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Das LEGO®-MINDSTORMS®-EV3-Labor

Book Description

Das LEGO MINDSTORMS EV3 Labor stellt das EV3-Kit vor und erklärt alles Wesentliche, um einen Roboter damit zu konstruieren. Es enthält eine vollständige Anleitung zur Erstellung von fünf Robotern: - das Geländefahrzeug ROV3R, das Hindernis umfährt- ein ferngesteuertes Fahrzeug SUP3R CAR, - BLAST3R DROID, ein Dreifußrobot, der Vor- und Zurücklaufen kannund zwei weitere tolle Robots: - WATCHGOOZ3 (eine "Wach-Gans") und T-R3X. Autor Daniele Benedettelli ist Robotik-Experte, High-School-Lehrer Robotik und Mitglied der LEGO MINDSTORMS Expertpanels.

Table of Contents

  1. Einleitung
  2. Spielen ohne Computer
  3. Für wen ist dieses Buch gedacht?
  4. Was du neben diesem Buch noch brauchst
  5. Die EV3-Software
  6. Der Aufbau dieses Buches
  7. Die Begleitwebsite
  8. Und los geht’s!
  9. Der Praktikant des EV3L-Forschers
  10. 1 Das Lego-Mindstorms-EV3-Set
  11. Bauen ohne Noppen
  12. Bauen mit und ohne Noppen: konstruktive Unterschiede
  13. Die Bezeichnungen der Teile
  14. Balken
  15. Verbinder
  16. Kreuze und Löcher
  17. Räder, Reifen und Raupenketten
  18. Dekorative Elemente
  19. Sonderteile
  20. Elektronische Bauteile
  21. Die Unterschiede zwischen der Education- und der Einzelhandelsversion von EV3
  22. Zusammenfassung
  23. 2 Den ROV3R bauen
  24. Das Grundmodul
  25. ROV3R mit Rädern
  26. Stoßstange mit Berührungssensor
  27. ROV3R mit Stoßstange und Berührungssensor
  28. Spurfolgemodul
  29. ROV3R mit Spurfolgemodul
  30. Vorderer IR-Sensor
  31. ROV3R mit vorderem IR-Sensor
  32. Wandfolgemodul
  33. ROV3R mit Wandfolgemodul
  34. Alternative: ROV3R mit Wand- und Spurfolgemodul
  35. Fußbodenreiniger
  36. ROV3R mit Fußbodenreiniger
  37. Alternative 1: ROV3R mit Fußbodenreiniger und Berührungssensor-Stoßstange
  38. Alternative 2: ROV3R mit Wandfolgemodul und Fußbodenreiniger
  39. ROV3R mit Raupenketten
  40. Geheimprojekt: Greifermodul
  41. Zusammenfassung
  42. 3 Programmierung
  43. Die Grundbausteine von Programmen
  44. Reihen
  45. Verzweigungen
  46. Schleifen
  47. On-Brick- Programmierung
  48. Dein erstes Stein-Programm
  49. Schnelleinführung in die On-Brick-Programmierung
  50. Die Blockpalette
  51. Aktionsblöcke
  52. Warteblöcke
  53. Experiment 3-1
  54. Der Schleifenblock
  55. Experiment 3-2
  56. Zusammenfassung
  57. 4 On-Brick-Programmierung für Fortgeschrittene
  58. ROV3R mit Berührungs-sensor-Stoßstange
  59. Experiment 4-1
  60. So fährt der ROV3R geometrische Pfade ab
  61. So folgt der ROV3R vorgezeichneten Linien
  62. Das Spurfolgeprogramm erstellen
  63. Fließendere Bewegungen
  64. Experiment 4-2
  65. So fährt der ROV3R immer an der Wand entlang
  66. Fließendere Bewegungen
  67. Experiment 4-3
  68. Zusammenfassung
  69. 5 EV3-Programmierung
  70. Die EV3-Software einrichten
  71. Überblick über die EV3-Software
  72. Die Lobby
  73. Die Programmieroberfläche
  74. Programme kompilieren
  75. Die Hardwareseite
  76. Das Werkzeugmenü
  77. Die Programmierpaletten
  78. Projekteigenschaften
  79. Den EV3-Stein an den Computer anschließen
  80. Ein Stein-Programm importieren
  81. Das importierte Stein-Programm untersuchen
  82. Das importierte Stein-Programm bearbeiten
  83. Blöcke loswerden
  84. Hintergrundwissen: Den Parameter »Gradanzahl« zur genauen Bestimmung der Fahrtstrecke berechnen
  85. Mehr Genauigkeit!
  86. Experimente mit Aktionsblöcken
  87. Hintergrundwissen: Den Parameter »Gradanzahl« zum genaueren Lenken berechnen
  88. Experiment 5-1
  89. Den Programmablauf steuern
  90. Der Schalterblock
  91. Experiment 5-2
  92. Zusammenfassung
  93. 6 Experimente mit den Infrarotbauteilen des EV3-Sets
  94. Die IR-Fernsteuerung
  95. Die IR-Fernsteuerung als Fernbedienung verwenden
  96. Sensorblöcke und Datenleitungen verwenden
  97. Datenleitungen entwirren
  98. Experiment 6-1
  99. Fehlersuche mit der EV3-Software
  100. Datenanzeige mit dem Textblock
  101. Was sind Datentypen?
  102. Hintergrundwissen: Dezimalzahlen
  103. Datentypumwandlung
  104. So folgt der ROV3R der IR-Fernsteuerung
  105. Hintergrundwissen: Ortung für Roboter
  106. Experiment 6-2
  107. Die Grundoperationen des Matheblocks nutzen
  108. Experiment 6-3
  109. Zusammenfassung
  110. 7 Keine Magie – nur Mathematik!
