Датчики и моторы LEGO SPIKE Prime: что умеют и как их программировать
В наборе SPIKE Prime 45678 три датчика и три мотора, а гироскоп с акселерометром встроены прямо в хаб. Рассказываем, что измеряет каждое устройство, где его пределы и с какими задачами его удобно вводить на уроках.
- В наборе 45678: хаб, большой мотор, два средних мотора, датчики цвета, расстояния и силы — по одному.
- Гироскоп и акселерометр встроены в хаб, поэтому отдельный датчик поворота не нужен.
- Шесть портов хаба (A–F) универсальные: мотор или датчик можно подключить к любому.
- Каждый мотор — ещё и датчик угла: 360 отсчётов на оборот, точность около ±3°.
Что входит в набор
Моторы и датчики SPIKE Prime подключаются одинаковым разъёмом, а хаб сам определяет, что к нему подключено.
| Устройство | В наборе | Что измеряет | Пределы |
|---|---|---|---|
| Хаб | 1 | Наклон, поворот, встряхивание, нажатие кнопок | 6 портов, матрица 5×5, динамик, Bluetooth, аккумулятор |
| Большой мотор | 1 | Скорость и угол поворота вала | 360 отсчётов на оборот |
| Средний мотор | 2 | Скорость и угол поворота вала | 360 отсчётов на оборот |
| Датчик цвета | 1 | 8 цветов, отражённый свет, RGB | Лучше всего — 16 мм до поверхности |
| Датчик расстояния | 1 | Расстояние ультразвуком | 5–200 см |
| Датчик силы | 1 | Касание и силу нажатия | До 10 Н, шаг 0,1 Н |
Хаб: гироскоп и акселерометр
В хабе стоят трёхосевой гироскоп и трёхосевой акселерометр. Вместе они дают три угла: тангаж (наклон вперёд-назад), крен (наклон вбок) и рыскание (поворот вокруг вертикальной оси). Для робота-тележки главный из них — рыскание: по нему делают точные повороты.
Хаб также понимает, какой стороной он лежит, и распознаёт жесты: постукивание, встряхивание, свободное падение. Это удобный способ запустить программу без кнопки — например, стукнуть по хабу, чтобы робот поехал.
Моторы
В наборе один большой и два средних мотора. Оба типа измеряют скорость и положение вала: 360 отсчётов на оборот, точность не хуже ±3°. Положение можно считать от метки на корпусе мотора или от любой выбранной точки.
Обычно два средних мотора ставят на колёса тележки, а большой — на захват, ковш или подъёмник. Одинаковые моторы на колёсах помогают роботу ехать прямо.
Мотор можно использовать и как датчик: если повернуть вал рукой, хаб узнает угол. Из среднего мотора с рычагом получается ручка управления или «руль» для второго робота.
Чтобы робот проехал нужное расстояние, переведите сантиметры в градусы. Один оборот колеса — это его окружность: π × диаметр. Для колеса диаметром 56 мм это около 17,6 см, значит, на 50 см нужно 50 ÷ 17,6 × 360 ≈ 1023°.
Датчик цвета
Датчик различает 8 цветов, измеряет отражённый свет от 0 до 100 % и может отдавать отдельные значения красного, зелёного и синего. Лучше всего он работает примерно в 16 мм от поверхности и опрашивается 100 раз в секунду.
Для езды по линии используйте отражённый свет, а не режим цвета. Режим цвета выдаёт «чёрный» или «белый», и робот движется рывками. Отражённый свет меняется плавно, и с ним работает пропорциональный регулятор.
В Python доступны ещё два режима: яркость окружающего света и управление каждым из трёх светодиодов датчика по отдельности.
Датчик расстояния
Датчик измеряет расстояние ультразвуком — от 5 до 200 см. Для близких предметов есть быстрый режим на 5–30 см. Вокруг «глаз» датчика четыре светящихся сегмента; в Python каждым можно управлять отдельно, и ученики любят рисовать роботу «брови».
Звук хуже отражается от мягких и наклонных поверхностей: шторы, поролона, стенки под углом. Если робот не видит препятствие, сначала проверьте материал, а потом программу.
