玩轉樂高 探索EV3 [Learning LEGO Mindstorms EV3] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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使用樂高MINDSTORMS EV3套裝探索搭建和創造基於傳感器的交互式機器人。
本書是一本實用指南，將嚮你展示如何EV3套裝中包含的基本教程，結閤核心編程命令，同時提供逐步搭建說明，幫助你探索創造自己的機器人。
你會學到：
◎設計一個可實現良好導航的機器人
◎通過主機器人控製多颱機器人
◎解密樂高開發的高級程序
◎在設計中考慮重量和平衡問題
◎使用機器人上的按鈕校準傳感器
◎利用核心編程概念，例如循環、分支結構、計算、變量和數組
◎使用比例和PID控製來增強程序

與搭配閱讀更棒哦！

內容簡介

玩轉樂高：探索EV3是一本實用指南，能幫助你提高對樂高EV3基礎知識的認識，學習將核心編程命令組閤起來測試自己搭建的樂高MINDSTORMS EV3機器人。在玩轉樂高：探索EV3的指導下，你將很快熟悉EV3套裝中的各種東西，並能提高自己的機器人設計能力。
玩轉樂高：探索EV3適閤樂高玩傢，學習過樂高基本教程、想自己設計機器人的讀者，還可為參與FLL（FIRST樂高大賽）和WRO（世界機器人大賽）的隊員和教練提供參考。

作者簡介

加裏.加伯（Gary Garber），在波士頓大學教授物理、數學和工程。加裏是美國物理教師協會新英格蘭分部的主席，組織過數十個地區和國傢的教育專業發展研討會。
加裏管理著波士頓大學FIRST機器人項目，並主持和管理瞭數個基於VEX、Tetrix和樂高平颱的機器人工作室。他還參與過十幾個樂高機器人錦標賽，在全國和地方性機器人教育會議上做過演講。他的機器人團隊和無國界工程師組織（EWB）、美國國傢航空航天局（NASA）和國傢科學教師協會（NCTA）在各種工程和教育項目上有過閤作。
他目前是一名教育顧問，工作於堪稱樂高機器人教育先驅的塔夫茨工程教育和宣傳中心，緻力於為課堂開發新的軟件工具。他還是由Packt齣版公司齣版的《Instant LEGO MINDSTORMS EV3》一書的作者。加裏目前居住在美國馬薩諸塞州，在不玩樂高、機器人和玩具火車時，他喜歡陪伴在妻子卡特琳娜和他們的兩個孩子亞曆杭德羅和萊昂納多身旁。

目錄

作者簡介
審校者簡介
原書序言
第1章 工程筆記
1.1 工程設計流程
1.2 內容編輯器功能
1.3 新頁麵和頁麵動作
1.4 計算機輔助設計和構建指令
1.4.1 LEGO Digital Designer
1.4.2 LDraw
1.5 在代碼中添加注釋
1.6 總結

第2章 機械設計
2.1 機械效益
2.2 電機
2.3 大型電機和齒輪
2.4 編寫程序
2.5 斜齒輪直角連接
2.6 蝸杆
2.7 使用數據綫和並行程序
2.8 總結

第3章 傳動係統和底盤
3.1 底盤
3.2 傢庭版套裝的滑闆機器人
3.3 教育版套裝的萬嚮輪機器人
3.4 傢庭版套裝的履帶機器人
3.5 教育版套裝履帶機器人
3.6 為機器人編寫程序
3.7 總結

第4章 傳感器和控製
4.1 使用傳感器
4.2 程序模塊
4.3 樂高EV3傳感器
4.3.1 觸動傳感器
4.3.2 顔色傳感器
4.3.3 電機鏇轉傳感器
4.3.4 陀螺儀傳感器
4.3.5 超聲波傳感器
4.3.6 紅外傳感器
4.4 第三方傳感器
4.4.1 Dexter工業傳感器
4.4.2 Mindsensors傳感器
4.4.3 HiTechnic 傳感器
4.4.4 MATRIX 電機控製器和金屬部件
4.4.5 Vernier（威尼爾）傳感器
4.5 總結

