Différences entre LEGO Mindstorms EV3 Education et Home

LEGO Education

Les kits LEGO Mindstorms sont l'un des outils éducatifs les plus connus pour l'enseignement de la robotique et de la programmation. Il existe une troisième génération (après le RCX et LEGO NXT), disponible sur le marché, Mindstorms EV3 qui se décline en deux versions :

• LEGO Mindstorms EV3 Education conçue pour une utilisation dans des conditions scolaires
• LEGO Mindstorms EV3 Home pour les utilisateurs individuels

Quelle est la différence entre les deux ensembles ? Est-ce qu'une version vaut plus le coup qu'une autre ? Quelle est la différence entre les applications dédiées ? Vous trouverez les réponses à ces questions dans cet article. 

La série LEGO Mindstorms est un vétéran sur le marché des outils d'enseignement de la robotique. Le premier kit LEGO Mindstorms RCX est sorti en 1998, il y a donc maintenant plus de 20 ans qu'est né la gamme LEGO Mindstorms. Cependant, le prototype de la brique intelligente programmable, autour de laquelle toute la série a été construite, était déjà en cours de développement en 1987. Les travaux du Media Lab du MIT ont été menés par une équipe dirigée par Seymour Papert, un pionnier de l'enseignement par la création et le créateur du premier langage de programmation éducatif "Logo".

Il est clair que des décennies de recherche et de développement sont à l'origine du succès de la série. Les blocs LEGO Technic populaires, qui fonctionnent bien pour construire divers mécanismes, sont mélangés à des pièces électroniques spécialement adaptées comme des moteurs, des capteurs et la brique intelligente qui les contrôle. Les robots LEGO créés à partir de ces éléments peuvent être programmés dans un environnement de programmation graphique simple et adapté aux enfants.

Les énormes possibilités de l'ensemble, combinées à un système de construction simple, en font l'un des rares sets permettant un programme éducatif complet axé sur la robotique (introduction, construction, programmation, test et jeu) en un temps très court: deux heures de leçon peuvent suffire. Cela a valu à la série une place bien méritée parmi les meilleurs outils d'enseignement de la robotique disponibles sur le marché.

La version LEGO Mindstorms EV3 Home (31313) et LEGO Mindstorms EV3 Education (45544) ont des noms assez similaires, ce qui peut prêter à confusion mais contiennent pourtant de grandes différences:

• Emballage
• Nombre et types de composants
• Électronique (autres capteurs et disponibilité de la télécommande)
• Applications de programmation
• Composition des sets
• Lieux de vente (Les sets LEGO Mindstorms EV3 Education ne s'achètent que chez les distributeurs officiels LEGO Education comme Robot-Advance)

LEGO Mindstorms EV3 Education et Home: Emballage

Le set LEGO Mindstorms EV3 Education est emballé dans une large boîte en plastique pour un stockage organisé des pièces. Le bac de 13 compartiments permet de trier facilement les blocs selon leur taille et leur fonction. Sous l'insert, il y a de l'espace pour stocker des composants plus importants, tels que des roues et des chenilles, ainsi que de l'électronique et des câbles.

Le triage permet de construire simplement et rapidement sans avoir à jeter les blocs sur la table ou au sol. Le processus de construction est également plus silencieux, ce qui sera particulièrement apprécié par les enseignants qui utiliseront le set Mindstorms EV3 éducatif tous les jours pendant les cours. À l'intérieur de la boîte, outre les 541 éléments de construction et d'électronique, vous trouverez une liste pour faciliter le tri des éléments et des instructions pour vous guider dans la construction.

Le set LEGO Mindstorms EV3 Home est emballé dans une boîte en carton jetable, qui n'est malheureusement pas adaptée au stockage des briques. Alors que dans le cas de la plupart des produits LEGO, une boîte séparée n'est pas nécessaire, les choses diffèrent dans le cas d'un ensemble robotique qui contient des éléments électroniques et constructifs uniques. Il est dans ce cas là important d'avoir un emballage approprié que nous vous conseillons d'acheter séparément. La boîte et le plateau de tri (Identiques à la version LEGO Mindstorms EV3 Education) peuvent être achetés sur le site web de LEGO Education.

