Programmieren mit LEGO® MIND-STORMS® 51515 und SPIKE® Prime

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Alexander Schulze. Programmieren mit LEGO® MIND-STORMS® 51515 und SPIKE® Prime

Programmieren mit. LEGO® MINDSTORMS® 51515. und SPIKE® Prime

Danksagung

1Inhaltsverzeichnis

1Einleitung

2Einführung in die Basiskomponenten. 2.1Einführung in LEGO-Mindstorms

2.1.1Übersicht über Aktoren und Sensoren

2.1.2Inhalte und Unterschiede von LEGO Spike Prime und Robot Inventor

2.1.3Unterschiede zum LEGO Mindstorms EV3

2.2Virtuelle Modellierung von LEGO-Modellen

3Vorbereitung der Umgebungen, Installation der Basissoftware und Grundeinführung. 3.1Einführung in die LEGO-Programmierumgebung. 3.1.1Installation

3.1.2Start der Programmierumgebung

3.1.3Start eines Programms

3.1.4Einführung in die Bedienung der Textblöcke-basierten Programmierung

Hinweis zur Definition Einbuchtungen und Ausbuchtungen

3.1.5Einführung in die Bedienung der Python-Programmierumgebung

Hinweis für die weitere Nutzung der Python-Beispielprogramme

3.1.6Kurze Einführung in die Objektorientierung

Beispiel

3.1.7Weiterführende Informationen zu Python

Bibliotheken

Programmierbefehle ausführen

Programmstruktur

3.1.8MicroPython als Python für Mikrocontroller

3.2Kopplung des Hubs mit dem Computer

3.2.1Kopplungsübersicht in der LEGO-Software

3.2.2Kabelgebundene Verbindung

3.2.3Bluetooth-Verbindung

3.3Bau des Beispielroboters

Hinweis für die korrekten Anschlüsse

4Programmierung des LEGO Mindstorms

4.1Motorsteuerung und Abfrage von Sensorwerten

4.1.1Umsetzung mit Textblöcken

4.1.2Umsetzung mit Python

4.2Ansteuerung von Lichtmatrix und Lautsprecher

4.2.1Umsetzung mit Textblöcken

4.2.2Umsetzung mit Python

4.3Schleifen, Schleifenabbruch und Unterbrechung

4.3.1Umsetzung mit Textblöcken

4.3.2Umsetzung mit Python

4.4Schalter, Bedingungen und Vergleiche

4.4.1Umsetzung mit Textblöcken

4.4.2Umsetzung mit Python

4.5Variablen, Konstanten, mathematische Berechnungen, Nutzung und Zuweisung

4.5.1Umsetzung mit Textblöcken

4.5.2Umsetzung mit Python

4.6Unterprogramme

4.6.1Umsetzung mit Textblöcken

Hinweis zu den Korrekturmöglichkeiten

Wiederverwendung von eigenen Blöcken in unterschiedlichen Projekten

Lösung der Aufgabe

Hinweise zur flexiblen Handhabung von Variablenveränderungen in Blöcken

4.6.2Umsetzung mit Python

4.7Logische Operationen, Zugriff auf Sensorwerte, weiterführende mathematische Berechnungen und Zufallsgenerator

4.7.1Umsetzung mit Textblöcken

4.7.2Umsetzung mit Python

4.8Parallele Ausführung mehrerer Programmsequenzen und ereignisbasierte Programmierung

4.8.1Umsetzung mit Textblöcken

Hinweis zu den ereignisgesteuerten Textblöcken

Hinweis zum Umgang mit Nachrichten

4.8.2Umsetzung mit Python

5Weiterführende Themen der Programmierung

5.1Linienverfolgung mit einem oder zwei Farbsensoren

5.1.1Umsetzung mit Textblöcken

5.1.2Umsetzung mit Python

5.2Spielentwicklung »Ball fangen«

5.2.1Umsetzung mit Textblöcken

5.2.2Umsetzung mit Python

Unterprogrammbasierte Lösung in Python

Objektorientierte Lösung in Python

5.3Spielentwicklung »Schere, Stein, Papier«

5.3.1Umsetzung mit Textblöcken

5.3.2Umsetzung mit Python

6Weiterführende Informationen. 6.1Debugging

6.2Kommentare

6.2.1Textblöcke

6.2.2Python

6.3Block-Erweiterungen für die Textblock-Programmierung

6.4Editor für Soundeffekte

6.5Motorregelung

6.6Fehlerbehandlung

Hinweis zur Umsetzung mit Textblöcken

6.7Dateioperationen

Hinweis zur Umsetzung mit Textblöcken

Hinweis zur Nutzung von Unterverzeichnissen

6.8Besonderheiten des LEGO Mindstorms Robot Inventor

6.8.1Konfiguration der Sprache

6.8.2Firmware-Aktualisierung und Vergabe des Hub-Namens

6.8.3Verwendung von Playstation® DualShock®4 bzw. Xbox One® Controllern

Kopplung des Controllers mit dem Computer

Vorbereitung der Entwicklungsumgebung

Erläuterung der Bedienelemente

Ausführung der Programme

Steuerung des Beispielroboters

6.8.4Verwendung einer simulierten Fernsteuerung

6.8.5Weitere Textböcke

6.8.6Besondere Bauelemente

6.9Besonderheiten des LEGO Spike Prime

6.9.1Start der Programmierumgebung

6.9.2Konfiguration der Sprache

6.9.3Kopplung des Hubs über Bluetooth

6.9.4Firmware-Aktualisierung und Vergabe des Hub-Namens

6.9.5Verwendung von Datenlinien

6.9.6Verwendung der Darstellung einer entfernten Anzeige

6.9.7Weitere Textböcke

Hinweis zur Nutzung in der LEGO-Mindstorms-Umgebung

6.9.8Besondere Bauelemente

6.10LEGO Mindstorms EV3 mit Textblöcken

7Fazit und Ausblick

8Anhang. 8.1Zustandskommunikation des Hubs mittels Farbe

Hinweis zum Neustart des Hubs

8.2Bekannte Probleme in der Programmierumgebung

8.3Erweiterte Informationen zur Objektorientierung in Python

8.4Auflistung installierter Python-Module auf dem Hub und deren Inhalte

8.5Format der Programmspeicher

Hinweis zur Sicherung von Programmen

8.6Schlüsselwörter in Python

8.7Installationsanleitung LDraw und Studio 2.0

8.8Bauteilliste der Beispielroboter

Fußnoten. 1 Einleitung

2 Einführung in die Basiskomponenten

8 Anhang

Отрывок из книги

Alexander Schulze blickt auf eine 35-jährige Erfahrung im Umgang mit Computern und Programmierung zurück und hat sein Hobby nach dem Studium der Technischen Informatik (Berufsakademie) zum Beruf gemacht. Mit mehr als 20 Jahren Erfahrung in der Java-Programmierung arbeitet er als Senior-IT-Architekt in Projekten für Großkunden.

Seine LEGO-begeisterten Kinder haben ihn zu LEGO Mindstorms geführt und die Leidenschaft für die Programmierung von Robotern entfacht.

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