Математика ev3 lego mindstorms

Вычислительные возможности робота

Программные блоки, необходимые для выполнения различных операций над числовыми, логическими или текстовыми данными, сосредоточены в красной палитре среды программирования Lego mindstorms EV3.Красная палитра содержит 10 программных блоков.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Блок Константа, блок Переменная Блок «Константа» Блок «Переменная

Среда программирования Lego mindstorms EV3 позволяет нам обрабатывать в своих программах пять различных типов данных: 1. Текст, 2. Числовое значение, 3. Логическое значение, 4. Числовой массив, 5.Логический массив.

В сегодняшнем уроке мы научимся оперировать с числовыми данными.  Тип данных Числовое значение позволяет нам выполнять различные математические операции над числами. Числа в программе могут быть как положительными, так и отрицательными, быть целыми значениями или содержать десятичную дробь. Примеры: -15, 3,145, 8, -247,34.

Перед тем, как начать обрабатывать различные типы данных в наших программах, нам надо научиться их создавать и хранить. Для этих целей среда программирования Lego mindstorms EV3 предоставляет два вида программных блоков: Переменная и Константа.

Эти блоки позволяют создать в памяти робота специальные ячейки, позволяющие записывать, извлекать и редактировать различные типы данных. Программный блок Константа позволяет создавать ячейку памяти для хранения одного из пяти типов данных ( поз. 1). Требуемое значение записывается в ячейку на этапе создания программы ( поз. 2) и остается неизменным во время выполнения всей программы. Для получения значения, записанного в блок Константа используется Вывод (поз. 3).

В блоке Переменная присутствуют два режима Считывание и Записать ( поз. 1). Перед первым использованием необходимо задать имя переменной, выбрав параметр блока Добавить переменную ( поз. 2). Имя переменной может содержать только заглавные и строчные буквы латинского алфавита, цифры, а также символы _ и -. Задать значение переменной можно, записав или передав число в параметр Значение ( поз. 3).

Блок математика, блок округление. Для выполнения математических вычислений служит программный блок Математика. Он позволяет выполнить выбранную математическую операцию ( поз. 1) над двумя числами, заданными параметрами a и b. В режимах Абсолютная величина и Квадратный корень для вычисления доступен только один параметр a

Отдельно следует остановиться на режиме Дополнения. В этом режиме количество параметров для расчета увеличивается до четырех: a, b, c и d. В параметр Уравнение ( поз. 1) можно вписать любую произвольную формулу, производящую вычисления с этими параметрами.

Иногда возникает необходимость произвести округление результата вычисления. Например: при отладке программы, можно выводить на экран модуля EV3 округленные промежуточные расчеты, чтобы легче было визуально контролировать ход выполнения программы. Для этого предназначен программный блок Округление (Рис. ). Режимы До ближайшего, Округлить к большему и Округлить к меньшему производят округление до целого значения. В режиме Отбросить дробную часть можно задать количество остающихся знаков дробной части после запятой

Примеры выполнения вычислений в программе Задача: Необходимо написать программу прямолинейного движения для проезда роботом расстояния в 1 метр.

Решение:  За один полный оборот мотора робот проезжает расстояние, равное длине окружности колеса. Это расстояние можно найти, умножив число Пи (=3,14159) на диаметр колеса. Диаметр колеса из образовательного набора Lego mindstorms EV3 равен 56 мм, а - из домашнего набора Lego mindstorms EV3 равен 43,2 мм. Если переведем расстояние в 1 метр в миллиметры (1000 мм) и разделим на расстояние, которое робот проходит за один оборот мотора, то узнаем: сколько оборотов мотора необходимо для проезда всего заданного расстояния.

Приступим к созданию программы: Используя программный блок Константа, заведем в программу постоянное число Пи, равное примерно 3,14159. Шаг 1

Используя программный блок Переменная, создадим в программе переменную D и занесем в нее значение диаметра колеса в зависимости от используемого конструктора (если вы использовали другие колеса, то самостоятельно измерьте диаметр и внесите значение в программный блок). Шаг 2

Используя программный блок Математика, умножим значение блока Константа на значение переменной D. Для передачи значения из переменной D в программный блок Математика используем второй программный блок Переменная в режиме Считывание! (Для передачи значений между программными блоками используются шины данных. Чтобы установить шину данных, необходимо потянуть выходной параметр одного программного блока и присоединить его к входному параметру другого программного блока) Шаг 3

Используя программный блок Математика, разделим значение пути (1000 мм) на значение, полученное в шаге 3. Шаг 4

Полученное в шаге 4 значение. округлив до двух знаков после запятой, выведем на экран модуля EV3

Полученное в шаге 4 значение подадим в параметр Обороты блока Рулевое управление.

Задача : Необходимо написать программу, рассчитывающую значение параметра Градусы для разворота нашего робота Вспомним задачку на движение: Проехать прямолинейно вперед на 4 оборота двигателя. Развернуться. Проехать на 720 градусов

Решение: 1. Используя программный блок Рулевое управление проехать вперед на 4 оборота. 2. Используя программный блок Независимое управление моторами развернуться на месте (значение градусов придется подобрать экспериментально). 3. Используя программный блок Рулевое управление проехать вперед на 720 градусов.

Данная задача имеет сходство с предыдущей - нам только требуется найти расстояние, которое должны проехать колеса нашего робота. Для того, чтобы наш робот развернулся на 180 градусов - необходимо, чтобы правое и левое колеса, проехав определенный путь по окружности, поменялись местами.

Как видим из Рис. - каждое колесо при этом проедет ровно половину окружности с диаметром, равным расстоянию между центрами колес (красная линия на Рис. ). Подходящей линейкой померяем расстояние между центрами колес. Для робота, собранного по инструкции small-robot-45544, это расстояние равно 120 мм. Следовательно, умножив это значение на число Пи (3,14159) и разделив на 2, мы найдем расстояние, которое должно проехать каждое из колес нашего робота. Как найти соответствующее этому расстоянию число оборотов мотора - мы разобрали в Задаче 4 данного урока. Для того, чтобы перевести полученное число оборотов в градусы - вспомним соотношение: 1 оборот мотора = 360 градусов. Следовательно, если мы, воспользовавшись программным блоком Математика, умножим полученное значение оборотов на 360 и подадим результат в параметр Градусы программного блока Независимое управление моторами»