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Transkript

1 Seite 1/6 NXC Programme Legomodell Am Ende dieser Doku findest ein Bild des Modells, das im Kurs eingesetzt wird. Alle Beispielprogramme basieren auf diesem Modell. Ein Anleitung zum Bau ist auf der CD im Verzeichnis Lego gespeichert (ModellFerienPass.pdf ModellFerienPass.pdf). Der Motor A bewegt die Arme und die Motoren B und C die Raupen des Roboters. Der Ultraschallsensor ist mit dem Eingang 4 verbunden und der Farbsensor mit dem Eingang 3. Task Jedes NXC Programm braucht einen Task main(). Die Kommandos des Tasks werden mit geschweiften Klammern umschlossen. // Kommandos des Tasks Einfache Schleife Ein Programmblock kann mit dem Befehl repeat mehrmals ausgeführt werden. Die Anzahl Wiederholungen steht in runden Klammern nach dem Befehl. Die Kommandos des Schleifen-Blocks werden mit geschweiften Klammern umschlossen. repeat(4) // Dieser Teil wird 4-Mal ausgeführt Warten auf Ereignis Mit dem Kommando until kann auf ein Ereignis gewartet werden. Ein Ereignis ist dabei immer die Veränderung eines Werts eines Sensors. Im Beispiel wird gewartet, bis der Berührungssensor den Wert 1 liefert (=gedrückt). SetSensor(S1,SENSOR_TOUCH); OnFwd(OUT_AC, 50); until (Sensor(S1) == 1); Off(OUT_AC); Bedingung Mit dem Befehl if kann gesteuert werden, ob ein Programmblock ausgeführt werden soll. Die Bedingung wird als Vergleich in runden Klammern nach dem if festgelegt. Im Vergleich können alle mathematischen und logischen Vergleichsoperatoren verwendet werden (==, <, >, <= etc.). Die Alternative wird mit else eingeleitet. Der else-teil kann weggelassen werden. Die Kommandos des if-blocks werden ausgeführt, wenn der Sensor an S1 den Wert 1 liefert, sonst werden die Kommandos im else-block ausgeführt. if (Sensor(S1) == 1) // Kommandos, wenn die Bedingung erfüllt ist else // Kommandos, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist

2 Seite 2/6 Motoren Die drei Motoren können an den Ausgängen A, B und C angeschlossen werden. Man kann sie über die Werte OUT_A, OUT_B, OUT_C, OUT_AB, OUT_AC, OUT_BC und OUT_ABC ansprechen. Einschalten Diese folgende Anweisung sagt dem Roboter den Motor auf Ausgang A zu starten. Ausgang A wird der Port (Stecker) am NXT genannt, der mit A beschriftet ist. OnFwd schaltet den Motor ein und setzt den Motor dabei gleichzeitig auf Vorwärts. Die nachfolgende Zahl (75) setzt die Geschwindigkeit des Motors auf 75% der maximalen Geschwindigkeit. OnFwd(OUT_A, 75); Rückwärts Diese folgende Anweisung sagt dem Roboter die Motoren an den Ausgängen B und C zu starten. OnRev schaltet die Motoren ein und setzt sie dabei gleichzeitig auf Rückwärts. Die Zahl stellt wieder die Geschwindigkeit dar hier als halbe Geschwindigkeit. OnRev (OUT_BC, 50); Ausschalten Wenn Motoren gestartet werden, drehen sie solange in dieselbe Richtung weiter, bis man sie wieder ausschaltet. Der folgende Befehl stoppt die Motoren A und B. Off (OUT_BC); Warten Damit die Motoren eine gewisse Zeit drehen können, muss man den NXT solange warten lassen. Die Zeitangabe in der Klammer sind Millisekunden (1/1000 Sekunden). Die angegebene Zahl musst du also durch 1000 dividieren, um die Zeit in Sekunden zu berechnen. Wait (1500); Spezialbefehl Mit diesem Befehl kann man zwei Motoren gleichzeitig steuern. Die erste Zahl legt die Geschwindigkeit fest. Die zweite Zahl legt fest wie fest die Motoren gegeneinander laufen sollen. Derselbe Befehl gibt es auch für Rückwärtsfahrt. Dann muss man anstatt Fwd eben Rev schreiben. OnFwdSync (OUT_AB, 50, 0); OnFwdSync (OUT_AB, 50, 100); OnFwdSync (OUT_AB, 50, -100); // Geradeaus // Drehen nach rechts // Drehen nach links Es gibt noch viele weitere Befehle für Motoren, die wir hier aber ausser Acht lassen.

