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LEGO MINDSTORMS EDUCATION NXT

HANDBUCH

Von Frank Engeln

UNTERRICHTSPRAXIS

EINFÜHRUNG, TIPPS UND ARBEITSBLÄTTER ALS KOPIERVORLAGE

Ausgabe 2011

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Lehrerhandbuch NXT Education System Seite 2

EINFÜHRUNG

Das Handbuch ist eine aus der Praxis entstandene Konzeption zur Einführung in

das LEGO® MINDSTORMS® Education NXT System für Schüler und Lehrer. Bei

der Erstellung der Aufgaben und Beispiele wurde mit Sorgfalt vorgegangen. Trotzdem können Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden. Herausgeber

und Autor können für fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine

juristische Verantwortung noch irgendeine Haftung übernehmen.

Für Verbesserungsvorschläge und Hinweise auf Fehler ist der Herausgeber

dankbar.

Dieses Handbuch wird durch den Autor künftig ergänzt durch weiterführende

NXT- Programmierhandbücher für die Sprachen NXC, Robot C bzw. Java. Zur

Aktualisierung des vorliegenden Handbuchs finden Sie alle Neuheiten unter www.nxt-roboter.de oder www.vs-moebel.de/lego-webshop.

Frank Engeln arbeitet als Informatiklehrer in der

Haupt- und Realschule Salzbergen. Seit 2003 leitet er

eine Roboter-AG, gibt Lehrerfortbildungen zum Thema

Robotik und begleitet Schüler zu verschiedenen

Wettbewerben. Als Regionalpartner von Hands-on-

Technology (Europäischer Ausrichter der FLL) hat er

bereits einige Regionalwettbewerbe durchgeführt. Er

ist Gründer und Inhaber des Lego Mindstormsforum,

dem größten deutschsprachigem Forum zu diesem

Thema.

Der Nachdruck, auch auszugsweise, ist nur nach vorheriger Genehmigung durch

Frank Engeln gestattet. Die gewerbliche Nutzung der in diesem Produkt gezeigten Modelle und Arbeiten ist nicht zulässig.

© 2008, 2011 Frank Engeln,

Mehringer Str. 35 , 48499 Salzbergen, Germany Alle Rechte vorbehalten.

Autor: Frank Engeln

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VORWORT

LEGO Education und VS Möbel: Partnerschaft für modernes Lernen.

Wie kann man Schüler zum eigenständigen Lernen motivieren? Wie kann man Interesse

für Naturwissenschaften, Technik und

Informatik wecken und dabei gleichzeitig einen effizienten Lernerfolg sicherstellen?

LEGO Education hat faszinierende - und bereits vielfach ausgezeichnete -

Unterrichtsmaterialien entwickelt, die auf konkrete Lehrplaninhalte von Grundschulen,

Hauptschulen, Realschulen und Gymnasien in den einzelnen Bundesländern abgestimmt sind.

Durch aktives Arbeiten mit den Roboter-Baukästen NXT werden den Schülern Robotik und computergesteuerte Automatisierung ganz anschaulich und

begreifbar gemacht. Die Materialen sind eingebunden in moderne didaktische

Konzepte. Der Vorteil: Kinder lernen aktiv, in Gruppen und selbstgesteuert. Praxiszusammenhänge werden begreifbar, da Sie mit der konkreten

Erfahrungswelt der Schüler verknüpft sind.

Mit dem vorliegenden Handbuch von Frank Engeln wird eine Lücke

geschlossen: Der erfahrene NXT-Anwender und Pädagoge beschreibt ausführlich alles Wissenswertes, damit Lehrkräfte mit den Roboter-Baukästen einen

handlungsaktiven, modernen und - für alle Beteiligten - spannenden Unterricht

vorbereiten können. Mitgeliefert werden weitreichende für den Aufbau von konkreten Unterrichtseinheiten (Arbeitsblätter, Kopiervorlagen etc.).

Durch die Partnerschaft von LEGO Education und VS Möbel (VS), dem führenden Schulmöbelproduzenten,

können die Unterrichtsmaterialien noch besser in den Schulalltag integriert

werden. VS hat verschiedene mobile

Möbel entwickelt, in denen die Schüler-Arbeitssets optimal aufbewahrt und bequem transportiert werden können.

Darüber hinaus bietet VS eine mit einem Stauraummöbel kombinierte

Aktionsfläche, ideal für projektorientiertes Arbeiten in

Teams.

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INHALT

VORWORT ................................................................................. 3

Was ist der NXT? ..................................................................... 6

Zubehör ................................................................................... 9

Inhalt des NXT Education Sets 9797 ............................................. 9

Inhalt des NXT Ergänzungssets 9695 ........................................... 12

LEGO MINDSTORMS Education NXT Software ............................... 13

ROBOLAB 2.9 ........................................................................... 14

Microsoft Robotics Development Studio (MSRDS) 2008 R3 .............. 16

LabVIEW Buch für LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 ............................ 18

nxtRICeditV2 ............................................................................ 20

Liste der verfügbaren Programmiersprachen ................................. 23

Der RCX – Sensoren des Vorgängers nutzen! ................................ 24

Die Sensoren des NXT ............................................................... 26

Energie-Add-On ..................................................................... 33

Speichererweiterung für den NXT ................................................ 36

Alternative Solarmodule ............................................................. 37

GPS für den NXT ....................................................................... 38

DCP Sensoren für den RCX ......................................................... 38

Der NXT in der Schule - Einsatzmöglichkeiten ........................ 39

Unterrichtsbeispiele Chemie ....................................................... 39

Unterrichtsbeispiele Physik ......................................................... 41

Unterrichtsbeispiele Biologie ....................................................... 42

NXT Roboter-Projekt-Ideen für den Schulunterricht ........................ 43

Ideenliste/Projekte für den Bau von Robotern (z.B. AG) ................. 45

Linkliste selbstgebauter Sensoren ................................................ 46

Sprachsteuerung von NXT Robotern mit DialogOS ......................... 49

Android-App steuert Lego-Roboter ............................................... 51

RWTH - Mindstorms NXT Toolbox für MATLAB ............................... 52

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Tetrix .................................................................................... 53

Der NXT im Informatikunterricht ................................................ 55

Thema "Robotik" ...................................................................... 57

Programmentwicklung .............................................................. 65

Die Software NXT-G 2.1 ......................................................... 69

Unterschiede zur Software NXT-G 2.0 ......................................... 70

Bluetooth ................................................................................ 74

Die ersten Programme .............................................................. 75

Sounds und Klänge ................................................................... 79

Motoren .................................................................................. 81

Sensoren ................................................................................ 88

Schleifen ................................................................................. 99

Multitasking / Variablen ............................................................ 100

FAQ ....................................................................................... 104

Messwerterfassung .............................................................. 109

Robotik - Siegeszug der künstlichen Intelligenz ........................... 117

Roboter – Feind oder Freund? ................................................... 118

Künstliche Intelligenz im Dienste des Menschen ........................... 121

Lösungen ............................................................................... 123

Lego Designer 4.0 ................................................................... 126

Roboter Beispiel – Soccer - Robocup ................................... 127

Wie organisiere ich ein Roboter-Team? ....................................... 132

Sponsoren oder Gelder "finden" ................................................ 133

Rätsel ........................................................................................... 140

Kreuzworträtsel ...................................................................... 155

Oft gestellte Fragen (FAQ) ........................................................ 157

Nützliches .............................................................................. 165

Links ..................................................................................... 166

Roboterwettbewerbe/Glossar .................................................... 167

Fachbegriffe einfach erklärt ...................................................... 168

Literatur - Auswahl ............... Fehler! Textmarke nicht definiert.

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WAS IST DER NXT?

Der "Mindstorms NXT" ist eine weitgehende Neuentwicklung der Lego-Abteilung

"Global Innovation & Marketing" und zum populären Vorgängermodell RCX

weitgehend inkompatibel. Im seinem Inneren werkelt nun ein 32bit Arm7-Prozessor (RCX: 8bit Hitachi H8) mit 256 kb Flash-Speicher (statt 32 kb RAM

beim RCX).

Somit bleiben Firmware und Programme nun auch dann im Speicher, wenn die sechs Mignon-Batterien erschöpft sind. Statt einer Infrarot-Schnittstelle zum

Überspielen von Firmware und Programmen setzt der NXT auf USB und Bluetooth. Die Firmware wird von Lego voraussichtlich als Open Source ins Netz

gestellt, alle Treiber und Schnittstellenprotokolle sollen veröffentlicht werden. Die

Firmware lässt sich wie beim RCX durch fremde Betriebssoftware ersetzen. Die Firmware wird von Lego voraussichtlich als Open Source ins Netz gestellt,

alle Treiber und Schnittstellenprotokolle sollen veröffentlicht werden. Die Firmware lässt sich wie beim RCX durch fremde Betriebssoftware ersetzen.

DIE FUNKTIONEN DES NXT-BAUSTEINS IM ÜBERBLICK:

Motoren Ausgänge A/B/C USB-Anschluss

Bluetooth Level

Menüsymbole

Wahltasten

Name des Bausteins

(frei wählbar über die Software)

Ladezustand

Programmname

Programmzustand

EIN/Eingabe

Zurück

Sensoren Eingänge 1/2/3/4

Mit Hilfe eines graphischen Menüs und vier Navigationstasten können verschiedene Funktionen manuell abgerufen werden. Sechs Hauptmenüs

(My Files, NXT Program, View, Bluetooth, Settings und Try me) mit weiteren Unterfunktionen stehen zum Testen der kompletten Hardware und Ändern von

Einstellungen zur Verfügung.

