Inhaltsverzeichnis. Einleitung... xxi. Lego und Roboter: eine großartige Kombination Die EV3-Programmierumgebung... 7

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1 Inhaltsverzeichnis Einleitung... xxi Zielpublikum... xxi Voraussetzungen... xxi Der Inhalt dieses Buches... xxi Wie du dieses Buch lesen solltest... xxiii 1 Lego und Roboter: eine großartige Kombination... 1 Lego Mindstorms EV Der Lego-Mindstorms -EV3-Kasten... 2 Die Lego-Mindstorms -EV3-Software... 3 Software, Firmware und Hardware... 3 Kunst und Wissenschaft... 3 Merkmale von guten Programmen... 4 Was du in diesem Buch lernst... 4 Die Online-Community zu Lego Mindstorms... 5 Wie geht es weiter? Die EV3-Programmierumgebung... 7 Die Mindstorms-Software im Überblick... 7 A: Der Programmierbereich... 8 B: Der Inhalts-Editor... 8 C: Die Programmierpaletten... 8 D: Die Hardwareseite... 8 E: Schaltflächen zum Herunterladen und Ausführen... 8 EV3-Programme schreiben... 9 Allgemeiner Aufbau von Blöcken... 9 Dein erstes Programm Deine Änderungen speichern Das Programm ausführen Sicherungskopien anlegen Projekteigenschaften Dein zweites Programm Kommentare Kommentare hinzufügen Tipps für die Arbeit mit Kommentaren Kontexthilfe Zusammenfassung xi

2 3 TriBot: der Testroboter Bestandteile des TriBots Motor und Räder Die Laufrolle Die Laufrolle aus Teilen der Home Edition bauen Die Laufrolle aus Teilen der Education Edition bauen Den EV3-Stein hinzufügen Den Infrarot- oder den Ultraschallsensor montieren Den Farbsensor anschließen Den Kreiselsensor anbauen (Education Edition) Die Stoßstange mit Berührungssensor bauen Die Kabel anschließen Den Berührungssensor verkabeln Den Infrarot- oder Ultraschallsensor verkabeln Den Farbsensor verkabeln Den Kreiselsensor verkabeln (Education Edition) Die Motoren verkabeln Alternative Platzierung des Farbsensors Alternative Platzierung des Infrarot- oder Ultraschallsensors Den Hubarm bauen Zusammenfassung Bewegung Die EV3-Motoren Der Bewegungs lenkungsblock Modus Lenkung Leistung Dauer Am Ende bremsen Anschlüsse Die Anschlussansicht Die Anschlussansicht auf dem EV3-Stein Das Programm ThereAndBack Vorwärtsbewegung Wenden Einen einzelnen Block testen Zurück zur Ausgangsposition Das Programm AroundTheBlock Die erste Seite und die erste Ecke Die drei anderen Seiten und Ecken Das Programm testen Der Hebellenkungsblock xii Inhaltsverzeichnis

3 Die Blöcke für große und mittlere Motoren Der Hubarm Der Block»Motor umkehren« Ein Problem bei der Einstellung»Auslaufen« Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Sensoren Sensoren verwenden Der Berührungssensor Das Programm BumperBot Vorwärtsbewegung Hindernisse erkennen Zurücksetzen und wenden Aufgabe Aufgabe Testen Der Farbsensor Der Farbmodus Stärke des reflektierten Lichts Stärke des Umgebungslichts Die Anschlussansicht Aufgabe Das Programm IsItBlue Der Schalterblock Das Programm verbessern Das Programm LineFinder Den Schwellenwert mithilfe der Anschlussansicht finden Aufgabe Aufgabe Der Infrarotsensor und die Fernsteuerung Der Nähemodus Die Modi Signal-Richtung und Signal-Nähe Der Fernsteuerungsmodus Aufgabe Das Programm BumperBotWithButtons Der Ultraschallsensor Die Modi»Distanz in Zentimetern«und»Distanz in Zoll« Der Modus Anwesenheit/Wahrnehmen Das Programm DoorChime Eine Person wahrnehmen Den Gong abspielen Die Wiedergabe des Gongs beenden Inhaltsverzeichnis xiii

