LEGO EV3 против VEX IQ

При обучении азам робототехники очень сложно определиться, какую систему выбрать. Здесь я привожу свой перевод статьи эксперта Дэмиена Ки, специализирующегося в обеспечении технологических решений для учителей и преподавателей во всем мире. В этой статье будут сравниваться системы LEGO Mindstorms Education EV3 и VEX IQ.

Подробнее о сравниваемых системах вы можете прочитать в статье «Конструкторы программируемых роботов» на нашем сайте и там же можно узнать о других существующих конструкторах. Итак, читаем статью и наматываем на ус.

Я всё время задаю вопрос, «какая система лучше?», именно поэтому я решил собрать вместе все свои мысли.

Оговорка

Мне очень повезло, что и LEGO и VEX отправили мне бесплатные наборы. Я также был гостем LEGO в 2010 на LEGO World Expo в Зволле и гостем VEX в 2014 на чемпионате мира VEX World Championships в Калифорнии. Обе компании были очень щедры ко мне, за что я им очень благодарен!

Для чего этот обзор

Это не обзор о том, что лучше в качестве подарка на день рождения или что более конкурентоспособно на соревнованиях роботов. Данный обзор об использовании робототехники в образовательном учреждении, для изучения концепции STEM (первые буквы четырёх учебных дисциплин: Science (наука), Technology (техника), Engineering (конструирование) и Mathematics (математика), под термином STEM понимается образовательная политика и учебная программа в школах для повышения конкурентоспособности в развитии технологий, прим. А.В.). Это обзор, основанный на использовании этих систем в классе. Моё внимание всегда было направлено на образовательные системы, и хотя обе они присутствуют на розничном рынке, я предпочитаю посмотреть на них глазами учителя. В этом обзоре я также буду принимать точку зрения в какой-то степени начинающего учителя, нового в области робототехники в образовании.

Комплектующие

Комплекты обеих систем поставляются с контроллером, моторами, датчиками и строительными элементами. Обе системы используют одинаковую философию сборки: модульность и сборка без инструмента. Вы можете использовать шпильки и специальные соединители для скрепления различных балок и пластин, чтобы сделать робота по своему проекту.

Система EV3 "чувствует себя" немного крепче и детали защёлкиваются плотно без особых проблем. Пластиковые балки VEX IQ немного тоньше, чем в EV3, и, как следствие, они более гибкие. Здесь потребуется больше подпорок, чтобы делать крепких роботов, но, с другой стороны, это позволит сгибать длинные соединения без повреждений, чтобы создавать "интересные" формы, которые иначе были бы невозможны. Кроме того система VEX IQ имеет большой ассортимент крупных пластин и балок, что делает построение больших конструкций намного проще. EV3 имеет более "красивые" элементы, которые функционально не делают ничего особенного, но позволяют роботу выглядеть приятнее. В VEX недавно создали большое количество цветных шпилек и соединителей, и линейка VEX HEXBUG содержит "красивые" совместимые элементы, если вы хотите идти по этому пути.

Система EV3 совместима с любым другим набором LEGO, а VEX IQ совместима со всеми продуктами VEX EDR из металла. Оба комплекта имеют большой ассортимент запчастей и поставляются в прочных пластиковых контейнерах с лотками разбитыми на секции, для поддержания порядка.

Победитель: Ничья.

Находясь в классе, меня больше всего интересует быстрая сборка простого робота, чтобы затем заняться программированием. Даже после того как мы изучили простое программирование, я ищу систему, которая может быть расширена в дальнейшем с помощью простых механических дополнений, например, захватов, рычагов и т.д.

Обе системы обеспечивают достаточное количество основных деталей для создания простого робота и некоторое количество дополнительных материалов для учебных курсов STEM. И хотя дополнительные типы разъемов LEGO позволяют создавать более сложные и замысловатые конструкции, в моих классах (в которых иногда собирается более 30 детей) я предпочитаю хорошо делать простые вещи, а не пытаться делать что-то сверхъестественное.

Электроника

LEGO EV3

Стандартный базовый набор LEGO EV3 Core set (образовательная версия, артикул производителя 45544) содержит следующее: модуль EV3 (микрокомпьютер, прим. А.В.), 2 больших мотора, 1 средний мотор, гироскопический датчик, ультразвуковой датчик, 2 датчика касания и датчик цвета.

Модуль EV3 имеет 4 входа (для датчиков) и 4 выхода (для моторов), и вы можете использовать кнопки на микрокомпьютере в качестве дополнительных датчиков. Набор поставляется с аккумулятором (зарядное устройство не входит в комплект, прим. А.В.), который может заряжаться во время работы (при условии, что вы не закрыли порт зарядки). Если есть необходимость, то EV3 может работать от шести батареек AA.

VEX IQ

Стартовый набор VEX IQ Starter Kit содержит следующее: микроконтроллер VEX IQ, 4 умных мотора, 2 датчика касания со светодиодами (с помощью красного, зелёного и синего светодиодов достигается до 12 миллионов цветовых вариаций, прим. А.В.), 2 бампера с датчиком прикосновения, датчик расстояния, гироскоп, датчик цвета.