L'emballage du set HOME est en carton. Après l'avoir découpé le long de la ligne marquée, vous trouverez au dos un tapis de test, utile pour travailler avec un capteur de couleur. Outre les blocs électroniques et de construction, la boîte contient une feuille d'autocollants qui peuvent être utilisés pour décorer certains des éléments de l'ensemble, ainsi qu'un manuel d'instructions pour la construction d'un robot LEGO.

Contenu des kits LEGO Mindstorms EV3 Éducation et Home

Les deux versions du kit LEGO Mindstorms EV3 contiennent une importante collection de blocs de construction de type LEGO Technic. Mais elles diffèrent par le nombre, le type et même la couleur des blocs.

LEGO Mindstorms EV3 Education

Parmi les 541 briques de l'ensemble LEGO indstorms EV3 éduction le blanc et le gris dominent, avec de petits mélanges de rouge, de noir et d'autres couleurs. On y trouve des poutres Technic classiques et droites en 8 longueurs différentes, 7 types de poutres courbées et deux types de cadres de construction. Les pièces LEGO Technic sont disponibles dans un ensemble de 5 couleurs de base (rouge, vert, bleu, jaune et noir), ce qui les rend idéales pour une utilisation avec un capteur de couleur LEGO Mindstorms EV3. L'ensemble comprend également des axes de 10 longueurs différentes et 3 types d'axes de verrouillage supplémentaires.

Pour relier les axes, les poutres et les cadres, vous pouvez utiliser 7 types de broches, y compris les broches lisses et les broches à picots, qui permettent différentes résistances de connexion et 18 types de connecteurs, y compris différents connecteurs à axe de broche. Deux types d'entretoises ou de manchons peuvent être utilisés pour bloquer ou séparer les blocs le long de l'axe. De plus, dans la version éducative EV3, vous trouverez jusqu'à 10 types de pignons (droits et angulaires) et 2 petits pignons. Au total, il y a jusqu'à 30 patins qui peuvent être utilisés pour créer divers engrenages.

LEGO Mindstorms EV3 Home

La version Home de Mondstorms EV3 contient 601 blocs. Le changement de couleur le plus frappant et ce set à usage domestique est dominé par des blocs noirs, avec un mélange de rouge et de gris. La couleur blanche est réservée aux éléments décoratifs, telles que des parties du boîtier.

Le contenu de l'ensemble est similaire à la version Mindstorms EV3 Educative. Vous pourrez donc trouver des poutres simples de 8 longueurs différentes, 6 types de poutres courbées et deux types de cadres de construction. Cependant, les faisceaux courts dominent. Il y a moins de longues poutres, ce qui permet de créer facilement des cadres de construction.

Les essieux normaux sont disponibles en 6 longueurs et il y a jusqu'à 5 types d'essieux avec des blocs. Pour les éléments de connexion, LEGO propose ici 6 types de broches et 21 types de connecteurs. Les éléments uniques de cet ensemble sont les axes, les axes avec une boule et les cordes correspondantes en deux longueurs. Les roues dentées se déclinent en 8 types, ce qui donne un total de 21 éléments pouvant être utilisés pour la transmission de la puissance. La plupart d'entre eux sont des engrenages angulaires. Dans cette catégorie, il n'y a pas de plateaux tournants, disponibles dans le version éducative.

Vous pouvez utiliser quatre jantes noires avec des pneus assortis pour créer des véhicules. Les constructions de véhicules peut également se faire grâce aux chenilles en caoutchouc ayant une bonne adhérence.

Dans la version LEGO Mindstorms EV3 Home, vous trouverez beaucoup d'éléments de décoration.LEGO veille soigneusement à la qualité, de sorte que les éléments en plastique sont presque indestructibles. L'offre LEGO comprend une large gamme de pièces détachées, qui peuvent facilement remplacer les pièces manquantes en cas de perte.

Pour la version éducative, LEGO Education a préparé huit paquets de pièces détachées Mindstorms EV3 disponibles sur Robot-Advance. Il est conseillé pour les établissements scolaires d'en acheter quelques uns à l'avance.  

