MINDSTORMS Robot Inventor Python

Этот репозиторий содержит Python-версии различных упражнений из официального приложения LEGO MINDSTORMS Robot Inventor (51515).

Содержание

• Blast
• Charlie
• Gelo
• MVP
• Tricky

---

Blast

Blast — боевой робот с манипулятором и оружием. Программы демонстрируют возможности робота в различных боевых сценариях.

Программы

grab_and_move.py

Робот сканирует окружение, находит красный объект с помощью датчика цвета, захватывает его клешнёй и перемещает в другое место. Демонстрирует работу с датчиком цвета, манипулятором и навигацией.

Используемые компоненты:

• Моторы: C, A (колёса), D (руки и голова), B (клешня)
• Датчик цвета: E
• Звуки: Scanning, Target Acquired, Grab, Mission Accomplished

hurricane_strike.py

Робот патрулирует территорию, обнаруживает врага с помощью датчика расстояния, приближается и атакует. Программа демонстрирует автономное поведение боевого робота.

Используемые компоненты:

• Моторы: C, A (колёса), D (руки и голова), B (триггер)
• Датчик расстояния: F
• Звуки: Seek and Destroy, Damage, Target Destroyed

room_guarding.py

Робот охраняет комнату, сканируя пространство поворотами влево и вправо. При обнаружении врага на расстоянии менее 40 см открывает огонь. Бесконечный цикл охраны с автоматическим выключением после уничтожения цели.

Используемые компоненты:

• Моторы: C, A (колёса), D (руки и голова), B (триггер)
• Датчик расстояния: F
• Звуки: Scanning, Target Acquired, Laser, Shut Down
• Анимации: сканирование, прицел, выключение

target_shooting.py

Простая программа стрельбы по мишени. Робот калибруется, поднимает оружие и производит выстрел с эффектами взрыва.

Используемые компоненты:

• Моторы: C, A (колёса), D (руки и голова), B (триггер)
• Звуки: Laser, Damage, Target Destroyed
• Анимации: сканирование, уничтожение цели

the_winner.py

Робот реагирует на различные цвета, выполняя соответствующие действия:

• Синий: быстрое движение назад с вращением
• Зелёный: танец на месте
• Жёлтый: движение вперёд-назад со смехом
• Красный: махи руками

Демонстрирует интерактивное поведение с использованием датчика цвета.

Используемые компоненты:

• Моторы: C, A (колёса), D (руки и голова), B (клешня)
• Датчик цвета: E
• Звуки: Whirl, Scanning, Laugh, Affirmative
• Анимация: эквалайзер

time_to_thrash.py

Робот выполняет серию ударов молотом. Калибрует положение, поднимает молот и наносит три удара с звуковыми эффектами.

Используемые компоненты:

• Моторы: D (руки и голова), B (молот)
• Звуки: Hammer, Laugh
• Анимация: молот

---

Charlie

Charlie — гуманоидный робот с двумя руками и колёсами вместо ног. Программы демонстрируют различные эмоции, движения и интерактивное поведение.

Программы

balancing_charlie.py

Основано на проекте "Balancing Bot I" от Dimitri Dekyvere и Laurens Valk

Самобалансирующийся робот, использующий гироскоп для поддержания равновесия. Реализует PID-контроллер для стабилизации. При падении воспроизводит звук "Ouch", при восстановлении — "Tadaa". Требует нажатия левой кнопки для повторного запуска после падения.

Используемые компоненты:

• Моторы: A, E (ноги)
• Гироскоп встроенного хаба
• Звуки: Ouch, Tadaa
• Анимации: моргание, глупое выражение

charlie_setup.py

Демонстрационная программа, показывающая три различных поведения Charlie:

1. Счастливый: приветствие с махами рукой
2. Глупый: вращение левой рукой с движением вперёд
3. Испуганный: поднятие рук и отступление назад

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки), A, E (ноги)
• Звуки: Hello, Humming, Scared
• Анимации: моргание, счастье, глупость, испуг

crazy_shopper.py

Charlie бежит вперёд (около 100 см), одновременно тряся "корзиной для покупок" (руками). Демонстрирует параллельное выполнение задач с использованием генераторов Python.

