Das EV3-Roboter-Universum: ein umfassender Einstieg in LEGO MINDSTORMS EV3 mit 8 spannenden Roboterprojekten
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Heidelberg [u.a.]
mitp
2014
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | mitp Professional
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| Umfang: | 503 S. Ill. |
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| adam_text | Titel: Das EV3 Roboter Universum
Autor: Scholz, Matthias Paul
Jahr: 2014
Inhaltsverzeichnis
Einleitung................................................ 11
Teil I Grundlagen 19
i LEGO® MINDSTORMS - Von RCX zu EV3................... 21
1.1 Der intelligente LEGO®-Stein EV3............................ 22
1.2 Home- und Education-Edition............................... 27
2 Die Komponenten des EV3-Sets.............................. 29
2.1 Nutzen und Einsatzmöglichkeiten der elektronischen Teile....... 29
2.2 Elektronische Komponenten................................ 29
2.2.1 Großer Motor...................................... 29
2.2.2 Mittlerer Motor..................................... 30
2.2.3 Farbsensor......................................... 31
2.2.4 Ultraschallsensor................................... 32
2.2.5 Berührungssensor.................................. 33
2.2.6 Kreiselsensor (Gyroskop)............................. 33
2.2.7 Infrarotfernsteuerung............................... 34
2.2.8 Infrarotsensor...................................... 35
2.3 Nutzen und Einsatzmöglichkeiten nicht
elektronischer Teile des EV3-Sets............................. 36
3 EV3-Softwareumgebung - von der Einführung bis zum
ersten Programm.......................................... 39
3.1 Home-Version............................................ 39
3.2 Hilfefunktion............................................. 43
3.3 Import von Sensor-Blöcken................................. 44
3.4 Programmierumgebung.................................... 45
3.5 Übersicht................................................ 46
3.5.1 LEGO® MINDSTORMS EV3-Software.................. 47
3.5.2 10 wesentliche Fakten zur Programmierung mit EV3...... 48
3.5.3 Beschreibung eines Programmblocks in EV3 am
Beispiel eines Motor-Blocks........................... 49
Inhaltsverzeichnis
3.5.4 Vom einzelnen Programmblock zum Programm......... 50
3.6 Das erste Programm schreiben (in weniger als fünf Minuten)..... 53
3.6.1 Programmname eingeben............................ 56
3.6.2 Anbindung des Roboters mit USB, Bluetooth
und WLAN........................................ 56
3.6.3 Herunterladen des Programms über das
Kontrollzentrum.................................... 61
4 Wissenswertes zur Programmierung mit der EV3-Software....... 63
4.1 Der Programmierzyklus: Entwickeln, Speichern,
Herunterladen, Laufenlassen/Testen.......................... 63
4.2 Projekt-Dokumentation in EV3............................... 65
4.2.1 Der Inhalts-Editor................................... 66
4.2.2 Projekteigenschaften-Seite............................ 67
4.2.3 Messwerterfassung.................................. 69
4.2.4 Kommunikation.................................... 70
4.2.5 Kommunikation EV3 zu EV3.......................... 70
4.2.6 EV3-Software für den NXT............................ 76
4.2.7 Programmierung des LEGO® MINDSTORMS
NXT-Systems mit EV3-Software....................... 76
5 Grundlegende EV3-Blöcke zur Steuerung des Programmablaufs ... 79
5.1 Warum gibt es unterschiedliche EV3-Blocktypen?............... 79
5.2 Steuerung des Programmablaufs............................. 80
5.2.1 Start-Block......................................... 80
5.2.2 Warte-Block ....................................... 80
5.2.3 Schleifen-Block..................................... 82
5.2.4 Parallele Abläufe.................................... 85
5.2.5 Ressourcenkonflikt »Parallele Abläufe«................. 87
5.2.6 Schalter-Block...................................... 88
5.2.7 Datenleitung....................................... 92
5.2.8 Eigene Blöcke...................................... 94
Teil II Fortbewegung_________________^Z
6 Raupenfahrzeug...........................................
6.1 Mechanische Komponenten................................. °
Inhaltsverzeichnis
6.2 Die Bauanleitung.......................................... 100
6.2.1 Benötigte Teile..................................... 100
6.2.2 Schritt für Schritt................................... 102
6.2.3 Verkabelung....................................... 109
6.3 Das Programm............................................ 109
6.3.1 Entwurf der allgemeinen Struktur..................... 109
6.3.2 Technische Umsetzung.............................. 111
6.3.3 Programmablauf.................................... 111
6.3.4 Schritt-für-Schritt-Programmierung.................... 112
6.4 EV3+.................................................... 115
6.5 Zusammenfassung........................................ 117
7 Das Roboter-Auto......................................... 119
7.1 Mechanische Komponenten................................. 120
7.2 Die Bauanleitung.......................................... 121
7.2.1 Benötigte Teile..................................... 122
7.2.2 Schritt für Schritt................................... 123
7.2.3 Verkabelung....................................... 136
7.3 Das Programm............................................ 137
7.3.1 Technische Umsetzung.............................. 137
7.3.2 Programmablauf.................................... 139
7.3.3 Berechnungen zur Steuerung......................... 139
7.3.4 Das Auto-Programm Schritt für Schritt................. 140
7.4 EV3+.................................................... 146
7.4.1 Steuerung mit dem Drehsensor....................... 146
7.4.2 Umsetzung........................................ 147