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WELCHE SYSTEMEIGENSCHAFTEN HAT

DER INTELLIGENTE NXT-BAUSTEIN?

Der NXT-Stein hat

einen 32-bit-Mikroprozessor ein größeres Display,

4 Eingänge,

3 Ausgänge, Piezo- Lautsprecher

und ist USB-und Bluetooth-kompatibel.

Er enthält ebenfalls (nur in der Education Version LEGO 9797)

1 wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Akku mit einer Netzanschlussbuchse.

WAS KANN AM NXT ANGESCHLOSSEN WERDEN?

Direkt anschließbar sind bis zu drei Motoren, die mit dem NXT neu entwickelt

wurden. Sie enthalten bereits ein starkes Getriebe und sind damit in der Regel

ohne externe Untersetzungen verwendbar. Überdies befindet sich in jedem Motor ein Rotationssensor mit der Genauigkeit von einem Winkelgrad, so dass

Bewegungen präzise zu steuern sind.

Zusätzlich können bis zu vier Sensoren an den NXT angeschlossen werden.

Mitgeliefert werden Sound-, Touch-, Ultraschall- und Lichtsensor. Der vierte

Sensor-Port hat überdies besondere Fähigkeiten und kann im Prinzip zur Ansteuerung von weiteren Motoren und Sensoren benutzt werden. Lego wird

dies allerdings nicht selbst nutzen, sondern vertraut auf Entwickler-Talente aus der Community.

Bei den Anschlüssen verabschiedet sich Lego vom analogen, zweiadrigen Kabelsystem, das bislang mit speziellen Kontakt-Bricks Sensoren und RCX

verbindet. Stattdessen gibt es nun digitale Verbindungen über ein proprietäres

Westernstecker-System. Nach Angaben von Chefentwickler Søren Lund soll damit verhindert werden, dass Kinder Sensoren oder den NXT mit der

Telefondose verbinden.

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DER NXT MIT ALLEN SENSOREN

Anfang 2006 präsentierte LEGO auf der Consumer Electronics Show ein neues

Mindstorms-System namens NXT. Die Hauptmerkmale sind ein 32-Bit-ARM-

Prozessor und die neuen Geräusch- und Ultraschallsensoren. Außerdem lässt sich ein Roboter dann auch mit dem Handy oder Computer per Bluetooth fernsteuern.

Des Weiteren ist es möglich, ein Handy als Kamerasensor zu nutzen. Die hierzu

erforderliche Software kann von der LEGO Mindstorms Webseite herunter geladen werden. Dokumentationen, Software-Developer-Kits und die Quellcodes

der Firmware (seit Dezember 2006) sind dort ebenfalls zu finden.

DAS MINDSTORMS NXT CONSUMER SET

Das Consumer- oder auch Spielwarenset ist seit Oktober 2006 in Deutschland als

Version 1.0 (8527) erhältlich; seit 2009 als Version 2.0 mit der Bezeichnung

8547.

Das LEGO Mindstorms NXT-Consumer/Spielwaren-Set enthält:

einen programmierbaren NXT Stein mit 32-Bit-Mikroprozessor, Real-Sound-Lautsprecher, Bluetooth- und USB-Anschluss, vier Sensor- und drei

Motoranschlüsse, drei Servomotoren mit eingebauten Rotationssensoren, Genauigkeit 1°

Geräuschsensor (nur bei V1.0)

Ultraschallsensor Tastsensor oder auch Druckkontaktsensor (1x bei V1.0, 2x bei V2.0)

Lichtsensor (nur bei V1.0)

RGB Farb- und Lichtsensor (nur bei V2.0) sieben 6-Draht Anschlusskabel

519 LEGO Technic Elemente Bauanleitungen

Test/Kalibrierungsunterlage

grafisches Software-Interface für PC und Mac

Die mitgelieferte Programmierumgebung NXT-G v1.5 wurde in Zusammenarbeit

mit National Instruments entwickelt und basiert auf der graphischen Programmiersprache LabVIEW.

(Diese Softwareversion enthält einige Einschränkungen im Vergleich zur NXT-Education-Version 2000080 - Weitere Unterschiede zu den Lego Education

Produkten - wie den 9797 - siehe unten.)

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HARDWARE-SPEZIFIKATIONEN DES NXT STEINS:

Atmel®-32-bit-ARM®-Prozessor, AT91SAM7S256; 256 KB FLASH-RAM, 64

KB RAM, 48 MHz

Co-processor: Atmel® 8-bit AVR, ATmega48; 4 KB FLASH-RAM, 512 Byte RAM, 8 MHz

Bluetooth: CSR BlueCoreTM 4 v2.0 +EDR; unterstützt das Serial-Port-

Profile (SPP), 26 MHz USB-2.0-Anschluss, 12 Mbit/s

ein Eingang kann als High-Speed-Port, entsprechend IEC 61158 Type 4/EN 50170, genutzt werden

Punktmatrix LC-Anzeige; 100 x 64 Pixel, Abmessungen: 26 X 40.6 mm

Soundausgabe mit 8-Bit-Auflösung und einer Samplingrate von 2..16 KHz

ZUBEHÖR

Alle Sensoren und der NXT Stein selber sind auch einzeln erhältlich, sowie

weiteres wichtiges Zubehör:

9693 LiIonen-Akku, 2100 mAh; Trafo 8887 10V DC

Set 8529 enthält 7 NXT Verbindungskabel; 1x 20 cm, 4x 35 cm, 2x 50 cm Set 8528 enthält drei Adapterkabel für RCX Motoren und Sensoren

Inzwischen gibt es auch den Farb-, Beschleunigungs- und Kompasssensor und weitere kompatible Sensoren

Über Adapter können u.a. die Sensoren von Vernier und DCP

angeschlossen werden Alternative Programmiersprachen und Entwicklungsumgebungen sind z.B.

o NBC (Next Byte Code) ist eine Sprache mit Assembler ähnlicher

Syntax o BricxCC (BricxCC Command Center), eine Entwicklungsumgebung,

die das Arbeiten mit NBC erleichtert, Robot C oder LabView o weitere Programmiersprachen siehe Liste im Anhang

INHALT DES NXT EDUCATION SETS 9797

LEGO MINDSTORMS Education NXT enthält:

1x wiederaufladbarer Akku 2100 mAh

1x intelligenten NXT Stein mit leistungsstarkem 32-bit Mikroprozessor, mehr Speicherkraft und Flash

3x interaktive Servomotoren mit eingebauten Rotationssensoren, welche für

präzise Bewegungen sorgen 1x Geräuschsensor

1x Ultraschallsensor, der Entfernung und Bewegungen erfasst und Objekte findet

2x Tastsensoren, der auf Berührung oder Freigabe reagiert

1x Lichtsensor, der verschiedene Farben und Licht-Stärkegrade identifizieren kann

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1x USB Datenkabel

3x Lampen 3x Adapterkabel für Motoren/Sensoren des LEGO MINDSTORMS RCX-Systems

1x stabile Kunststoff-Aufbewahrungsbox mit 2 Sortiermagazinen und Sortierübersichten

Insgesamt 437 LEGO TECHNIC® Elemente für einfaches, stabiles Bauen mit

verbesserter Funktionalität und Bewegungsvermögen. 4x Eingangs- und 3x Ausgangsanschlüsse und 7x 6-Draht Kabel

Matrix Anzeige

Real-Sound-Lautsprecher USB 2.0 und ist kompatibel mit Bluetooth

PC und Mac kompatibles, benutzerfreundliches Software Interface

NXT-Software und der Bluetooth-Dongle sind nicht im Set enthalten. Der

Transformator zum Laden des Akkus im eingebauten Zustand ist ebenso separat zu bestellen.

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AUSSTATTUNGSUNTERSCHIEDE zwischen dem (9797) LEGO

MINDSTORMS Education NXT Basis Set und dem NXT Consumer Set

(8547) Set.

Beide Sets sind bei VS (http://www.vs-moebel.de/lego-webshop) erhältlich.

8547 LEGO MINDSTORMS NXT

Consumer Set

9797 LEGO MINDSTORMS Education

NXT Basis Set

Allgemein Einfache Verpackung /

Karton

Stabile

Aufbewahrungsbox mit Sortiermöglichkeit

NXT Stein 1 1

Motoren 3 3

Lichtsensor 0 1

Tastsensor 2 2

Geräuschsensor 0 1

Ultraschallsensor 1 1

Farbsensor 1 0

Lämpchen 0 3

Verbindungskabel 7 7

Stromversorgung 6 Mignon Batterien (nicht enthalten)

Wiederaufladbares Akkumodul 2100mAh

(ohne Ladegerät)

USB Kabel 1 1

Adapterkabel für NXT-

RCX Sensoren/Motoren

Verbindung

0 3

Software Enthalten Nicht enthalten

Teile insgesamt 612 437

Zielgruppe Endverbraucher Schulen,

Bildungseinrichtungen

http://www.vs-moebel.de/lego-webshop

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LEGO 9695: ERGÄNZUNGSSET NXT 2.0

Nachfolgekasten des 9648.

