Das EV3 Roboter Universum

Ein umfassender Einstieg in LEGO® MINDSTORMS® EV3 mit 8 spannenden Roboterprojekten.

Autor	Beate Jost, Matthias Paul Scholz, Thorsten Leimbach
Verlag	mitp Verlags GmbH & Co. KG
Erscheinungsjahr	2014
Seitenanzahl	504 Seiten
ISBN	9783826696442
Format	PDF
Kopierschutz	kein Kopierschutz/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	7,99 EUR

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Bau- und Programmieranleitungen: Schritt für Schritt
Inkl. aller wichtigen EV3-Themen: Fortbewegung, alle Sensoren, drahtlose Kommunikation, Fernsteuerung, Zamor-Werfer uvm.
Alle Roboter sind jeweils mit einem einzigen EV3-Set baubar

Aus dem Inhalt:

Umfassende Einführung in die neue LEGO^®-Roboter- Generation EV3
Acht spannende Roboter-projekte:
- ein sechsbeiniges Roboterinsekt
- ein Roboterauto
- ein Raupenfahrzeug
- ein Mars-Rover zur Erkundung fremder Planeten
- ein Wächter, der entlang einer Linie Wache schiebt
- ein dreibeiniger und mit Kanonen bewaffneter Roboter-Droide
- eine automatische Marionette
- Kommunikation: der Trainer gibt Bewegungen vor, die ein Sportler nachahmt
Fortbewegung mit Rädern, Ketten und Laufbeinen
Einsatz aller Sensoren
Verwendung des Zamor-Werfers
Fernsteuerung
Drahtlose Kommunikation zwischen mehreren Robotern
Ohne Vorkenntnisse verständlich

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Über die Autoren:
Matthias Paul Scholz^®^®
Thorsten Leimbach^®^®
Beate Jost
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Matthias Paul Scholz ist langjähriges Mitglied des LEGO®-internen MINDSTORMS Community Partner Programs und nimmt als offizieller »LEGO Robot Expert« an internationalen LEGO®-Events teil. Er ist Autor mehrerer erfolgreicher MINDSTORMS-Bücher. Thorsten Leimbach ist Jurymitglied bei mehreren Roboterwettbewerben u.a. beim RoboCup Junior und der FIRST® LEGO® League (FLL). Beate Jost möchte insbesondere das Interesse von Mädchen und jungen Frauen an der Robotik wecken, u.a. auch als Jurymitglied beim RoboCup Junior Dance. Alle Autoren geben bei der Initiative »Roberta® - Lernen mit Robotern« des Fraunhofer-Instituts Roboter-Workshops für Kinder, Jugendliche, Studenten und Lehrer.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis	5
Einleitung	15
LEGO® MINDSTORMS - Von RCX zu EV3	25
1.1 Der intelligente LEGO®-Stein EV3	26
1.2 Home- und Education-Edition	31
Die Komponenten des EV3-Sets	33
2.1 Nutzen und Einsatzmöglichkeiten der elektronischen Teile	33
2.2 Elektronische Komponenten	33
2.2.1 Großer Motor	33
2.2.2 Mittlerer Motor	34
2.2.3 Farbsensor	35
2.2.4 Ultraschallsensor	36
2.2.5 Berührungssensor	37
2.2.6 Kreiselsensor (Gyroskop)	37
2.2.7 Infrarotfernsteuerung	38
2.2.8 Infrarotsensor	39
2.3 Nutzen und Einsatzmöglichkeiten nicht elektronischer Teile des EV3-Sets	40