7.5 Zusammenfassung........................................ 149
8 Der Krabb^r.............................................. 151
8.1 Komponenten............................................ 152
8.1.1 Das Laufwerk...................................... 152
8.1.2 Der Kopf.......................................... 154
8.2 Die Bauanleitung.......................................... 155
8.2.1 Benötigte Teile..................................... 155
8.2.2 Schritt für Schritt................................... 157
8.2.3 Verkabelung....................................... 182
8.3 Das Programm............................................ 182
8.3.1 Technische Umsetzung.............................. 183
Inhaltsverzeichnis
8.3.2 Programmablauf.................................... 183
8.3.3 Das Krabb^r-Programm Schritt für Schritt.............. 184
8.4 EV3+.................................................... 189
8.4.1 Weitere Gangarten.................................. 189
8.4.2 Umsetzung........................................ 190
8.5 Zusammenfassung........................................ 190
8.6 Ausblick und Anregungen.................................. 190
8.6.1 Synchronisation der Beine mittels Sensoren............. 190
8.6.2 Verwendung des Abstandssensors..................... 191
Teil III Sensoren______________________________________________193
9 Mars-Rov3r............................................... 195
9.1 Komponenten............................................. 196
9.1.1 Das Fahrwerk...................................... 196
9.1.2 Der Greifer........................................ 196
9.2 Die Bauanleitung.......................................... 197
9.2.1 Benötigte Teile..................................... 197
9.2.2 Schritt für Schritt................................... 198
9.2.3 Verkabelung....................................... 218
10 Fernsteuerung mit dem Berührungssensor.................... 219
10.1 Technologie.............................................. 220
10.2 Der Berührungssensor am Roboter........................... 221
10.3 Das Programm............................................ 222
10.3.1 Technische Umsetzung.............................. 222
10.3.2 Programmablauf.................................... 223
10.3.3 Die Nahbedienung - Schritt für Schritt................. 223
10.4 EV3+.................................................... 230
10.4.1 Das Programm..................................... 232
10.5 Zusammenfassung........................................ 237
11 Der Infrarotsensor: Fernsteuerung und Distanzmessung......... 239
11.1 Technologie.............................................. 239
ii.i.i Infrarotsensor...................................... 239
11.1.2 Infrarotfernsteuerung............................... 241
11.2 Der Infrarotsensor am Roboter............................... 242
Inhaltsverzeichnis
11.3 Das Programm............................................ 243
11.3.1 Bauanleitung Infrarotfernbedienung................... 243
11.3.2 Technische Umsetzung.............................. 244
11.3.3 Programmablauf.................................... 244
11.3.4 Der treue Verfolger - Schritt für Schritt................. 245
11.4 EV3+.................................................... 249
11.5 Zusammenfassung........................................ 249
12 Hindernisse erkennen mit dem Ultraschallsensor............... 251
12.1 Technologie.............................................. 252
12.2 Der Ultraschallsensor am Roboter............................ 254
12.3 Das Programm............................................ 255
12.3.1 Technische Umsetzung.............................. 255
12.3.2 Programmablauf.................................... 255
12.3.3 Der vorsichtige Forschungsroboter - Schritt für Schritt.... 256
12.4 EV3+.................................................... 261
12.4.1 Das Programm..................................... 261
12.5 Zusammenfassung........................................ 265
13 Objekte unterscheiden mit dem Farbsensor.................... 267
13.1 Technologie.............................................. 268
13.2 Der Farbsensor am Roboter................................. 269
13.3 Das Programm............................................ 269
13.3.1 Technische Umsetzung.............................. 270
13.3.2 Programmablauf.................................... 270
13.3.3 Musik nach Farben - Schritt für Schritt................. 270
13.4 EV3+.................................................... 276
13.4.1 Das Programm..................................... 276
13.5 Zusammenfassung........................................ 280
14 Exaktes Steuern mit dem Kreiselsensor........................ 283
14.1 Technologie.............................................. 284
14.2 Der Kreiselsensor am Roboter............................... 285
14.3 Das Programm............................................ 285
14.3.1 Technische Umsetzung.............................. 286
14.3.2 Geometrische Figuren - Schritt für Schritt.............. 288
14.4 EV3+.................................................... 293
14.4.1 Das Programm..................................... 294
14.5 Zusammenfassung........................................ 298
Inhaltsverzeichnis
Teil IV Fortgeschrittene Roboterprojekte 299
15 Der Wächt3r.............................................. 301
15.1 Komponenten............................................. 302
15.1.1 Fahrwerk und Sensor................................ 302
15.1.2 Kopf.............................................. 303
15.1.3 Arm.............................................. 304
15.2 Die Bauanleitung.......................................... 305
15.2.1 Benötigte Teile..................................... 305
15.2.2 Schritt für Schritt................................... 306