Das Set enthält viele spezielle Bauteile wie Riemen, Verbindungselemente, Schneckengetriebe, Bauelemente, Balken, Winkel, Achs- und

Verbindungselemente. Ideale Ergänzung zum NXT Basisset 9797

insbesondere für Robotik-Wettbewerbe.

Beispiele sind: Großer Kettenräder Geländewagen, Fliessband

Farbsortierer, Roboterarm. Humanoid, Skorpion mit Greifern, Intelligentes

Fahrzeug mit Steuerrad und Differenzial.

Das Set wird einer stabilen Box mit Deckel und Sortiermagazinen geliefert.

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LEGO MINDSTORMS EDUCATION NXT SOFTWARE

Die Lego-Mindstorms-NXT-Software 2000080 Version 2.1 ist in sieben

verschiedenen Sprachen verfügbar, darunter englisch und deutsch (de, en, fr, it,

nl, es, pt). Eine wesentliche Neuerung der Version 2.1: der Lego Mindstorms NXT-Roboter ist damit offiziell kompatibel zu Windows 7 (32- und 64-Bit-

Version) und auch Windows Vista. Außerdem läuft die NXT-Software 2.1 auch auf

Macs mit Intel-Prozessoren.

Neuerungen in der Version 2.0/2.1

Data Logging/Datenerfassung ab V2.0. Hierdurch können Daten und Messreihen

in den Rechner gesammelt, analysiert und grafisch verarbeitet werden (u.a. in Excel). Neu ist z.B. die Schnittstelle zum Temperatursensor 9749.

Dadurch wird der NXT ein ideales Instrument zur Messdatenerfassung.

Ab der Version 2.1 kann auch der RGB Farb- und Lichtsensor 9694 angesprochen werden. Eine weitere Neuerung ist die Verbindung zum Energie-Add-On 9688

(mit dem Energie-Display LEGO 9668).

Die Education-Version der NXT-Software bietet zudem die Möglichkeit über den

NXT bereits vorhandene Motoren und Sensoren der älteren RCX-Generation zu verwenden und zu programmieren. Darüber hinaus können auch Lampen (12 V)

angesteuert werden.

Die Software gilt als Einzellizenz. (Für den uneingeschränkter Einsatz in Schulen

empfiehlt sich zusätzlich die Anschaffung der Standort-, bzw. Schullizenz 2000078 - ab 5 Robotern ist diese kostengünstiger als die Einzellizenzen.)

Systemvoraussetzungen:

Windows Intel® Pentium® Processor, mindestens 800 MHz, ab Windows XP Professional oder Home Edition mit Service Pack 2, mindestens 256MB RAM,

bis zu 300MB Speicherplatz auf der Festplatte verfügbar, XGA Display

(1024x768), USB-Port, CD-ROM Laufwerk, Bluetooth Adapter (optional)

Macintosh PowerPC® G3, G4, G5 Processor, mindestens 600 MHz, ab Apple MacOS X v. 10.3.9, mindestens 256MB RAM, bis zu 300MB Speicherplatz auf

der Festplatte verfügbar, XGA Display (1024x768), USB-Port, CD-ROM

Laufwerk, Bluetooth Adapter (optional)

Lego 9797

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ROBOLAB 2.9

ROBOLAB 2.9 ist neueste und abschließende Version der vielfach bewährten und

prämierten ROBOLAB Reihe und richtet sich vor allem an erfahrene LEGO

MINDSTORMS Anwender, um den Umstieg vom RCX auf das NXT System zu erleichtern.

ROBOLAB Software 2.9 ist eine Hybridversion, mit der die Nutzer sowohl den RCX, als auch den neuen NXT Stein programmieren können. Neben der

Kompatibilität zu RCX und NXT beinhaltet die neue ROBOLAB Software 2.9 eine neue RCX Firmware, die dem Nutzer schnellere Abläufe, zusätzliche

Motorgeschwindigkeiten, Gleitkomma-Funktionen, verbesserte Fehlersuche und

Programmfunktionen, sowie weitere neue Eigenschaften bietet.

Währenddessen können ROBOLAB Anwender, die in die neue NXT Technologie

einsteigen möchten, eine Ihnen vertraute Programmierumgebung nutzen, um Programme für den NXT zu erstellen. Von der einfachen PILOT Umgebung bis hin

zur anspruchsvollen Programmierung im INVENTOR und Messwerterfassung. ROBOLAB 2.9 unterstützt die serielle und die USB-Schnittstelle zur

Programmierung des RCX. Der NXT kann über USB-Kabel mit ROBOLAB 2.9

programmiert werden.

ACHTUNG: Die ROBOLAB Software 2.9 verfügt nur in den Ebenen PILOT und

INVESTIGATOR über deutsche Benutzeroberflächen. Die Ebene INVENTOR ist nur in Englisch verfügbar

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SYSTEMVORAUSSETZUNGEN:

ROBOLAB 2.9 läuft auf Windows 2000 und neueren Plattformen, jedoch bleibt die NXT Unterstützung auf Windows XP beschränkt. Macintosh OS9 wird nicht von

ROBOLAB 2.9 unterstützt. ROBOLAB unterstützt nicht die Bluetooth-

Kommunikation mit dem NXT Stein. Bei Nutzung von ROBOLAB mit dem RCX:

Microsoft Windows:

133MHZ Prozessor Windows 2000/XP

250 MB freier Festplattenspeicher Serielle oder USB-Schnittstelle

256 MB RAM

Apple Macintosh 166 MHz Mac-Prozessor

ab OS X 300MB freier Festplattenspeicher

USB Schnittstelle

128 MB RAM

Bsp. Robolab 2.9

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MICROSOFT ROBOTICS DEVELOPMENT STUDIO (MSRDS) 2008 R3

Seit November 2008 zum Download kostenlos erhältlich:

Seit Jahren arbeitete Microsoft an einer Entwicklungsumgebung, mit deren Hilfe

sich Applikationen für Roboter erstellen lassen. Grundsätzlich basiert die neue Version aber auf den vorherigen Veröffentlichungen. Der per Drag & Drop

zusammengeklickte Steuercode soll nun auf einfache Weise die Definition und

Konfiguration von verteilten Anwendungen ermöglichen, sofern vernetzte Geräte verwendet werden. Die Visual Simulation Environment (VSE) wurde um eine

Funktion erweitert, mit der sich Simulationen aufzeichnen und erneut abspielen

lassen.

Robotics Developer Studio 2008 soll sowohl mit Microsoft Visual Studio 2005 als auch 2008 zusammenarbeiten. Das Paket ist in drei verschiedenen Lizenzen zu

bekommen: Die kommerzielle Standardausgabe kostet 500 US-Dollar,

Volumenlizenzen soll es ab Februar kommenden Jahres geben. Die "Express Edition" richtet sich an Hobby-Robotiker und Gelegenheitsnutzer und ist

kostenlos verfügbar. Die akademische Lizenz erlaubt im Gegensatz zur Express Edition die unbeschränkte Weitergabe der mitgelieferten Laufzeitumgebungen für Nebenläufigkeit und Koordination (Concurrency and Coordination Runtime, CCR)

sowie für verteilte Software-Services (Decentralized Software Services, DSS).

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RoboCup

Ein denkbares Einsatzgebiet für das Microsoft RDS wären Workshops für junge

Robotik-Interessenten im Rahmen des RoboCup. "Kinder sind an sich keine großen Nutzer von Simulationen", meint Hofmann speziell in Hinblick auf die

Zehn- bis 14-Jährigen. Für diese Altersgruppe wird auf die Lego-Roboter "Mindstorms NXT" gesetzt. "Die Jungen brauchen einfach etwas Greifbares, das

sich bewegt und wo sich wirklich etwas tut", erklärt der Wissenschaftler

gegenüber pressetext. Bei den Jugendlichen von 15 bis 18 Jahren dagegen wäre auch die Arbeit mit Simulatoren von Vorteil, so Hofmann. Genau dafür könnte

das Microsoft RDS 2008 geeignet sein. Die Plattform bietet grundsätzlich eine Unterstützung für Mindstorms-NXT-Roboter, doch bleibt zu klären, ob diese auch den Anforderungen genügt. (pte) www.microsoft.com

Daten:

Sprache: Englisch Betriebssysteme: Windows XP, 2003, Vista

Benötigte Laufzeitumgebung: .NET

Downloadgröße: Microsoft Robotics Developer Studio 2008 Express Edition.exe = 353.9 MB

(Offline Installation)

Download Link: http://msdn.microsoft.com/de-de/robotics/default(en-us).aspx

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LABVIEW BUCH FÜR LEGO MINDSTORMS NXT 2.0

Um mit dem LEGO MINDSTORMS NXT die genialsten

Roboter zu bauen, braucht man nur zwei Dinge: Gute

Ideen – und das Handwerkszeug, sie umzusetzen.

An guten Ideen wird es nicht mangeln – das

Handwerkszeug steckt hier drin:

Mit der professionellen, intuitiv bedienbaren graphischen

Programmiersprache LabVIEW von National Instruments,

die auch hinter der mitgelieferten LEGO MINDSTORMS

NXT-G-Software steht, führt dieses Buch sowohl

Neueinsteiger als auch fortgeschrittene Anwender

anhand von über 100 praktisch relevanten Beispielen

von den Grundlagen der Programmierung bis hin zum professionellen Einsatz des

NXT in den wichtigsten Bereichen der Robotik und vermittelt ihnen die Fähigkeit,

eigene Projekte beliebiger Komplexität zu realisieren.

