Электроника набора WeDo 2.0: СмартХаб и подключаемые устройства

Кроме нескольких сотен пластиковых деталей, в коробке лежат устройства с проводами. В электронику набора WeDo 2.0 входит СмартХаб с двумя портами. К нему подключаются мотор и два датчика — наклона и расстояния. В порты можно включить любую пару устройств из этого списка. Далее описано, как работает каждый компонент и откуда в приложении берётся «датчик звука», которого в коробке нет. В конце описан сценарий для кружка или большой семьи, в котором к одному планшету подключают до трёх СмартХабов. Текст пригодится и тем, кто набор выбирает, и тем, у кого он уже дома.

Что входит в электронику набора

Электронную часть набора составляют четыре устройства.

Устройство	Что делает
СмартХаб	принимает команды с планшета по Bluetooth и обменивается данными с устройствами, подключёнными к двум портам
Мотор	вращает оси и шестерни в обе стороны; уровень мощности задаётся от 0 до 10
Датчик расстояния (движения)	обнаруживает ближайший предмет на расстоянии от 1 до 15 см
Датчик наклона	фиксирует четыре направления наклона, ровное положение и встряхивание

Мотор и датчики соединяются с хабом проводами из комплекта, а к модели крепятся обычными шипами — как любая другая деталь. Паять ничего не нужно. Такое же ядро электроники стоит и в оригинальном наборе LEGO Education 45300, и в совместимых наборах РобоГуру, а программируется оно в одном и том же официальном приложении LEGO Education WeDo 2.0 — подробности приведены на странице о совместимости. В отдельных комплектациях к этому ядру добавляется второй мотор или пульт.

Как устроен СмартХаб

Белая коробочка с зелёной кнопкой — единственное устройство набора, которое связывается с планшетом. Мотор и датчики подключаются только к ней.

Элементы управления и питание

Кнопка на корпусе одна — зелёная, по центру. Короткое нажатие включает хаб, удержание в течение трёх–пяти секунд — выключает. Отдельной кнопки «Пуск» у набора нет: собранную цепочку блоков запускают нажатием на блок «Начало» уже на экране планшета.

Рядом с кнопкой находится световой индикатор. В ожидании подключения он мигает белым, после установления связи горит синим. При максимальной мощности мотора индикатор мигает оранжевым. Цвет этого светодиода можно менять из программы: блок «Свет» задаёт один из десяти цветов для маячка или подсветки модели.

Питание зависит от комплектации: в одних хабах стоят две батарейки AA, в других — встроенный аккумулятор с зарядкой по USB. Способы зарядки и время работы описаны в статье о питании WeDo 2.0.

Подключение хаба по Bluetooth

Связь идёт по Bluetooth Low Energy. Сопряжение выполняется только внутри приложения. После включения хаба кнопкой индикатор мигает белым, а после выбора хаба в списке устройств загорается синим. В этом списке хаб виден под именем LPF2 Smart Hub 2 I/O. Через системные настройки, «как наушники», он не подключается; если приложение не находит хаб, возможные причины перечислены в инструкции по подключению. Программу хаб не хранит: команды поступают с планшета или компьютера и сразу исполняются. Без внешнего устройства запустить модель по программе нельзя. Единственное исключение — служебный тестовый режим: проверка мотора кнопкой на корпусе, без приложения.

Что можно подключить в два порта

На задней стенке расположены два одинаковых порта. Разъём фирменный, нового поколения: у WeDo 1.0 он другой, поэтому электроника старой платформы сюда не подходит — как и моторы с датчиками LEGO MINDSTORMS. При этом внутри комплекта ограничений нет: к портам можно подключить любую пару устройств.

Датчик наклона и датчик приближения — в наборе РобоГуру 2.0 на 560 деталей с двумя моторами, вместе с мотором и СмартХабом. Купить — 5 290 ₽  →

Сочетание	Что собирают
Мотор + датчик	большинство моделей каталога: привод плюс условие «если… то»
Два датчика	модели без мотора, которые считывают и наклон, и расстояние одновременно
Два мотора	техника с двумя приводами — пять моделей с двумя моторами

Оба датчика лежат в каждой комплектации, так что сочетание «два датчика» собирается из одной коробки.

Два мотора в двух портах работают без переходников, и комплектации со вторым мотором в коробке существуют. LEGO, впрочем, рекомендует подключать к хабу не более одного мотора, чтобы снизить расход энергии. О том, что на мотор идёт максимальная мощность, предупреждает мигающий оранжевый индикатор, а при перегрузке хаб снимает с мотора питание — так зубья шестерён остаются целы. При подключении двух моторов оба порта заняты, поэтому датчик подключить нельзя.

Управление мотором и передача вращения

В проверочной программе из руководства мотор с мощностью 10 три секунды вращается в одну сторону, затем три секунды в другую и останавливается. В одном блоке задают направление вращения и мощность от 0 до 10, где 0 означает остановку. Время работы указывают в секундах; допустимы дробные значения вроде 4,5. В документации LEGO устройство называется средним мотором.