15.2.3 Verkabelung....................................... 332
15.3 Das Programm............................................ 333
15.3.1 Zickzack innerhalb der Linie.......................... 333
15.3.2 Am rechten Rand der Linie entlangfahren............... 334
15.3.3 Proportionales Korrigieren............................ 335
15.3.4 Technische Umsetzung.............................. 336
15.3.5 Programmablauf.................................... 336
15.3.6 Das Programm Schritt für Schritt...................... 338
15.4 EV3+.................................................... 344
15.5 Zusammenfassung........................................ 348
15.6 Ausblick und Anregungen.................................. 348
15.6.1 Experimentieren mit den verschiedenen Algorithmen
zur Linienverfolgung................................ 348
15.6.2 Veränderung des Fahrwerks.......................... 349
15.6.3 Verwendung der anderen Sensoren und
des Arm-Motors.................................... 349
16 Die Marion3tt3............................................ 351
16.1 Komponenten............................................. 353
16.1.1 Steuereinheit....................................... 353
16.1.2 Puppe............................................. 353
16.2 Die Bauanleitung.......................................... 354
16.2.1 Benötigte Teile..................................... 355
16.2.2 Schritt für Schritt................................... 356
16.2.3 Verkabelung....................................... 384
16.3 Das Programm............................................ 3°4
16.3.1 Technische Umsetzung.............................. ™
16.3.2 Programmablauf.................................... 384
16.3.3 Das Programm Schritt für Schritt...................... 3°5
Inhaltsverzeichnis
16.4 EV3+.................................................... 388
16.5 Zusammenfassung........................................ 392
16.6 Ausblick und Anregungen.................................. 392
16.6.1 Verbesserte Nutzung des Abstandssensors.............. 392
16.6.2 Verwendung des zweiten Motors...................... 392
16.6.3 Verwendung der restlichen Sensoren................... 393
16.6.4 Erweiterung des Puppenspiels........................ 393
17 Der Dr3ifuß.............................................. 395
17.1 Komponenten............................................ 397
17.1.1 Der Zamor-Werfer.................................. 397
17.1.2 Das Laufwerk...................................... 397
17.1.3 Der Berührungssensor in der Kanone.................. 398
17.2 Die Bauanleitung.......................................... 398
17.2.1 Benötigte Teile..................................... 399
17.2.2 Schritt für Schritt................................... 400
17.2.3 Verkabelung....................................... 435
17.3 Das Programm............................................ 435
17.3.1 Technische Umsetzung.............................. 435
17.3.2 Programmablauf.................................... 435
17.3.3 Das Programm Schritt für Schritt...................... 436
17.4 Fernsteuerung mit Infrarot.................................. 440
17.4.1 Technische Umsetzung.............................. 440
17.4.2 Programmablauf.................................... 440
17.4.3 Das Programm Schritt für Schritt...................... 440
17.5 EV3+.................................................... 443
17.6 Zusammenfassung........................................ 449
17.7 Ausblick und Anregungen.................................. 449
17.7.1 Synchronisation der Beine............................ 449
17.7.2 Verbesserung der Zielerfassung....................... 449
17.7.3 Verbesserung der Suchstrategie....................... 450
17.7.4 Verwendung der restlichen Sensoren................... 450
Teil V Roboterkommunikation 451
18 Roboterkommunikation: Trauer und Sport^r.................. 453
18.1 Komponenten............................................ 454
18.1.1 Das Fahrwerk...................................... 454
Inhaltsverzeichnis
18.1.2 Die Arme.......................................... 455
18.1.3 Der Kopf.......................................... 456
18.2 Die Bauanleitung.......................................... 456
18.2.1 Benötigte Teile..................................... 456
18.2.2 Schritt für Schritt................................... 457
18.2.3 Verkabelung....................................... 473
18.3 Die Programme........................................... 473
18.3.1 Trauer............................................ 473
18.3.2 Sport^r........................................... 474
18.3.3 Technische Umsetzung.............................. 474
18.3.4 Programmablauf.................................... 477
18.3.5 Das Trauer-Programm Schritt für Schritt............... 479
18.3.6 Das Sporti^r-Programm Schritt für Schritt............... 488
18.4 EV3+.................................................... 491
18.4.1 Der Drei-Wege-Handschlag........................... 491
18.5 Zusammenfassung........................................ 491
A Glossar.................................................. 493
B Ressourcen............................................... 497
B.i Bücher................................................... 497
B.2 Web-Links................................................ 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 Design-Werkzeuge......................................... 500
Stichwortverzeichnis....................................... 501
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Inhaltsverzeichnis
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Teilbibliothek Mathematik & Informatik
| Signatur: |
0102 DAT 815f 2014 A 3064
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|---|---|
| Exemplar 1 | Ausleihbar Am Standort |