Das EV3 Roboter Universum
Ein umfassender Einstieg in LEGO® MINDSTORMS® EV3
mit 8 spannenden Roboterprojekten
Matthias Paul Scholz, Beate Jost, Thorsten Leimbach
Matthias Paul Scholz, Beate Jost, Thorsten Leimbach
Kapitel 18
Roboterkommunikation: Train3r und Sportl3r
Kapitel 15
Der Wächt3r
Kapitel 16
Die Marion3tt3
Kapitel 17
Der Dr3ifuß
Kapitel 9
Mars-Rov3r
Kapitel 10
Fernsteuerung mit dem Berührungssensor
Kapitel 11
Der Infrarotsensor: Fernsteuerung und Distanzmessung
Kapitel 12
Hindernisse erkennen mit dem Ultraschallsensor
Kapitel 13
Objekte unterscheiden mit dem Farbsensor
Kapitel 14
Exaktes Steuern mit dem Kreiselsensor
Kapitel 6
Raupenfahrzeug
Kapitel 7
Das Roboter-Auto
Kapitel 8
Der Krabbl3r
Kapitel 1
LEGO® MINDSTORMS – Von RCX zu EV3
Kapitel 2
Die Komponenten des EV3-Sets
Kapitel 3
EV3-Softwareumgebung – von der Einführung bis zum ersten Programm
Kapitel 4
Wissenswertes zur Programmierung mit der EV3-Software
Kapitel 5
Grundlegende EV3-Blöcke zur Steuerung des Programmablaufs
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.d-nb.de> abrufbar.
ISBN 978-3-8266-9645-9
1. Auflage 2014
www.mitp.de
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LEGO, das LEGO-Logo, der LEGO-Stein, die Konfiguration der Noppen und die Minifigur sind Marken der LEGO Group. Die Buchinhalte sind nicht in Zusammenarbeit mit der LEGO Group entstanden und weder von LEGO autorisiert noch unterstützt
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Lektorat: Sabine Schulz
Sprachkorrektorat: Petra Heubach-Erdmann
electronic publication: III-satz, Husby, www.drei-satz.de
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Abb. C.1: Das Raupenfahrzeug in der Education-Edition
Für das Raupenfahrzeug benötigen wir folgende Teile des EV3-Sets der Education-Edition:
Abb. C.2: Das Roboter-Auto in der Education-Edition
Für das Roboter-Auto benötigen wir folgende Teile des EV3-Sets:
Als letzten Schritt verbinden wir die Motoren mit dem EV3-Stein:
Der in Fahrtrichtung, also von hinten, rechts angebrachte Motor wird mit Ausgang B durch ein kurzes Kabel verbunden.
Entsprechend wird der in Fahrtrichtung links angebrachte Motor mit Ausgang C verbunden.
Der als Kopf angebrachte Abstandssensor, also der Ultraschall-Sensor, benötigt in diesem Kapitel noch keine Verbindung mit dem EV3-Stein, da er noch nicht verwendet wird. Er kann aber der Vollständigkeit halber mit einem kurzen Kabel mit einem Sensor-Eingang verbunden werden.
Abb. C.3: Der Krabbl3r in der Education-Edition
Für den Krabbl3r benötigen wir folgende Teile des EV3-Sets der Education-Edition:
Wir setzen die linke Beinseite an den Körper an:
Wir setzen die rechte Beinseite an den Körper an:
Wir bringen die Vorderbeine ebenfalls am Körper an:
Die Vorderbeine koppeln wir mit zwei Balken an die hinteren Beine:
Zum Abschluss setzen wir auch den Kopf an den Körper an:
Abb. C.4: Der Mars-Rov3r in der Education-Edition
Für den Mars-Rov3er benötigen wir folgende Teile des EV3-Sets der Education-Edition:
Wir bringen den Greifer vorne am Körper an:
Als letzten Schritt verbinden wir die Motoren mit dem EV3-Stein:
Der in Fahrtrichtung, also von hinten, rechts angebrachte Motor wird mit Ausgang B durch ein kurzes Kabel verbunden.