  111. Mit Messrauschen umgehen
  112. Der Matheblock im erweiterten Modus
  113. Der Rundungsblock
  114. Hintergrundwissen: Mit Fehlern aus dem Matheblock umgehen
  115. Der Vergleichsblock
  116. Numerische in logische Werte umwandeln
  117. Vergleiche in anderen Blöcken
  118. Der Konstantenblock
  119. Das Wandfolgeprogramm verbessern
  120. Hintergrundwissen: Rückkopplungsregler
  121. Experiment 7-1
  122. Experiment 7-2
  123. Experiment 7-3
  124. Zusammenfassung
  125. 8 Lego-Rezepte
  126. Die geheimen Eigenschaften von Winkelbalken
  127. Hintergrundwissen: Ein LDraw-Rätsel ist gelöst!
  128. Dreiecke versus Vierecke
  129. Balken verlängern
  130. Klammern
  131. Kreuzverbinder
  132. Noch ein Wort zu Zahnrädern
  133. Eine gute Verzahnung erreichen
  134. Zahnräder montieren
  135. Zahnräder kombinieren
  136. Rechtwinklige Verzahnung
  137. Zahnradgetriebe
  138. Schneckengetriebe
  139. Bewegungen umwandeln
  140. Bauideen für Motoren
  141. Mittlerer Motor mit vorderem Ausgang (1)
  142. Mittlerer Motor mit vorderem Ausgang (2)
  143. Mittlerer Motor mit einzelnem seitlichem Ausgang
  144. Mittlerer Motor mit doppeltem seitlichem Ausgang
  145. Mittlerer Motor mit einfach untersetztem seitlichem Ausgang
  146. Mittlerer Motor mit Getriebe
  147. Mittlerer Motor mit mehreren Ausgängen
  148. Großer Motor mit horizontalem Ausgang
  149. Großer Motor mit Getrieben
  150. Zusammenfassung
  151. 9 Die WATCHGOOZ3 bauen
  152. Wie bewegt sich die WATCHGOOZ3?
  153. Rechtes Bein
  154. Linkes Bein
  155. Rumpf
  156. Linker Fuß
  157. Rechter Fuß
  158. Rumpf
  159. Hintere Halterung
  160. Vordere Halterung
  161. Rumpf
  162. Hals und Kopf
  163. Rumpf
  164. 10 Die WATCHGOOZ3 programmieren
  165. Das Stein-Programm für die WATCHGOOZ3
  166. Das Programm
  167. Die Funktionsweise
  168. Ausführen und Fehler beheben
  169. Das Programm in die EV3-Software importieren und bearbeiten
  170. Eine Sicherungskopie anlegen
  171. Das Programm abwandeln
  172. Eigene Blöcke erstellen
  173. Eigene Blöcke mit Ein- und Ausgängen erstellen
  174. Ein- und Ausgänge automatisch zu Eigenen Blöcken hinzufügen lassen
  175. Zusätzliche Konfiguration eines Eigenen Blocks
  176. Ein erweitertes Programm erstellen
  177. Der Eigene Block ResetBody
  178. Einen erweiterten Eigenen Block für die Fortbewegung erstellen
  179. Das endgültige Programm für die WATCHGOOZ3
  180. Der Logikblock
  181. Hintergrundwissen: Drehzahlregelung für Motoren
  182. Experiment 10-1
  183. Experiment 10-2
  184. Der Zeitgeberblock
  185. Zusammenfassung
  186. 11 Das SUP3RCAR bauen
  187. Karosserie
  188. Motorhaube
  189. Karosserie
  190. Autodach
  191. Karosserie
  192. Lenkung
  193. Karosserie
  194. R3MOTE
  195. Zusammenfassung
  196. 12 Das SUP3RCAR programmieren
  197. Elektronische und mechanische Differenziale
  198. Hintergrundwissen: Drehzahlen für ein elektronisches Differenzial berechnen
  199. Variablen
  200. Arrays
  201. Numerische und logische Arrays im Variablenblock
  202. Der Arrayblock
  203. Der Schalterblock mit mehreren Fällen
  204. Reihen parallel ausführen (Multitasking)
  205. Eigene Blöcke erstellen
  206. Der Eigene Block ResetSteer
  207. Der Eigene Block Steer
  208. Der Eigene Block Drive
  209. Der Eigene Block ReadRemote2
  210. Das Auto für selbstständiges Fahren programmieren
  211. Das Auto für den Einsatz der Fernsteuerung programmieren
  212. Den Block ReadRemote mithilfe von Arrays aufräumen
  213. Das Auto für die Verfolgung der Fernsteuerung programmieren
  214. Der Eigene Block Sign
  215. Der Eigene Block Saturation
  216. Der Eigene Block ReadBeacon
  217. Experiment 12-1