Микроконтроллер VEX IQ имеет 12 входных/выходных портов, настраиваемых в программном обеспечении. Это означает, что не имеет значения, какой тип устройства вы подключите (датчик или мотор), но не более 12-ти. VEX IQ питается лишь от аккумулятора. К сожалению, это означает, что если вы забудете поставить его на зарядку, то вам не повезёт на уроке.

Оба комплекта имеют датчики прикосновения, ультразвуковые датчики расстояния и датчик цвета. Также оба поставляются с аккумуляторной батареей, которая имеет решающее значение при использовании в классе. EV3 содержит 2 больших мощных мотора и один средний мотор, который позволяет некоторую гибкость, в то время как VEX IQ содержит 4 умных мотора. Все двигатели имеют достаточный крутящий момент для выполнения задач, которые вы ожидаете от классной работы. Все датчики работают в классе ожидаемо и различия в диапазоне и точности, которые могут быть между ними, вы не увидите во время выполнения типичных заданий на уроках.

Победитель: VEX IQ.

12 входов/выходов являются большим плюсом для меня и кроме того 4 двигателя в стандартной комплектации позволяют с лёгкостью создавать механические приспособления типа схватить-и-поднять. Хотя я знаю, что это возможно сделать и с помощью всего лишь одного двигателя, это не вызов, который я хотел бы дать начинающим студентам. Датчики прикосновения со светодиодами очень полезны, потому что возможность менять цвет – это полезный инструмент для учеников, чтобы помочь им при отладке. Следует отдельно упомянуть дисплей EV3, который позволяет отображать картинки, но отсутствие подсветки и мелкий текст делает дисплей трудно читабельным (особенно для некоторых "старых" учителей, у которых уже нет остроты зрения их младших коллег).

Программное обеспечение

Обе системы могут быть запрограммированы с помощью RobotC, отличного текстового языка программирования от компании Robomatter, который также предлагает графические интерфейсы. Тем не менее, обе системы имеют свои собственные графические интерфейсы программирования, которые они и рекомендуют.

LEGO EV3

EV3-G. Это графическое программное обеспечение является очень простым в использовании и интуитивно понятным. Команды для роботов легко найти, а конфигурация блоков позволяет легко изменять их и экспериментировать с ними. Построение простых программ делается элементарно, и учитель может легко прочитать программу, чтобы помочь детям при отладке и решении проблем. Образовательная версия программного обеспечения имеет мощный компонент DataLogging, который позволяет комплекту EV3 выйти далеко за пределы робототехники и ощутить некоторые фантастические возможности науки и математики. EV3-G имеет полнофункциональный редактор контента, который позволяет ученикам документировать ведение своих проектов. Программное обеспечение LEGO переведено/локализовано на 15 различных языков, что делает его по-настоящему глобальным продуктом.

VEX IQ

Modkit для VEX. Это графический язык, построенный на платформе SCRATCH, и использует аналогичную идею перетаскивания и сцепления блоков. MODKIT работает в браузере, что означает, что нет никакой необходимости устанавливать программное обеспечение. Существует офлайн версия программного обеспечения для работы в школах имеющих проблемы с пропускной способностью или брандмауэрами. Программное обеспечение разделено на две части:

Robot Setup: здесь вы определяете, в какие порты будут подключены моторы и датчики, а также размер вашего робота, длину колесной базы, размеры колёс и т.д.

Programming: здесь пишутся программы. Каждый электронный компонент комплекта имеет свой собственный процессор, что означает, что двигатель может выполнять свой собственный набор инструкций и, одновременно, датчик или микроконтроллер – другой набор инструкций. Если ваши ученики использовали SCRATCH раньше, то они адаптируются здесь сразу.

Победитель: LEGO EV3.

Программное обеспечение EV3-G очень простое в использовании и интуитивно понятно. Я трачу очень мало времени, показывая студентам что делать, т.к. они понимают всё очень быстро. Редактор контента чрезвычайно полезен для учеников, поскольку они могут документировать ведение своих проектов. Хоть это и может быть сделано в другой программе, но то, что это находится прямо перед глазами учеников, является очень полезным. Modkit вносит улучшения в своё программное обеспечение, и их последний релиз улучшает процесс блочного программирования по сравнению с предыдущими версиями. Modkit требует немного больше понимания, чем Ev3-G. В то время как параллельная обработка в системе VEX IQ может быть чрезвычайно полезна, в учебном процессе, это не будет использоваться в полную силу.

Вспомогательное оборудование

Система LEGO MINDSTORMS является очень зрелой системой с большим количеством датчиков производимых сторонними компаниями, которые можно подключить непосредственно к модулю EV3. У HiTechnic и Mindsensors есть ошеломляющее количество датчиков, которые можно подключить прямо к микроконтроллеру. Контроллер VEX IQ является хорошим дополнением к комплекту IQ, так как он позволяет удаленно управлять роботом. Удобно, если вы хотите устраивать соревнования и не хотите слишком много возиться с программированием. Я не смог найти какие-либо датчики, производимые сторонними компаниями для VEX IQ, тем не менее, это не означает, что они не существуют!