Entsprechend wird der in Fahrtrichtung links angebrachte Motor mit Ausgang C verbunden.
Die übrigen Sensoren werden mit den mittellangen Kabeln an den Sensoreingängen angeschlossen:
ein Berührungssensor mit Sensor Port 1
der Kreiselsensor mit Sensor Port 2
der Farbsensor mit Sensor Port 3
und der Ultraschallsensor mit Sensor Port 4
Abb. C.5: Der Wächt3r in der Education-Edition
Für den Wächt3r benötigen wir folgende Teile des EV3-Sets der Education-Edition:
Wir bringen den Kopf am Körper an:
Als letzten Schritt stecken wir den Schild an den linken Arm:
Abb. C.6: Die Marion3tt3 in der Education-Edition
Für die Marion3tt3 benötigen wir folgende Teile des EV3-Sets der Education-Edition:
Wir bauen die Steuereinheit in die Halterung ein:
Zum Abschluss hängen wir die Puppe wie im Buch beschrieben in die Halterung ein:
Abb. C.7: Der Dr3ifuß in der Education-Edition
Für den Dr3ifuß benötigen wir folgende Teile des EV3-Sets der Education-Edition:
Wir stecken das rechte Bein an den EV3-Stein:
Auch das linke Bein wird am EV3-Stein angebracht:
Wir bringen das Kugelrad an der Rückseite des Laufwerks an:
Rechts und links kommen jeweils noch eine Halterung hinzu:
Wir bringen den Werfer an der linken Seite des Dr3ifuß an:
Wir bringen die Kanone auf der rechten Seite des Dr3ifuß an:
Wir stecken den Rücken auf die Körperbasis auf
und bringen den Körper am Laufwerk und den beiden Kanonen an:
Zum Schluss bringen wir den Kopf am Dr3ifuß an:
Für den Roboter benötigen wir folgende Teile des EV3-Sets:
Als letzten Schritt verbinden wir die Motoren mit dem EV3-Stein.
Der in Fahrtrichtung, also von hinten, rechts angebrachte Motor wird mit dem Motor Port B durch ein kurzes Kabel verbunden.
Entsprechend wird der in Fahrtrichtung links angebrachte Motor mit dem Motor Port C verbunden.
Der mittlere Motor wird mit einem kurzen Kabel mit dem Motor Port A verbunden.
Der Ultraschallsensor wird in diesem Kapitel nicht verwendet. Er kann jedoch der Vollständigkeit halber mit einem beleibigen Sensor Port verbunden werden.
15 Jahre nach Erscheinen des ersten MINDSTORMS-Sets gibt es mittlerweile eine ganze Reihe von gedruckten Publikationen über LEGO MINDSTORMS. Die allermeisten davon sind jedoch in englischer Sprache verfasst. Deutschsprachige Bücher entstanden erst allmählich, insbesondere, wie das vorliegende, im mitp-Verlag. Weitere sind im dpunkt-Verlag erschienen sowie im Rahmen des Roberta-Projekts des Fraunhofer-Instituts.
Im Folgenden werden nur deutschsprachige Bücher aufgeführt. Die weitaus umfangreichere Bibliografie englischsprachiger Bücher lässt sich über einige der Webseiten einsehen, die im weiteren Verlauf dieses Anhangs aufgelistet werden.
Roboterwesen bauen und programmieren. Ein Einstieg in LEGO MINDSTORMS NXT
von Matthias Paul Scholz, mitp-Verlag, 2011. Ein umfangreicher Einstieg in den Bau und die Programmierung von Robotern mit LEGO MINDSTORMS NXT mit zahlreichen Roboterprojekten auch für fortgeschrittene Leser.
