
    (图片来源网络,侵删)
    • 原理:利用齿轮传动和连杆结构,搭建一个可以抓取和移动物体的手臂,通过程序控制不同关节的电机。
    • 学习点:齿轮传动、杠杆原理、精确控制电机角度。
  3. 避障小车

    • 原理:虽然45544没有超声波传感器,但你可以巧妙地使用触动传感器作为“触角”,当机器人向前行驶,触角碰到障碍物时,触动传感器被触发,机器人就会后退并转向。
    • 学习点:传感器应用、程序流程控制(循环、条件判断)。
  4. 颜色分拣机

    • 原理:搭建一个传送带或一个可以移动的机械臂,当颜色传感器检测到不同颜色的积木时,机器人执行不同的动作(将红色积木放到左边,蓝色积木放到右边)。
    • 学习点:传感器应用、数据判断、机械自动化。
  5. 互动游戏

    • 原理:利用触动传感器作为“开始”按钮,屏幕显示问题,根据输入(比如按几次按钮)来判断对错。
    • 学习点:人机交互、程序逻辑、屏幕显示。

如何开始编程?

乐高EV3支持两种主要的编程方式:

图形化编程 (推荐入门)

这是最直观、最适合初学者的方式,通过拖拽不同功能的“编程积木块”(模块)来构建程序逻辑。

  • EV3 Home Software:随零售版31313发布,也可以免费下载用于45544。
  • EV3 Classroom Software:乐高官方推出的新一代软件,界面更现代,功能更强大,基于Scratch 3.0,是目前最推荐的软件,它完美支持45544套装的所有零件。

文本化编程 (进阶)

对于有编程基础的用户,可以在EV3 Classroom或专业软件(如LabVIEW)中切换到文本视图,使用类似C语言的语法进行编程,实现更复杂的功能。


乐高EV3 45544 是一个功能强大且极具教育价值的机器人入门套件,它不仅仅是一个玩具,更是一个学习平台,能够:

  • 培养计算思维:学习分解问题、模式识别、抽象和算法设计。
  • 锻炼工程能力:学习机械结构、传动原理和搭建技巧。
  • 激发创造力:从搭建到编程,每一个环节都可以自由发挥。

如果你对机器人技术充满好奇,希望通过动手实践来学习编程和机械知识,那么45544绝对是一个不会让你失望的选择,它为你提供了一个坚实的起点,让你能够一步步探索机器人的奇妙世界。

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