Die Software und das Buch erscheinen voraussichtlich im April 2011 im Carl

Hanser Fachbuchverlag Leipzig (ISBN 978-3-446-41764-9). Umfang von ca.

400 Seiten, in Farbe, mit CD oder DVD (LabVIEW Studentenversion 8.6;

LabVIEW Toolkit for LEGO MINDSTORMS NXT 2.0; alle Beispielprogramme; evtl.

auch alle Bauanleitungen). Interseite mit weiteren Beispielen,

Projektanregungen, Hilfestellungen, VI-Bibliotheken, Linksammlung, etc. wird

vor Veröffentlichung online gestellt. Zielgruppe: Privatpersonen; Lehrende und

Lernende in Bildungseinrichtungen wie Schulen, Berufsschulen, Fachschulen,

Universitäten, Workshops; Wettbewerbsteilnehmer...

LABVIEW-TOOLKIT FÜR LEGO MINDSTORM NXT 2.0

Programmieren und steuern Sie Ihr NXT-Gerät mit LabVIEW.

Erhalten Sie vom NXT-Gerät Updates in Echtzeit über LabVIEW-Frontpanel.

Erstellen Sie native Blöcke für LEGO-MINDSTORMS-NXT-Software.

Hinweis zur Kompatibilität: Sie müssen eine der nachfolgend aufgelisteten LabVIEW-Versionen installiert haben, um das Toolkit benutzen zu können:

Für Windows: LabVIEW 7.1.x, 8.0, 8.2, 8.5.x, 8.6.x Für Mac OS: LabVIEW 7.1, 8.0, 8.2, 8.5

LabVIEW-Toolkit für die Versionen LabVIEW 2009 und LabVIEW 2010

Sollten Sie keine der erwähnten Versionen installiert haben, haben Sie die

Möglichkeit, eine Evaluierungsversion anzufordern.

Das Toolkit kann hier heruntergeladen werden:

http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/10631

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LABVIEW EDUCATION EDITION

LabVIEW Education Edition

Entwickelt in Zusammenarbeit mit der Tufts University und von Lehrern getestet,

bietet die grafische Programmierung neue Technologien für die technische

Ausbildung an weiterführenden Schulen. Diese Version unterstützt Lehrende

dabei, projektbasiertes, praxisnahes Lernen in den Fächern Mathematik,

Informatik, Naturwissenschaften und Technik (MINT) umzusetzen. Die neue

Version kann problemlos mit Hardwareplattformen für Ausbildung und Lehre wie

LEGO® MINDSTORMS® Education NXT, Vernier SensorDAQ, Go-Link und

TETRIX™ (einem Roboterbausystem aus Aluminium von Pitsco) eingesetzt

werden.

NEUE FUNKTIONEN IN LABVIEW 2010

NI LabVIEW 2010 umfasst einen verbesserten Backend-Compiler, der

optimierten Maschinencode erzeugt und somit die Ausführungsgeschwindigkeit der Anwendung um 20 Prozent steigert. LabVIEW 2010 wurde unter

Berücksichtigung von Anwenderfeedback entwickelt und bietet eine weiter

verbesserte Softwareinstallation, eine webbasierte Hardwarekonfiguration sowie

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eine anwendungsweite Suchfunktion. Zudem besteht die Möglichkeit, über die

Plattform NI Idea Exchange direkte Rückmeldungen an die Entwickler zu geben, um die Programmierumgebung weiterhin zu verbessern.

Mit der aktuellen LabVIEW-Version haben Sie die Möglichkeit, Timing-Funktionen inhärent in G zu integrieren sowie die Synchronisation mit G zu steuern. Die

Nanosekunden-Engine, die den Timing-Mechanismen von LabVIEW zugrunde liegt, kann nun auch mit Standards wie IEEE 1588 synchronisiert werden. Mit

LabVIEW 2010 können Sie sowohl als Einsteiger als auch als Anwender mit

langjähriger Erfahrung Ihre Produktivität steigern.

www.ni.com

NXTRICEDITV2

Das LEGO MINDSTORMS NXT System wird mit der NXT-G Software ausgeliefert.

Bestandteil dieses grafischen Entwicklungspaketes ist unter anderem auch eine

Reihe von RIC-Dateien, die unterschiedliche Grafiken enthalten, die für die Ausgabe am NXT-Bildschirm verwendet werden können. Daher werden diese

RIC-Dateien in der Regel als normale Grafikdateien wie z.B. JPEG, BMP oder GIF-Dateien angesehen. Was die wenigsten wissen, ist das versteckte Potential,

welches sich in den RIC-Dateien verbirgt. RIC-Dateien können nicht nur einfach

Bilder beinhalten, sondern auch abstrakte Grafikanweisungen wie z.B. Linien, Rechteck, Numerische Ausgaben oder sogar Umrechnungsfunktionen für

übergebene Parameterwerte.

Mit NXT-G kann dieses Potential leider noch nicht genutzt werden, da bei der

Verwendung von RIC-Dateien dort keine zusätzlichen Parameter mitgegeben werden können. Mit NBC/NXC steht jedoch eine textuelle Programmiersprache

zur Verfügung, die die im NXT bereits vorhandenen Systemaufrufe hier

vollständig unterstützen. Daher können erweiterte RIC-Dateien, die mit nxtRICeditV2 erstellt wurden, auch nur mit den

Programmiersprachen/Entwicklungsumgebungen für den NXT verwendet werden, die eine Parameterübergabe beim Aufruf der RIC-Files unterstützen!

Man mag auf den ersten Blick die Vorteile bei der Verwendung aller RIC-Elemente noch nicht erkennen, aber diese Wissenslücke wird auf den folgenden Seiten und mit Hilfe von nxtRICeditV2 geschlossen.

Die erste Version von nxtRICedit beschränkte sich noch auf nur drei der neun

möglichen RIC-Elemente, die notwendig waren, um eine einfache RIC-Datei für die Ausgabe einer Grafik auf dem NXT Display zu erstellen.

Version 2 der Software kann nun beliebige Folgen von Elementen für komplexere RIC-Dateien erstellen:

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Außerdem enthält die neue Version von nxtRICedit auch noch einige Neuerungen, die in der alten Version noch nicht vorhanden waren:

Unterstützung aller neun RIC-Elemente

Beliebige Anordnung der RIC-Elemente innerhalb der RIC-Datei Beliebig viele RIC-Elemente innerhalb einer Datei

Direkte Adressierung von Übergabeparameter

Indirekte Adressierung über VarMap-Elemente Monochrome Bitmaps in Sprites von bis zu 1024 x 512 Bildpunkten

Mehrere Bitmaps in einer RIC-Datei Mischen von RIC-Dateien

Speichern und Laden von Parameterlisten zur Designzeit

Import von Datenpaaren für VarMap Definition Import von Grafikdateien für die Erstellung von Sprite-Elementen

Zusätzliche Werkzeuge für die Bearbeitung von Sprite-Elementen

Import und Export von RicScript Dateien

Zusätzlich enthält die neue Version von nxtRICedit ein weiteres Feature, mit dem die Anzeige des RIC-Files auf dem PC simuliert werden kann:

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Herausgeber und Autor: Andreas Dreier

Weiter Informationen, Downloads und Beispiele unter:

http://ric.dreier-privat.de/Docu/index.htm

RIC-Beispiel: Neuer Zeichensatz Das nächste Beispiel zeigt die mögliche Realisierung eines Wunsches, der schon

mehrfach geäußert wurde: Einen neuen Zeichensatz für den NXT. Egal ob er nun größer oder kleiner als der im NXT verfügbare Zeichensatz mit seiner 6x8 Matrix

sein soll - mit der richtigen RIC-Datei und ein paar Zeilen Programmcode kann

auch dieser Wunsch realisiert werden.

Am Anfang steht die Frage, wie groß die Buchstaben des neuen Zeichensatzes

sein sollen. Für unser Beispiel verwenden wir 10 x 10 Punkte großes Raster, welches für die bessere Erkennbarkeit der Buchstaben links und unten einen

Abgrenzungsstrich enthält:

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LISTE DER VERFÜGBAREN PROGRAMMIERSPRACHEN

Software Sprache NXT

benötigte

Firmware

Steuerung

über Windows Mac

OSX Linux

LEGO NXT Mobile

Application

Simple RC

Standard Phone or PDA

- - -

BT RC NXT-G Program

läuft auf NXT

Anderen

NXT

- - -

Simple BT

Remote

Simple

RC

Standard Desktop Ja Nein Nein

RobotC Simple RC

Standard Desktop Ja Noch nicht

Nein

BricxCC Simple RC

Standard Desktop Ja Nein

OnBrick PDA Grafisch Standard PDA - - -

OnBrick PC Grafisch Standard Desktop Ja Nein Nein

NXT Director Simple RC

Standard Palm PDA - - -

RoboDNA Simple

RC

Standard Desktop Ja

MS Robotics

Studio

.NET Standard Desktop Ja

NI LabVIEW Toolkit

Grafisch (LabVIE

W G)

Standard Desktop Ja Ja

RoboLab Grafisch Standard Desktop Ja Ja

iCommand Java Standard Desktop oder PDA

Ja Ja

LEGO::NXT Perl Standard Desktop Ja Ja Ja

nxt-Ruby Ruby Standard Desktop Ja Ja Ja

NXT# C# Standard Desktop Ja

Mindsqualls C# Standard Desktop Ja

NXT Python Python Standard Desktop Ja

My Robot Me Grafisch? Standard Desktop Ja Nein Nein

Die unterstützten Programmiersprachen sind vielfältig, u.a. sind dabei Ruby,

Perl, Python, C# und Java. Letzteres ist Grundlage von ICOMMAND, einem Subprojekt von leJOS. leJOS ist ein Projekt, das schon beim Vorgängermodell,

dem RCX, sehr beliebt war. Es ist eines der wenigen Projekte, die sowohl unter

Windows, Linux und MacOS X laufen. Die beiden anderen momentan aktiven Projekte sind LEGO:NXT, eine in Perl geschriebene API, sowie NXT-RUBY,

welches - wie der Name schon sagt - in Ruby geschrieben ist.