Победитель: LEGO EV3.

Диапазон дополнений впечатляет, но я поясню это с несколькими оговорками. Система MINDSTORMS существует довольно давно, дав время сторонним компаниям для создания своих датчиков. Я впечатлён, что VEX стремится к тому же и будет поощрять и поддерживать тех, кто хочет делать совместимые датчики. Однако, датчиков, которые входят в стандартный комплект как EV3 так и IQ, более чем достаточно для использования в классе, и, как я уже упоминал ранее, в начинающих классах я предпочитаю делать простые вещи хорошо и тщательно, а не пытаться делать что-то сверхъестественное.

Дополнительные ресурсы

(Оговорка: у меня есть очень популярная книга ресурсов для учителей EV3 и в ближайшее время будет ещё одна для IQ)

LEGO EV3:

Существует огромный выбор педагогических материалов для EV3. EV3 Design Engineering Projects (US $ 299) – это официальный продукт LEGO с полным учебным планом, изложенным в легкой доступной манере. У LEGO также есть наборы EV3 Space Challenge (US $ 329) и EV3 Science (US $ 199), которые наполнены прекрасными тематическими заданиями. Все эти ресурсы переведены на 12 языков.

Robomatter также имеет чрезвычайно хорошее руководство учебного плана и множество отличных бесплатных онлайн курсов, которые вы можете пройти.

Есть немало книг, посвящённых EV3, и хотя основные сфокусированы на домашней версии набора, есть несколько хороших для учебной версии.

VEX IQ:

Официальные предложения для образования от VEX немного хуже. Они имеют хороший учебный план, он довольно обширный и выделяет много общих принципов STEM. Всё это доступно бесплатно на их веб-сайте. Было бы полезно видеть, как именно решать хотя бы некоторые из заданий, с использованием Modkit или RobotC, особенно начинающим учителям, которые нуждаются в поддержке. У Robomatter есть учебные программы VEX IQ, которые выглядят очень красиво.

Победитель: LEGO EV3.

В настоящее время гораздо больше ресурсов для EV3, чем для VEX IQ. Они имеют чрезвычайно высокое качество и всеобъемлющий характер. Многие из предложений LEGO являются законченными решениями для класса, и учителям просто нужно следовать инструкциям. Хоть вы и не должны покупать дополнительные материалы для того, чтобы использовать один из этих комплектов в классе, я знаю, что начинающий учитель оценит даже маленькое руководство.

Стоимость

Цены взяты с сайтов США для каждой компании. Цены могут варьироваться в вашем регионе!

EV3 Core Set: $ 339,95

EV3-G Software Site Licence: $ 399.95 (домашняя версия, в которой нет учебников и модуля регистрации данных, является бесплатной, но использование её в классе на нескольких компьютерах сомнительно)

(Примечание А.В.: Автор статьи не учёл здесь стоимость зарядного устройства (артикул производителя 8887), без которого вы не сможете зарядить аккумулятор, идущий в комплекте. Если вы думаете, что модуль EV3 заряжается от шнура USB, который вы подключаете к компьютеру, то вы ошибаетесь, это не так. Зарядное устройство подключается непосредственно к аккумулятору, а разъём имеет свой собственный форм-фактор, см. картинку внизу.)

VEX IQ Starter Kit: $ 249.99

Modkit для VEX: бесплатно

Победитель: VEX IQ.

Starter Kit имеет больше моторов и датчиков и стоит примерно на 30% дешевле, чем EV3. Кроме того, вам не нужно приобретать какое-либо программное обеспечение, чтобы начать. LEGO предлагает за 12 наборов скидку, (хорошо для класса с 24 или 36 детьми) и поэтому я сделал сравнение с эквивалентным количеством наборов VEX IQ. VEX делает скидку на 12 наборов Super Kits (Starter Kit + Controller), но не делает аналогичную скидку на набор Starter Kit на своем сайте.

Цены снова взяты с сайтов США:

VEX IQ: 12 х Starter Kit = $ 2999,88

LEGO EV3: 12 x Core Sets + Site Licence = $4366.95

Абсолютный победитель

Я знаю, что вы будете ненавидеть меня за это, но я не могу выбрать победителя.

Программное обеспечение EV3 является фантастическим для использования, особенно в младших возрастных группах и готовые роботы могут выглядеть действительно красиво. Это не следует недооценивать, когда взаимодействие учеников в классе поставлено на карту. Поддержка материалами учебных курсов очень хорошая, есть много классных идей и доступных мероприятий.

Цена VEX IQ ниже, и наличие 12 входов/выходов является очень привлекательным, особенно для бюджетных школ. Если роботы дешевле, то это значит, что я могу работать с бóльшим количеством учеников. У команды Modkit очень хорошая обратная связь, по вопросам касающимся их программного обеспечения, а учитывая, что оно основано на браузере, они быстро улучшают стабильность и особенности программного обеспечения.

Автор: Дэмиен Ки
Перевод: Алексей Валуев
Оригинал статьи здесь.