Einführung in die Welt des Lego Mindstorms EV3
Autoren: Prof. Dr.-Ing. Schneider, K.-J. Thiemeyer
Lernziele
Nach Durchführung dieser Lektion
- kannst Du mit der EV3 Oberfläche umgehen,
- Projekte und Programme anlegen,
- den Status des Steins auslesen und
- mit dem Inhaltseditor Dein Werk dokumentieren.
Dokumentation
Projekt „Einführung“
Mit dem Erstellen der ersten vier Programme solltest du darauf achten, dass du deine Arbeit korrekt dokumentierst. Ganz wichtig ist es, fertige Programme zu speichern. Noch besser ist es, Programme zu speichern bevor man sie erstellt. Das hat den unschätzbaren Vorteil, dass das Betriebssystem auf zwischengespeicherte Arbeiten zurückgreifen kann, wenn es mal zu einem Systemabsturz kommen sollte.
| # | Anwendung |
|---|---|
| 1 | Register „Lobby“: Wenn du auf dieses Register klickst, gelangst du immer zurück zur Lobby. |
| 2 | Übersicht über Aktivitäten: Hier kannst du auf Inhalte zugreifen, Inhalte organisieren, eine Vorschau auf Inhalte anzeigen und mit einem Projekt beginnen.
|
| 3 | Anzeigen: Durch Klicken auf diese Schaltfläche gelangt man zur „Übersicht der Aktivitäten“ zurück. |
| 4 | Suchen: Zum Finden von Projekten mit bestimmtem Inhalt – und zwar unter Verwendung unterschiedlicher Filteroptionen. |
| 5 | Ein Link zur offiziellen LEGO® MINDSTORMS® Education Website. |
| # | Bereich |
|---|---|
| 1 | Programmierbereich: Hier gestaltest du dein Programm. |
| 2 | Programmierpaletten: Hier findest du die Bausteine (Programmierblöcke) für dein Programm. |
| 3 | Kontrollzentrum: Hier konfigurierst und verwaltest du die Kommunikation mit dem EV3-Stein. Darüber hinaus siehst du hier, wo die jeweiligen Motoren und Sensoren angeschlossen sind. Außerdem werden auf dieser Seite die Programme auf den EV3-Stein heruntergeladen. |
| 4 | Inhalts-Editor: Ein in die Software integriertes digitales Übungsheft. Hier findest du Anleitungen und kannst zudem dein Projekt anhand von Text, Bildern und Videos dokumentieren. |
| 5 | Programmiersymbolleiste: Hier findest du grundlegende Werkzeuge für die Arbeit an deinem Programm. Näheres über diese Werkzeuge erfährst du im Hilfe-Menü der EV3-Software. |
Beachte:
- Alle Programme erhalten sinnvolle Namen.
- Alle Programme eines Projektes werden in diesem einen Projekt gespeichert (s.o).
- Wenn du innerhalb eines Projektes ein weiteres Programm erstellen willst, dann erzeuge mit einem Mausklick auf das Pluszeichen neben den Programmreitern eine weitere Programmoberfläche.
- Mit einem Doppelklick auf den automatisch zugewiesenen Namen, kannst du den Programmnamen ändern.
Im Inhaltseditor solltest du eine kurze Beschreibung der im Projekt befindlichen Programme vornehmen. Das erleichtert das Lesen und Verstehen des Programms, wenn seit der letzten Bearbeitung etwas Zeit vergangen ist (vgl. Abb. 2).
Im Kontrollzentrum können wir uns den Status des angeschlossenen EV3-Steins ansehen (Batteriestand, angeschlossene Sensoren oder Motoren). Außerdem können wir das Programm auf den EV3-Stein herunterladen oder sogar direkt starten. Das direkte Starten hat den Vorteil, dass der Programmablauf sichtbar gemacht wird. Der farbige Balken im Icon des Programm-bausteins wird laufend schraffiert, wenn er gerade aktiv ist. Das erleichtert die Fehlersuche. In der Fachsprache spricht man vom debuggen (testen). Dieses Werkzeug heißt deshalb „Debugger“.
Aufgabe 1.1
- Lege ein neues Projekt mit dem Namen
Einführungan und speichere dieses. - Lege ein neues Programm mit dem Namen
Hallo Weltan. - Lese den Batteriestand des EV3-Steins aus.
- Gebe dem Stein einen Namen.
