1. EV3智慧型可程式主機
EV3機器人主機採用Linux系統作為OS，表示之後對於主機程式開發人員或周邊設備的開發廠商來說，可以在公開原始碼的環境下來開發EV3，也可製作相容的指令的模組，還可自身研發客製化的套件。目前可以控制EV3的語言有leJOS(Java)、LabVIEW 、RobotC、App Inventor等語言平台等。
EV3主機輸入與輸出埠
操作上，EV3機器人主機保持著樂高原有的直覺性操作，在EV3主機上共有六個功能鍵：按下中間的確認鍵也同時是開機鈕，左上方的取消鍵則是回上一步或是消除原有步驟，四個方向選擇鍵則是用來在直覺性選擇選項中移動如圖。
處理器
ARM9
300MHz
記憶體
16MB快閃記憶體
作業系統
Linux
Base
顯示器
178*128像素
輸出埠
4個輸出埠
輸入埠
4個輸入埠
USB傳輸速度
480Mbit/
USB介面
可使用USB線串聯最多四台EV3
SD卡插槽
支援最高32GB micro SD記憶卡
支援智慧型手持裝置
iOS/Android/Windows
使用者介面
6個按鈕
程式碼大小(以循跡程式為例)
0.950KB
感測器通訊能力
1,000筆資料/秒
資料擷取速度
最高可到1,000筆資料/秒
藍牙通訊
最多可與7個被控端連接
測試程式的大小與運作速度
2KB
電力供應
可充電電池或6個AA電池
EV3具有自動識別(Auto-ID)的功能，EV3主機會自動讀取所使用的連接埠以及連接模組，如此可以減低設計程式者的除錯工作，例如將馬達接在2號輸出埠，但在程式中卻設為3號，可自動識別。
處理器
|
ARM9
300MHz
|
記憶體
|
16MB快閃記憶體
64MB
RAM
|
作業系統
|
Linux
Base
|
顯示器
|
178*128像素
|
輸出埠
|
4個輸出埠
|
輸入埠
|
4個輸入埠
支援類比通訊
數位通訊460.8Kbit/秒
|
USB傳輸速度
|
480Mbit/
|
USB介面
|
可使用USB線串聯最多四台EV3
可外接Wi-Fi網路卡就能無線上網
|
SD卡插槽
|
支援最高32GB micro SD記憶卡
|
支援智慧型手持裝置
|
iOS/Android/Windows
|
使用者介面
|
6個按鈕
|
程式碼大小(以循跡程式為例)
|
0.950KB
|
感測器通訊能力
|
1,000筆資料/秒
|
資料擷取速度
|
最高可到1,000筆資料/秒
|
藍牙通訊
|
最多可與7個被控端連接
|
測試程式的大小與運作速度
|
2KB
60秒內約可執行10,000次迴圈
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電力供應
|
可充電電池或6個AA電池
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2. 互動式伺服馬達(Interactive Servo Motor)
機器人基本主要輸出動力的裝置不外乎就是馬達，EV3的馬達套件中分為大型馬達與中型馬達兩種，內建可以偵測馬達所轉動的角度，也支援自動識別的功能，如圖。
角度編碼器回饋
正負1度
轉速
160至170 RPM
無負載時扭矩
0.21 N*m
全負載時扭矩
0.42
N*m
重量
76公克
自動識別
支援
角度編碼器回饋
|
正負1度
|
轉速
|
160至170 RPM
|
無負載時扭矩
|
0.21 N*m
|
全負載時扭矩
|
0.42
N*m
|
重量
|
76公克
|
自動識別
|
支援
|
3. 超音波感測器(Ultrasonic Sensor)
超音波感測器利用發射設定好的超音波後，藉由接收物體所反射音波的時間差來距離量測，左眼為發射超音波，右眼則負責接收音波，新一代的超音波感測器上有LED燈，讓使用者知道是否有發射出超音波，其中EV3超音波感測器提供兩種模式，單純量測距離的接收模式和接收感應器外部超音波訊號的聆聽模式
