LEGO®-EV3-Roboter

Table of contents

1. Cover
2. Titel
3. Impressum
4. Der Autor
5. Der Fachgutachter
6. Danksagungen
7. Übersicht
8. Einleitung
   1. Wozu ist dieses Buch gut?
   2. Ist dieses Buch etwas für dich?
   3. Wie ist dieses Buch aufgebaut?
      1. Selbst entdecken
      2. Was ist in den einzelnen Kapiteln zu finden?
      3. Die Begleitwebsite
   4. Schlusswort
9. Teil I Erste Schritte
   1. 1 Deinen EV3-Kasten vorbereiten
      1. Was ist drin?
         1. Der EV3-Stein
         2. Technic-Elemente sortieren
         3. Das Mission-Pad
      2. Steuerung des Roboters
      3. Die EV3-Software herunterladen und installieren
      4. Zusammenfassung
   2. 2 Baue deinen ersten Roboter
      1. Die Bauanleitungen
      2. Den EXPLOR3R bauen
      3. Ausgabeanschlüsse, Eingabeanschlüsse und Kabel
      4. Der EV3-Stein
         1. Den EV3 an- und ausschalten
         2. Programme auswählen und ausführen
      5. Den Roboter mit der Fernsteuerung lenken
      6. Zusammenfassung
   3. 3 Programme erstellen und ändern
      1. Ein schnelles erstes Programm
      2. Ein einfaches Programm erstellen
         1. 1. Programmierpalette
         2. 2. Startblock
         3. 3. Programmierbereich
         4. 4. Hardwareseite
      3. Projekte und Programme
         1. 5. Dateiverwaltung
         2. 6. Werkzeugleiste
         3. 7. Der Inhalts-Editor
      4. Die offiziellen EV3-Roboter und die Bonusmodelle bauen
      5. Zusammenfassung
   4. 4 Arbeiten mit Programmierblöcken: Aktionsblöcke
      1. Wie funktionieren Programmierblöcke?
      2. Der Bewegungslenkungsblock
         1. Der Bewegungslenkungsblock in Aktion
         2. Wie Modus und Einstellung funktionieren
         3. Richtige Drehungen ausführen
            1. Selbst Entdecken 1: Beschleunige
            2. Selbst Entdecken 2: Exakte Drehungen
            3. Selbst Entdecken 3: Beweg und Dreh Dich
            4. Selbst Entdecken 4: Buchstabiere
      3. Der Klangblock
         1. Die Konfiguration des Klangblocks
         2. Der Klangblock in Aktion
            1. Selbst Entdecken 5: In Welche Richtung Gehst Du?
            2. Selbst Entdecken 6: DJ Spielen
      4. Der Anzeigeblock
         1. Die Konfiguration des Anzeigeblocks
         2. Der Anzeigeblock in Aktion
            1. Selbst Entdecken 7: Untertitel
            2. Selbst Entdecken 8: Warten auf den Explor3R
      5. Der Stein-Statusleuchte-Block
         1. Selbst Entdecken 9: Ampel
      6. Die An- und Aus-Modi in Bewegungsblöcken
         1. Selbst Entdecken 10: Radio im Fahrmodus
      7. Die Blöcke Hebellenkung, Großer Motor und Mittlerer Motor
      8. Weitere Experimente
         1. Selbst Entdecken 11: Zeit, im Kreis zu Fahren
         2. Selbst Entdecken 12: Navigator
         3. Selbst Entdecken 13: Robotänzer
         4. Selbst Konstruieren 1: Roboreiniger
         5. Selbst Konstruieren 2: Der Explor3r Macht Kunst
   5. 5 Warten, wiederholen, Eigene Blöcke und Multitasking
      1. Der Warteblock
         1. Die Einstellungen des Warteblocks
         2. Der Warteblock in Aktion
         3. Das Programm WaitDisplay
            1. Selbst Entdecken 14: Hinterlasse eine Nachricht
            2. Selbst Entdecken 15: Timer für ein Brettspiel
      2. Der Schleifenblock
         1. Den Schleifenblock einsetzen
         2. Der Schleifenblock in Aktion
         3. Schleifenblöcke innerhalb von Schleifenblöcken
            1. Selbst Entdecken 16: Bewache den Raum
            2. Selbst Entdecken 17: Dreieck
      3. Blöcke selbst machen: Eigene Blöcke
         1. Eigene Blöcke erstellen
         2. Eigene Blöcke in Programmen verwenden
         3. Eigene Blöcke bearbeiten
         4. Eigene Blöcke in Projekten verwalten
            1. Selbst Entdecken 18: Mein Quadrat
            2. Selbst Entdecken 19: Meine Melodie
      4. Multitasking
         1. Mehrere Startblöcke
         2. Eine Weiterleitung verzweigen
         3. Ressourcenkonflikte vermeiden
      5. Weitere Experimente
         1. Selbst Entdecken 20: Multitasking