Датчик силы
Это кнопка, которая знает, насколько сильно её нажали. Первые 2 мм хода датчик работает как касание — нажат или нет. Дальше, до 8 мм хода, он измеряет силу от 2,5 до 10 Н с шагом 0,1 Н. Значение можно получать в ньютонах или в процентах, где 100 % — это 10 Н.
Применений больше, чем кажется: бампер, после удара о который робот отъезжает; кнопка старта; простые весы. Груз массой 1 кг давит с силой около 10 Н, так что датчиком можно сравнивать предметы от четверти килограмма до килограмма с точностью около ±0,65 Н.
Как программировать датчики
В приложении LEGO Education SPIKE есть блоки на основе Scratch и Python, а также веб-версия для браузера. С любым датчиком работают тремя способами: ждут события, выбирают действие по условию или берут значение и используют его в расчёте.
| Задача | Устройство | Приём |
|---|---|---|
| Остановиться у стены | Датчик расстояния | Ехать, пока расстояние больше 10 см |
| Ехать по линии | Датчик цвета | Поворот пропорционален разнице между отражённым светом и порогом |
| Повернуть ровно на 90° | Гироскоп хаба | Сбросить рыскание и поворачивать, пока угол меньше 90° |
| Проехать 50 см | Энкодеры моторов | Пересчитать сантиметры в градусы по диаметру колеса |
| Старт по нажатию | Датчик силы | Ждать, пока датчик нажат |
Про сроки поддержки приложения и что ставить на компьютеры кабинета — в статье о программах для EV3 и SPIKE Prime.
Задачи для уроков
| Устройство | Задача для учеников |
|---|---|
| Датчик цвета | Сортировщик: робот раскладывает кубики разного цвета в разные стороны |
| Датчик расстояния | Парктроник: чем ближе препятствие, тем чаще звуковой сигнал |
| Датчик силы | Весы: сравнить предметы по силе нажатия и вывести результат на матрицу |
| Гироскоп | Квадрат: робот проезжает квадрат и возвращается в точку старта |
| Энкодер | Пульт: средний мотор с рычагом управляет скоростью второго мотора |
Каждой из этих тем в курсе «Инженерное бюро ПРАЙМ» посвящено отдельное занятие: датчик цвета, датчик расстояния, датчик силы, гироскоп хаба, энкодеры моторов и движение по линии.
Готовые материалы
Готовые уроки и модели для SPIKE Prime:
Программа SPIKE Prime «Инженерное бюро ПРАЙМ» · 72 ч2 000 ₽
Инструкции «272 проекта Spike Prime»2 000 ₽
Набор инструкций SPIKE Prime №221 100 ₽Вопросы и ответы
Есть ли в SPIKE Prime гироскоп?
Да, он встроен в хаб вместе с акселерометром. Отдельного датчика-гироскопа, как в EV3, в наборе нет, и он не нужен.
Какие датчики входят в набор 45678?
Датчик цвета, датчик расстояния и датчик силы — по одному. Плюс хаб с гироскопом и акселерометром, один большой и два средних мотора.
Подойдут ли датчики EV3 к хабу SPIKE?
Нет. У EV3 и SPIKE разные разъёмы, поэтому датчики и моторы одной системы к другой напрямую не подключаются.
Можно ли программировать датчики на Python?
Да, в том же приложении SPIKE. Часть возможностей есть только в Python: например, яркость окружающего света и отдельное управление светодиодами датчиков.
Что будет с SPIKE Prime после 2026 года?
Продажи набора завершились 30 июня 2026 года. Приложение будет получать исправления до 30 июня 2031 года, а потом останется доступным без обновлений. Подробнее — в статье о программах для EV3 и SPIKE Prime.
Уроки по SPIKE Prime — уже готовы
Курс «Инженерное бюро ПРАЙМ» на 72 часа с занятиями по каждому датчику и 272 модели с инструкциями. Материалы приходят на почту сразу после оплаты.
Читайте также
- Инструкции по сборке LEGO SPIKE Prime: какие модели собрать и где их скачатьМодели набора 45678, PDF-инструкции и с чего начинать занятия.
- Датчики LEGO EV3: какие бывают и как их программироватьПять датчиков EV3, их режимы и калибровка.
- Программы для LEGO EV3 и SPIKE Prime в 2026 году: что установить и что будет дальшеПриложения, сроки поддержки и советы для школ.