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DER RCX – SENSOREN DES VORGÄNGERS NUTZEN!

Der RCX hat einige Sensoren, die zum Teil sehr günstig zu bekommen sind.

Angeschlossen werden diese über das mitgelieferte Adapterkabel in dem NXT

Education Set.

ROTATIONSSENSOR

Der Rotationssensor misst die Umdrehungen einer Achse die durch ihn verläuft. Der Rotationssensor misst in Schritten von sechzehntel Umdrehungen, d.h. nach

einer vollen Umdrehung hat er den Wert 16. Das Gerät erfasst sowohl links- wie Rechtsdrehungen, wobei eine Richtung den Sensorwert erhöht und die andere

ihn verringert. Auch negative Werte können auftreten. Der Sensor erlaubt eine

relativ präzise Steuerung des Motors, da er direkt an die Motorachse angeschlossen werden kann.

TEMPERATUR SENSOR

Der Temperatursensor kann Temperaturen von -20°C bis +70°C messen und sie als C° oder F° ausgeben. Die Spitze kann man auch in Flüssigkeiten tauchen.

LICHTSENSOR

Der Lichtsensor besteht aus einer roten LED und einem Fototransistor. Die benötigte Betriebsspannung dieses Sensors wird vom RCX geliefert. Sein Messbereich liegt zwischen 0,6 und 760 Lux. Allerdings wird der Lichtsensor

meistens im Prozentmodus verwendet, so dass er Werte von 0 bis 100 Prozent liefert, Werte zwischen 35 und

65 Prozent sind geläufig. Da der Lichtsensor seine eigene Lichtquelle enthält, besteht die Möglichkeit, das von einer nahe gelegenen Oberfläche reflektierte

Licht zu messen, so dass der Sensor verschiedene Farben unterscheiden kann.

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BERÜHRUNGSSENSOR

Dieser passive Sensor ist einfach ein normalerweise geöffneter Schalter, der in einen Baustein 2x4 eingebaut wurde.

BERÜHRUNGSSENSOR II

Eingeführt mit dem Barcode Truck, ist dieser Sensor in der Funktion dem ursprünglichen Dacta-Drucksensor ähnlich, davon abgesehen, dass er in einem

2x3 Baustein eingebaut ist und eine externe Leitung benötigt. (#9757)

Das Vorgängermodell: Der RCX-Baustein hier als Lego-Kara-Roboter.

LegoKara ist ein Roboter, der auf dem Lego Mindstorms Set basiert. LegoKara wird in der Umgebung von Kara programmiert. LegoKara ermöglicht es

Schülerinnen und Schülern, ihre Karaprogramm an einem physischen Roboter zu testen. Aus der virtuellen Bewegung von Kara am Bildschirm wird eine Bewegung

des LegoKara durch das Schulzimmer.

http://www.swisseduc.ch

http://www.mindstorms.com/

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DIE SENSOREN DES NXT

Der NXT verfügt über eine Vielzahl von Sensoren. Hier einige Beispiele:

Quelle: http://www.vs-moebel.de

Berührungssensor NXT

Der NXT Berührungssensor nimmt Widerstände

wahr und kann den Roboter dazu veranlassen bestimmte Aktionen auszuführen. Er reagiert

sowohl auf Be- als auch auf Entlastung.

Lichtsensor NXT

Der weiterentwickelte NXT Lichtsensor

ermöglicht es dem Roboter zwischen hell und dunkel zu unterscheiden und die Lichtintensität

auf farbigen Oberflächen zu messen.

Geräuschsensor NXT

Der NXT Geräuschsensor misst den

Schalldruckpegel in dB und dBA. Er kann unterschiedliche Geräusch- bzw. Tonmuster

wahrnehmen.

Ultraschallsensor NXT

Der NXT Ultraschallsensor kann Objekte sehen

und aufspüren. Somit können vom Roboter Hindernisse umgangen, Entfernungen gemessen

und Bewegungen erfasst werden.

Kompasssensor

Der Kompass Sensor misst das Erdmagnetfeld

und berechnet die magnetische Ausrichtung des Roboters. Der Kompass besitzt eine eingebaute

Kalibrierung um magnetischen Störungen zu

vermindern.

- Misst das Erdmagnetfeld und meldet den

Messwert der aktuellen Richtung. Die magnetische Ausrichtung hat eine Genauigkeit

von 1° und gibt einen Wert zwischen 0 und 359 aus.

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- Dieser Wert wird 100-mal pro Sekunde

aktualisiert.

Der Kompasssensor arbeitet auf zwei Arten.

Lese-Modus und Kalibrierungs-Modus. Im Lese-

Modus wird die aktuelle Position des Roboters ständig ermittelt und an den NXT gemeldet. Im

Kalibrier-Modus kann der Sensor feinjustiert

werden, um z. B. extern verursachte Schwankungen des

Magnetfelds auszugleichen, wie sie z.B. in der Nähe von Elektromotoren oder Batterien

auftreten.

Falls der Kompass Block in der NXT Software nicht verfügbar ist, kann alternativ der

Ultrasonic Block verwendet werden (Einstellung

auf Zentimeter).

Farbsensor

Der Farbsensor ermöglicht nicht nur die Unterscheidung von hell-dunkel Nuancen (vergl.

Lichtsensor) sondern auch eine Anzahl

leuchtender und pastellener Farben. Drei verschieden farbigen LEDs leuchten die

Oberfläche aus. Der Farbsensor misst die Intensität der reflektierten Farbe, errechnet eine

Farbenummer und meldet sie an den NXT.

Dieser Wert wird 100-mal pro Sekunde aktualisiert.

Falls der Farbsensor Block in der NXT Software

nicht verfügbar ist, kann alternativ der Ultrasonic Block verwendet werden (Einstellung

auf Zentimeter). Der Farbsensor misst einen Farbwert und meldet

einen Zahlenwert zwischen 0 und 17 an den NXT

zurück.

Infrarot-Detektor

Der HiTechnic-

Infrarotdetektor ermöglicht das

Registrieren und Orten von Infrarot-

Lichtquellen.

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Gyrosensor

Der HiTechnic-Gyrosensor ermöglicht es

Robotern, Rotationsbewegungen zu erkennen

und zu messen. Er gibt einen Wert zwischen -

360 und +360° aus. Dieser Wert wird alle

0,1 Sekunden

aktualisiert. Er

gibt aber nicht

die Neigung an

sondern die

Drehgeschwindi

gkeit. Dieser

Wert gibt nur

an, um wie viel

° sich der Sensor in 1 Sekunde dreht.

Wenn dieser Wert also bei 0°, in der

nächsten Messung bei 50° und dann wieder

bei 0° liegt, dann hat sich der NXT um

50°/10 (Wegen 10 Messungen pro Sekunde)

um 5° gedreht.

IR-Kommunikationssensor

Der HiTechnic-IR-Kommunikationssensor ermöglicht Kommunikation mit anderen

Geräten, z.B. mit dem MINDSTORMS RCX.

RFID Sensor

Der RFID-Sensor ist ein offizielles und

lizenziertes Produkt für das LEGO MINDSTORMS

NXT System. Über Funk lassen sich mit dem Sensor ID Nummern über Transponder auf den

NXT-Stein einlesen.

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NXT Kamera von www.mindsensors.com

Diese Kamera baut eine Verbindung mit dem

NXT auf einem Standard-Sensor-Anschluss auf,

und unterscheidet bis zu 8 Farben (farbigen Objekten). Über einen USB Port kann die

Kamera als "Webcam" genutzt werden.

Infrarot Detektor von www.mindsensors.com

Der Infrarot Sensor ermöglicht das Registrieren

und Orten von Infrarot-Lichtquellen.

Der neue RGB Farb- und Lichtsensor

Der RGB Farbsensor kann drei Funktionen

erfüllen: Als Farbsensor kann er zwischen sechs

Farben unterscheiden, als Lichtsensor bestimmt

er die Helligkeit von direktem Licht oder

Umgebungslicht, und als Farblampe leuchtet er

rot, grün oder blau.

Es können die drei LEDs des Farbsensors auch

einzeln angesprochen werden und somit

verschiedene Farben erzeugt werden.

Werte: 1= schwarz, 2= blau, 3= grün, 4= gelb,

5= rot 6= weiß.

Der HiTechnic Beschleunigungs- bzw. Tilt Sensor misst die Beschleunigung in drei Achsen.

Es misst auch kippen entlang jeder Achse. Mit

dem Sensor kann man die Beschleunigung des Roboters im Bereich-2g bis + 2g mit einer

Skalierung von etwa 200 Zählungen pro g messen. Die Beschleunigung Messung für jede

Achse wird etwa 100-mal pro Sekunde

aktualisiert.