第5章 與EV3交互
5.1 程序塊按鈕
5.2 紅外遙控按鈕
5.3 藍牙控製
5.4 智能設備控製
5.5 Wi-Fi控製
5.6 總結

第6章 EV3的輸齣
6.1 顯示
6.2 圖片編輯器
6.3 顯示數據
6.4 程序塊狀態燈
6.5 傳統的NXT/RCX燈
6.6 聲音
6.7 音樂
6.8 總結

第7章 高級編程
7.1 循環模塊和電機鏇轉傳感器
7.2 循環模塊和陀螺儀傳感器
7.2.1 處理陀螺儀傳感器的問題
7.3 分支或兩狀態控製器
7.4 三狀態控製器
7.5 子程序或我的模塊
7.6 陣列
7.7 總結

第8章 高級編程和控製
8.1 距離控製器
8.2 紅外與超聲波
8.3 比例算法
8.4 用顔色傳感器巡綫
8.5 巡綫的設置值
8.6 兩狀態控製器或棒棒控製器（Bang-Bang控製器）
8.7 比例巡綫
8.7.1 輸入增益和速度
8.8 PID控製器
8.9 陀螺儀傳感器
8.10 紅外傳感器導航和追蹤信標
8.11 沿著圓形軌跡行駛
8.12 三角測嚮
8.13 總結

第9章 實驗軟件和數據記錄
9.1 數據記錄軟件
9.2 改進航位推算
9.3 分析增益常數
9.4 圖形化編程
9.5 其他棒棒控製器（Bang-Bang控製器）
9.6 總結

第10章 其他編程語言
10.1 LabVIEW
10.1.1 前麵闆和框圖
10.1.2 編程模塊
10.1.3 循環
10.1.4 巡綫VI
10.1.5 機器人工具
10.1.6 數據
10.1.7 前麵闆和整理框圖
10.1.8 子程序（SubVI）
10.2 RobotC
10.2.1 簡單的代碼
10.2.2 命令
10.2.3 變量
10.2.4 遙控
10.2.5 圖形化編程
10.3 總結

第11章 機器人之間的通信
11.1 實現通信
11.2 傳送信息
11.2.1 跟隨移動
11.2.2 保持距離
11.2.3 搜索與救援
11.2.4 完成搜索
11.3 總結

第12章 高級機器人——陀螺小子
12.1 平衡機器人的概念
12.2 “陀螺小子”模型
12.3 傳感器反饋
12.4 程序中令人頭疼的問題
12.5 主程序
12.6 控製程序
12.7 我的模塊RST
12.8 我的模塊gOS
12.9 我的模塊GT
12.10 我的模塊GG
12.11 我的模塊GM
12.12 我的模塊EQ
12.13 我的模塊cntrl
12.14 我的模塊CHK
12.15 總結

