Schnellstart mit EV3

IVP/MIT/hh/25.02.2017

Die offizielle > EV3-Anleitung ist zwar sehr zu empfehlen, aber sie wird beim Einstieg in die EV3-Robotik leider kaum je durchgelesen :-) Falls du auch zu dieser Kategorie von Programmiererinnen und Programmierern gehörst, kannst du ja (vor dem Durchlesen der Anleitung) untenstehenden Schnelleinstieg ausprobieren. Das Ziel ist es, ein LEGO-Modell eines Rasenmäherroboters nachzubauen und zu programmieren.

Die im Folgenden aufgeführten Seitenangaben beziehen sich trotzdem auf die Anleitung.

Rasenmäherroboter bauen und programmieren

Vorarbeit

Folgender Film lässt dich erahnen, wie ein Rasenmäher programmiert sein könnte > G Force 2500. Schau dir den Film an und skizziere dir die dem Roboter zugrunde liegende Programmidee
EV3-Akku aufladen und in den EV3-Stein einsetzen (S. 8)
EV3-Software auf dem Computer (Laptop, PC, iMac, Macbook) installieren

Programmierumgebung starten, EV3-Stein anschliessen und 2 Sensoren ausprobieren

EV3-Stein via USB-Kabel mit dem Computer verbinden
EV3-Software starten -> Datei (links oben in der Menüleiste) -> Neues Projekt -> Programm -> Datei (Reiter oben links) -> Projekt speichern unter -> Dateiname: z.B. rasenroboter -> Speichern [Diese Schritte machen wir, damit das Programm später leicht gefunden werden kann.]

EV3-Stein starten (mittlere Taste S. 5) und warten bis die Farbe von Rot auf Grün wechselt
[Sollte eine Firmwareaktualisierung verlangt werden, siehe Kapitel "Der EV3-Stein - Firmware aktualisieren"]
Nun schliesse den Ultraschallsensor (das ist der Sensor mit den zwei "Augen") beim Anschluss 4 an den EV3-Stein an
In der EV3-Software im Fenster ganz unten rechts ("Hardware-Seite") siehst du die Informationen zum EV3-Stein (S. 46, 47): Klicke in diesem Fenster links in der Mitte auf das Anschlussansicht-Icon. Nun siehst du beim Fensterchen 4 das Symbol des Ultraschallsensors. Bewege einmal deine Hand zum Sensor hin und wieder weg und beobachte, wie sich im Fenster die Zahl über dem Sensorbild verändert! Die Zahl gibt den Abstand deiner Hand zum Sensor in cm an. Diesen Sensor wird dein Rasenmäher brauchen, damit er nicht in die Zimmerwand fährt. Die Zimmerwand soll den Grenzzaun für deinen Rasenmäherrobotor darstellen
Nun schliesse noch den Berührungssensor (roter Druckschalter) beim Anschluss 1 an und beobachte wieder in der Software unten rechts, was passiert, wenn du den Berührungssensor drückst oder nicht. Der scheint recht dumm zu sein: Er unterscheidet nur zwischen 0 (nicht gedrückt) und 1 (gedrückt). Diesen Sensor wirst du bei deinem Rasenmäherroboter brauchen, damit du ihn wieder abstellen kannst

Rasenmähermodell nach Anleitung bauen (ca. 45 Minuten)

Gehe in der Software auf Lobby (Home), das ist das kleine Icon oben links unter Datei
Danach wähle links am Rand das Icon Bauanleitungen -> Ideen-Fundgrube -> Fahrgestell -> Öffnen und bauen das Fahrgestell zusammen (mindestens 30 Minuten Bauzeit)
Danach baust du noch den Berührungssensor ein -> oben links auf Lobby (Home) -> Bauanleitungen -> Ideen-Fundgrube -> Berührungssensor (zweites Icon unter dem Fahrgestell) -> Öffnen
Nun baust du noch den Ultraschallsensor ein -> Lobby -> Ultraschallsensor (mehrere Icons unterhalb des Berührungssensors)
Nun verbinde den EV3-Stein wieder über das USB-Kabel mit dem Computer, klicke oben in der Menüleiste auf dein Projekt rasenroboter und kontrolliere unten rechts im Fenster Hardware-Seite ob die Sensoren auch funktionieren

