Fakultät für Informatik, Institut für Robotik Laborpraktikum I - Medizinarena Legorobotik in C EV3

Transkript

1 Fakultät für Informatik, Institut für Robotik Laborpraktikum I - Medizinarena Legorobotik in C EV3 Ute Ihme Hochschule Mannheim Ute Ihme

2 DAS LEGO MINDSTORMS System Das EV3 System Prinzip von LEGO MINDSTORMS Roboter wird gebaut mit programmierbarem LEGO Stein bis zu 4 Motoren oder Lampen bis zu 4 Sensoren LEGO TECHNIC Teile Erstellung eines Steuerprogramms am Computer Übertragen des Programms auf den Roboter Testen des Programms Hochschule Mannheim Ute Ihme März

3 DAS LEGO MINDSTORMS System Standardsensoren Berührungssensor Tastsenor Ultraschallsensor Gyrosensor Farbsensor Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

4 DAS SPIELFELD - Medizinarena Allgemeiner Aufbau Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

5 Start der Entwicklungsumgebung Starten von RobotC Startsymbol: Startbildschirm: Hochschule Mannheim Ute Ihme März

6 Start der Entwicklungsumgebung Starten von RobotC Einstellen des Platformtypes hier EV3 wählen Hochschule Mannheim Ute Ihme März

7 Start der Entwicklungsumgebung Starten von RobotC Erstellen einer neuen Datei New File wählen Hochschule Mannheim Ute Ihme März

8 Start der Entwicklungsumgebung Startbildschirm Hochschule Mannheim Ute Ihme März

9 Arbeit mit RobotC Setup der Motoren und Sensoren Hochschule Mannheim Ute Ihme März

10 Displayanzeige Hochschule Mannheim Ute Ihme März

11 Displayanzeige löschen Hochschule Mannheim Ute Ihme März

12 Pausenbefehle 1. Sleep - Befehl sleep(zeit) Zeit in ms Beispiel sleep(3000) 2. Warten auf Knopfdruck Hochschule Mannheim Ute Ihme März

13 Beispielprogramm zur Display und Pause Hochschule Mannheim Ute Ihme März

14 Beispielprogramm zur Display und Pause 1. Programm Sichern 2. Programm kompilieren 3. Programm auf Roboter laden Danach das Programm auf dem Roboter starten! Hochschule Mannheim Ute Ihme März

15 DAS LEGO MINDSTORMS System Motoren Quelle: Lego Servomotor Verfügt über integrierten Rotationssensor misst Geschwindigkeit und Abstand Leitet Ergebnisse an NXT Stein weiter Motor kann auf einen Grad genau gesteuert werden Kombinationen mehrerer Motoren möglich arbeiten ggf. mit gleicher Geschwindigkeit Hochschule Mannheim Ute Ihme März

16 Arbeit mit RobotC Setup der Motoren und Sensoren Motor und Sensor Setup wählen Hochschule Mannheim Ute Ihme März

17 Arbeit mit RobotC Setup der Motoren und Sensoren Einstellungen für die Motoren entsprechend der Roboterkonfiguration vornehmen Siehe nächste Folie Hochschule Mannheim Ute Ihme März

18 Arbeit mit RobotC Setup der Motoren und Sensoren auf Übernehmen klicken Hochschule Mannheim Ute Ihme März

19 Befehle zur Motorsteuerung Hochschule Mannheim Ute Ihme März

20 Befehle zur Motorsteuerung Hochschule Mannheim Ute Ihme März

21 Beispiel zur Motorsteuerung Der Roboter fährt - Geradeaus - Dreht sich links herum - Dreht sich rechts herum - Fährt rückwärts - Hält an. Hochschule Mannheim Ute Ihme März

22 DIE MEDIZINARENA Aufgabe 1 Rettungseinsatz beim Helikopter Start und Ende: P1 Der Notarztwagen ist zum Rettungshelikopter zu bringen. Anschließend eine lebenserhaltene Maßnahme durchzuführen. Dazu wird symbolisch der Stent ins Herz geführt. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

23 C CODE Artithmetische Operatoren Operator Beispiel Wirkung + a + b Addiert a und b - a b Subtrahiert b von a * a * b Multipliziert a und b / a / b Dividiert a durch b % a % b Liefert den Rest bei der Division a durch b Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

24 C CODE Vergleichsoperatoren Operator Beispiel Wirkung > a > b a größer als b >= a >= b a größer oder gleich b < a < b a kleiner als b <= a <= b a kleiner oder gleich b == a == b a ist gleich b!= a!= b a ist ungleich b Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

25 C CODE Logische Operatoren (Auswahl) Operator Beispiel Wirkung && a && b a und b müssen erfüllt sein a b a oder b muss erfüllt sein Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

26 Die if else Anweisung if(<<ausdruck>>){ <<Anweisung>> << Anweisung>> } else{ << Anweisung>> << Anweisung>> } Wenn der Ausdruck erfüllt ist, so werden die Anweisungen im if-block erfüllt, ansonsten die Anweisung im else-block. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

27 getbuttonpressed Anweisung Gibt zurück, ob ein bestimmter Button gedrückt wurde. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