4 Der Kreiselsensor Der Ratenmodus Der Winkelmodus Den Winkel zurücksetzen Das Programm GyroTurn Aufgabe Der Motorumdrehungssensor Das Programm BumperBot Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Programmablauf Der Schalterblock Die Bedingung festlegen Die Größe eines Blocks ändern Das Programm LineFollower Das Grundprogramm Einen Schwellenwert für den Farbsensor wählen Die Bewegungslenkungsblöcke einrichten Das Programm testen Mehr als zwei Wahlmöglichkeiten Das Programm testen Die Registeransicht Aufgabe Das Programm RedOrBlue Rote Objekte erkennen Einen neuen Fall hinzufügen Der Standardfall Aufgabe Der Schleifenblock Der Schleifen-Interrupt-Block Das Programm BumperBot Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Das Programm WallFollower: Orientierung im Labyrinth Pseudocode Aus einem Labyrinth herausfinden Anforderungen an das Programm Annahmen Erster Entwurf Verwendung der Education-Ausgabe xiv Inhaltsverzeichnis

5 Einer geraden Wand folgen Den Code schreiben Testen Um die Ecke biegen Den Code schreiben Testen Durch eine Öffnung fahren Den Code schreiben Testen Klangblöcke für das Debugging Abschlusstest Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Datenleitungen Was sind Daten leitungen? Das Programm GentleStop Das Programm schreiben Tipps für die Verwendung von Datenleitungen Aufgabe Das Programm SoundMachine Die Lautstärke regeln Den Matheblock verwenden Die Tonhöhensteuerung hinzufügen Datentypen Die Frequenz- und Lautstärkewerte anzeigen Den Textblock verwenden Beschriftungen für angezeigte Werte hinzufügen Die Lautstärke anzeigen Aufgabe Aufgabe Aufgabe Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Datenleitungen am Schalterblock Die Wertmodi des Schalterblocks Das Programm GentleStop umschreiben Daten in einen Schalterblock übergeben Vorteile bei der Verwendung eines Sensorblocks Daten aus einem Schalterblock heraus übergeben Aufgabe Inhaltsverzeichnis xv

6 Das Programm LineFollower vereinfachen Aufgabe Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Datenleitungen am Schleifenblock Der Logikmodus Aufgabe Der Schleifenindex Das Programm LoopIndexTest Eine Schleife neu starten Der letzte Wert des Schleifenindex Das Programm SpiralLineFinder Einen Spiralkurs fahren Linien während der Spiralbewegung erkennen Aufgabe Bessere Drehungen mit dem Kreiselsensor Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Variablen Der Variablenblock Das Programm RedOrBlueCount Variablen erstellen und initialisieren Sinnvolle Variablennamen Die Anfangswerte anzeigen Die roten Objekte zählen Die blauen Objekte zählen Variablen auf der Projekteigenschaftenseite verwalten Der Vergleichsblock Das Programm LightPointer Die Variablen definieren Die Lichtquelle finden Variablen initialisieren Das Programm LightPointer schreiben Der Konstantenblock Aufgabe Aufgabe Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung xvi Inhaltsverzeichnis

7 12 Eigene Blöcke Eigene Blöcke erstellen Die Palette Eigene Blöcke Eigene Blöcke bearbeiten Aufgabe Der Eigene Block LogicToText Parameter hinzufügen, entfernen und verschieben Das Register Parametereinrichtung Der Eigene Block DisplayNumber Eigene Blöcke und das Debugging Parameter von Eigenen Blöcken ändern Variablen und Eigene Blöcke Aufgabe Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Der Mathe- und der Logikblock Der Modus»Großer Funktionsumfang«des Matheblocks Unterstützte Operatoren und Funktionen Der Modulo-Operator Fehler im Matheblock Ein proportionales Spurfolgeprogramm EV3-Zeitgeber Aufgabe Das Programm DisplayTimer Den Zeitgeber-Messwert in Minuten und Sekunden aufteilen Den Text für die Anzeige zusammenstellen Der Rundungsblock Aufgabe Aufgabe Der Zufallsblock Das Programm BumperBot mit einer zufälligen Drehung Der Logikblock Logische Operationen im Programm BumperBot Der Bereichsblock Das Programm agalong Das Programm GyroPointer Aufgabe Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Inhaltsverzeichnis xvii