Roboter bauen und programmieren mit LEGO MINDSTORMS NXT-G
von Daniel Braun, mitp-Verlag, 2011. Dies ist eine vertiefte Einführung in die Programmierung von NXT-Robotern mit der LEGO MINDSTORMS NXT-Software und der darin enthaltenden Sprache NXT-G.
Roboter programmieren mit NXC für LEGO MINDSTORMS NXT
von Daniel Braun, mitp-Verlag, 2. Auflage 2010. Es handelt sich hier um eine umfangreiche Einführung in die Programmierung von NXT-Robotern mit NXC, einer alternativen, an die Programmiersprache C angelehnten Programmierumgebung.
NXT-Geschöpfe aus einem Baukasten
von Fay Rhodes, Roberta-Band X, 2011. Dieses Buch ist ebenfalls eine Übersetzung eines englischsprachigen Originals, und zwar von LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 One-kit creatures der für ihre herausragenden tierähnlichen NXT-Roboter bekannten amerikanischen Autorin Fay Rhodes. Dieses Buch enthält eine Reihe von NXT-Tieren, die alle jeweils sowohl mit einem NXT-Set der Version 2 als auch der Version 1 gebaut werden können. Es ist vor allem für Roboter-Schöpfer interessant, die nach einer Ergänzung zu ihrem bisherigen Spektrum suchen.
Programmierung mit LEGO MINDSTORMS NXT: Roboter-Systeme, Entwurfsmethoden, Algorithmen
von Karsten Kerns, Springer-Verlag 2010. Ein Buch, das weniger für Einsteiger gedacht ist, sondern sich vor allem an Informatikstudenten richtet, und für alle interessant sein dürfte, die tiefer in die technischen Details und in die allgemeine Theorie der Roboterprogrammierung einsteigen wollen.
Roberta-Reihe
Zahlreiche kleinere Bände und Publikationen zum Thema MINDSTORMS im Rahmen des Projekts Roberta des Fraunhofer-Instituts, mit dem vor allem Mädchen mithilfe der Robotik für Naturwissenschaften interessiert werden sollen: http://www.verlag.fraunhofer.de/bookshop/thema/Roberta
http://www.mitp.de/9473
Die Übersichtsseite des mitp-Verlags zum vorliegenden Buch.
http://mynxt.matthiaspaulscholz.eu
Die umfangreiche Seite eines der Autoren dieses Buchs mit vielen Informationen rund um das Thema MINDSTORMS, unter anderem mit vielen weiteren Robotern samt Bauanleitungen.
http://education.lego.com/de-de
Der deutsche Onlineauftritt von LEGO Education. Sehr interessant vor allem für Pädagogen, die MINDSTORMS in Unterricht und Lehre einsetzen wollen.
http://www.roberta-home.de
Das Roberta-Projekt des Fraunhofer-Instituts, das sich ebenfalls vorwiegend an Lehrerinnen und Lehrer richtet.
http://www.hands-on-technology.de/firstlegoleague
Der deutsche Ableger des weltweit größten MINDSTORMS-Roboterwettbewerbs FIRST LEGO League für Teams aus 10- bis 16-jährigen Teilnehmern.
http://www.lehrer-online.de/lego-education.php
Die MINDSTORMS-Seiten auf dem deutschen Online-Portal für Lehrer.
http://mindstorms.lego.com
Die offizielle MINDSTORMS-Seite von LEGO. Sehr hübsch gemacht mit viel Material, das man aber leider nicht immer gleich findet.
http://www.nxtprograms.com
Eine hervorragende private NXT-Webseite, die von Dave Parker unterhalten wird. Hier finden sich viele NXT-Projekte samt Bauanleitungen, die alle jeweils mit einem einzigen NXT-Set umgesetzt werden können.
http://robotics.benedettelli.com
Die Webseite des italienischen Ingenieurs Daniele Benedettelli mit vielen äußerst sehenswerten MINDSTORMS-Schöpfungen.