EV3-Softwareumgebung - von der Einführung bis zum ersten Programm	43
3.1 Home-Version	43
3.2 Hilfefunktion	47
3.3 Import von Sensor-Blöcken	48
3.4 Programmierumgebung	49
3.5 Übersicht	50
3.5.1 LEGO® MINDSTORMS EV3-Software	51
3.5.2 10 wesentliche Fakten zur Programmierung mit EV3	52
3.5.3 Beschreibung eines Programmblocks in EV3 am Beispiel eines Motor-Blocks	53
3.5.4 Vom einzelnen Programmblock zum Programm	54
3.6 Das erste Programm schreiben (in weniger als fünf Minuten)	57
3.6.1 Programmname eingeben	60
3.6.2 Anbindung des Roboters mit USB, Bluetooth und WLAN	60
3.6.3 Herunterladen des Programms über das Kontrollzentrum	65
Wissenswertes zur Programmierung mit der EV3-Software	67
4.1 Der Programmierzyklus: Entwickeln, Speichern, Herunterladen, Laufenlassen/Testen	67
4.2 Projekt-Dokumentation in EV3	69
4.2.1 Der Inhalts-Editor	70
4.2.2 Projekteigenschaften-Seite	71
4.2.3 Messwerterfassung	73
4.2.4 Kommunikation	74
4.2.5 Kommunikation EV3 zu EV3	74
4.2.6 EV3-Software für den NXT	80
4.2.7 Programmierung des LEGO® MINDSTORMS NXT-Systems mit EV3-Software	80
Grundlegende EV3-Blöcke zur Steuerung des Programmablaufs	83
5.1 Warum gibt es unterschiedliche EV3-Blocktypen?	83
5.2 Steuerung des Programmablaufs	84
5.2.1 Start-Block	84
5.2.2 Warte-Block	84
5.2.3 Schleifen-Block	86
5.2.4 Parallele Abläufe	89
5.2.5 Ressourcenkonflikt »Parallele Abläufe«	91
5.2.6 Schalter-Block	92
5.2.7 Datenleitung	96
5.2.8 Eigene Blöcke	98
Raupenfahrzeug	103
6.1 Mechanische Komponenten	104
6.2 Die Bauanleitung	104
6.2.1 Benötigte Teile	104
6.2.2 Schritt für Schritt	106
6.2.3 Verkabelung	113
6.3 Das Programm	113
6.3.1 Entwurf der allgemeinen Struktur	113
6.3.2 Technische Umsetzung	115
6.3.3 Programmablauf	115
6.3.4 Schritt-für-Schritt-Programmierung	116
6.4 EV3+	119
6.5 Zusammenfassung	121
Das Roboter-Auto	123
7.1 Mechanische Komponenten	124
7.2 Die Bauanleitung	125
7.2.1 Benötigte Teile	126
7.2.2 Schritt für Schritt	127
7.2.3 Verkabelung	140
7.3 Das Programm	141
7.3.1 Technische Umsetzung	141
7.3.2 Programmablauf	143
7.3.3 Berechnungen zur Steuerung	143
7.3.4 Das Auto-Programm Schritt für Schritt	144
7.4 EV3+	150
7.4.1 Steuerung mit dem Drehsensor	150
7.4.2 Umsetzung	151
7.5 Zusammenfassung	153
Der Krabbl3r	155
8.1 Komponenten	156
8.1.1 Das Laufwerk	156
8.1.2 Der Kopf	158
8.2 Die Bauanleitung	159
8.2.1 Benötigte Teile	159
8.2.2 Schritt für Schritt	161
8.2.3 Verkabelung	186
8.3 Das Programm	186
8.3.1 Technische Umsetzung	187
8.3.2 Programmablauf	187
8.3.3 Das Krabbl3r-Programm Schritt für Schritt	188
8.4 EV3+	193
8.4.1 Weitere Gangarten	193
8.4.2 Umsetzung	194
8.5 Zusammenfassung	194
8.6 Ausblick und Anregungen	194
8.6.1 Synchronisation der Beine mittels Sensoren	194
8.6.2 Verwendung des Abstandssensors	195
Mars-Rov3r	199