  218. Der Block Bereich
  219. Das Programm FollowBeacon
  220. Das SUP3RCAR mit einer Sirene ausstatten
  221. Experiment 12-2
  222. Der Block zur Schleifenunterbrechung
  223. Der Block zum Beenden des Programms
  224. Zusammenfassung
  225. 13 Den SENTIN3L bauen
  226. Rumpf
  227. Rechtes Bein
  228. Rumpf
  229. Linkes Bein
  230. Rumpf
  231. Brust
  232. Rumpf
  233. Linker Arm
  234. Rechter Arm
  235. Rumpf
  236. Rückenschild
  237. Mittelteil des Rückenschilds
  238. Rückenschild (Forts.)
  239. Kopf
  240. Rückenschild (Abschluss)
  241. Rumpf
  242. COLOR CUB3
  243. Zusammenfassung
  244. 14 Den SENTIN3L programmieren
  245. Der Dateizugriffsblock
  246. Dateien erstellen, löschen und Daten schreiben
  247. Daten aus einer Datei lesen
  248. Das Dateiende erkennen
  249. Der Zufallsblock
  250. Eigene Blöcke erstellen
  251. Der Eigene Block ResetLegs
  252. Hintergrundwissen: Der Zusammenhang zwischen »Stromstärke« und Drehzahl
  253. Der Eigene Block WalkFWD
  254. Der Eigene Block Laser
  255. Der Eigene Block Turn
  256. Der Eigene Block PowerDownFX
  257. Der Eigene Block WaitButton
  258. Der Eigene Block SayColor
  259. Der Eigene Block ExeCode
  260. Der Eigene Block MakeProgram
  261. Der Eigene Block RunProgram
  262. Der Eigene Block MakePrgFile
  263. Der Eigene Block ParseFile
  264. Der Eigene Block RunPrgFile
  265. Den SENTIN3L für Patrouillengänge programmieren
  266. Farbprogrammierung des SENTIN3Ls zur Laufzeit
  267. Experiment 14-2
  268. Experiment 14-1
  269. Experiment 14-3
  270. Experiment 14-4
  271. Dauerhafte Farbprogramme erstellen
  272. Zusammenfassung
  273. 15 Den T-R3X bauen
  274. Rumpf
  275. Beingerüst
  276. Rumpf
  277. Linkes Bein
  278. Rechtes Bein
  279. Rumpf
  280. Der EV3-Stein
  281. Rumpf
  282. Kopf und Vorderarme
  283. Rumpf
  284. Zusammenfassung
  285. 16 Den T-R3X programmieren
  286. Die Eigenen Blöcke für das Programm Wander erstellen
  287. Der Eigene Block Reset
  288. Die Eigenen Blöcke MoveAbsolute und MoveAbsolute2
  289. Der Eigene Block Step
  290. Der Eigene Block Roar
  291. Der Eigene Block Chew
  292. Der Eigene Block Look
  293. Der Eigene Block Right
  294. Der Eigene Block Left
  295. Der Eigene Block TurnUntil
  296. Den T-R3X für die Fortbewegung programmieren
  297. Das Verhalten des T-R3X gestalten
  298. Hintergrundwissen: Verhaltensmodellierung mithilfe von Zustandsautomaten
  299. Einen Zustandsautomaten einrichten
  300. Allgemeiner Aufbau
  301. Anfangszustand
  302. Die Zustandsvariable
  303. Zustandsübergänge
  304. Sensorereignisse
  305. Zeitgeberereignisse
  306. Mit dem Zeitgeber gefilterte Ereignisse
  307. Hintergrundwissen: Komplizierte logische Operationen mit dem Matheblock berechnen
  308. Aktionen
  309. Die Eigenen Blöcke für das endgültige Programm erstellen
  310. Der Eigene Block Turn
  311. Der Eigene Block ReadBeacon
  312. Hintergrundwissen: Die Gesetze von De Morgan
  313. Der Eigene Block INIT
  314. Der Eigene Block IDLE
  315. Der Eigene Block HUNGRY
  316. Der Eigene Block SEEK
  317. Der Eigene Block CHASE
  318. Das Verhalten des T-R3X programmieren
  319. Zustandsübergänge nach Priorität ordnen
  320. Zusammenfassung
  321. Experiment 16-1
  322. Experiment 16-2
  323. Experiment 16-3
  324. Experiment 16-4
  325. A Inhalt des EV3-Sets 31313
  326. B Unterschiede zwischen der Education- und der normalen Einzelhandelsausgabe von EV3
  327. Elektronische Geräte
  328. Die EV3-Software
  329. Vom Einzelhandelsset zum Education-Grundkasten
  330. Vom Education-Grundkasten zum normalen Einzelhandelsset
  331. Vom Education- Erweiterungsset zum normalen Einzelhandelsset
  332. Index