Сверху у мотора площадка размером два на два шипа, спереди — защёлка, поэтому в конструкцию он встраивается как обычный кирпичик. Вращение с выходной оси передают через шестерни и ремни. Червячная передача и другие механические детали набора описаны в отдельной статье. Один и тот же мотор в разных моделях крутит то колёса машинки, то катушку подъёмника — разница в передаче.

Режимы и дальность датчика расстояния

В документах LEGO это устройство называется датчиком перемещения, а в обзорах встречаются варианты «датчик движения» и «датчик приближения». В статье используется название «датчик расстояния». Устроен он так: одно инфракрасное окошко излучает свет, а второе принимает отражённый от предмета свет. Отсюда и предел: датчик регистрирует предметы на расстоянии от 1 до 15 сантиметров, причём дальность обнаружения зависит от формы предмета и того, насколько хорошо его поверхность отражает свет.

В программе для датчика есть условия приближения и удаления предмета. Отдельное условие срабатывает при изменении расстояния в любую сторону. Датчик также выводит числовое значение: чем ближе предмет, тем оно меньше, но это значение не равно расстоянию в сантиметрах. Предметом считается и ладонь — отсюда модели, которые едут за рукой. Датчик используют, например, в шлагбауме, который поднимается перед машинкой, или в роботе, который сам тормозит у стены.

Состояния и применение датчика наклона

На корпусе датчика наклона нарисованы стрелки, по которым определяют направление наклона. Датчик распознаёт наклон вверх и вниз, а также влево и вправо. Ещё два состояния — ровное положение и встряхивание. В числовом виде датчик выдаёт пять значений — 0, 3, 5, 7 и 9; ноль соответствует ровному положению, «без наклона». Встряхивание в этот ряд не попадает: у него отдельное условие, а не число. Засчитывается только ощутимая тряска — от лёгкого покачивания условие не сработает.

Датчик используют в джойстике: его закрепляют в рукоятке, и наклон рукоятки меняет направление или мощность мотора. В уроке LEGO с вездеходом Майло программа при наклоне вниз включает красный цвет индикатора, а при наклоне вверх выводит текстовое сообщение на экран. Статья о датчиках наклона и движения описывает проекты с обоими датчиками — от умного шлагбаума до наклонного джойстика.

Микрофон и экран планшета

Отдельного датчика звука в наборе нет, а блоки для звука в приложении есть. Роль датчика играет микрофон планшета: официальный пример из руководства — мотор, который вращается тем быстрее, чем громче звук рядом с устройством. Микрофоном записывают и собственные звуки для программ. Приложение хранит только последнюю пользовательскую запись и позволяет воспроизводить на планшете двадцать готовых звуков из библиотеки. Выведенное на экран число можно передать другим блокам как входное значение. Блоки и их значки описаны в справочнике блоков WeDo 2.0.

Два набора вместе и до трёх хабов

По официальным материалам LEGO, к одному планшету или компьютеру можно одновременно подключить до трёх СмартХабов. К трём хабам можно подключить суммарно до шести устройств — моторов и датчиков в любом сочетании.

Второй хаб берётся из второго набора: комплектация из 560 деталей электронику не удваивает — деталей в ней вдвое больше, а СмартХаб и датчики лежат в одном экземпляре, и лишь в одной из таких комплектаций есть второй мотор. Все варианты сравнены в гиде по выбору набора WeDo 2.0.

В приложении хабы добавляют по одному, через панель «Выбрать СмартХаб»: для каждого найденного хаба в списке отображается отдельная строка с уровнем заряда и значком карандаша для переименования. Внешне коробочки неотличимы, поэтому LEGO Education рекомендует подписать каждый хаб наклейкой или маркером и дать ему то же имя в приложении; официальный курс предлагает нумерацию вроде WeDo-001, WeDo-002. В программе пригодятся метки: блок «Мотор» без метки включает все подключённые моторы разом, поэтому блоки помечают точками — от одной до шести. С входами датчиков то же самое: без метки сработает любой из подключённых.

Для двух наборов LEGO предлагает занятие «Совместная работа»: две команды собирают по вездеходу со своим хабом, а затем соединяют машины в одну связку. Для этого сюжета в каталоге РобоГуру есть схемы «Вездеход Майло» и «Майло совместная работа» со сцепкой для двух вездеходов; бесплатные инструкции доступны в каталоге сборок. Если второй коробки пока нет, в магазине представлены комплектации, в том числе со вторым мотором, и актуальные цены.

Коротко

• К двум портам СмартХаба можно подключить мотор с датчиком или два датчика; при необходимости оба порта занимают моторами.
• Программа выполняется на планшете или компьютере, а хаб получает команды и сразу их исполняет; без внешнего устройства запустить модель по программе нельзя.
• Мощность мотора задаётся по шкале от 0 до 10. Время работы указывают в секундах, в том числе дробным числом.
• Датчик расстояния регистрирует предметы на 1–15 см; датчик наклона различает шесть состояний, включая встряхивание.
• К одному планшету или компьютеру подключаются до трёх СмартХабов — второй хаб берётся из второго набора.