mitp Roboter Universum Das EV3 LEGO MINDSTORMS EV3 Ein umfassender Einstieg in Matthias Paul Scholz, Beate Jost, Thorsten Leimbach

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Alma Krüger
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1 Matthias Paul Scholz, Beate Jost, Thorsten Leimbach Das EV3 Roboter Universum Ein umfassender Einstieg in LEGO MINDSTORMS EV3 mit 8 spannenden Roboterprojekten mitp

2 Von von Inhaltsverzeichnis Einleitung 11 Teil I Grundlagen 19 1 LEGO MINDSTORMS RCX zu EV Der intelligente LEGO Stein EV Home und EducationEdition 27 2 Die Komponenten des EVySets Nutzen und Einsatzmöglichkeiten der elektronischen Teile Elektronische Komponenten Großer Motor Mittlerer Motor Farbsensor Ultraschallsensor Berührungssensor Kreiselsensor (Gyroskop) Infrarotfernsteuerung Infrarotsensor Nutzen und Einsatzmöglichkeiten nicht elektronischer Teile des 36 EVySets 3 EV3Softwareumgebung der Einführung bis zum ersten Programm HomeVersion Hilfefunktion Import von SensorBlöcken Programmierumgebung 3.5 Übersicht LEGO MINDSTORMS EV3Software wesentliche Fakten zur Programmierung mit EV Beschreibung eines Programmblocks in EV3 am Beispiel eines MotorBlocks 49 45

3 3.5.4 Vom einzelnen Programmblock zum Programm Das erste Programm schreiben (in weniger als fünfminuten) Programmname eingeben Anbindung des Roboters mit USB, Bluetooth und WLAN Herunterladen des Programms über das Kontrollzentrum 61 4 Wissenswertes zur Programmierung mit der EV3Software Der Programmierzyklus: Entwickeln, Speichern, Herunterladen, Laufenlassen/Testen ProjektDokumentation in EV Der InhaltsEditor ProjekteigenschaftenSeite Messwerterfassung Kommunikation Kommunikation EV3 zu EV EV3Software für den NXT Programmierung des LEGO MINDSTORMS NXTSystems mit EV3Software 76 5 Grundlegende EV3Blöcke zur Steuerung des Programmablaufs Warum gibt es unterschiedliche EVyBlocktypen? Steuerung des Programmablaufs StartBlock WarteBlock SchleifenBlock Parallele Abläufe Ressourcenkonflikt»Parallele Abläufe« SchalterBlock Datenleitung Eigene Blöcke 94 Teil II Fortbewegung 97 6 Raupenfahrzeug Mechanische Komponenten 100

4 6.2 Die Bauatüeitung Benötigte Teile Schritt für Schritt Verkabelung Das Programm Entwurf der allgemeinen Struktur Technische Umsetzung Programmablauf SchrittfürSchrittProgrammierung EV Zusammenfassung Das RoboterAuto Mechanische Komponenten Die Bauanleitung Benötigte Teile Schritt für Schritt Verkabelung Das Programm Technische Umsetzung Programmablauf Berechnungen zur Steuerung Das AutoProgramm Schritt für Schritt EV Steuerung mit dem Drehsensor Umsetzung Zusammenfassung DerKrabbl3r Komponenten Das Laufwerk Der Kopf Die Bauanleitung Benötigte Teile 155 ' Schritt für Schritt Verkabelung Das Programm Technische Umsetzung 183

5 Schritt Inhaltsverzeichnis Programmablauf Das Krabbl3rProgramm Schritt für Schritt EV Weitere Gangarten Umsetzung 8.5 Zusammenfassung 8.6 Ausblick und Anregungen 183 I ^ Synchronisation der Beine mittels Sensoren Verwendung des Abstandssensors 191 Teil III Sensoren MarsRov3r 9.1 Komponenten Das Fahrwerk Der Greifer Die Bauanleitung Benötigte Teile Schritt für Schritt Verkabelung 10 Fernsteuerung mit dem Berührungssensor Technologie 10.2 Der Berührungssensor am Roboter Das Programm Technische Umsetzung Programmablauf Die Nahbedienung für Schritt EV Das Programm Zusammenfassung Der Infrarotsensor: Fernsteuerung und Distanzmessung Technologie Infrarotsensor Infrarotfernsteuerung Der Infrarotsensor am Roboter 242