Rasenmäher programmieren

Im Film hast du gesehen, wie ein Rasenmäher in etwa programmiert sein könnte

Beim grünen Dreieck (Startblock) beginnt dein Programm.
Du brauchst folgende Programmierblöcke:
I) Unter dem grünen Balken (Reiter) unten am Bildschirm findest du u.a. den Block Hebelsteuerung. Packe den Block mit der linken Maustaste und docke in rechts am Startblock an. Mit diesem Block kannst du die zwei Motoren B (links) und C (rechts) steuern: Klicke mit der linken Maustaste auf den grünen Pfeil im Startblock: Die Räder deines Rasenmähers drehen sich einmal. Der Hebelsteuerungsblock ist so eingestellt: 1 Umdrehung, Motorleistung links 50%, Motorleistung rechts 50%, danach bremsen
II) Unter dem orangen Reiter findest du den Schalter. Zieh auch diesen einmal irgendwo auf die Programmierfläche. Unter dem roten gebogenen Pfeil kannst du einstellen: Ultraschallsensor - Vergleichen - Distanz in cm. Gleich daneben wählst du < (4) und beim letzten Parameter gibst du 20 (cm) ein. Fährt nun der Rasenmäher gerade aus und der Ultraschallsensor entdeckt einen Gegenstand der näher als 20 cm ist, so führt der Roboter die obigen Programmschritte, die du dann beim Häkchen-Symbol einbaust, durch. Sieht er nichts, das näher als 20 cm ist, so führt er sinngemäss den unteren Anweisungen (beim x-Symbol) durch
III) Ebenfalls unter dem orangen Reiter findest du noch die Schleife. Zieh auch diesen Block einmal auf die Programmieroberfläche. Der Rasenmäherroboter muss ja sein Fahrmuster stundenlang wiederholen. Dies kannst du bewirken, indem du die Schleife über das ganze Programm ziehst. Unter den roten, krummen Pfeilen im Schleifenblock kannst du noch einstellen, dass das Programm die Schleife verlassen soll, sobald der Berührungssensor gedrückt wird (Notstopp)
Beim Betrachten des Films G Force 2500 - Film hast du eine Ahnung davon bekommen, wie ein Rasenmäherroboter programmiert sein könnte. Im folgenden > Flussdiagramm ist eine Möglichkeit eines Programms für den Rasenmäher dargestellt
Nun kannst du versuchen, ein eigenes Programm mit den vorgestellten Blöcken zu "schreiben". Hast du noch zu wenig Erfahrung, kannst du das im Flussdiagramm dargestellte Programm nachbauen. In folgender > Vorlage ist das Programm im Detail beschrieben

Programm auf den EV3-Stein laden und den Rasenmäher starten

Der Rasenmäherroboter muss via USB-Kabel mit dem Computer verbunden sein.

Im Softwarefenster unten rechts in der Hardware-Seite am rechten Rand findest du in der Mitte eine Art PLAY-Icon (Herunterladen und Ausführen). Durch einen Klick auf dieses Icon wird das Programm (ohne das USB-Kabel entfernen zu müssen) ausgeführt und du kannst es in einer Grobform testen
Willst du den Roboter ohne USB-Kabelverbindung laufen lassen, so musst du das Programm durch einen Klick auf Herunterladen gleich oberhalb des PLAY-Icons zuerst auf den EV-Stein herunterladen
Danach entfernst du das USB-Kabel und navigierst auf dem EV-Stein auf dem zweiten Reiter Datei-Navigation (S. 25) und klickst dort den Ordner deines Projektes an (rasenbotor) und klickst dort auf Program... nun sollte dein Roboter seine Arbeit verrichten!

STEAM - Lego EV3

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