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Die drei Achsen der Messung markiert sind X, Y

und Z wie abgebildet.

Der Beschleunigungssensor kann auch zur Neige

in drei Achsen gemessen werden. Dies ist

möglich, weil die Schwerkraft als Beschleunigung

wahrgenommen wird.

Winkelsensor

Die HiTechnic Winkelsensor wird mit einer

Standard LEGO Technik Kreuzachse verbunden und misst drei Rotation einer Achse besitzenden.

Diese sind

Absolute Winkel: der Drehwinkel einer

Achse von 0 Grad bis 359 Grad, Genauigkeit 1 Grad.

Kumulierte Winkel: die kumulierte Anzahl der Grade die die Achse gemacht hat.

Umdrehungen pro Minute (RPM): Die

aktuelle Schätzung der Drehrate von 1 U / min bis 1.000 U / min.

Der Winkelsensor ist ideal für den Einbau in komplexe Modelle, wo die Winkel oder die

Drehzahlüberwachung gewünscht sind - z.B. eine Wetterstation (Windfahne) oder ein Messrad.

Magnetsensor

Der NXT Magnetsensor ermöglicht es mit dem Roboter Magnetfelder zu finden. Der Sensor

erkennt Magnetfelder, die auf der ganzen

Vorderseite des Sensors in einer vertikalen Ausrichtung sind. Wenn die Ausrichtung des

Magnetfeldes "Norden" wie in der Abbildung oben ist, wird das Magnetfeld erkannt. Wird der

Magnet seitlich gestellt, kann es nicht

nachgewiesen werden. Der Sensor kann bis zu 300-mal pro Sekunde gelesen werden.

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EOPD Sensor

HiTechnic-Abstandssensor, EOPD-Sensor

(Electro Optical Proximity Detector)

Dieser optisch-elektronische Sensor kann

Objekte bis zu einer Entfernung von 20cm sowie

kleine Distanzänderungen präzise erkennen.

Damit schließt er die Lücke zwischen dem

Ultraschall- und dem Berührungssensor. Durch

sein pulsiertes Lichtsignal können externe

Lichteinflüsse ausgeblendet werden.

In zwei Modi kann er auch auf helle und dunkle

Objekte justiert werden.

Der Sensor kann mehr als 300-mal pro Sekunde

eingelesen werden und reagiert schnell auf

Änderungen.

Jeder EOPD läuft auf einer leicht anderen

Samplingrate, sodass es auch untereinander

kaum Interferenzen gibt.

Der EOPD Sensor ist ein analoger Sensor, wie der

LEGO Lichtsensor

NXT Temperatursensor

Der NXT Temperatursensor ist ein digitaler

Sensor und dient zur Messung von Temperaturen in Celsius und Fahrenheit (-20 °C

bis +120 °C/-4 °F bis +248 °F). Der Sensor

verfügt über einen 10cm langen metallischen Messfühler zur Bestimmung von Temperaturen in

Flüssigkeiten. Der Sensor benötigt die Software NXT-G ab Version 2.0.

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IRSeeker V2

Eine neue Version des HiTechnic IR Sensors.

Der NXT IRSeeker V2 ist ein Detektor, der Infrarot-Signale von Objekten, wie etwa IR-

Fernbedienungen oder auch Sonnenlicht erfassen

kann. Der IR-Detektor V2 kann das pulsierende Licht

der neuen IR-Soccer-Bälle (siehe MS1005)

erkennen.

Im modulierten Modus erkennt der Sensor Signale wie z.B. IR-Soccer-Bälle, IR-

Fernbedienungen. In diesem Modus filtert der

Sensor andere Signale aus, um Störungen zu minimieren (1200Hz Eingangsfrequenz).

Im unmodulierten Modus erkennt der Sensor Signale auch von älteren Soccer-Bällen oder

Sonnenlicht.

Spielen Sie Roboterfußball und stellen Sie innen

auf Ihren Infrarot Leuchtfeuern (IR) mit dem neuen und erhöhten IRSeeker V2 auf Null ein

(Version 2). Sie können die meisten Fernbedienungen und die LEGO®

Funktiondirektübertragungen als "Impuls-Signal"

benutzen, die der IRSeeker V2 ermittelt. Mit einem besonders entworfenen gebogenen Design

und fünf internen Detektoren hat das IRSeeker

V2 eine 240-Grad-Ansicht - das erleichtert das Spielen des Roboterfußballs (mit dem HiTechnic

IRBall).

Der neue Seeker V2 filtert Hintergrundsignale

heraus (Störsignale), die durch (stark) hell beleuchtete Räume und in sonnigen Umgebungen

geben sind. Der Sensor bringt die Signalrichtung

und -stärke zurück, die man braucht, um den relativen Abstand zum Ziel zu erfassen und

abzumessen.

Eine gewinnende Roboterfußballkombination,

wenn Sie mit dem HiTechnic NXT Kompass-Sensor kombiniert werden!

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ENERGIE-ADD-ON 9688

Das Set ist die ideale Ergänzung zum Baukasten "Naturwissenschaft und

Technik" (9686) und ermöglicht Experimente zu erneuerbaren Energien. Es

beinhaltet ein Energie Messgerät (bestehend aus 9668 Display und 9669

Energiespeicher), ein Solarmodul (9667), Rotorblätter, einen E-Motor der auch

als Generator fungiert (9670), LED-Lichter und Verlängerungskabel. Zudem

farbige Bauanleitungen zu sechs energietechnischen Modellprojekten. Zusammen

mit dem CD-Handbuch 2009688 für sechs Unterrichtspojekte geht es um die

Themen Energieversorgung, -übertragung, -speicherung, -umwandlung und -

verbrauch. Benötigt wird dazu das Ergänzungsset 9686 (oder früher 9648).

Das Set kann auch als Ergänzung zum NXT Basisset 9797 und damit zusammen

in der Robotik verwendet werden.

Die Software aus dem Baukasten 8527 bzw. 8547 ist nicht ausreichend um das

Energie Add-On anzusprechen! Hierzu fehlt insbesondere das DATA Logging,

über das Messdaten eingelesen werden können. Die graphische Oberfläche der

Data Logging Funktionalität macht die Analyse von Daten angeschlossener

Sensoren einfach. Diese können dann in anderen Programmen (z.B. Excel)

weiter verarbeitet werden. Der Einsatz als Instrument zur Messdatenerfassung

ist ideal.

Erforderlich ist das Adapterkabel 8528 zum Anschluss des NXT an das Energie

Display.

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Ergänzende Artikel:

9695 bzw. 9648 Ergänzungsset

9797 LEGO Education Basisset NXT 8887 Transformator (10V)

9693 LiIonen-Akku 2100 mAh (im Set 9797 enthalten)

2000080 LEGO Education NXT Software (aktuell Version 2.1) 2009686 Lehrer-CD "Naturwissenschaft und Technik"

2009688 Lehrer-CD "Energie-Add-On"

Das Energie Display misst die ankommende und abgehende Energie in Volt, Watt, Ampere und Batteriestand in Joule. In Kombination mit der Batterie 9669

ergibt sich ein Energie Messgerät.

Kann als Sensor in Verbindung mit dem NXT fungieren und somit Messdaten für

das DATA Logging liefern oder z. B. zur Steuerung und Ausrichtung des

Solarmodules dienen.

In Verbindung mit dem Energie Speichermodul 9669, einem NiMH-Akku mit 150mAh Speicherkapazität, bildet das Energie Speichermodul

den Energie-Meter.

Die Solarzelle versorgt das Messgerät und Motoren mit

ausreichend Energie. Es liefert 5 Volt 4mA bei direktem Licht einer 60Watt Glühbirne in 25cm

Entfernung (>2000 lux) und es liefert 5 Volt 20mA bei direktem Licht einer 60 Watt Glühbirne in 8cm Entfernung (>10.000 lux)

Diese Module sind ideal für den Physik- und Experimentierunterricht.

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LEGO 9686 NATURWISSENSCHAFT UND TECHNIK (INKL. MOTOR)

Eine optimale Ergänzung - oder auch für den Anfang - ist dieses Set:

Konstruieren & Erforschen realer Maschinen und Mechanik. Erforschen von

Kräfteverhältnissen: z.B. Erfassung und Kalibrierung von Wind

Der Baukasten 9686 für den naturwissenschaftlichen Unterricht lässt Schüler in

Kleingruppen Naturgesetze experimentell erforschen. Das Set für 2-3 Schüler

enthält 396 Elemente, darunter Zahnräder, Räder, Achsen, Nocken, Riemen,

Windsegel und Motor mit Batteriebox. Zudem farbige DIN A5 Bauanleitungshefte

zu 10 Modellen mit technischen Grundprinzipien sowie 18 Modellprojekten. Zur

leichteren Orientierung ist der Kasten mit Sortiermagazin ausgerüstet und

enthält farbige Elementeübersichten. Inklusive stabiler blauer

Aufbewahrungsbox. Erweiterungsset Pneumatik LEGO® 9641 optional erhältlich.

Mit fünf zusätzlichen Bauanleitungen für pneumatische Modelle. Unter anderem

kann, zusammen mit dem Baukasten 9686, ein Kompressor gebaut werden.

Nachfolger des erfolgreichen 9632.

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Speichererweiterung für den NXT

Es wird oft geschimpft über den begrenzten Speicherplatz.