         2. Selbst Entdecken 21: Singletasking
         3. Selbst Entdecken 22: Komplizierte Muster
         4. Selbst Konstruieren 3: Mr. Explor3r
10. Teil II Roboter mit Sensoren programmieren
    1. 6 Wie Sensoren funktionieren
       1. Was sind Sensoren?
          1. Die Sensoren im EV3-Kasten
          2. Funktionsweise des Berührungssensors
          3. Die Stoßstange mit dem Berührungssensor bauen
          4. Sensorwerte anzeigen
       2. Sensoren programmieren
          1. Sensoren und der Warteblock
             1. Selbst Entdecken 23: Hello und Goodbye
             2. Selbst Entdecken 24: Hindernisse und Schlechte Laune Vermeiden
             3. Selbst Entdecken 25: Einfach Drücken
          2. Sensoren und der Schleifenblock
             1. Selbst Entdecken 26: Lustige Melodien
          3. Sensoren und der Schalterblock
             1. Selbst Entdecken 27: Bleiben oder Gehen?
             2. Selbst Entdecken 28: Schwere Entscheidungen
          4. Die Modi Vergleichen, Ändern und Messen
       3. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 29: Die Richtung WäHLEN
          2. Selbst Entdecken 30: Warten, Schleife oder Schalter?
          3. Selbst Entdecken 31: Stein-Tasten
          4. Selbst Konstruieren 4: Einbruchsalarm
          5. Selbst Konstruieren 5: Lichtschalter
    2. 7 Den Farbsensor verwenden
       1. Den Farbsensor anschließen
       2. Der Farbmodus
          1. Innerhalb einer farbigen Linie bleiben
          2. Das Programm erstellen
             1. Selbst Konstruieren 6: Bulldozer
          3. Einer Linie folgen
          4. Der Schalterblock im Messmodus
       3. Der Modus Stärke des reflektierten Lichts
          1. Selbst Entdecken 32: Erstelle Deine Eigene Teststrecke
          2. Selbst Entdecken 33: Am Blauen Schild Anhalten
          3. Selbst Entdecken 34: Nenne die Farbe
          4. Selbst Entdecken 35: Superreflektor
          5. Einen Schwellenwert festlegen
          6. Sensorwerte mit einem Schwellenwert vergleichen
          7. Der Linie etwas sanfter folgen
       4. Der Modus Stärke des Umgebungslichts
          1. Der Stärke des Umgebungslichts messen
          2. Eine Morse-Programm
             1. Selbst Entdecken 36: Morgenalarm
       5. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 37: Farbmarkierungen
          2. Selbst Entdecken 38: Ein Fingerabdruckscanner
          3. Selbst Entdecken 39: Farbmuster
          4. Selbst Entdecken 40: Hindernisse auf der Linie
          5. Selbst Entdecken 41: Ein verrückter Kurs
          6. Selbst Konstruieren 7: Türglocke
          7. Selbst Konstruieren 8: Ein Sicherer Tresor
    3. 8 Den Infrarotsensor verwenden
       1. Der Nähemodus
          1. Hindernissen ausweichen
          2. Sensoren kombinieren
             1. Selbst Entdecken 42: Nah Heran
             2. Selbst Entdecken 43: Drei Sensoren
       2. Der Fernsteuerungsmodus
          1. Selbst Entdecken 44: Die Fernbedienung Sichern
       3. Der Modus Signal-Nähe
       4. Der Modus Signal-Richtung
          1. Selbst Entdecken 45: Sanfter Verfolger
       5. Sensormodi kombinieren
       6. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 46: Folge mir
          2. Selbst Entdecken 47: Echolot
          3. Selbst Konstruieren 9: Ein bahnübergang
          4. Selbst Konstruieren 10: Ein Narrensicherer Alarm
    4. 9 Die Stein-Tasten und Motorumdrehungssensoren verwenden
       1. Die Stein-Tasten verwenden
          1. Selbst Entdecken 48: Eine Lange Nachricht
          2. Selbst Entdecken 49: Eigenes Menü
       2. Den Drehsensor verwenden
          1. Die Motorposition
          2. Die Motorposition zurücksetzen
          3. Die Drehgeschwindigkeit
             1. Selbst Entdecken 50: Zurück zum Anfang
             2. Selbst Entdecken 51: Geschwindigkeit in Farbe
       3. Funktionsweise der Geschwindigkeitsregelung
          1. Geschwindigkeitsregelung in der Praxis
          2. Einen blockierten Motor stoppen
       4. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 52: Ferngesteuerte Stein-Tasten