http://www.laurensvalk.com
Hier findet man viele interessante Kreationen des niederländischen Robotikstudenten Laurens Valk.
http://www.brickshelf.com
Brickshelf ist eine mittlerweile sehr inhaltsreiche Webseite für alle, die ihre eigenen Schöpfungen im Internet ausstellen wollen.
http://www.peeron.com
Bei Peeron handelt es sich um die wohl größte Ansammlung von strukturierten Informationen über LEGO-Teile und -Sets im Web. Es gibt dort auch zahlreiche offizielle LEGO-Bauanleitungen.
http://dienxteebene.blogspot.com
Die NXTe Ebene ist ein sehr aktiver deutscher MINDSTORMS-Blog, der ständig über Neues aus dem MINDSTORMS-Universum berichtet.
http://www.mindstormsforum.de
Ein großes deutschsprachiges Forum zum Thema MINDSTORMS mit vielen Diskussionen und einer großen Anzahl an registrierten Nutzern.
http://thenxtstep.blogspot.com
The NXT Step ist der weltweit größte NXT-Blog mit vielen aktiven Autoren. Wer aktuelle Neuigkeiten zum Thema NXT sucht, ist hier richtig. Der Blog führt auch eine umfangreiche Liste von englischsprachigen NXT-Büchern.
http://www.mindboards.sourceforge.net
Großes englischsprachiges Forum für alle Themen im Bereich MINDSTORMS.
http://www.lugnet.com
Das LEGO Users Group Network ist die größte Ansammlung an LEGO-bezogenen Foren im Web.
http://education.lego.com/de-de
Der Onlineshop der deutschen Webseite von LEGO Education.
http://shop.lego.com/de-DE
Der offizielle deutsche Onlineshop von LEGO.
http://www.bricklink.com/
Der Ort, um einzelne LEGO®-Teile oder ganze Sets gebraucht oder neu zu kaufen.
http://www.hitechnic.com/products
Der Onlineshop von HiTechnic, einem renommierten Hersteller von zahlreichen zusätzlichen Sensoren für LEGO® MINDSTORMS.
http://www.mindsensors.com
Ein weiterer Hersteller von Sensoren für LEGO® MINDSTORMS.
http://www.dexterindustries/products.html
Noch ein Hersteller von Sensoren und weiterer Hardware für LEGO MINDSTORMS.
http://wwww.codatex.com
Ein österreichischer Hersteller von RFID-Sensoren für LEGO® MINDSTORMS.
http://ldd.lego.com
Der LEGO Digital Designer (LDD) ist das offizielle Werkzeug von LEGO® zum Erstellen von virtuellen LEGO®-Modellen. Seit Version 4 kann es auch für LEGO® MINDSTORMS EV3 genutzt werden. LDD ist ein hervorragendes Produkt, das kostenlos verfügbar ist. Damit kann der eigene MINDSTORMS-Roboter auf einfache und sehr intuitive Weise als digitales Modell abgelegt und mit anderen Nutzern über das Internet ausgetauscht werden. Auch schöne Bauanleitungen lassen sich so einfach erstellen.
http://www.ldraw.org
Unter dem Namen LDraw verbirgt sich eine ganze Sammlung an frei verfügbaren Werkzeugen, mit denen virtuelle LEGO®-Modelle und Bauanleitungen erstellt werden können. LDraw ist ein Open-Source-Projekt, das von vielen aktiven Mitgliedern der LEGO®-Gemeinde seit Jahren immer weiter verbessert und ausgebaut wird und heute ein überaus mächtiges und flexibles Produkt darstellt. Mit ihm lassen sich auch EV3-Robotermodelle und zugehörige Bilder und Bauanleitungen in hoher Qualität entwickeln und publizieren. Auch die Bilder und Bauanleitungen in diesem Buch wurden mit Werkzeugen von LDraw erzeugt.