LEGO Mindstorms EV3: Set d'expansion​

LEGO Education propose différents types d'accessoires pour le set EV3 de base. Le plus intéressant d'entre eux est le set d'expansion LEGO Mindtorms EV3, qui comprend 853 pièces supplémentaires et augmente considérablement les capacités du set de base. Parmi les blocs de l'ensemble d'expansion, en plus des poutres et des axes qui permettent d'augmenter la taille des structures, vous trouverez de nombreuses pièces intéressantes :

• Élastiques EV3
• Nouveaux types de fixations
• Roues et de pignons supplémentaires
• Un grand plateau tournant.

Le jeu d'extension est emballé dans une boîte en plastique séparée, de la même taille que le jeu de base. Travailler avec les deux kits LEGO Mindstorms EV3 Education + expansion nécessite donc de jongler avec les deux boîtes et donc d'avoir de la place. Après les cours, il est également nécessaire de séparer les blocs en deux ensembles distincts.

Électronique des sets LEGO Mindstorms EV3​

Parmi les parties électroniques, vous trouverez dans les deux sets :

• Deux grands servomoteurs Mindstorms EV3
• Un petit servomoteur Mindstorms EV3
• Exactement le même microcontrôleur: la brique intelligente EV3

Les versions diffèrent en nombre, types de composants et technologie utilisée dans les capteurs. Les moteurs et les capteurs sont connectés à la brique EV3 à l'aide de câbles avec fiches. Les câbles sont les seuls éléments qui peuvent s'user avec le temps et il est donc recommandé tout comme les pièces détachées, EV3, d'avoir un kit de secours.

Brique intelligente ​EV3

C'est grâce à cette brique intelligente LEGO Mindstorms EV3 que vous pourrez contrôler les robots LEGO construits. Il s'agit d'un microcontrôleur basé sur un processeur ARM9 avec le système d'exploitation Linux, enfermé dans un grand bloc LEGO. Le cube contient : 

• Un écran
• Un haut-parleur
• 6 boutons (dont 5 programmables, avec rétro-éclairage)
• 4 ports d'entrée
• 4 ports de sortie
• Un port mini USB pour la connexion à un ordinateur
• Un port USB
• Une entrée pour carte Micro SD (jusqu'à 32 Go)
• Un emplacement pour batterie

La brique intelligente permet de communiquer via un câble USB, le Bluetooth intégré ou le WiFi (lorsqu'un module WiFi externe est connecté au port USB de la brique).

Chaque brique intelligente EV3 peut être alimentée par 6 piles AA (Il y a également une batterie dédiée au plateau).

Moteurs LEGO Mindstorms EV3

Les deux versions du kit LEGO Mindstorms EV3 comprennent deux gros servomoteurs LEGO et un plus petit. Tous les moteurs ont un capteur de rotation intégré. Cela permet une coordination entre les deux moteurs de la transmission latérale et une conduite droite précise. Les relevés du capteur de rotation peuvent également être utilisés dans la programmation (par exemple comme leviers de commande). Dans les deux types de servomoteurs, le contrôle de la rotation est très précis (au degré près) grâce à la présence d'un tachymètre intégré.

Les gros moteurs ont une puissance plus élevée et une grande tête rotative. Ils atteignent une vitesse de 170 tr/min. Un moteur plus petit permet d'atteindre une vitesse plus élevée (jusqu'à 250 tr/min) au détriment de la puissance disponible, et sa petite taille facilite son intégration dans la construction de vos robots LEGO.

Capteurs LEGO Mindstorms EV3

Capteur tactile

Le capteur de contact LEGO Mindstorms EV3 est inclus dans les versions EV3 Education et Home. Il s'agit d'un simple capteur analogique qui peut détecter si un bouton est enfoncé ou relâché. Il peut être utilisé pour démarrer ou arrêter une construction, construire des pare-chocs ou compter les clics. Avec la palette de 5 boutons de la brique intelligente EV3, il peut être utilisé pour programmer un système de contrôle de construction LEGO EV3 avancé.