Der Apollo Guidance Computer für die erste Mondlandung verfügte über einen

Arbeitsspeicher von etwa 4 Kilobyte und schaffte etwa 40 000 Additionen pro

Sekunde. Seine Taktrate lag bei 100 Kilohertz.

Der NXT ist da deutlich schneller mit 32000000 Additionen pro Sekunde und hat

auch mehr Speicher: 64 Kilobyte RAM Arbeitsspeicher. Man muss die Ressourcen nur sinnvoll einsetzen.

Zur Hardwareerweiterungen: der NXT hat alles was man braucht, um mehr

anschließen zu können.

4 Ports mit I2C (je 12x Adressen) 1x Highspeed EIA-485 (z.B. für eine Kamera oder Harddisk)

Eine einfache SD-Karte kann man sehr einfach mit wenig Aufwand an den I2C-Bus anschließen und mit ein paar Zeilen Assembler Daten lesen.

Prinzipiell sind sogar über 128 Sensoren möglich. Dieses ist jedoch nur durch die

Verwendung der I2C-Schnittstelle, die der NXT bietet, möglich. Man benötigt hierfür spezielle Sensoren, die diese I2C Schnittstelle unterstützen, sogenannte

US-Sensoren wie die Sensoren z.B. der Firma www.mindsensors.com.

Der einzige Sensor mit I2C, der von Lego mit dem Mindstorms NXT Set

ausgeliefert wird, ist der Ultraschall-Sensor.

WAS IST DER I2C-BUS?

I2C-Bus heißt ausgeschrieben Inter IC-Bus, zu Deutsch: Ein Bus, der die Kommunikation zwischen verschiedenen Integrierten Schaltungen ermöglicht

bzw. bereitstellen soll. Ein Bus ist ein Leitungssystem mit zugehörigen

Steuerungskomponenten, das zum Austausch von Daten und/oder Energie zwischen Hardware-Komponenten dient.

Philips ist die Mutter dieses Busses, der sich zum Quasi-Standard entwickelt hat.

Manchmal wird er auch 2-Draht-Bus genannt, was auch nicht abwegig ist, da der

Bus tatsächlich nur mit 2 bidirektionalen Leitungen auskommt (Masse und Versorgungsspannung nicht mitgerechnet). Die erste Leitung wird mit SDA (=

serial data) bezeichnet. Über diese Leitungen werden die eigentlichen Daten

seriell übertragen.

Die zweite Leitung wird mit SCL (= serial clock) bezeichnet. Hier werden die Takt-Impulse gesendet.

Das I²C-Entwicklungsboard von HiTechnic hat 5 analoge Eingänge und 6 digitale I/Os.

http://hitechnic.com/contents/en-us/d20.html

http://de.wikipedia.org/wiki/Hardware

http://hitechnic.com/contents/en-us/d20.html

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Die Taster an die digitalen und den Licht +US-Sensor an die analogen Eingänge.

Damit sind nicht die Lego-Sensoren gemeint, sondern einfache Taster aus dem Elektronikbauladen bzw. irgendetwas elektronisches, das die eine analoge

Spannung abgibt.

Das I²C-Entwicklungsboard ist keine Erweiterung/Multiplexer für Lego-Sensoren,

sondern eine Ergänzung für die elektronische Außenwelt!

Das Board an sich wird über die I²C Schnittstelle adressiert und die Werte der

Sensoren übermittelt. Somit haben die einzelnen Sensoren eigentlich keine eigene I²C Adresse, sonder nur das Board an sich.

ALTERNATIVE SOLARMODULE

Dexter Industries hat jetzt kompatible Photovoltaik Module für die Miniroboter entwickelt. Das dSolar System versorgt alle LEGO Mindstorms

NXT Roboter mit sauberem Strom und bringt so bereits Kindern die Vorteile von nachhaltiger Energiegewinnung näher.

Foto und Link: http://www.dexterindustries.com

LEGO erfüllt damit was sein Name verspricht. Das Wort Lego leitet sich vom dänischen "leg godt" ab und bedeutet so viel wie "spiel gut".

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GPS FÜR DEN NXT

Ebenso kann man dort das NXT GPS beziehen. Ein kleines Modul , das den NXT

orten lässt. Der Preis ca. 90 US Dollar, beziehbar über www.amazon.com.

Link: http://www.dexterindustries.com

DCP SENSOREN FÜR DEN RCX

Da alle Sensoren des RCX über das NXT Konvertierungskabel angeschlossen

werden können, können auch die hochwertigen Sensoren der Firma DCP Microsense am NXT genutzt werden. Mit den DCP-Sensoren lassen sich u. a.

Schallpegel, Feuchtigkeit, PH-Wert, elektrische Spannung oder Temperatur

messen. Der RCX wird somit zum mobilen Minilabor und bietet spannende Einsatzmöglichkeiten und Experimente für Biologie, Chemie oder Physik.

9917 LEGO DCP Sensor-Adapter

DCP Luftdrucksensor DCP Feuchtigkeitsfühler

DCP PH-Amplifier Adapter

DCP PH Elektrode DCP PH Amplifier + Elektrode

DCP Temperaturfühler DCP Bewegungs- und Rotationssensor

DCP Geräuschpegelmesser

DCP Voltmesser DCP Stromstärkemesser

DCP Barometrischer Luftdrucksensor

DCP Beschleunigungssensor DCP Designer Sensor-Set

DCP LUX Lichtsensor DCP Sensor-Verlängerungskabel (3 m)

Die Sensoren sind u.a. erhältlich bei der Firma LPE

http://www.dexterindustries.com/

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DER NXT IN DER SCHULE - EINSATZMÖGLICHKEITEN

Das NXT-System für Physik, Chemie und Biologie,

Informatik und Technik.

Mit Hilfe des Adapters lassen sich etwa 30 hochwertige

Sensoren der Firma Vernier anschließen. Größen wie

Temperatur, elektrische Spannung und Stromstärke, ph-

Werte, Luftdruck, Feuchtigkeit, Kraft u.v.m. können

gemessen und verarbeitet werden. Der Programm-Block für

die NXT-G Software kann auf den Seiten von Vernier unter www.vernier.com

heruntergeladen werden.

Der Sensor-Adapter kann ebenfalls in Verbindung mit der Software ROBOLAB 2.9

(Patch 2.9.4) eingesetzt werden.

UNTERRICHTSBEISPIELE CHEMIE

Projekt "Säuremessung" Schüler bauen einen Roboter, um Becher mit Flüssigkeiten "in die säurehaltige"

und "sichere" Flüssigkeiten zu sortieren. Dieser Roboter benutzt einen Vernier pH

Sensor, um die Säure einer Lösung zu prüfen. Der NXT Ultraschall-, Licht- und Umdrehungssensor werden genutzt, um die Lösung zu finden. Zuerst dreht sich

der Roboter, bis der Ultraschall-Sensor einen Becher findet, und dann rückt der Roboter in Richtung zu diesem Becher vor. Sobald der Roboter den Becher

erreicht, senkt ein dritter Motor den pH Sensor, um den pH Wert der Lösung zu

prüfen.

Die zwei Becher werden mit normalem Wasser und Essig gefüllt. Wenn der pH

Sensor eine säurehaltige Lösung ermittelt, gibt der Roboter ein Warnsignal ab und rückt den Becher in einen gekennzeichneten Bereich "Säure". Mit den Licht-

und Umdrehungs-Sensoren kommt der Roboter zu seinem Ausgangspunkt zurück, findet den dritten Becher, gefüllt mit destilliertem Wasser, und spült sich wie im richtigen Laborverfahren aus.

Der pH Sensor kann mit jedem anderen Vernier Sensor ausgetauscht werden,

z.B. um die Eigenschaften der Flüssigkeiten, wie Leitfähigkeit, Temperatur,

Salzgehalt usw. prüft. Wenn man den Roboter nicht fahren lassen möchte, kann man auch per Hand Flüssigkeiten prüfen und der Roboter meldet ob

"säurehaltig" oder nicht. So können verschiedene Getränke gemessen werden und in einer Tabelle schriftlich zusammengetragen werden.

http://www.vernier.com/#_blank

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Projekt "ph-Gehalt, Sauerstoff und Leitfähigkeit von Wasser"

Dieser Roboter benutzt die Vernier-Sensoren "Vernier Conductivity Sensor" (Leitfähigkeitssensor), "Dissolved Oxygen Sensor" (Sauerstoffgehalt-Sensor) und

den pH Sensor, um das Wasser in einem Aquarium zu prüfen. Jeder Sensor zeigt die Werte auf dem NXT Schirm an und speichert die Daten in einem Text-File.

Dieses Programm wird auch in der Software Robolab 2.9 im "Direct Mode"

geschrieben, der die Sensor-Messwerte auf dem Bildschirm anzeigt.

Diese drei Wasserqualitäts-Sensoren können nicht richtig messen, wenn sie

gleichzeitig in das Wasser gesetzt werden, weil sie sich einander elektrisch behindern. Der Roboter löst dieses Problem, indem er immer nur einen Sensor in

das Wasser senkt und die Daten liest.

Zusätzlich zur Überwachung von z.B. Aquarien, könnte dieses Projekt den

Schülern die chemischen Eigenschaften des Klimas zeigen in den Unterwasserorganismen leben.

