Lego Mindstorms EV3

Kaldkiri
Lego Mindstorms EV3 on Lego Mindstorms kolmanda põlvkonna robot. Tegu on järjega Lego Mindstorms NXT 2.0 teisele generatsioonile. Nimi "EV" tähistab evolutsiooni eelnevate NXT seeriate suhtes. Ametlikult anti tootest teada 4. jaanuaril 2013 ja jõudis poelettidele 1. septembril 2013.

Lego Mindstorms ajalugu
1998. aastal tutvustati esimest Lego Mindstormsi, mis oli esimene Lego juhtplokk koos kahe mootori, kahe puuteanduri ja ühe valgusanduriga, mida sai ühendada firma klotsidega. See on Lego enimmüüdud komplekt. Üle ühe miljoni komplekti on müüdud ülemaailmselt, selle avaldamise ajast.
2006. aastal avaldati Lego Mindstorms NXT 1.0. See oli esimene Lego robot, mille olid nii kommertslik, kui ka hariduslik komplekt. See koosnes 577 tükist. Lisaks programmeeritavale juhtplokile kuulusid komplekti kolm servomootorit, valgus-, heli-, kaugus- ja puuteandurid.
2009. aastal avaldati Lego Mindstorms NXT 2.0. See komplekt sisaldas lisaks uuenenud programmeeritavale juhtplokile ja kolmele servomootorile ka kahte puuteandurit, ühte valgus- ka kaugusandurit. 
2013. aastal avaldati Lego Mindstorms EV3

Lego Mindstorms Education EV3 komplekt
Lego Mindstorms Education EV3 komplekt (toote kood 45544) on optimeeritud kasutamiseks klassiruumides ja sisaldab kõike, õpetamaks robotite ehitamist ja programmeerimist. Lisaks klotsidele, anduritele ja mootoritele sisaldab komplekt ka mugavat lahtrite süsteemi, kus saab detaile süstematiseeritult hoida.
Komplekt koosneb kolmest interaktiivsest servomootorist sisseehitatud pöörde anduriga, ultraheliandurist, värviandurist, güroskoopandurist, kahest puuteandurist, akust, ühenduskaablitest, pallrattast, 541 Lego Technic klotsist, USB kaablist, programmeeritavast juhtplokist ja ehitusjuhenditest

Lego Mindstorms EV3 komplekt
Lego Mindstorms EV3 komplekt (toote kood 31313) on mõeldud kodukasutajale, et arendada loogilist mõtlemist ja programmeerimise oskusi. Komplekt koosneb: kolmest interaktiivsest servomootorist sisseehitatud pöörde anduriga, värviandurist, puuteandurist, ühenduskaablitest, infrapunaandurist, infrapuna pildist, rohkem kui 550 Lego Technic klotsist, USB kaablist, programmeeritavast juhtplokist ja ehitusjuhenditest 5 roboti ehitamiseks nimedega: SPIK3R, EV3RSTORM, R3PTAR, GRIPP3R ja TRACK3R. Selline komplekt maksab näiteks Soomes 399,95 €. Lego teatas ka 12 veebipõhisest juhendist roboti ehitamiseks: ROBODOZ3R, BANNER PRINT3R, EV3MEG, BOBB3E, MR-B3AM, RAC3 TRUCK, KRAZ3, EV3D4, EL3CTRIC GUITAR, DINOR3X, WACK3M ja EV3GAME.

Riistvara
Kõik andurid on varustatud uute kinnitustega.

EV3 programmeeritav juhtplokk – on peaaegu sama suur kui NXT oma. Uuendusena on juhtplokk varustatud kuuenupulise süsteemiga, 4 (sisend) +4 (väljund) ühenduskaablite pesa, kaks USB-pesa (nendesse saab ühendada teisi EV3-seadmeid, arvutit,WiFi-seadme), SD-kaardi pesa (mis võimaldab suurendada seadme mälu kuni 32 GB-ni), seade on varustatud suurema kõlariga, mis parandab seadme heli. Seadme enda pealt on võimalik luua lihtsamaid (kuni 16-etapilisi (välja arvatud Start ja Loop plokk) programme, ilma arvuti abita. Ühenduseks arvutiga on kolm võimalust: WiFi-liides, USB-kaabel ja sisseehitatud Bluetooth.
EV3 güroskoopandur – see on kõige uuem andur, seda seadet saab kasutada andmete kogumiseks, et kui palju robot liigutab/keerab.
EV3 värviandur – uuendusena NXT-ga suudab seade tuvastada 8 värvi (eelnevat oli see 6 värvi).
EV3 ultraheliandur – erinevate meetodite kasutamisel on erinev tausta valgustus, tuvastamaks õiget kasutamist, ühe anduriga saab kuulata teist ultraheliandurit ja on suurendatud seadme täpsust.
EV3 puuteandur – uus analoogse väljundiga andur (NXT puhul oli digitaalne), see võimaldab saada ka näite, mis jõuga on nuppu vajutatud.
EV3 infrapunaandur ja saatja – see on lisaseade, mis võimaldab kasutada saatjat kui puldina.
EV3 suur servomootor – 160–170 pööret minutis, pöördemoment on seistes 0,4 Nm ja pööreldes 0,2 Nm ja tagasiside on 1-kraadise täpsusega.
EV3 keskmine servomootor – täiesti uus andur, 240–250 pööret minutis, pöördemoment on seistes 0,15 Nm ja pööreldes 0,08 Nm ja tagasiside on 1-kraadise täpsusega.