量測距離範圍
3~250公分
感應角度
20度
量測距離誤差值
正負1公分
前方照明
燈光：設定超音波
讀取外界的超音波訊號
可
量測模組
三種量測模式：距離(公分與英吋)、範圍內是否有物體
自動識別
支援
量測距離範圍
|
3~250公分
|
感應角度
|
20度
|
量測距離誤差值
|
正負1公分
|
前方照明
|
燈光：設定超音波
閃爍：接收訊號
|
讀取外界的超音波訊號
|
可
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量測模組
|
三種量測模式：距離(公分與英吋)、範圍內是否有物體
|
自動識別
|
支援
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4. 顏色感測器(Color Sensor)
顏色感測器中可以感測白、黑、藍、綠、黃、紅、棕色與未感測到顏色分別為八種狀態，由數字0到7所代表，其感測的有效距離為15~50mm，不可過近或過遠，否則將無法正常感測顏色功能。感測器傳輸給主機的資料型態為正整數數值。顏色感測器另一個模式為反射光感測器，可回傳0至100的正整數值代表所反射的環境或物體表面吸收光程度，如圖。
量測
只有紅色的反射光，可量測周圍光的亮度值和顏色
偵測結果
無感測到顏色、白、黑、藍、綠、黃、紅、棕，共八種結果
取樣速率
每秒1,000次(1kHz)
距離
15~50mm
自動辨別
支援
以下是當顏色感測器設定為反射光(Reflected Light Intensity)模式時有效偵測範圍如圖。
量測
|
只有紅色的反射光，可量測周圍光的亮度值和顏色
|
偵測結果
|
無感測到顏色、白、黑、藍、綠、黃、紅、棕，共八種結果
|
取樣速率
|
每秒1,000次(1kHz)
|
距離
|
15~50mm
|
自動辨別
|
支援
|
5. NXTCam-v4
NXTCam是一個即時的影像處理模組，具有內建處理器，並符合NXT標準輸入埠通訊協定的視覺模組如圖3.8。這個介面提供了NXTCam所見高階的、已處理的影像資料。此處理過的資料包含影像中物件的座標，在循線追蹤模式，它的資料包含了線段的座標圖、物件顏色、物件的數量、座標與線段的區塊座標系統。
NXTCam並非送出原始影像到NXT，以USB線連接NXTCam電腦，可透過NXTCamView軟體檢視所見的圖像，透過USB埠傳輸給電腦的解析度可達176*144像素顏色影像。
最大消耗電力
42mA at
4.7V
像素
88*144pixel
取樣速率
30fps
調整焦距
可
追蹤物件
最多可八個物件(須由使用者定義八個不同的顏色)
I2C使用的腳位為:SDA(1)，GND(2)，SCL(3)，+5V(4)，根據表3.6列出了暫存器位置與設置的指令
最大消耗電力
|
42mA at
4.7V
|
像素
|
88*144pixel
|
取樣速率
|
30fps
|
調整焦距
|
可
|
追蹤物件
|
最多可八個物件(須由使用者定義八個不同的顏色)
|
Commands
|
Action
|
|
ASCII
|
Hex
|
|
A
|
0x41
|
Sort tracked objects by size
|
B
|
0x42
|
Select Object tracking mode
|
C
|
0x43
|
Write to image sensor Registers
Use CAUTION when using command C
since this can stop NXTCam from working properly. In case this happens,
please power off your NXTCam and power it on again.
