玩转乐高 探索EV3 [Learning LEGO Mindstorms EV3] 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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使用乐高MINDSTORMS EV3套装探索搭建和创造基于传感器的交互式机器人。
本书是一本实用指南，将向你展示如何EV3套装中包含的基本教程，结合核心编程命令，同时提供逐步搭建说明，帮助你探索创造自己的机器人。
你会学到：
◎设计一个可实现良好导航的机器人
◎通过主机器人控制多台机器人
◎解密乐高开发的高级程序
◎在设计中考虑重量和平衡问题
◎使用机器人上的按钮校准传感器
◎利用核心编程概念，例如循环、分支结构、计算、变量和数组
◎使用比例和PID控制来增强程序

与搭配阅读更棒哦！

内容简介

玩转乐高：探索EV3是一本实用指南，能帮助你提高对乐高EV3基础知识的认识，学习将核心编程命令组合起来测试自己搭建的乐高MINDSTORMS EV3机器人。在玩转乐高：探索EV3的指导下，你将很快熟悉EV3套装中的各种东西，并能提高自己的机器人设计能力。
玩转乐高：探索EV3适合乐高玩家，学习过乐高基本教程、想自己设计机器人的读者，还可为参与FLL（FIRST乐高大赛）和WRO（世界机器人大赛）的队员和教练提供参考。

作者简介

加里.加伯（Gary Garber），在波士顿大学教授物理、数学和工程。加里是美国物理教师协会新英格兰分部的主席，组织过数十个地区和国家的教育专业发展研讨会。
加里管理着波士顿大学FIRST机器人项目，并主持和管理了数个基于VEX、Tetrix和乐高平台的机器人工作室。他还参与过十几个乐高机器人锦标赛，在全国和地方性机器人教育会议上做过演讲。他的机器人团队和无国界工程师组织（EWB）、美国国家航空航天局（NASA）和国家科学教师协会（NCTA）在各种工程和教育项目上有过合作。
他目前是一名教育顾问，工作于堪称乐高机器人教育先驱的塔夫茨工程教育和宣传中心，致力于为课堂开发新的软件工具。他还是由Packt出版公司出版的《Instant LEGO MINDSTORMS EV3》一书的作者。加里目前居住在美国马萨诸塞州，在不玩乐高、机器人和玩具火车时，他喜欢陪伴在妻子卡特琳娜和他们的两个孩子亚历杭德罗和莱昂纳多身旁。

目录

作者简介
审校者简介
原书序言
第1章 工程笔记
1.1 工程设计流程
1.2 内容编辑器功能
1.3 新页面和页面动作
1.4 计算机辅助设计和构建指令
1.4.1 LEGO Digital Designer
1.4.2 LDraw
1.5 在代码中添加注释
1.6 总结

第2章 机械设计
2.1 机械效益
2.2 电机
2.3 大型电机和齿轮
2.4 编写程序
2.5 斜齿轮直角连接
2.6 蜗杆
2.7 使用数据线和并行程序
2.8 总结

第3章 传动系统和底盘
3.1 底盘
3.2 家庭版套装的滑板机器人
3.3 教育版套装的万向轮机器人
3.4 家庭版套装的履带机器人
3.5 教育版套装履带机器人
3.6 为机器人编写程序
3.7 总结

第4章 传感器和控制
4.1 使用传感器
4.2 程序模块
4.3 乐高EV3传感器
4.3.1 触动传感器
4.3.2 颜色传感器
4.3.3 电机旋转传感器
4.3.4 陀螺仪传感器
4.3.5 超声波传感器
4.3.6 红外传感器
4.4 第三方传感器
4.4.1 Dexter工业传感器
4.4.2 Mindsensors传感器
4.4.3 HiTechnic 传感器
4.4.4 MATRIX 电机控制器和金属部件
4.4.5 Vernier（威尼尔）传感器
4.5 总结