Tarkvara
EV3 tarkvara tuleb kahes paketis: üksiku litsentsiga või mitme litsentsiga. Graafiline tarkvara on vabavaraline ja põhineb National Instruments LabVIEW programmil. See võimaldab robotit programmeerimiseks kasutada ka LabVIEW või RobotC programme. Programmeerimine toimub juhtkastikeste lohistamisega koodi, mis moodustavad omavahel programmi. Tarkvara on varustatud andmete salvestusega, see võimaldab koguda ja analüüsida anduritelt kogutud infot, näiteks saab niimoodi panna robotit liikuma, kui õhutemperatuur on saavutanud mingi kindla temperatuuri. Koolidele mõeldud tarkvaraga tuleb kaasa ka 48 multimeediajuhendit, mis aitavad juhendajatel ja õpilastel omandada alg- ja kesktaseme programmeerimist. Tänu vabavaralisele tarkvarale on võimalik lisaks graafilisele programmeerimisele võimalik välja töötada ka mõnel muul programmeerimiskeelel baseeruvat süsteemi. Lisaks graafilisele programmeerimise võimalusele on ka võimalik luua otse programmeeritava juhtpaneeli pealt kuni 16-käsulist koodi.

Programmeerimine juhtpaneelilt
Lego Mindstorms EV3 juhtpaneeli käivitamiseks tuleb all hoida tumehalli nuppu, mis on ühtlasi ka kõige keskmine nupp. Seade on valmis siis, kui punane taustavalgus on muutunud roheliseks ja on andnud lisaks helisignaali. Juhtpaneeli pealt programmeerimiseks on vaja valida menüüst ikoon, kus on kuus tühja täppi (juhtpaneelil vajutada kaks korda parempoolset nuppu). Alammenüüst tuleb valida "Brick Programm". Plokkide lisamiseks tuleb minna soovitud plokivahesse ja vajutada ülesnuppu, mis avab menüü, kus on kõik võimalikud plokid, mida saab kasutada. Sealt võib leida 11 plokki, mis ootavad sisendit, 6 väljundit ja kustutamise valik. Sisenditest oodatakse numbrilist väärtust, näiteks puuteanduri puhul 1 või 0 (vajutatud või mitte), ajaline ootamine ootab (0,5, 1, 2, 10, 20 või 60 sekundit) ja kaugusandurilt kaugus sentimeetrites või tollides. Väljundite puhul saab juhtida mootoreid. Iga väljund vajab sisendit, määramaks liikumise kestvust. Liikumine võib lõppeda ajalise piiranguga, samuti mõne sisendsignaali saamisel. Loodud plokkide lõpus on võimalik sisse lülitada kordamine kuni lõpmatu arv kordi. Loodud programmi saab salvestada kohe juhtpaneelile ja seda siis hiljem ka arvutis muuta ja täiustada.

Tarkvara jaoks vajalikud nõuded arvutile
Microsoft Windows: Windows XP, Vista, Windows 7 ja Windows 8 (välja arvatud METRO) (32/64 bitised süsteemid) koos värskeimate tarkvara uuendustega 
 1 GB arvuti mälu 
 1 GHz või kiirem protsessor 
 Minimaalselt toetatav ekraani resolutsioon – 1024*600 
 Vähemalt 1,5 GB vaba kõvaketta ruumi
 DVD-seade
Apple Macintosh: Mac 10.6, 10.7 ja 10.8 koos värskeimate tarkvara uuendustega 
 1 GB arvuti mälu 
 1 GHz või kiirem protsessor
 Minimaalselt toetatav ekraani resolutsioon – 1024*600 
 Vähemalt 1,5 GB vaba kõvaketta ruumi 
 DVD-seade
Eeltingimused: 
 Silverlight 5.0 või uuem 
 Microsoft Dot Net 4.0 või uuem

Ühilduvus NXT-ga
Mõlemad robotid kasutavad sama RJ12-ühenduskaablit, seega kõik vanema generatsiooni andurid ja mootorid töötavad ka uuel EV3-platvormil. Mõlemad robotid kasutavad Lego Technicu klotse. Seega saab vanema generatsiooni klotse ka uuema roboti ehitamisel kasutada. EV3 kasutab sama alalisvooluadapterit, mida kasutab ka NXT. EV3-tarkvara saab kasutada NXT programmeerimiseks, kuid mitte kogu tarkvara ei toeta NXT-d.

Probleemid akuga
Augustis 2013 avastati Lego Mindstorms Education EV3 aku vooluringis viga. Viga avaldub veateatena programmeeritavas juhtplokis. See viga esineb ainult vähestel akudel ja see ei mõjuta mitte mingil negatiivsel viisil seadet. Kõik, kellel esineb see veateade, vahetatakse aku tasuta uue vastu. Uue aku saamiseks tuleb pöörduda Lego Euroopa klienditeeninduse poole e-posti teel: LEGOed@lego.com (suhtlus toimub inglise, saksa, taani või prantsuse keeles) või telefoni teel numbril 00-800-5346-5555 ( kella 11.00–19.00 Eesti aja järgi).

EV3 ja NXT võrdlus
Suurimaks muudatuseks võrdluses NXT ja EV3 vahel on uuendatud programmeeritav juhtplokk. Robot on varustatud uue ARM9 baasil protsessoriga, millel jookseb Linuxi vabavaraline tarkvara, NXT kasutas tööks ARM7 protsessorit. Uut juhtplokki saab juhtida ka mobiilse seadme abil, mille jookseb iOS või Androidi tarkvara, nendega saadakse ühendus Bluetoothi abil. Selleks vajalikud programmis saab alla laadida vastavalt App Store poest ja Google Play Store poest.

Viited

Robootika
Lego