Используемые компоненты:

• Моторы: A, E (ноги), F, B (руки)
• Звуки: Humming, Delivery
• Анимации: моргание, глупость
• Особенность: использует кастомный класс Timer для точного измерения времени

drum_master.py

Charlie играет на барабанах с различными темпами и стилями. Программа включает:

• Игру на барабанах (4 такта при темпе 80, затем 4 такта при темпе 130)
• Быстрые движения руками
• Танцевальные движения с ногами
• Махи руками в разные стороны

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки), A, E (ноги)
• Звуки: 1234, Yes
• Анимации: крутой вид, счастье, моргание
• Особенность: реализован ритм-паттерн с различными типами ударов

drum_solo.py

Упрощённая версия drum_master.py. Charlie играет барабанное соло с двумя темпами (80 и 130 BPM), затем выполняет быстрые движения руками.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки)
• Звуки: 1234, Yes
• Анимации: крутой вид, моргание

give_five.py

Интерактивная программа "дай пять". Charlie ждёт, когда объект приблизится на расстояние менее 12 см, затем поднимает правую руку. Если рука получает удар (скорость < -10), Charlie радуется. Если в течение 5 секунд удара нет — грустит и отступает.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки), A, E (ноги)
• Датчик расстояния: D
• Звуки: Hi 5, Yipee, Sad
• Анимации: моргание, дай пять, счастье

give_me_your_hand_friend.py

Charlie "просыпается" при постукивании по хабу, машет руками в приветствии и произносит "Hello".

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки)
• Датчик движения хаба (жест "tapped")
• Звуки: Hi, Hello
• Анимации: пробуждение, счастье, моргание

hello_world.py

Простейшая программа — Charlie моргает и говорит "Hello".

Используемые компоненты:

• Звук: Hello
• Анимация: моргание

lets_go.py

Charlie быстро движется назад с вращением, затем воспроизводит звук головокружения.

Используемые компоненты:

• Моторы: A, E (ноги)
• Звук: Dizzy
• Анимации: моргание, головокружение

my_favorite_color.py

Charlie реагирует на цвета, обнаруженные датчиком цвета:

• Зелёный: счастье, движение по кругу, смех
• Жёлтый: испуг, отступление назад
• Красный: злость, движение вперёд

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки), A, E (ноги)
• Датчик цвета: C
• Звуки: Chuckle, Scared, No
• Анимации: наблюдение, счастье, испуг, злость

playing_mini_golf.py

Charlie играет в мини-гольф. При обнаружении красного цвета поднимает "клюшку" (левую руку), бьёт по мячу и едет вперёд.

Используемые компоненты:

• Моторы: B (левая рука), E (правая нога)
• Датчик цвета: C
• Звуки: 1234, Yes
• Анимация: моргание

shy_guy.py

Charlie — застенчивый робот. Он наблюдает за окружением с помощью датчика расстояния. Когда кто-то приближается на расстояние менее 30 см, Charlie пугается, поднимает руки и убегает.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки), A, E (ноги)
• Датчик расстояния: D
• Звук: Scared
• Анимации: моргание, наблюдение, испуг

skiboarding_time.py

Charlie имитирует катание на лыжах, выполняя махи руками вперёд-назад (6 повторений).

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки)
• Звуки: Yipee, Like
• Анимация: крутой вид

surprise.py

Charlie движется вперёд, избегая препятствия с помощью датчика расстояния (случайные повороты). При обнаружении красного цвета останавливается, поднимает правую руку и воспроизводит звук доставки.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки), A, E (ноги)
• Датчик расстояния: D
• Датчик цвета: C
• Звуки: Delivery, Tadaa
• Анимации: моргание, счастье
• Особенность: использует случайные числа для выбора направления поворота

time_to_celebrate.py

Charlie выполняет праздничный танец:

• Махи руками
• Движения ногами в разные стороны
• Движение по кругу
• Поднятие правой руки с финальным звуком "Tadaa"

Используемые компоненты:

• Моторы: B, F (руки), A, E (ноги)
• Звуки: Humming, Tadaa
• Анимация: моргание

---

Gelo

Gelo — четырёхногий робот с датчиком расстояния.

Программы

ready_for_task.py

Gelo готов к выполнению задачи. Робот калибрует положение ног, включает датчик расстояния и движется вперёд в течение 3 секунд.

Используемые компоненты:

• Моторы: A, B (задние ноги), C, D (передние ноги)
• Датчик расстояния: E
• Звук: Initialize
• Анимация: пульсация
• Особенность: использует математические расчёты для установки скорости ходьбы

---

MVP

MVP (Modular Vehicle Platform) — простая платформа с рулевым управлением.

Программы

mvp_buggy.py

Простая программа для багги с рулевым управлением. Калибрует рулевой мотор, поворачивает руль на 50 градусов и едет назад на 16 оборотов колеса.

Используемые компоненты:

• Мотор A: рулевое управление
• Мотор B: привод
• Особенность: использует модульную калибровку рулевого механизма

---

Tricky

Tricky — спортивный робот на колёсах с манипулятором. Программы демонстрируют различные спортивные активности.