          2. Selbst Entdecken 53: Hinderniserkennung bei geringer Geschwindigkeit
          3. Selbst Konstruieren 11: Vollautomatisches Haus
11. Teil III Techniken des Roboterbaus
    1. 10 Mit Balken, Achsen, Verbindern und Motoren arbeiten
       1. Balken und Rahmen verwenden
          1. Balken verlängern
          2. Rahmen verwenden
          3. Konstruktionen mit Balken verstärken
          4. Winkelbalken verwenden
             1. Selbst Entdecken 54: Grössere Dreiecke
       2. Das Lego-Raster
          1. Selbst Entdecken 55: Winkelkombinationen
       3. Achsen und Kreuzlöcher verwenden
       4. Verbinder verwenden
          1. Achsen verlängern
          2. Parallele Balken verbinden
          3. Balken im rechten Winkel verbinden
          4. Parallele Balken befestigen
             1. Selbst Entdecken 56: Konstruktive Verbinder
          5. Halbe Lego-Einheiten nutzen
             1. Selbst Entdecken 57: Balken mit einem halben M
          6. Dünne Elemente verwenden
       5. Flexible Konstruktionen bauen
       6. Mit Motoren und Sensoren bauen
          1. Mit dem großen Motor bauen
          2. Balken an den die Motorwelle anschließen
          3. Mit dem mittleren Motor bauen
          4. Mit Sensoren bauen
       7. Verschiedene Elemente
       8. Weitere Experimente
          1. Selbst Konstruieren 12: Raupenantrieb
          2. Selbst Konstruieren 13: Ein Tischreiniger
          3. Selbst Konstruieren 14: Ein Vorhangöffner
    2. 11 Mit Zahnrädern und Getrieben arbeiten
       1. Getriebe-Grundlagen
          1. Ein genauerer Blick auf Zahnräder
             1. Selbst Entdecken 58: Zahnräder Beobachten
          2. Das Übersetzungsverhältnis zweier Zahnräder berechnen
          3. Die Geschwindigkeit des Ausgangszahnrads berechnen
          4. Das benötigte Übersetzungsverhältnis berechnen
          5. Die Rotationsgeschwindigkeit verringern und vergrößern
             1. Selbst Entdecken 59: Getriebemathematik
          6. Was ist ein Drehmoment?
          7. Größere Getriebe bauen
             1. Selbst Entdecken 60: Vorhersehbare Bewegung
             2. Selbst Entdecken 61: Gesamtrichtung
          8. Reibung und Schlupf
       2. Die Zahnräder im EV3-Kasten
          1. Mit dem Einheitenraster arbeiten
          2. Kegel- und Doppelkegelräder verwenden
          3. Rechtwinklige Verbindungen im Einheitenraster
             1. Selbst Entdecken 62: Optionen für rechte Winkel
             2. Selbst Entdecken 63: Starke Getriebe
          4. Kugelzahnräder verwenden
          5. Schneckenräder verwenden
             1. Selbst Entdecken 64: Schneckenantrieb
       3. Stabile Getriebekonstruktionen
          1. Zahnräder mit Balken flankieren
          2. Achsenverdrehung verhindern
          3. Die Drehrichtung umkehren
       4. Mit Zahnrädern und EV3-Motoren bauen
       5. Weitere Experimente
          1. Selbst Konstruieren 15: Dragster
          2. Selbst Konstruieren 16: Schneckenroboter
          3. Selbst Konstruieren 17: Ein Schornsteinkletterer
          4. Selbst Konstruieren 18: Drehscheibe
          5. Selbst Konstruieren 19: Roboterarm
12. Teil IV Fahrzeuge und Robotertiere
    1. 12 Formel EV3: Ein Rennroboter
       1. Den Formel-EV3- Rennwagen bauen
       2. Fahren und Lenken
