ebook img

LEGO® MINDSTORMS® EV3: The Mayan Adventure PDF

343 Pages·2017·18.51 MB·English
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview LEGO® MINDSTORMS® EV3: The Mayan Adventure

TECHNOLOGY IN ACTION™ LEGO® MINDSTORMS® EV3 The Mayan Adventure — Second Edition — Mark Bell James Floyd Kelly LEGO® MINDSTORMS® EV3 The Mayan Adventure Second Edition Mark Bell James Floyd Kelly LEGO®MINDSTORMS®EV3: The Mayan Adventure Mark Bell James Floyd Kelly Northridge, California, Smyrna, Georgia, USA USA ISBN-13 (pbk): 978-1-4842-2261-4 ISBN-13 (electronic): 978-1-4842-2262-1 DOI 10.1007/978-1-4842-2262-1 Library of Congress Control Number: 2017936711 Copyright © 2017 by Mark Bell and James Floyd Kelly Trademarked names, logos, and images may appear in this book. Rather than use a trademark symbol with every occurrence of a trademarked name, logo, or image we use the names, logos, and images only in an editorial fashion and to the benefit of the trademark owner, with no intention of infringement of the trademark. The use in this publication of trade names, trademarks, service marks, and similar terms, even if they are not identified as such, is not to be taken as an expression of opinion as to whether or not they are subject to proprietary rights. While the advice and information in this book are believed to be true and accurate at the date of publication, neither the authors nor the editors nor the publisher can accept any legal responsibility for any errors or omissions that may be made. The publisher makes no warranty, express or implied, with respect to the material contained herein. LEGO® and MINDSTORMS® are trademarks or registered trademarks of The LEGO Group in the US and other countries. Apress, Inc. is not affiliated with The LEGO Group, and this book was written without endorsement from The LEGO Group. Managing Director: Welmoed Spahr Editorial Director: Todd Green Acquisitions Editor: Jonathan Gennick Development Editor: Laura Berendson Technical Reviewer: Andrew Milluzzi Coordinating Editor: Jill Balzano Copy Editor: Kezia Endsley Compositor: SPi Global Indexer: SPi Global Artist: SPi Global Distributed to the book trade worldwide by Springer Science+Business Media New York, 233 Spring Street, 6th Floor, New York, NY 10013. Phone 1-800-SPRINGER, fax (201) 348-4505, e-mail orders-ny@springer- sbm.com, or visit www.springeronline.com. Apress Media, LLC is a California LLC and the sole member (owner) is Springer Science + Business Media Finance Inc (SSBM Finance Inc). SSBM Finance Inc is a Delaware corporation. For information on translations, please e-mail [email protected], or visit http://www.apress.com/ rights-permission. Apress titles may be purchased in bulk for academic, corporate, or promotional use. eBook versions and licenses are also available for most titles. For more information, reference our Print and eBook Bulk Sales web page at http://www.apress.com/bulk-sales. Any source code or other supplementary material referenced by the author in this book is available to readers on GitHub via the book’s product page, located at www.apress.com/9781484222614. For more detailed information, please visit http://www.apress.com/source-code. Printed on acid-free paper. “For me, there is only the traveling on paths that have heart, on any path that may have heart, and the only worthwhile challenge is to traverse its full length— and there I travel looking, looking breathlessly.” (from Carlos Castaneda, The Teachings of Don Juan: A Yaqui Way of Knowledge) I dedicate this book to my wife Shelley, traveling on that path of heart. —Mark Bell I’d like to dedicate this book to Ashley. My wife truly understands that “the difference between men and boys is the price of their toys.” Thank you for your support and encouragement. Up next—our own special, little project . . . —James Floyd Kelly Contents at a Glance About the Authors ����������������������������������������������������������������������������������������������������xv About the Technical Reviewer �������������������������������������������������������������������������������xvii Acknowledgments ��������������������������������������������������������������������������������������������������xix Introduction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������xxi ■ Chapter 1: Tomb, Trap, and Trigger ������������������������������������������������������������������������1 ■ Chapter 2: ExploroBot: Planning and Design ���������������������������������������������������������7 ■ Chapter 3: ExploroBot: Build It ����������������������������������������������������������������������������17 ■ Chapter 4: ExploroBot: Program It �����������������������������������������������������������������������41 ■ Chapter 5: String, Pebbles, and Gravity ���������������������������������������������������������������57 ■ Chapter 6: StringBot: Planning ����������������������������������������������������������������������������61 ■ Chapter 7: StringBot: Build It ������������������������������������������������������������������������������71 ■ Chapter 8: StringBot: Program It �������������������������������������������������������������������������93 ■ Chapter 9: Scroll, Key, and Camera �������������������������������������������������������������������109 ■ Chapter 10: SnapShotBot: Planning and Design ������������������������������������������������117 ■ Chapter 11: SnapShotBot: Build It ���������������������������������������������������������������������129 ■ Chapter 12: SnapShotBot: Program It ���������������������������������������������������������������155 ■ Chapter 13: Get In, Grab It, Get Out ��������������������������������������������������������������������169 ■ Chapter 14: GrabberBot: Planning and Design ��������������������������������������������������175 ■ Chapter 15: GrabberBot: Build It �����������������������������������������������������������������������183 ■ Chapter 16: GrabberBot: Program It ������������������������������������������������������������������217 v ■ CONTENTS AT A