3 Seite 3/6 Sensoren Sensoren werden an den Eingängen 1 bis 4 angeschlossen. Man kann sie mit den Namen S1, S2, S3 und S4 ansprechen. In einem Programm muss man immer festlegen, welche Art von Sensor an welchem Eingang angeschlossen ist, damit die ankommenden Werte korrekt umgerechnet werden können. Farbsensor initialisieren Der folgende Befehl legt fest, dass der Sensor am Eingang 2 ein Farbsensor ist. SetSensorColorFull (S3); Farbsensor auslesen Der Befehl Sensor liefert die aktuelle Farbe, die der Farbsensor gerade sieht. Dieser Wert kann in eine Variable übernommen oder direkt in Vergleichen verwendet werden. Das gezeigte Beispiel lässt den NXT solange warten, bis der Sensor den Wert 1 (=schwarz) liefert. Die Farbe Weiss hat den Wert 6. until (Sensor (S3) == 1); Ultraschallsensor initialisieren Der Ultraschallsensor (US) kann den Abstand zu einem Gegenstand bestimmen. Folgender Befehl initialisiert den US am Eingang 4. SetSensorLowspeed (S4); Ultraschallsensor auslesen Mit dem Befehl SensorUS kann der aktuelle Abstand zu einem Gegenstand ermittelt werden. Der Wert wird in cm angegeben. Im Beispiel wird die aktuelle Distanz in der Variablen dist abgelegt. Die Variable hat den Typ int, d.h. es ist eine ganze Zahl (ohne Nachkommastellen). int dist = SensorUS (S4); Es gibt auch hier noch eine Reihe weiterer Befehle für Sensoren und natürlich auch noch andere Sensortypen, wie z.b. den Berührungssensor.

4 Seite 4/6 Beispielprogramme Arme hoch und runter Das erste Programm startet den Motor am Ausgang A (die Arme) mit 55% Leistung in Vorwärtsrichtung (OnFwd(OUT_A, 55);) und lässt den Motor für eine halbe Sekunde (Wait(500); Wait(500);)laufen. Dadurch hebt der Roboter beide Arme. Dann ändert die Richtung und es wird langsam rückwärts gedreht ( OnRev (OUT_A, 5);) und wieder etwas gewartet. Dadurch senken sich die Arme langsam. OnFwd(OUT_A, 55); Wait(500); OnRev(OUT_A, 5); Wait(500); Off(OUT_A); Quadrat fahren Dieses Beispiel lässt den Roboter ein Quadrat fahren. Es wird dabei eine Schleife repeat verwendet. Die Zahl nach dem repeat gibt an, wie oft der folgende Block (in geschweiften Klammern) ausgeführt werden soll. Da wir ein Quadrate fahren wollen ist das viermal. Die Befehle im Block lassen den Roboter ein Stück vorwärts fahren und dann auf der Stelle um 90 Grad drehen. Dazu wird zweimal derselbe Befehl OnFwdSync verwendet. Einmal drehen beide Motoren in dieselbe Richtung (der letzte Parameter ist 0) und beim zweiten Mal laufen sie gegeneinander (der letzte Parameter ist 100). repeat (4) Wait(4000); OnFwdSync(OUT_BC, 50, 100); Wait(2000); Off(OUT_BC); Fahren und ausweichen Das nächste Programm lässt den Roboter vorwärts fahren. Wenn ihm aber etwas zu nahe kommt, näher als 20 cm, dann weicht er aus, indem er etwas auf der Stelle dreht und dann weiterfährt. Das alles macht er aber nur dreimal. Danach stoppt das Programm. Das Programm verwendet den Ultraschallsensor US, der initialisiert werden muss (SetSensorLowspeed(S4); SetSensorLowspeed(S4);). Dann folgt die Schleife, welche alle folgenden Aktionen dreimal ausführen lässt (repeat(3) repeat(3)). Im Schleifenblock fährt der Roboter erst mal gerade aus. Dann kommt der Befehl, der den Roboter solange weiterfahren lässt, bis der US etwas nähre als 20cm vor sich erkennt (until (SensorUS (S4) < 20);). Sobald die Eintritt, dreht der Roboter auf der Stelle und fährt dann wieder geradeaus weiter. Nach drei Ausweichbewegungen stoppt das Programm (Off(OUT_BC); Off(OUT_BC);).