          1. Eigene Blöcke für die Lenkung erstellen
          2. Die Eigenen Blöcke testen
       3. Das Fernsteuerprogramm schreiben
       4. Selbstständig fahren
       5. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 65: Überlenkungsexperimente
          2. Selbst Entdecken 66: Nachtrennen
          3. Selbst Entdecken 67: Das verrückte Gaspedal
          4. Selbst Entdecken 68: Ein blinkendes RÜcklicht
          5. Selbst Entdecken 69: Unfallerkennung
          6. Selbst Konstruieren 20: Schneller fahren
          7. Selbst Konstruieren 21: Ein Wagen-Upgrade
    2. 13 ANTY: Die Roboterameise
       1. Der Laufmechanismus
       2. ANTY bauen
       3. ANTY zum Gehen bringen
          1. Den gegenüberliegenden Eigenen Block erstellen
          2. Hindernissen ausweichen
       4. Das Verhalten programmieren
          1. Futter suchen
          2. Die Umgebung überwachen
       5. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 70: Fernsteuerung
          2. Selbst Entdecken 71: Nachtwesen
          3. Selbst Entdecken 72: Hungrige Roboter
          4. Selbst Konstruieren 22: Eine Roboterspinne
          5. Selbst Konstruieren 23: Fühler
          6. Selbst Konstruieren 24: Fürchterliche Klauen
13. Teil V Fortgeschrittene Programme erstellen
    1. 14 Datenleitungen nutzen
       1. Den SK3TCHBOT bauen
       2. Erste Schritte mit Datenleitungen
          1. Selbst Entdecken 73: Klang je nach Entfernung
       3. Mit Datenleitungen arbeiten
          1. Den Wert in einer Datenleitung ansehen
          2. Eine Datenleitung löschen
          3. Datenleitungen zwischen Programmen
          4. Mehrere Datenleitungen verwenden
          5. Blöcke mit Datenleitungen wiederholen
             1. Selbst Entdecken 74: Balkengraphen
             2. Selbst Entdecken 75: Ein erweiterter Graph
       4. Datenleitungstypen
          1. Numerische Datenleitungen
          2. Logische Datenleitungen
             1. Selbst Entdecken 76: Sanftes Anhalten
          3. Textdatenleitungen
          4. Numerische und logische Arrays
          5. Typumwandlung
       5. Sensorblöcke verwenden
          1. Der Modus Messen
          2. Der Modus Vergleichen
             1. Selbst Entdecken 77: Ein Sensor-Gaspedal
          3. Der Wertebereich von Datenleitungen
             1. Selbst Entdecken 78: Eine eigene Anschlussansicht
             2. Selbst Entdecken 79: Grössenvergleich
       6. Fortgeschrittene Programmablaufblöcke
          1. Datenleitungen und der Warteblock
          2. Datenleitungen und der Schleifenblock
             1. Selbst Entdecken 80: IR-Beschleunigung
          3. Datenleitungen und der Schalterblock
          4. Der Schleifen-Interrupt-Block
             1. Selbst Entdecken 81: Unterbrechungen Unterbrechen
       7. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 82: Sensorübungen
          2. Selbst Entdecken 83: Leistung vs. Geschwindigkeit
          3. Selbst Entdecken 84: Die wirkliche Richtung
          4. Selbst Entdecken 85: SK3TCHBOT beobachtet dich
          5. Selbst Konstruieren 25: Bionische Hand
          6. Selbst Entdecken 86: Oszilloskop
    2. 15 Datenblöcke und Eigene Blöcke mit Datenleitungen verwenden
       1. Datenblöcke verwenden
          1. Der Matheblock
             1. Selbst Entdecken 87: 100%-Mathe