前言/序言

可編程的樂高MINDSTORMS EV3程序塊能控製電機，能從眾多傳感器中獲得反饋信息。在本書中，您將學習如何使用樂高MINDSTORMS EV3軟件編寫程序。本書是一本實用指南，能幫助您提高對EV3基礎知識的認識，將核心編程命令組閤起來測試自己搭建的樂高MINDSTORMS EV3機器人。在本書的指導下，您將很快熟悉EV3套裝中的各種東西，並能提高自己的機器人設計能力。
EV3套裝包含500多個用高精度模具製造的塑料零件。這些樂高科技零件包括梁、軸、銷、齒輪和軸套等，您可以用這些零件做齣很多機器人。樂高零件的兼容性非常好，可以和50年前製造的零件放在一起使用。
EV3程序塊中包含基於Linux操作係統的ARM9處理器，可使用多種語言進行編程，如C、C++、Java、Python和LabVIEW，但在本書中，我們關注的是官方LEGO MINDSTORMS EV3軟件。該軟件是可視化編程語言，嚮編程畫布中拖拽模塊，用命令流程綫和數據綫連接模塊，即可完成編程。這些模塊可以存儲數據、控製電機、獲取傳感器數據，也可以建立諸如循環和分支的流程結構。能看到完整的程序、在編程層次上更易閱讀，這是可視化編程語言的優點。
EV3程序塊可通過數據綫纜與電機和各種傳感器連接，如觸動傳感器、超聲波傳感器、光電傳感器、紅外傳感器和陀螺儀傳感器。EV3電機中有內置的鏇轉編碼器，可精確控製電機的轉動角度。還有大量第三方傳感器可在EV3上使用。您可以用USB數據綫纜、藍牙或Wi-Fi連接計算機和EV3程序塊，下載和運行程序。所有這些特點讓EV3遠遠超齣瞭簡單玩具的範疇，它是一套令人印象深刻的機器人套裝，它能探索環境，還能通過復雜的障礙區。
本書的內容是什麼？
第1章，工程筆記，講解如何用內容編輯器製作機器人搭建過程的多媒體記錄。
第2章，機械設計，講解如何用齒輪為機器人提高轉速或增加扭矩。
第3章，傳動係統和底盤，講解如何搭建履帶式或輪式機器人的底盤，讓機器人移動起來。
第4章，傳感器和控製，講解如何使用傳感器接收來自周圍環境的反饋信息。
第5章，與EV3交互，講解如何用程序塊按鈕、紅外信標、藍牙和Wi-Fi控製EV3。
第6章，EV3的輸齣，講解如何使用顯示屏、燈光和揚聲器輸齣信息。
第7章，高級編程，講解如何使用循環、分支、陣列、我的模塊（自定義模塊）等，如何使用傳感器反饋的信息進行控製。
第8章，高級編程和控製，講解比例控製器、PID控製器、方嚮修正和三角定位等高級控製方法。
第9章，實驗軟件和數據記錄，講解如何使用教育版LEGO MINDSTORMS EV3軟件的數據記錄功能。
第10章，其他編程語言，RobotC和LabVIEW的簡要概述，這是接下來要用於EV3編程的軟件。
第11章，機器人之間的通信，講解如何用藍牙功能發送信息，讓兩個EV3機器人進行通信、發送命令和協作。
第12章，高級機器人——陀螺小子，深入解讀樂高官方案例“陀螺小子”的程序。
閱讀本書需要準備些什麼？
首先，您需要準備LEGO MINDSTORMS EV3套裝。EV3套裝有兩個版本，傢庭版零售套裝（樂高産品編號31313）和教育版核心套裝（樂高産品編號45544），這兩種套裝的價格相仿。我在書中給齣瞭搭建圖，無論用哪種套裝都可完成作品搭建。兩種套裝的大部分零件隻是在顔色上有差異，差彆大的是輪子、履帶和萬嚮輪有所不同。傢庭版零售套裝中有觸動傳感器、顔色傳感器、紅外傳感器和紅外信標；教育版核心套裝中則包括觸動傳感器、顔色傳感器、陀螺儀傳感器、超聲波傳感器和一塊可充電鋰電池。您可以自行購買所需的傳感器。
其次，您需要有LEGO MINDSTORMS EV3軟件。同樣，軟件也有兩種版本，傢庭版軟件可以在樂高官方網站www.lego.com/mindstorms上免費下載，而教育版軟件需要支付一定的費用。這兩個版本的軟件較大的區彆就是，教育版軟件包含有數據日誌的部分，本書中的程序是用1.1.1版本的LEGO MINDSTORMS EV3軟件編寫的，本書齣版時，1.1.1版本僅適用於傢庭版軟件。目前教育版軟件的新版本是1.1.0版，為瞭謹慎起見，1.1.0版本的EV3軟件與EV3程序塊的藍牙通信並不兼容新版本的Mac OS X係統。
購買教育版套裝，然後在樂高網站上下載免費的傢庭版軟件，這是超值的組閤方式。
本書適閤什麼人閱讀？
LEGO MINDSTORMS軟件自帶教程，講解軟件的基本用法。教程中也會提供一些可以用套裝完成搭建的高級實例，但這些實例的程序都非常復雜，且缺少說明文檔。而軟件內置的教程與高級機器人編程之間存在著較大的差距。
本書正是為那些學習過基礎用法、想自己設計機器人的朋友準備的，我假設您已經學完瞭樂高提供的基本教程。在書中，我準備瞭一個基本機器人的搭建圖，您可以在這個基礎上安裝傳感器，使用更高級的算法為它編程。參與FLL（FIRST樂高大賽）和WRO（世界機器人大賽）的隊員與教練可以從本書講述的技術中獲得幫助，在比賽中更好地使用傳感器。

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