Capteur de couleur

Ce capteur de couleur LEGO Mindstorms EV3 est également disponible en version domestique (31313) et éducative (45544) du kit LEGO Mindstorms EV3. Le capteur recueille des données sur la couleur (8 couleurs différentes) ou l'intensité lumineuse (faisceau ambiant ou réfléchi). Il peut être utilisé dans les robots de suivi de ligne, les combats de sumo ou les dispositifs de triage.

Capteur gyroscopique

Le capteur gyroscopique Mindstorms EV3 est uniquement disponible dans une version éducative du kit LEGO Mindstorms EV3. Constitué d'un groupe d'accéléromètres, le gyroscope électronique mesure la position angulaire et sert à détecter les changements de position d'un objet avec une précision de 3 degrés sur tous les axes de rotation. Il peut être utile pour créer des robots d'équilibrage ou des contrôleurs qui réagissent au tangage.

Capteur de distance

Différentes technologies dans différentes versions de l'ensemble sont utilisées pour la mesure de la distance. Découvrez sur Robot-Advance le capteur Infrarouge EV3 à associer à la balise infrarouge pour l'analyse des distances.

Programmation du LEGO Mindstorms EV3

Les kits LEGO Mindstorms EV3 peuvent être programmés à l'aide d'une application dédiée basée sur LabView. Elle est disponible pour les ordinateurs et les tablettes. Non seulement chaque version du kit possède sa propre version de logiciel mais l'application diffère selon le dispositif de programmation utilisé (Ordinateur ou tablette).

• L'environnement EV3 Software vous permet de programmer des robots dans un langage graphique intuitif.
• Les programmes sont créés en ajoutant des instructions supplémentaires au bloc de démarrage.
• Après le démarrage, les commandes seront exécutées de gauche à droite.
• Chaque bloc peut être personnalisé à l'aide de diverses options.
• L'environnement permet un contrôle simple et précis des robots LEGO.
• Les programmes sont créés facilement et intuitivement, et toutes les options de bloc sont visibles d'un seul coup d'œil.

La programmation en mode texte des robots EV3 peut être introduite à des stades supérieurs de l'enseignement. Vous pouvez choisir entre les langages dédiés EV3Basic ou Robot-C, ou même l'un des langages de programmation classiques, tels que Java ou Python (après avoir installé un nouveau système d'exploitation sur la brique intelligente EV3).
La brique se connecte à votre ordinateur ou tablette via Bluetooth, WiFi (lorsqu'un module WiFi externe est connecté) ou plus simplement via un câble USB. Après avoir téléchargé le programme sur la brique EV3, le câble USB peut être débranché et le robot fonctionnera de manière autonome.

La programmation des ensembles EV3 à l'aide d'ordinateurs vous offre le plus de possibilités et vous permet d'utiliser pleinement les ensembles. Tant dans la version éducative que dans la version familiale de l'application, Vous aurez accès à toute la gamme de blocs de programmation, regroupés en six catégories. On y trouve des blocs d'action (contrôle des moteurs, de l'affichage ou de l'illumination des touches de la brique EV3), le contrôle des flux (blocs d'attente, instructions conditionnelles, boucles), la lecture des données des capteurs, les opérations sur les données (variables, listes, opérations mathématiques), les blocs avancés et ceux créés par l'utilisateur.

Les versions LEGO Mindstorms EV3 Education et Home diffèrent considérablement par leur aspect et leur contenu:

• Dans la version Mindstorms EV3 Educative de l'application, outre l'environnement de programmation, vous trouverez des instructions pour construire et programmer des constructions à partir de l'ensemble éducatif, dest éléments de formation présentant le monde de la robotique LEGO Mindstorms et des outils pour documenter des projets et enregistrer des données, qui sont particulièrement utiles dans les expériences.
• Dans la version LEGO Mindstorms EV3 familiale, le logiciel ne comprend pas ces fonctionnalités. Outre l'environnement de développement, les instructions de construction et de programmation, vous trouverez de courtes vidéos d'introduction et un lien vers le guide de l'utilisateur. La palette de blocs disponible pour les utilisateurs de la version EV3 Home est également légèrement réduite par rapport à la version éducative.​