|
D
|
0x44
|
Disable Tracking
|
E
|
0x45
|
Enable Tracking
|
G
|
0x47
|
Get the Color map from NXTCam Engine
|
H
|
0x48
|
Read data from the image sensor Registers
|
I
|
0x49
|
Illumination on (Future)
|
L
|
0x4C
|
Select Line tracking mode
|
N
|
0x4E
|
Set ADPA mode ON (setting stored in NVRAM)
|
O
|
0x4F
|
Set ADPA mode Off (default) (setting stored
in
NVRAM)
|
P
|
0x50
|
Ping NXTCam Engine
|
R
|
0x52
|
Reset NXTCam Engine
|
S
|
0x53
|
Send the color map to NXTCam Engine
|
T
|
0x54
|
Illumination Off
|
U
|
0x55
|
Sort tracked objects by color
|
V
|
0x56
|
Get NXTCam Engine firmware version
No, Read resulting string at 0x42 (12 bytes).
|
X
|
0x58
|
Do not Sort tracked objects
|
J
|
0x4A
|
Lock tracking buffer
Tracking is going on
continuously, and while you read buffer may be updated by the tracking
engine. You can issue this command to
Lock the buffer updates. After issuing this command allow 25 milliseconds for
any updates in progress to finish. Then read the tracking information.
|
K
|
0x4B
|
Unlock tracking buffer.
If you had locked the buffer before reading, ensure to unlock it after
you are done reading.
|
NXTCam模組I2C暫存器位置表
Register
|
Read
|
Write
|
Comments
|
0x00-0x07
|
Software version – (Vn.nn)
|
-
|
|
0x08-0x0f
|
Vendor Id – mndsnsrs
|
-
|
|
0x10-0x17
|
Device ID – NXTCam
|
-
|
|
0x41
|
-
|
Command
|
This register is command register. A
command written here will be executed.
|
0x42
|
Number of objects detected
|
-
|
Shows how many objects are being tracked.
Zero indicates that there are no objects being tracked.
|
0x43
|
1st object color
|
-
|
This is the first object color as per the
sorting method selected.
|
0x441
|
1st object - X upper left
|
Upper left X coordinate of first object
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|
0x45
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1st object - Y upper left
|
Upper left Y coordinate of first object
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0x46
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1st object - X lower right
|
Lower right X coordinate of first object
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|
0x472
|
1st object - Y lower right
|
Lower right Y coordinate of first object
|
|
0x48
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2nd object color
|
||
0x49-0x4C
|
2nd object co-ordinates
|
||
0x4D
|
3rd object color
|
||
0x4E-0x51
|
3rd object co-ordinates
|
||
0x52
|
4th object color
|
||
0x53-0x56
|
4th object co-ordinates
|
||
0x57
|
5th object color
|
||
0x58-0x5B
|
5th object co-ordinates
|
||
0x5C
|
6th object color
|
||
0x5D-0x60
|
6th object co-ordinates
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焦距部分，NXTCam鏡頭設置2~4英尺之間為最佳的焦距，此鏡頭可自由旋轉，本身較緊防止意外地轉動與焦點晃動，輕輕地轉動支架鏡頭即可，不可太過用力，否則可能損壞鏡頭。
內建自動暫停，一旦跟蹤模式開始，程式內讀取NXTCam的對象9秒內必須有動作，如果9秒內沒有動作，跟蹤模式會自動停止。
NXTCam被設計在正常白光的環境下操作，影像擷取偏向紅色，很有可能外界光源與紅光有關，可以試著調整紅光讓影像處理更加精準，進一步的操作可以透過I2C暫存器來改變顏色增益、亮度和NXTCam的對比度。
NXTCam的像素是88X144 。NXTCam有兩種模式─物件追蹤模式(Object tracking mode)與循線模式(Line following mode)。使用物件追蹤模式時，NXTCam會將物體看作一個大方塊，並傳回方塊左上角與右下角的xy座標，我們只要經由簡單的換算便可以得知物體概略位置，而NXTCam最多可以同時追蹤八個不同的物體。在使用循線模式時，NXTCam會將物體切割成好幾個線段，並傳回每個線段兩個端點的xy座標如圖。