GLANCE ■ Chapter 17: Bravery, Wisdom, and Honor ����������������������������������������������������������231 ■ Chapter 18: PushBot: Planning and Design �������������������������������������������������������237 ■ Chapter 19: PushBot: Build It ����������������������������������������������������������������������������243 ■ Chapter 20: PushBot: Program It �����������������������������������������������������������������������291 ■ Chapter 21: Discovery, Secret, and Home ����������������������������������������������������������313 ■ Appendix A: The MINDSTORMS Community and EV3 Web Sites ������������������������315 ■ Appendix B: Robot Commander Remote Control App ����������������������������������������319 ■ Appendix C: Kit Organization: Where Do All Those Parts Go? ����������������������������323 ■ Appendix D: Building Instructions for Bots �������������������������������������������������������327 Index ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������331 vi Contents About the Authors ����������������������������������������������������������������������������������������������������xv About the Technical Reviewer �������������������������������������������������������������������������������xvii Acknowledgments ��������������������������������������������������������������������������������������������������xix Introduction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������xxi ■ Chapter 1: Tomb, Trap, and Trigger ������������������������������������������������������������������������1 Day 2: King Ixtua Tomb Excavation, 4:42 PM ��������������������������������������������������������������������1 Tunnel Challenge ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������3 Evan’s Solution �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������4 ■ Chapter 2: ExploroBot: Planning and Design ���������������������������������������������������������7 The ExploroBot �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������7 The Robot Description ������������������������������������������������������������������������������������������������������9 The Task List �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������10 Limitations and Constraints��������������������������������������������������������������������������������������������11 Mindstorm ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������13 Sketches �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������15 ■ Chapter 3: ExploroBot: Build It ����������������������������������������������������������������������������17 Never Be Afraid to Experiment ���������������������������������������������������������������������������������������17 Step by Step �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������18 First Section: Infrared Sensor and Neck �������������������������������������������������������������������������18 Second Section: Bot Body and Motors ���������������������������������������������������������������������������21 Third Section: Rear-Wheel Assembly and Reinforcement Strut �������������������������������������26 Engineering: Axles as Reinforcements: Strong and Adjustable ������������������������������������������������������������31 Fourth Section: Put It All Together ����������������������������������������������������������������������������������33 vii ■ CONTENTS ■ Chapter 4: ExploroBot: Program It �����������������������������������������������������������������������41 Some Experience Required ��������������������������������������������������������������������������������������������41 Into the Tunnel ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������45 Engineering: Encoders: How Does a Motor “Know” Where It Is? ����������������������������������������������������������49 Out of the Tunnel ������������������������������������������������������������������������������������������������������������51 What the Degree, Kenneth? (With Apologies to REM) �����������������������������������������������������53 Engineering: Measuring Actual Motor Rotations from the Brick Screen�����������������������������������������������53 Opening the Tomb Door ��������������������������������������������������������������������������������������������������55 ■ Chapter 5: String, Pebbles, and Gravity ���������������������������������������������������������������57 Day 3: Inside King Ixtua’s Tomb, 8:13 AM �����������������������������������������������������������������������57 More Monkey Business ��������������������������������������������������������������������������������������������������57 Vine Challenge ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������59 Evan’s Solution ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������60 ■ Chapter 6: StringBot: Planning ����������������������������������������������������������������������������61 Design and Planning ������������������������������������������������������������������������������������������������������61 The StringBot �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������61 The Robot Description ����������������������������������������������������������������������������������������������������62 The Task List �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������63 Limitations and Constraints��������������������������������������������������������������������������������������������64 Mindstorm ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������66 Sketches �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������69 ■ Chapter 7: StringBot: Build It ������������������������������������������������������������������������������71 Where to Start? ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������71 Step by Step �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������72 First Section: Right-Side Motor Assembly with IR Sensor ��������������������������������������������������������������������73 Second Section: Left-Side Motor Assembly with Guides and Rubber Wheel ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������77 Third Section: Carrier and Pebble Release Mechanism ������������������������������������������������������������������������85 Fourth Section: The Intelligent Brick and Putting It All Together �����������������������������������������������������������89 viii ■ CONTENTS ■ Chapter 8: StringBot: Program It �������������������������������������������������������������������������93 Get Familiar with the Blocks ������������������������������������������������������������������������������������������93 The STOP Block ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������96 The SWITCH Block ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������96 Getting to the Vase ���������������������������������������������������������������������������������������������������������97 Above the Vase �������������������������������������������������������������������������������������������������������������101 Back for More ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������104 Testing: Filling the Vase ������������������������������������������������������������������������������������������������106 ■ Chapter 9: Scroll, Key, and Camera �������������������������������������������������������������������109 Day 3: Tomb Reception Area, 6:08 PM ��������������������������������������������������������������������������109 The King’s Library ��������������������������������������������������������������������������������������������������������110 Key Retrieval Challenge �����������������������������������������������������������������������������������������������112 Grace’s Solution �����������������������������������������������������������������������������������������������������������114 ■ Chapter 10: SnapShotBot: Planning and Design ������������������������������������������������117 SnapShotBot Planning and Design �������������������������������������������������������������������������������117 The Robot Description ��������������������������������������������������������������������������������������������������118 The Task List �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������119 Task 1 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������120 Task 2 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������121 Task 3 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������121 Task 4 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������122 Task 5 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������124 Task 6 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������125 Task 7 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������125 Task 8 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������125 Task 9 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������125 Task 10 �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������125 What About the Twine? �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������125 ix ■ CONTENTS Limitations and Constraints������������������������������������������������������������������������������������������126 Mindstorm ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������126 Sketches �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������128 ■ Chapter 11: SnapShotBot: Build It ���������������������������������������������������������������������129 Engineering: “Good Enough” with a Peg-Leg? �������������������������������������������������������������129 Jump In ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������130 Step by Step �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������131 First Section: Basic Body with Hardpoints �������������������������������������������������������������������131 Engineering: The Concept of Stiffness ������������������������������������������������������������������������������������������������134 Engineering: Hardpoints ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������135 Second Section: Color Sensor, IR Sensor, and the Camera Trigger �������������������������������135 Engineering: Gears Trade Speed for Power ����������������������������������������������������������������������������������������143 Third Section: Adjustable Camera Frame ���������������������������������������������������������������������146 Engineering: Early and Rapid Mechanical Testing ������������������������������������������������������������������������������149 ■ Chapter 12: SnapShotBot: Program It ���������������������������������������������������������������155 One Block at a Time �����������������������������������������������������������������������������������������������������155 Finding the Basket �������������������������������������������������������������������������������������������������������159 Getting Around the Basket��������������������������������������������������������������������������������������������160 Getting the Bot Home ���������������������������������������������������������������������������������������������������163 ■ Chapter 13: Get In, Grab It, Get Out ��������������������������������������������������������������������169 Day 4: Outside King Ixtua’s Library, 8:43 AM ����������������������������������������������������������������169 The Throne Room ���������������������������������������������������������������������������������������������������������169 Locate the Burial Chamber �������������������������������������������������������������������������������������������170 Scroll Challenge �����������������������������������������������������������������������������������������������������������172 Max’s Solution ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������174 ■ Chapter 14: GrabberBot: Planning and Design ��������������������������������������������������175 GrabberBot Planning and Design ���������������������������������������������������������������������������������175 The Robot Description ��������������������������������������������������������������������������������������������������175 x

See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.