9.1 Komponenten	200
9.1.1 Das Fahrwerk	200
9.1.2 Der Greifer	200
9.2 Die Bauanleitung	201
9.2.1 Benötigte Teile	201
9.2.2 Schritt für Schritt	202
9.2.3 Verkabelung	222
Fernsteuerung mit dem Berührungssensor	223
10.1 Technologie	224
10.2 Der Berührungssensor am Roboter	225
10.3 Das Programm	226
10.3.1 Technische Umsetzung	226
10.3.2 Programmablauf	227
10.3.3 Die Nahbedienung - Schritt für Schritt	227
10.4 EV3+	234
10.4.1 Das Programm	236
10.5 Zusammenfassung	241
Der Infrarotsensor: Fernsteuerung und Distanzmessung	243
11.1 Technologie	243
11.1.1 Infrarotsensor	243
11.1.2 Infrarotfernsteuerung	245
11.2 Der Infrarotsensor am Roboter	246
11.3 Das Programm	247
11.3.1 Bauanleitung Infrarotfernbedienung	247
11.3.2 Technische Umsetzung	248
11.3.3 Programmablauf	248
11.3.4 Der treue Verfolger - Schritt für Schritt	249
11.4 EV3+	253
11.5 Zusammenfassung	253
Hindernisse erkennen mit dem Ultraschallsensor	255
12.1 Technologie	256
12.2 Der Ultraschallsensor am Roboter	258
12.3 Das Programm	259
12.3.1 Technische Umsetzung	259
12.3.2 Programmablauf	259
12.3.3 Der vorsichtige Forschungsroboter - Schritt für Schritt	260
12.4 EV3+	265
12.4.1 Das Programm	265
12.5 Zusammenfassung	269
Objekte unterscheiden mit dem Farbsensor	271
13.1 Technologie	272
13.2 Der Farbsensor am Roboter	273
13.3 Das Programm	273
13.3.1 Technische Umsetzung	274
13.3.2 Programmablauf	274
13.3.3 Musik nach Farben - Schritt für Schritt	274
13.4 EV3+	280
13.4.1 Das Programm	280
13.5 Zusammenfassung	284
Exaktes Steuern mit dem Kreiselsensor	287
14.1 Technologie	288
14.2 Der Kreiselsensor am Roboter	289
14.3 Das Programm	289
14.3.1 Technische Umsetzung	290
14.3.2 Geometrische Figuren - Schritt für Schritt	292
14.4 EV3+	297
14.4.1 Das Programm	298
14.5 Zusammenfassung	302
Der Wächt3r	305
15.1 Komponenten	306
15.1.1 Fahrwerk und Sensor	306
15.1.2 Kopf	307
15.1.3 Arm	308
15.2 Die Bauanleitung	309
15.2.1 Benötigte Teile	309
15.2.2 Schritt für Schritt	310
15.2.3 Verkabelung	336
15.3 Das Programm	337
15.3.1 Zickzack innerhalb der Linie	337
15.3.2 Am rechten Rand der Linie entlangfahren	338
15.3.3 Proportionales Korrigieren	339
15.3.4 Technische Umsetzung	340
15.3.5 Programmablauf	340
15.3.6 Das Programm Schritt für Schritt	342
15.4 EV3+	348
15.5 Zusammenfassung	352
15.6 Ausblick und Anregungen	352
15.6.1 Experimentieren mit den verschiedenen Algorithmen zur Linienverfolgung	352
15.6.2 Veränderung des Fahrwerks	353
15.6.3 Verwendung der anderen Sensoren und des Arm-Motors	353
Die Marion3tt3	355
16.1 Komponenten	357
16.1.1 Steuereinheit	357
16.1.2 Puppe	357
16.2 Die Bauanleitung	358
16.2.1 Benötigte Teile	359
16.2.2 Schritt für Schritt	360
16.2.3 Verkabelung	388
16.3 Das Programm	388
16.3.1 Technische Umsetzung	388
16.3.2 Programmablauf	388
16.3.3 Das Programm Schritt für Schritt	389