第5章 与EV3交互
5.1 程序块按钮
5.2 红外遥控按钮
5.3 蓝牙控制
5.4 智能设备控制
5.5 Wi-Fi控制
5.6 总结

第6章 EV3的输出
6.1 显示
6.2 图片编辑器
6.3 显示数据
6.4 程序块状态灯
6.5 传统的NXT/RCX灯
6.6 声音
6.7 音乐
6.8 总结

第7章 高级编程
7.1 循环模块和电机旋转传感器
7.2 循环模块和陀螺仪传感器
7.2.1 处理陀螺仪传感器的问题
7.3 分支或两状态控制器
7.4 三状态控制器
7.5 子程序或我的模块
7.6 阵列
7.7 总结

第8章 高级编程和控制
8.1 距离控制器
8.2 红外与超声波
8.3 比例算法
8.4 用颜色传感器巡线
8.5 巡线的设置值
8.6 两状态控制器或棒棒控制器（Bang-Bang控制器）
8.7 比例巡线
8.7.1 输入增益和速度
8.8 PID控制器
8.9 陀螺仪传感器
8.10 红外传感器导航和追踪信标
8.11 沿着圆形轨迹行驶
8.12 三角测向
8.13 总结

第9章 实验软件和数据记录
9.1 数据记录软件
9.2 改进航位推算
9.3 分析增益常数
9.4 图形化编程
9.5 其他棒棒控制器（Bang-Bang控制器）
9.6 总结

第10章 其他编程语言
10.1 LabVIEW
10.1.1 前面板和框图
10.1.2 编程模块
10.1.3 循环
10.1.4 巡线VI
10.1.5 机器人工具
10.1.6 数据
10.1.7 前面板和整理框图
10.1.8 子程序（SubVI）
10.2 RobotC
10.2.1 简单的代码
10.2.2 命令
10.2.3 变量
10.2.4 遥控
10.2.5 图形化编程
10.3 总结

第11章 机器人之间的通信
11.1 实现通信
11.2 传送信息
11.2.1 跟随移动
11.2.2 保持距离
11.2.3 搜索与救援
11.2.4 完成搜索
11.3 总结

第12章 高级机器人——陀螺小子
12.1 平衡机器人的概念
12.2 “陀螺小子”模型
12.3 传感器反馈
12.4 程序中令人头疼的问题
12.5 主程序
12.6 控制程序
12.7 我的模块RST
12.8 我的模块gOS
12.9 我的模块GT
12.10 我的模块GG
12.11 我的模块GM
12.12 我的模块EQ
12.13 我的模块cntrl
12.14 我的模块CHK
12.15 总结