28 C- CODE Bespiel für if else Anweisung Das Programm zeigt an, ob der Weg 1 oder der Weg 2 genommen werden soll. Der Weg 1, soll genommen werden, wenn der linke Button auf dem EV3 Stein gedrückt wurde. In allen anderen Fällen der Weg 2. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

29 DAS SPIELFELD EXPLORE MARS Aufgabe 2: Krankenbesuch Start: P1 Ende: P2 Die Mutter möchte ihr Kind im Krankenhaus besuchen. Der Roboter soll sie dorthin bringen. Wird der rechte Knopf gedrückt, so soll der Roboter den Weg 1 nehmen, in allen anderen Fällen der Weg 2. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

30 JAVA CODE Die for Schleife Eine Anweisung bzw. eine Folge von Anweisungen soll mehrfach wiederholt werden. for(<<startwert>>;<<endwert>>;<<erhöhung>>){ <<Anweisung>> <<Anweisung>> } Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

31 C CODE Bespiel für for Schleife Das Wort Hello soll in 5 Zeilen untereinander angezeigt werden. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

32 DIE MEDIZINARENA Aufgabe 3: Kind vom Skaterparc holen Start: P2 Ende: P3 Ein Kind hat sich beim Spielen im Skaterpark verletzt. Der Roboter kommt zu Hilfe, kann aber keinen geeigneten Platz zum Halten finden. Daher muss er der Skaterpark 2mal umfahren, ehe er halten kann und dem Kind helfen kann. Das Mehrfachumfahren soll mit einer for Schleife realisiert werden. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

33 DIE MEDIZINARENA Der Roboter braucht ein Update mit Sensoren! - Bitte ans Laborpersonal wenden! - Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

34 Die while Schleife 1. Unendliche while Schleife Eine Anweisung bzw. eine Folge von Anweisungen soll unendlich oft wiederholt werden. while(true) { <<Anweisung>> <<Anweisung>> } Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

35 Beispiel für unendliche while Schleife Das Wort Hello wird solange angezeigt, bis das Programm abgebrochen wird. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

36 Die while Schleife 2. Endliche while Schleife Eine Anweisung bzw. eine Folge von Anweisungen soll bis zu eine bestimmten Bedingung nicht mehr erfüllt is, wiederholt werden. while(<<bedingung>>) { <<Anweisung>> <<Anweisung>> } Beispiele für Bedingungen: i==3; pressed == true; i<=5; pressed!=false; Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

37 DAS LEGO MINDSTORMS System Berührungssensor / Tastsensor Abfrage, ob Sensor gedrückt Werte des Sensors 0: Sensor nicht gedrückt 1: Sensor gedrückt Hochschule Mannheim Ute Ihme März

38 Beispiel für endliche while Schleife Beispiel für Nutzung des Tastsensors 1. Sensor Setup durchführen Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

39 Beispiel für endliche while Schleife Beispiel für Nutzung des Tastsensors Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

40 Beispiel für endliche while Schleife Beispiel für Nutzung des Tastsensors Das Wort Hello wird solange angezeigt, bis der Tastsensor am Port S1 gedrückt wird. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

41 DIE MEDIZINARENA Aufgabe 4: Brotlieferung Start: P3 Ende: P2 Das Brot ist von der Bäkerein (P3) zum Krankenhaus (P2) zu bringen. Ihr Roboter hat ein Upgrate erhalten. Daher soll er mittels Tastsensor selbständig in P2 an der Wand halten. Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme March 4,

42 DAS LEGO MINDSTORMS System Colorsensor Verfügt über mehrere Moden, z. B. Bestimmung des Farbwertes (ColorID) Bestimmung der reflektierten Helligkeit Zur Ausleuchtung kann eine LED eingeschaltet werden Hochschule Mannheim Ute Ihme März

43 DAS LEGO MINDSTORMS System Colorsensor ColorID Mode Bestimmung der Farbe Jede Farbe hat einen Wert Werte für EV3 Colorsensor Hochschule Mannheim Ute Ihme März

44 C Code Colorsensor ColorID Mode Hochschule Mannheim Ute Ihme März

45 Beispiel: Anzeige der ColorID Colorsensor ColorID Mode Sensor Setup Hochschule Mannheim Ute Ihme März

46 Beispiel: Anzeige der ColorID Colorsensor ColorID Mode Die ColorID wird abgefragt und sofern schwarz erkannt wird, dies angezeigt. Hochschule Mannheim Ute Ihme März

47 DIE MEDIZINARENA Aufgabe 5: Navigation in Krankenhaus Mannheim University of Applied Sciences Ute Ihme Start: P2 Ende: gewürfeltes Farbfeld Der Roboter soll selbständig im Krankenhaus navigieren und Dinge zu bestimmten Stationen bzw. Behandlungszimmern brigen. Würfeln Sie im Vorfeld eine Farbe und notieren diese auf ihrem Zettel. Der Roboter soll zunächst an der Schwarzen Linie am Krankenhauseingang anhalten. Hier dürfen Sie ihn nochmals ausrichten. Danach soll er die gewürfelte Mission erfüllen. March 4,