6 Schritt Schritt Schritt Schritt Inhaltsverzeichnis 11.3 Das Programm Bauanleitung Infrarotfernbedienung Technische Umsetzung Programmablauf Der treue Verfolger für Schritt EV Zusammenfassung Hindernisse erkennen mit dem Ultraschallsensor Technologie Der Ultraschallsensor am Roboter Das Programm Technische Umsetzung Programmablauf Der vorsichtige Forschungsroboter für Schritt EV Das Programm Zusammenfassung Objekte unterscheiden mit dem Farbsensor Technologie Der Farbsensor am Roboter Das Programm Technische Umsetzung Programmablauf Musik nach Farben für Schritt EV Das Programm Zusammenfassung Exaktes Steuern mit dem Kreiselsensor Technologie Der Kreiselsensor am Roboter Das Programm 285, Technische Umsetzung Geometrische Figuren für Schritt EV Das Programm Zusammenfassung 298

7 Teil IV Fortgeschrittene Roboterprojekte Der Wächt3r Komponenten Fahrwerk und Sensor Kopf Arm Die Bauanleitung Benötigte Teile Schritt für Schritt Verkabelung Das Programm Zickzack innerhalb der Linie 333 Am rechten Rand der Linie entlangfahren Proportionales Korrigieren Technische Umsetzung Programmablauf Das Programm Schritt für Schritt EV Zusammenfassung Ausblick und Anregungen Experimentieren mit den verschiedenen Algorithmen zur Linienverfolgung Veränderung des Fahrwerks Verwendung der anderen Sensoren und des ArmMotors Die Marion3tt Komponenten Steuereinheit Puppe Die Bauanleitung Benötigte Teile Schritt für Schritt Verkabelung Das Programm Technische Umsetzung Programmablauf Das Programm Schritt für Schritt 385 8

8 16.4 EV Zusammenfassung Ausblick und Anregungen Verbesserte Nutzung des Abstandssensors Verwendung des zweiten Motors Verwendung der restlichen Sensoren Erweiterung des Puppenspiels Der D^ifuß Komponenten Der ZamorWerfer Das Laufwerk Der Berührungssensor in der Kanone Die Bauanleitung Benötigte Teile Schritt für Schritt Verkabelung Das Programm Technische Umsetzung Programmablauf Das Programm Schritt für Schritt Fernsteuerung mit Infrarot Technische Umsetzung Programmablauf Das Programm Schritt für Schritt EV Zusammenfassung Ausblick und Anregungen Synchronisation der Beine Verbesserung der Zielerfassung Verbesserung der Suchstrategie Verwendung der restlichen Sensoren 450 Teil V Roboterkommunikation Roboterkommunikation: Trauer und Sporti^r Komponenten Das Fahrwerk 454

9 Die Arme Der Kopf Die Bauanleitung Benötigte Teile Schritt für Schritt Verkabelung Die Programme Trauer Sporüy Technische Umsetzung Programmablauf Das Train3rProgramm Schritt für Schritt Das SportiyProgramm Schritt für Schritt EV Der DreiWegeHandschlag Zusammenfassung 491 A Glossar 493 B Ressourcen 497 B.i Bücher 497 B.2 WebLinks 498 B.2.1 Die Seite zum Buch 498 B.2.2 Allgemeine Seiten zu LEGO MINDSTORMS 498 B.2.3 Blogs und Foren 499 B.2.4 Onlineshops 500 B.3 DesignWerkzeuge 500 Stichwortverzeichnis 501 io

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I n haltsverzeich nis Einleitung 13 1 LEGO MINDSTORMS NXT 21 1.1 Die Geburt von LEGO MINDSTORMS 21 1.2 Der NXT 22 1.3 Retail- und Education-Edition 24 1.4 Die Komponenten des NXT-Sets 25 1.4.1 Der NXT-Stein