8 14 Tasten, Statusleuchte und Anzeige des EV3-Steins Die Tasten des EV3-Steins Das Programm PowerSetting Der Anfangswert und die Schleife Den aktuellen Wert anzeigen Den Leistungswert anpassen Das Programm testen Schnelle Änderung des Werts Aufgabe Die Stein- Statusleuchte Das Programm ColorCopy Aufgabe Der Anzeigeblock Ein Bild anzeigen Das Programm Eyes Auf dem EV3-Bildschirm zeichnen Das Programm EV3Sketch Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Arrays Überblick und Terminologie Arrays erstellen Der Block Array-Operationen Der Längemodus Der Modus»Lesen aus Index« Der Modus»Schreiben in Index« Der Modus»Anfügen« Das Programm ArrayTest Aufgabe Das Programm ButtonCommand Das Befehlsarray erstellen Die Befehle anzeigen Die Befehle ausführen Aufgabe Das Programm ColorCount Der Eigene Block ColorToText Der Eigene Block AddColorCount Eine Klangdatei über eine Datenleitung auswählen Initialisierung Farben zählen Das Programm MemoryGame Der Anfang der Schleife Die Farbfolge zusammenstellen xviii Inhaltsverzeichnis

9 Der Eigene Block WaitForButton Die Antwort des Benutzers überprüfen Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Dateien Der Dateizugriffsblock Den Dateinamen festlegen In eine Datei schreiben Probleme mit Dateinamen verhindern Aus einer Datei lesen Den Highscore in MemoryGame speichern Das Programm FileReader Aufgabe Das Dateiende finden Dem Programm ColorCount ein Menü hinzufügen Der Eigene Block CreateMenu_CC Der Eigene Block SelectOption Die neue Struktur des Programms ColorCount Objekte zählen Die Zähldaten speichern und laden Testen Aufgabe Speicherverwaltung Noch mehr zum Ausprobieren EV3-Textdateien unter Windows Zusammenfassung Datenprotokollierung Datenerfassung mit dem EV3-System Der Messwert»Stromstärke« Das Programm CurrentPowerTest Der Eigene Block LogData Das Programm CurrentPowerTest Aufgabe Die aktuelle Leistung mit dem Bewegungslenkungsblock testen Das Programm SteeringTest Das Programm VerifyLightPointer Aufgabe Die Menge der Daten beeinflussen Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Inhaltsverzeichnis xix

10 18 Multitasking Mehrere Startblöcke Der Block»Programm beenden« Aufgabe Blockierende Schleifen vermeiden Ein Blinklicht zum Programm DoorChime hinzufügen Programmablaufregeln Startblöcke und Datenleitungen Werte aus einem Schleifen- oder Schalterblock verwenden Eigene Blöcke verwenden Zwei Sequenzen zeitlich abstimmen Schwierigkeiten vermeiden Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung Eine PID-gesteuerte Version des Programms LineFollower Der PID-Regler Proportionalregelung Die Rohdaten Gute und schlechte Zonen Den niedrigsten und den höchsten Messwert des Sensors bestimmen Die Sensormesswerte und den Sollwert normalisieren Die Proportional regelung des Prog ramms LineFollower verbessern Die Kalibrierungsmodi des Farbsensors Die PID-Regelung hinzufügen Den Differenzialterm hinzufügen Den Integralterm hinzufügen Den Regler einstellen Noch mehr zum Ausprobieren Zusammenfassung A Kompatibilität von NXT und EV Motoren Sensoren Software B Websites rund um EV Index xx Inhaltsverzeichnis