前言/序言

可编程的乐高MINDSTORMS EV3程序块能控制电机，能从众多传感器中获得反馈信息。在本书中，您将学习如何使用乐高MINDSTORMS EV3软件编写程序。本书是一本实用指南，能帮助您提高对EV3基础知识的认识，将核心编程命令组合起来测试自己搭建的乐高MINDSTORMS EV3机器人。在本书的指导下，您将很快熟悉EV3套装中的各种东西，并能提高自己的机器人设计能力。
EV3套装包含500多个用高精度模具制造的塑料零件。这些乐高科技零件包括梁、轴、销、齿轮和轴套等，您可以用这些零件做出很多机器人。乐高零件的兼容性非常好，可以和50年前制造的零件放在一起使用。
EV3程序块中包含基于Linux操作系统的ARM9处理器，可使用多种语言进行编程，如C、C++、Java、Python和LabVIEW，但在本书中，我们关注的是官方LEGO MINDSTORMS EV3软件。该软件是可视化编程语言，向编程画布中拖拽模块，用命令流程线和数据线连接模块，即可完成编程。这些模块可以存储数据、控制电机、获取传感器数据，也可以建立诸如循环和分支的流程结构。能看到完整的程序、在编程层次上更易阅读，这是可视化编程语言的优点。
EV3程序块可通过数据线缆与电机和各种传感器连接，如触动传感器、超声波传感器、光电传感器、红外传感器和陀螺仪传感器。EV3电机中有内置的旋转编码器，可精确控制电机的转动角度。还有大量第三方传感器可在EV3上使用。您可以用USB数据线缆、蓝牙或Wi-Fi连接计算机和EV3程序块，下载和运行程序。所有这些特点让EV3远远超出了简单玩具的范畴，它是一套令人印象深刻的机器人套装，它能探索环境，还能通过复杂的障碍区。
本书的内容是什么？
第1章，工程笔记，讲解如何用内容编辑器制作机器人搭建过程的多媒体记录。
第2章，机械设计，讲解如何用齿轮为机器人提高转速或增加扭矩。
第3章，传动系统和底盘，讲解如何搭建履带式或轮式机器人的底盘，让机器人移动起来。
第4章，传感器和控制，讲解如何使用传感器接收来自周围环境的反馈信息。
第5章，与EV3交互，讲解如何用程序块按钮、红外信标、蓝牙和Wi-Fi控制EV3。
第6章，EV3的输出，讲解如何使用显示屏、灯光和扬声器输出信息。
第7章，高级编程，讲解如何使用循环、分支、阵列、我的模块（自定义模块）等，如何使用传感器反馈的信息进行控制。
第8章，高级编程和控制，讲解比例控制器、PID控制器、方向修正和三角定位等高级控制方法。
第9章，实验软件和数据记录，讲解如何使用教育版LEGO MINDSTORMS EV3软件的数据记录功能。
第10章，其他编程语言，RobotC和LabVIEW的简要概述，这是接下来要用于EV3编程的软件。
第11章，机器人之间的通信，讲解如何用蓝牙功能发送信息，让两个EV3机器人进行通信、发送命令和协作。
第12章，高级机器人——陀螺小子，深入解读乐高官方案例“陀螺小子”的程序。
阅读本书需要准备些什么？
首先，您需要准备LEGO MINDSTORMS EV3套装。EV3套装有两个版本，家庭版零售套装（乐高产品编号31313）和教育版核心套装（乐高产品编号45544），这两种套装的价格相仿。我在书中给出了搭建图，无论用哪种套装都可完成作品搭建。两种套装的大部分零件只是在颜色上有差异，差别大的是轮子、履带和万向轮有所不同。家庭版零售套装中有触动传感器、颜色传感器、红外传感器和红外信标；教育版核心套装中则包括触动传感器、颜色传感器、陀螺仪传感器、超声波传感器和一块可充电锂电池。您可以自行购买所需的传感器。
其次，您需要有LEGO MINDSTORMS EV3软件。同样，软件也有两种版本，家庭版软件可以在乐高官方网站www.lego.com/mindstorms上免费下载，而教育版软件需要支付一定的费用。这两个版本的软件较大的区别就是，教育版软件包含有数据日志的部分，本书中的程序是用1.1.1版本的LEGO MINDSTORMS EV3软件编写的，本书出版时，1.1.1版本仅适用于家庭版软件。目前教育版软件的新版本是1.1.0版，为了谨慎起见，1.1.0版本的EV3软件与EV3程序块的蓝牙通信并不兼容新版本的Mac OS X系统。
购买教育版套装，然后在乐高网站上下载免费的家庭版软件，这是超值的组合方式。
本书适合什么人阅读？
LEGO MINDSTORMS软件自带教程，讲解软件的基本用法。教程中也会提供一些可以用套装完成搭建的高级实例，但这些实例的程序都非常复杂，且缺少说明文档。而软件内置的教程与高级机器人编程之间存在着较大的差距。
本书正是为那些学习过基础用法、想自己设计机器人的朋友准备的，我假设您已经学完了乐高提供的基本教程。在书中，我准备了一个基本机器人的搭建图，您可以在这个基础上安装传感器，使用更高级的算法为它编程。参与FLL（FIRST乐高大赛）和WRO（世界机器人大赛）的队员与教练可以从本书讲述的技术中获得帮助，在比赛中更好地使用传感器。

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