16.4 EV3+	392
16.5 Zusammenfassung	396
16.6 Ausblick und Anregungen	396
16.6.1 Verbesserte Nutzung des Abstandssensors	396
16.6.2 Verwendung des zweiten Motors	396
16.6.3 Verwendung der restlichen Sensoren	397
16.6.4 Erweiterung des Puppenspiels	397
Der Dr3ifuß	399
17.1 Komponenten	401
17.1.1 Der Zamor-Werfer	401
17.1.2 Das Laufwerk	401
17.1.3 Der Berührungssensor in der Kanone	402
17.2 Die Bauanleitung	402
17.2.1 Benötigte Teile	403
17.2.2 Schritt für Schritt	404
17.2.3 Verkabelung	439
17.3 Das Programm	439
17.3.1 Technische Umsetzung	439
17.3.2 Programmablauf	439
17.3.3 Das Programm Schritt für Schritt	440
17.4 Fernsteuerung mit Infrarot	444
17.4.1 Technische Umsetzung	444
17.4.2 Programmablauf	444
17.4.3 Das Programm Schritt für Schritt	444
17.5 EV3+	447
17.6 Zusammenfassung	453
17.7 Ausblick und Anregungen	453
17.7.1 Synchronisation der Beine	453
17.7.2 Verbesserung der Zielerfassung	453
17.7.3 Verbesserung der Suchstrategie	454
17.7.4 Verwendung der restlichen Sensoren	454
Roboterkommunikation: Train3r und Sportl3r	457
18.1 Komponenten	458
18.1.1 Das Fahrwerk	458
18.1.2 Die Arme	459
18.1.3 Der Kopf	460
18.2 Die Bauanleitung	460
18.2.1 Benötigte Teile	460
18.2.2 Schritt für Schritt	461
18.2.3 Verkabelung	477
18.3 Die Programme	477
18.3.1 Train3r	477
18.3.2 Sportl3r	478
18.3.3 Technische Umsetzung	478
18.3.4 Programmablauf	481
18.3.5 Das Train3r-Programm Schritt für Schritt	483
18.3.6 Das Sportl3r-Programm Schritt für Schritt	492
18.4 EV3+	495
18.4.1 Der Drei-Wege-Handschlag	495
18.5 Zusammenfassung	495
Glossar	497
Ressourcen	501
B.1 Bücher	501
B.2 Web-Links	502
B.2.1 Die Seite zum Buch	502
B.2.2 Allgemeine Seiten zu LEGO® MINDSTORMS	502
B.2.3 Blogs und Foren	503
B.2.4 Onlineshops	504
B.3 Design-Werkzeuge	504
Bauanleitungen für die Education Edition	505
C.1 Die Bauanleitung für das Raupenfahrzeug (aus Kapitel 6)	505
C.1.1 Benötigte Teile	506
C.1.2 Schritt für Schritt	506
C.2 Die Bauanleitung für das Roboter-Auto (aus Kapitel 7)	517
C.2.1 Benötigte Teile	518
C.2.2 Schritt für Schritt	519
C.3 Die Bauanleitung für den Krabbl3r (aus Kapitel 8)	537
C.3.1 Benötigte Teile	537
C.3.2 Schritt für Schritt	539
C.4 Die Bauanleitung für den Mars-Rov3r (aus Kapitel 9)	568
C.4.1 Benötigte Teile	569
C.4.2 Schritt für Schritt	570
C.5 Die Bauanleitung für den Wächt3r (aus Kapitel 15)	599
C.5.1 Benötigte Teile	599
C.5.2 Schritt für Schritt	601
C.6 Die Bauanleitung für die Marion3tt3 (aus Kapitel 16)	650
C.6.1 Benötigte Teile	651
C.6.2 Schritt für Schritt	652
C.7 Die Bauanleitung für den Dr3ifuß (aus Kapitel 17)	694
C.7.1 Benötigte Teile	694
C.7.2 Schritt für Schritt	696
C.8 Die Bauanleitung für die Roboterkommunikation (aus Kapitel 18)	730
C.8.1 Benötigte Teile	730
C.8.2 Schritt für Schritt	731
Stichwortverzeichnis	749