5 Seite 5/6 SetSensorLowspeed(S4); repeat (3) until (SensorUS(S4) < 20); OnFwdSync(OUT_BC, 50, 100); Wait(650); Off(OUT_BC); Einer Linie folgen Das folgende Programm folgt einer schwarzen Linie. Der Roboter muss mit dem Farbsensor auf der schwarzen Linie positioniert und dann das Programm gestartet werden. Zunächst wird der Roboter geradeaus fahren bis der Sensor die Farbe Weiss meldet (until (Sensor(s3) == 6);). Dann wird in einer Schleife die Linie wieder gesucht. Dies wird erreicht, indem der Roboter etwas nach rechts und dann nach links schwenkt. Die Auslenkung wird immer grösser. Sobald der Sensor nicht mehr Weiss liefert, fährt der Roboter wieder gerade aus. int dt = 25; int etim = 0; int corr = 100; SetSensorColorFull(S3); while (true) until (Sensor (S3) == 6); bool found = false; int tim = 500; while (!found) OnFwdSync(OUT_BC, 40,corr); etim = 0; while (Sensor(S3) == 6 && etim < tim) etim += dt; Wait(dt); if (Sensor(S3) < 6) found = true; else corr = -corr; tim = 2*tim; Off(OUT_BC);

6 Seite 6/6 Inhalt der CD Hauptverzeichnis Installationsdateien für verschiedene OpenSource-Programme (OpenOffice, Firefox, Thunderbird, Paint.Net, Gimp, VLC etc.). Unter den Programmen findest du natürlich auch die Entwicklungsumgebung für NX- C-Programme BricxCC, die wir im Kurs verwendet haben. Eine Installationsanleitung findest du im Verzeichnis Lego (Datei: DokuNXCInstall.pdf). Die Installation der Programme gelingt am einfachsten über das Programm Adiuva- riscd.exe. Dieses Programm wird auch beim Einlegen der CD als Startprogramm vorgeschlagen. Verzeichnis Lego Hier findest du verschiedene PDF-Dokumente zur Programmierung eines Lego-Roboters mit NXC. Unter anderem auch die Präsentation, die während des Kurses gezeigt wurde und eine Bauanleitung für den Roboter. Zudem sind hier alle Beispielprogramme und Lösungen der Übungen abgelegt. Verzeichnis ProgSchule In diesem Verzeichnis liegt ein PDF-Dokument, das als allgemeine Einführung in die Programmierung für Schüler gedacht ist. Zu diesem Buch gibt es auch eine Übungsprogramm in der das Programmieren geübt werden kann. Für diese Programmumgebung gibt es ein Setup-Programm (setup.exe), welches die Umgebung auf dem PC installiert. Eine Anleitung dazu findest du im PDF-Dokument. Motor A für die Arme Ultraschallsensor an S4 Motor C für Raupe links Farbsensor an S3 Motor B für Raupe rechts Abbildung 1: Legomodell für Ferienpass