             2. Selbst Entdecken 88: Addierte Werte
             3. Selbst Entdecken 89: Infrarot-Geschwindigkeit
             4. Selbst Entdecken 90: Doppelte Infrarotgeschwindigkeit
             5. Selbst Entdecken 91: Zuwachssteuerung
             6. Selbst Entdecken 92: Richtungssteuerung
          2. Der Zufallsblock
             1. Selbst Entdecken 93: Zufallsfrequenz
          3. Der Vergleichsblock
             1. Selbst Entdecken 94: Zufälliger Motor und Geschwindigkeit
          4. Der Block Logische Verknüpfungen
             1. Selbst Entdecken 95: Logiksensoren
             2. Selbst Entdecken 96: Auf drei Sensoren Warten
          5. Der Bereichsblock
          6. Der Rundungsblock
          7. Der Textblock
             1. Selbst Entdecken 97: Countdown
       2. Eigene Blöcke mit Datenleitungen erstellen
          1. Ein Eigener Block mit Eingabe
          2. Eigene Blöcke bearbeiten
             1. Selbst Entdecken 98: Eigene Einheiten
             2. Selbst Entdecken 99: Erweiterte Anzeige
          3. Ein Eigener Block mit Ausgabe
             1. Selbst Entdecken 100: Entfernungsdurchschnitt
             2. Selbst Entdecken 101: Annäherungsrate
          4. Ein Eigener Block mit Ein- und Ausgabe
             1. Selbst Entdecken 102: Kreisberechnungen
          5. Strategien für Eigene Blöcke
          6. Ausgangspunkte für Eigene Blöcke
          7. Eigene Blöcke zwischen Projekten austauschen
       3. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 103: Ist es eine ganze Zahl?
          2. Selbst Entdecken 104: Doppelt blockiert
          3. Selbst Entdecken 105: Reflextest
          4. Selbst Konstruieren 26: Roboter-Stoppuhr
    3. 16 Konstanten und Variablen verwenden
       1. Konstanten verwenden
       2. Variablen verwenden
          1. Variablen definieren
          2. Den Variablenblock einsetzen
             1. Selbst Entdecken 106: Alt vs. Neu
             2. Selbst Entdecken 107: Vorher vs. Neu
          3. Variablenwerte ändern und erhöhen
          4. Variablen initialisieren
          5. Einen Durchschnitt berechnen
       3. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 108: Hoch- und Runterzählen
          2. Selbst Entdecken 109: Ein begrenzter Durchschnitt
          3. Selbst Entdecken 110: Zufallsprüfung
          4. Selbst Entdecken 111: Dichteste Annäherung
          5. Selbst Konstruieren 27: Ein eigener Zähler
    4. 17 Spiele auf dem EV3
       1. Schritt 1: Einfache Zeichnungen erstellen
          1. Eigener Block 1: Clear
          2. Eigener Block 2: Coordinates
          3. Das Basisprogramm fertigstellen
       2. Schritt 2: Die Stiftsteuerung hinzufügen
          1. Den Stift bewegen, ohne zu zeichnen
          2. Den Stift in einen Radiergummi verwandeln
          3. Den Bildschirm löschen
          4. Die Stiftstärke festlegen
             1. Selbst Entdecken 112: Roboterkünstler
             2. Selbst Entdecken 113: Force Feedback
             3. Selbst Entdecken 114: Stiftzeiger
       3. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 115: Ein Arcade-Spiel
          2. Selbst Entdecken 116: Ein Gehirntrainer
          3. Selbst Konstruieren 28: Ein Plotter
14. Teil VI Maschinen und menschenähnliche Roboter
    1. 18 Der SNATCH3R: Ein autonomer Roboterarm
       1. Der Greifer