Программы

along_the_line.py

Робот следует вдоль линии с помощью датчика цвета. При обнаружении голубого цвета бросает мяч в корзину. Демонстрирует продвинутое следование по линии с автоматической сменой направления.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, A (колёса), C (манипулятор)
• Датчик расстояния: D
• Датчик цвета: E
• Звуки: Success Chime, Explosion
• Анимации: баскетбол, празднование
• Особенность: использует отражённый свет для определения момента смены направления

along_the_line_2.py

Продвинутая версия следования по линии с использованием двух датчиков цвета (стандартный датчик цвета MINDSTORMS и датчик цвета/расстояния от LEGO Boost). Реализует адаптивную скорость в зависимости от кривизны линии.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, A (колёса)
• Датчик цвета (правый): E
• Датчик цвета/расстояния Boost (левый): F
• Звук: 1234
• Особенность: использует фильтр скорости для плавного движения, работает с низкоуровневым API хаба

basketball_hero.py

Робот движется вперёд на 100 см, ожидая обнаружения корзины датчиком расстояния. При обнаружении объекта на расстоянии менее 8 см опускает манипулятор, бросает мяч и празднует победу.

Используемые компоненты:

• Моторы: A, B (колёса), C (манипулятор)
• Датчик расстояния: D
• Звук: Celebrate
• Анимации: баскетбол, празднование
• Особенность: использует расчёт расстояния в градусах мотора

bowling.py

Робот играет в боулинг. Ожидает красный цвет как сигнал старта, захватывает мяч клешнёй, ждёт приближения кеглей (на расстояние < 10 см) и бросает мяч.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, A (колёса), C (клешня)
• Датчик расстояния: D
• Датчик цвета: E
• Звуки: Success Chime, Bowling, Strike
• Анимации: боулинг, празднование

bowling_with_spin.py

Усовершенствованная версия боулинга с добавлением вращения мяча. Использует дополнительный мотор F для придания мячу вращения перед броском.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, A (колёса), C (клешня), F (спиннер)
• Датчик расстояния: D
• Звуки: Bowling, Strike
• Анимации: боулинг, празднование

chain_reaction.py

Робот играет в футбол. Ожидает приближения мяча (на расстояние < 10 см), показывает обратный отсчёт, бьёт по мячу ногой и празднует гол с вращением.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, A (колёса), C (нога для удара)
• Датчик расстояния: D
• Звуки: Countdown, Goal
• Анимации: обратный отсчёт, празднование

introducing_tricky.py

Простая демонстрационная программа. Tricky ожидает приближения объекта на расстояние менее 10 см, затем движется вперёд и назад.

Используемые компоненты:

• Моторы: A, B (колёса)
• Датчик расстояния: D

robot_artist.py

Tricky рисует пятиконечную звезду с помощью пера. Программа использует математические расчёты для определения углов поворота и расстояний. Демонстрирует точное управление движением и поворотами.

Используемые компоненты:

• Моторы: B, A (колёса), C (перо)
• Особенность: использует тригонометрию для расчёта размеров звезды, реализует функции подъёма/опускания пера и точных поворотов

slam_dunk.py

Комбинированная программа баскетбола. Робот движется вперёд на 100 см, обнаруживает корзину, бросает мяч, затем движется назад с поворотом. При обнаружении голубого цвета выполняет "слэм-данк" — опускает манипулятор в корзину.

Используемые компоненты:

• Моторы: A, B (колёса), C (манипулятор)
• Датчик расстояния: D
• Датчик цвета: E
• Звуки: Hit, Slam Dunk
• Анимации: баскетбол, празднование
• Особенность: двухэтапная программа с различными режимами движения

---

Технические детали

Используемые библиотеки

• mindstorms — основная библиотека для управления роботами
• mindstorms.control — функции управления временем и ожиданием
• mindstorms.operator — операторы сравнения
• hub — низкоуровневый доступ к хабу (используется в некоторых программах)
• math — математические функции
• random — генерация случайных чисел

Общие компоненты

• MSHub — центральный хаб с дисплеем, динамиком, датчиками движения и кнопками
• Motor — управление отдельными моторами
• MotorPair — синхронное управление парой моторов
• ColorSensor — датчик цвета и отражённого света
• DistanceSensor — ультразвуковой датчик расстояния

Особенности реализации

• Большинство программ включают функцию калибровки для точного позиционирования механизмов
• Используются анимации на LED-матрице хаба для визуальной обратной связи
• Звуковые эффекты синхронизированы с действиями робота
• Некоторые программы используют продвинутые техники: PID-контроллеры, генераторы Python, математические расчёты

---

Лицензия

Этот проект распространяется под лицензией, указанной в файле LICENSE.