- Nutze den Textblock und den Inhaltseditor, um einen Hinweis zum Programm zu schreiben.
| 1 | Aktuelles Programm | Hier erscheint das zuletzt auf den Brick geladene Programm. |
| 2 | Ordnerstruktur | Mit den geladenen Projekten wird die Ordnerstruktur übernommen. Hier kann man geladene Programme wiederfinden und starten. |
| 3 | Anwendungen | Hier kann man fertige Anwendungen des Bricks nutzen. Für uns ist nur die Anwendung Port View hilfreich. |
| 4 | Einstellungen | Hier lassen sich Lautstärke, Schlaffunktion, Bluetooth, Wifi, Brickname und Bri-ckinfo abrufen und einstellen. |
Die obere Zeile enthält Informationen bzgl. des momentanen Zustands (Bluetooth-Verbindung, Name, Akkustand)
Aufgabe 1.2
- Verbinde lose den Farbsensor mit dem Brick und kontrolliere:
- die erkennende Farbe (Anzeige in COL = Colour) (hier gelten die Codezahlen aus der Tabelle rechts)
- das reflektierende Licht (Anzeige in PCT = Percent)
- das Umgebungslicht (Anzeige in PCT = Percent)
- Beobachte die Portview-Ausgaben für andere Sensoren!
- Was passiert beim Gyro-/Kreiselsensor?
Wir verbinden den Brick mit dem PC, starten die EV3- Lobby und konzentrieren uns auf das Kontrollzentrum (Abb. 5).
- Abb. 6 zeigt die Über USB, Bluetooth oder Wifi verfügbaren Steine an.
- Abb. 7 informiert über die aktuellen Anschlüsse am Baustein und gegebenenfalls auch die vom Sensor gemessenen Werte.
- Abb. 8 informiert über den Bricknamen, dem Ladezustand des Akkus, die installierte Firmware und die Verbindungsart. Hier kann man auch Programme vom Brick löschen und Einstellungen bzgl. der Drahtlosverbindung vornehmen.
Die EV3-Programmieroberfläche
In Abb. 9 ist die EV3-Programmieroberfläche abgebildet. Unterhalb der Menuzeile lassen sich mehrerer Projekte verwalten. Über Registerkarten kann der Anwender zwischen den Projekten hin und her schalten. Ein Projekt kann mehrere Programme enthalten. Wie die Projekte werden die einzelnen Programme innerhalb eines Projektes über Re-gisterkarten verwaltet. Über das Menu Datei und dem Unterpunkt „Projekt speichern unter“ erhält das Projekt seinen Namen. Die Programmnamen erzeugt man durch ei-nen Doppelklick auf den Registerreiter „Program“. „Program“ wird markiert und kann überschrieben werden.
Unterhalb der graphischen Programmierfläche befinden sich 6 farbige Register mit verschiedenen Icons. Die erste (grüne) Gruppe enthält die Aktoren. Die zweite (oran-gene) die Icons für die Programmsteuerung und die dritte (gelbe) die Icons für die Sen-soren. Mit den anderen dreien beschäftigen wir uns später.
Aktion
- Mittlerer Motor
- Großer Motor
- Standardsteuerung
- Hebelsteuerung
- Anzeige
- Klang und
- Stein-Statusleuchte
Ablauf-Regelung
- Start
- Warten
- Schleife
- Schalter
- Schleifen-Interrupt
Sensor
- Steintasten
- Farbsensor
- Kreiselsensor
- Infrarot
- Motorumdrehung
- Temperatur
- Zeitgeber
- Berührung
- Ultraschall
- Energiezähler
- Geräuschsensor (NXT)
Aufgabe 1.3
Analysiere zunächst die vorliegenden Programme (Abb. 10-13).
- Welche Icons werden genutzt, welche Programmsteuerung?
- Schreibe auf, was das Programm leistet?
- Müssen bestimmte Voraussetzungen dafür erfüllt sein, damit das Programm wunschgemäß läuft?
- Erstelle ein Projekt „Einfuehrung“. Gib den vier Beispielprogrammen dieser Seite jeweils einen sinnvollen Namen und baue dann alle notwendigen Elemente zusammen! Speichere die Programme im Projekt "Einfuehrung"! Teste dann das Programm!
Dokumentation
→ zurück zum Hauptartikel: Lego Mindstorms EV3 Grundlagen