          1. Der Greifmechanismus
          2. Der Hubmechanismus
       2. Den SNATCH3R bauen
       3. Den Greifmechanismus steuern
          1. Eigener Block 1: Grab
          2. Eigener Block 2: Reset
          3. Eigener Block 3: Release
          4. Das Fernsteuerungsprogramm schreiben
             1. Selbst Entdecken 117: Erweiterte Fernsteuerung
             2. Selbst Entdecken 118: Geschwindigkeitsregelung über die Fernsteuerung
          5. Probleme mit dem Greifer beheben
       4. Die IR-Fernsteuerung suchen
          1. Den IR-Käfer bauen
          2. Eigener Block 4: Search
             1. Selbst Entdecken 119: Signalbestätigung
          3. Das endgültige Programm schreiben
       5. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 120: Den Roboter beschäftigt halten
          2. Selbst Entdecken 121: Einer Spur folgen
          3. Selbst Entdecken 122: Objekte in der Nähe finden
          4. Selbst Konstruieren 29: Bagger
    2. 19 LAVA R3X: Ein Maschinenmensch, der geht und spricht
       1. Die Beine bauen
       2. Den Roboter zum Gehen bringen
          1. Eigener Block 1: Reset
          2. Eigener Block 2: Return
          3. Eigener Block 3: OnSync
          4. Eigener Block 4: Left
          5. Die ersten Schritte machen
             1. Selbst Entdecken 123: Der Eigene Block Walk
             2. Selbst Entdecken 124: Umkehren
             3. Selbst Entdecken 125: Rechts um!
       3. Den Kopf und die Arme bauen
       4. Den Kopf und die Arme steuern
          1. Eigener Block 5: Head
          2. Hindernissen ausweichen und auf Händeschütteln reagieren
       5. Weitere Experimente
          1. Selbst Entdecken 126: Tanzende Roboter
          2. Selbst Entdecken 127: Gross ist die Abweichung?
          3. Selbst Entdecken 128: Der Roboter als Aufpasser
          4. Selbst Entdecken 129: Der Roboter als Begleiter
          5. Selbst Entdecken 130: Arme und Beine synchronisieren
          6. Selbst Entdecken 131: Den Roboter Fernsteuern
          7. Selbst Entdecken 132: Tamagotchi
          8. Selbst Konstruieren 30: Zweibeiniger Roboter
    3. A Fehlerbehebung für Programme, den EV3-Stein und drahtlose Verbindungen
       1. Kompilierungsfehler beheben
          1. Fehlende Eigene Blöcke
          2. Fehler in Programmierblöcken
          3. Fehlende Variablendefinitionen
       2. Laufende Programme korrigieren
       3. Fehlerbehebung auf dem EV3-Stein
          1. Die Hardwareseite
          2. Probleme mit der USB-Verbindung lösen
          3. Den EV3-Stein neu starten
          4. Die EV3-Firmware aktualisieren
          5. Datenverluste mit einer microSD-Karte verhindern
       4. Drahtlose EV3- Programmierung
          1. Programme über Bluetooth auf den EV3-Stein herunterladen
          2. Programme über eine WLAN-Verbindung auf den EV3-Stein herunterladen
          3. Bluetooth oder WLAN?
       5. Zusammenfassung
    4. B On-Brick-Programme erstellen
       1. On-Brick-Programme erstellen, speichern und ausführen
          1. Blöcke zu der Schleife hinzufügen
          2. Die Einstellungen eines Blocks festlegen
          3. Programme ausführen
          4. Programme speichern und öffnen
       2. On-Brick-Programmierblöcke verwenden
       3. On-Brick-Programme importieren
       4. Zusammenfassung
15. Index