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《樂高EV3機器人搭建與程式設計》一1.5 主要器和電池

本節書摘來異步社群《樂高ev3機器人搭建與程式設計》一書中的第1章,第1.5節,作者: 【美】marziah karch(卡奇)譯者: 真帥 , 田遠帆 , 蔣知睿 , 劉昊熠 , 何曉旭 責編: 陳冀康,更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視。

到目前為止,我們讨論的主題還主要集中在各類不同的零件上,你可以使用它們作為機器人的基礎部分。但更重要的是那些使機器人活動的零件,如能使機器人移動的電機。現在讓我們來認識那些重要的部件。

圖1.36展示了ev3智能磚,它是機器人的大腦。它是套裝中最重的部分,因為它内部充滿了電池和運算元件,這使得它能夠思考并為其他零件供電。你可以下載下傳所有的項目,甚至可以直接在智能磚上編寫程式。

不知你是否注意到, ev3智能磚的一端是編号為1~4的水晶頭插口,另一端是編号為a~d的水晶頭插口。這些插口就是用來連接配接傳感器和電機的地方,它們通過智能磚為電機和傳感器供電。在ev3智能磚的底部和側面,有一些可以插銷子的小孔,這是用來連接配接套裝中的梁臂的。這裡占用你一些時間,檢查一下你的智能磚是否有電。

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你可以把ev3智能磚翻過來,打開它的後蓋,放入6節5号電池(如圖1.37所示)。

注意 在使用ev3的過程中,可能會耗費很多電池,這取決于你使用它的頻率。這樣的話,選擇可充電電池或許是個不錯的主意。然而,很多mindstorms愛好者注意到,當使用充電電池時,可能因為這些電池需要越來越頻繁地充電而導緻機器人的動作變得遲緩。如果你帶着機器人去參加比賽,在比賽當天使用環保型一次性電池可能更好。

現在檢視智能磚的兩側。

圖1.38展示了智能磚一側的蜂鳴器,機器人的聲音就是從這裡播放的。智能磚的兩側還有完全相同的3×3的l形橫梁接口。

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圖1.39展示了蜂鳴器對面的裝置,有usb插口和sd卡卡槽。如果你覺得ev3自身的存儲空間不足,可以把sd卡插到ev3裡面充當一個快速存儲器,用于存儲機器人程式或是一些資料和資料。 usb插口可以把ev3和電腦連接配接在一起,并從電腦的程式設計軟體中向機器人導入程式。對于電腦的程式設計軟體,我會在第7章中作更詳盡的介紹。

現在你已經較好地了解了ev3智能磚了,這時可以了解一下它所驅動的電機和傳感器了。

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圖1.40展示了ev3家庭版套裝中的兩個大型伺服電機。這些伺服電機可以驅動輪子、梁或其他大型部件。紅色零件旋轉做圓周運動,你可以在它表面連接配接銷或在中心連接配接軸。此外,伺服電機還可以把軸和銷連接配接到其他零件上。

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圖1.41展示了中型伺服電機。這個伺服電機隻有中間的接口可以旋轉,它可以在旋轉部件附近用于連接配接零件,也可以用來連接配接受伺服電機驅動的齒輪。

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圖1.42展示了觸動傳感器,觸動傳感器在ev3家庭版套裝中隻提供一個(nxt套

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裝有兩個)。當傳感器末端的紅色觸角被按下時,觸動傳感器會将資料傳輸到中央處理器。如果你把它放在一個機器車的最後面,它就可以檢測到機器車是否發生了撞擊。不僅如此,它最有用的地方莫過于可以充當一個開關,它可以控制機器人開啟或停止,幫助機器人轉換方向,以及重置一個程式等。 lego ev3教育版套裝中有一個機器人設計叫作“平衡小子”,它就利用了觸動傳感器來充當開關。

顔色傳感器(如圖1.43所示)可以檢測光,它可以識别不同的顔色,區分明暗的變化。在ev3套裝中有一個顔色傳感器,你可以用它來分類部件,檢測它們的顔色,或使機器人沿着一條線行進。在第7章和第8章會介紹更詳細的顔色傳感器的用法。

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圖1.44展示了紅外傳感器和遙控器(也稱為紅外信标接收器),這是ev3家庭版獨有的部件。 ev3教育版套裝沒有遙控器,而是用一個超音波傳感器來代替。紅外傳感器和遙控器(使用7号電池)可以作為幾乎所有汽車或坦克機器人的遙控裝置。你也可以單獨使用紅外傳感器來檢測是否有物體在傳感器的前面。

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現在你已經大緻了解了ev3智能磚、伺服電機和傳感器。接下來,需要認識資料線了,資料線是用作連接配接的。

圖1.45展示了ev3套裝中所包含的兩種資料線。其中的一種就是usb線,它其

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實就是一根标準的usb線。它的作用是連接配接ev3主機和電腦,然後向程式塊中導入程式。還有另一種特殊的資料線,用來連接配接主機與電機或傳感器,它與電腦和路由器連接配接的網絡電纜很類似,但是它們的線路不太一樣,是以不可以用ev3中的資料線代替網絡電纜這一類的東西。

這種資料線有長短兩種,包括4個25厘米的資料線、2個35厘米的資料線和一個50厘米的資料線。當你搭建一個機器人時,請先嘗試選擇最短的資料線;否則,你會花大量的時間盤起資料線以免它們擋路。你或許也可以用可書寫膠布或魔術貼來标記資料線的末端以避免混淆。

最後,家庭版套裝有一套貼紙(如圖1.46所示),可以貼在翼形部件和角件上。另外,說明書(如圖1.47所示)展示了如何搭建第一個機器人的過程,它實際上是把3個機器人的搭建過程整理成了一本手冊。

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現在你應該已經從盒子中取出所有的零件了(機器車的測試場地就是外面的包裝),你可以打開這本說明書,然後開始搭建一個非常基礎的機器人。你也可以翻到第2章去浏覽一下ev3教育版。

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