Projekt "Mischen von Chemikalien und Flüssigkeiten mit Messung"

Wir errichteten eine Vorrichtung, um eine trockene Chemikalie einer Flüssigkeit hinzuzufügen, rütteln die Lösung und messen dann die Temperatur.

Zuerst greift der Apparat den kleinen Becher. Er dreht dann den Becher und lässt eine Tablette (simulierte chemische Tablette) in die Flüssigkeit fallen. Er dreht

dann den Becher rechts und mischt die Lösung dann hin und her. Nachdem

mischen dreht er den Becher rechts und setzt eine geänderte Version der rostfreier Stahl-Temperatur-Vernier-Spitze in die Lösung ein. Das Programm

lässt Töne erklingen, deren Frequenz so eingestellt wird, dass mit zunehmender Temperatur der Ton immer tiefer wird.

Dieses Projekt kann auch als einfaches, klingendes Thermometer genutzt werden.

http://babelfish.altavista.com/babelfish/trurl_pagecontent?lp=en_de&trurl=http%3a%2f%2fengineering.vernier.com%2fgeneral%2fsensors%2fcon-bta%2f

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UNTERRICHTSBEISPIELE PHYSIK

Projekt "Energie – UV A und UV B Licht"

Wir bauen einen Roboter, um die UV-ABSORPTION der verschiedenen

Sonneneinstrahlung zu untersuchen.

Dieses Projekt ist eine Studie der UV-ABSORPTION der verschiedenen

Sonnenstrahlen. Eine Plastikverpackung wird horizontal auf einer Apparatur

gespannt, unter der sich ein Roboter mit einem Vernier UV Sensor bewegen

kann. Der NXT bewegt mit dem UV-Sensor, der aufwärts gezeigt wird, und er

spielt einen Ton mit der Frequenz, die zur Intensität der UV-STRAHLUNG

proportional ist. Am Ende vergleicht der Roboter die UV-NIVEAUS der

unterschiedlichen Sonneneinstrahlung und bewegt sich in die Position mit dem

niedrigsten UV-NIVEAU selbstständig.

Projekt "Magnetismus"

Wir errichteten einen Roboter, um einen Magneten zu ermitteln, der unter einem

von drei Walnussschalen versteckt wurde.

Dieses ist ein Roboter mit einem Vernier Magnetfeldsensor. Der Sensor wird an

das NXT mit dem NXT Sensor-Adapter angeschlossen.

Der Roboter fährt an einer Reihe von Nussschalen entlang, und liest das

magnetische. Ein Höchstmesswert tritt auf, wenn der Roboter den Sensor über

den Magneten fährt. Der Roboter speichert die Position dieses Höchstmesswertes und bewegt sich zurück zu dieser Position, nachdem er alle

Schalen untersucht hat.

Magnetfeldsensor

Im Magnetfeldsensor kommt ein Hall-

Element zum Einsatz. Dessen

Empfindlichkeit ist ausreichend, das Erdmagnetfeld zu messen.

Messbereich 1: -6,4 bis +6,4 mT (milliTesla)

Messbereich 2: -0,32 bis +0,32 mT

http://www.vernier-in-der-schule.de

http://babelfish.altavista.com/babelfish/trurl_pagecontent?lp=en_de&trurl=http%3a%2f%2fengineering.vernier.com%2fgeneral%2finterfaces%2fbta-nxt%2f

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Projekt "Erdmagnetismus – Kompass"

Wir bauen einen Roboter, um den magnetischen Norden oder Süden zu ermitteln

und in einer dieser Richtungen zu fahren. Wir bauen einen einfachen Roboter mit

2 Rädern und schließen dort einen Magnetfeldsensor an. Das Programm lässt den Roboter um sich drehen, bis er den magnetischen Norden (höchsten

Messwert) gefunden hat. Hat er ihn gefunden, soll der Roboter für fünf

Sekunden in diese Richtung fahren.

UNTERRICHTSBEISPIELE BIOLOGIE

Wir errichteten eine Vorrichtung, um Topfpflanzen automatisch zu bewässern,

wenn der Boden zu trocken wird.

Dieser Roboter benutzt den Vernier-Feuchtigkeits-Sensor, den NXT Sensor-

Adapter und eine LEGO Handpneumatische Pumpe, um den

Bodenfeuchtigkeitsgehalt für eine Pflanze zu steuern und automatisch zu wässern.

Wasser ist in einer Flasche, dem Vorratsbehälter. Wenn der Boden zu trocken ist,

lässt der Motor die Pumpe laufen und zwingt Luft in die Oberseite des

Vorratsbehälters. Der erhöhte Luftdruck drückt das Wasser aus dem Vorratsbehälter heraus und auf den Boden der Pflanze.

Wenn die maximale Bodenfeuchtigkeit erreicht wird, stoppt der Motor und der Boden-Feuchtigkeits-Sensor überwacht den Boden erneut. Wird der Boden

trocken wiederholt der Roboter das Wässern.

Projekt "Schlangenroboter"

Wir bauen einen Schlangenroboter, der zwei Oberflächentemperaturfühler

benutzt, um sein Opfer zu ermitteln.

Die Grubenottern (Crotalinae) stellen eine Unterfamilie der Vipern (Viperidae) in

der Unterordnung der Schlangen (Serpentes) dar. Ihnen gehören zum Beispiel

die Klapperschlangen an. Der Name Grubenotter geht auf die Grubenorgane zurück, die sich unter den Nasenlöchern befinden. Sie enthalten sehr

empfindliche Wärmerezeptoren, die der Schlange ein dreidimensionales Wärmebild vermitteln. Unser Roboter kann nicht innerhalb von Millisekunden

anschlagen, aber kann er "Opfer" mit seinem eigenen Oberflächen-

Temperatursensor finden.

Zuerst werden eine Metalldose mit Heißwasser und eine mit Wasser gefüllt. Je

größer der Unterschied bezüglich der Wassertemperatur, desto einfacher ist es die "Opfer" zu finden. Sobald der Roboter angestellt wird, vergleicht die

"Grubenottern" (Sensor) die zwei Temperaturen und bewegt die "Giftzähne" in die Richtung des wärmeren Sensors. Wenn das "Opfer" sich bewegt, ändert die

"Schlange" die Richtung.

http://de.wikipedia.org/wiki/Familie_%28Biologie%29

http://de.wikipedia.org/wiki/Vipern

http://de.wikipedia.org/wiki/Ordnung_%28Biologie%29

http://de.wikipedia.org/wiki/Klapperschlangen

http://de.wikipedia.org/wiki/Rezeptor

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NXT ROBOTER-PROJEKT-IDEEN FÜR DEN SCHULUNTERRICHT

Beschleunigungsmesser

Benutze den Beschleunigungsmesser als Neigungs-Sensor oder benutze ihn, um die Beschleunigung eines Roboters selbst zu

untersuchen.

Suche Norden

Entwickelt einen Roboter, der in Richtung zum magnetischen Norden fährt, oder einen Roboter, der einen versteckten Magneten findet.

Oberflächen Temperaturfühler Lasst einen Roboter einen Raum erforschen und nach den warmen und

kühlen Punkten suchen. Lasst einen Roboter einen warmen Gegenstand

durch seine "Hitze" ermitteln, wie einige Schlangen es tun können.

Kraftsensor Messt die Kraft eures Roboters. Ändert die Antriebsart und notiert die

Ergebnisse

Gasdruck-Sensor

Baut einen Luftverdichter.

Temperatursonde

Überwacht die Temperatur von verschiedenen Lösungen; lasst Euren Roboter die Temperatur einer Tasse Tee und überwachen, bis der Tee

zum Trinken bereit ist und lasst ihn dann ein Signal erklingen.

Feuchtigkeits-Fühler

Baut ein automatischer Pflanzenbewässerungssystem.

UVB Sensor

Messt die Wirksamkeit und Intensität von Sonnenlicht.

Spannungssensor

Messt die Spannung, die der Akku des NXT liefert. Vergleicht die Spannung mit der von Batterien oder Solarzellen.

Untersucht den Strom, der durch den NXT verbraucht wird: Wie viel

benötigen die Motoren unter verschiedenen Bedingungen...

Leitfähigkeitssensor

Untersucht die Leitfähigkeit verschiedener Flüssigkeiten, Salzwasser und

Süßwasser.

Feuchtigkeits-Sensor (Wetterstation) Baut eine Wetterstation und messt die relative Feuchtigkeit.

Barometer (Wetterstation) Untersucht den Luftdruck (siehe Wetterstation)

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O2 Gas-Sensor

Untersucht die Sauerstoffkonzentration des menschlichen Atems beim Ausatmen und beim Einatmen.

Salzgehalt-Sensor

Prüft Ozean- und Flussmündungsproben oder errichtet ein automatisiertes

System, um ein spezifisches Niveau der Leitfähigkeit beizubehalten.

Schallpegel-Messinstrument

Errichtet einen Roboter, der entscheidet, welcher Schüler am lautesten ist und in diese Richtung soll der Roboter fahren.

Kolorimeter

Bestimmt die Konzentration einer Lösung oder z.B. Wein / Bier

ORP-Sensor (Oxidation-Reduktion-Potential)

Der Vernier ORP-Sensor misst das Redox-Potential im Bereich von -450

bis +1100 mV. Anzeigen in die positive Richtung weisen auf ein stark oxidierendes Material hin, während Anzeigen in die negative Richtung auf

stark reduzierendes Material hinweisen. Die Auflösung mit dem LabPro beträgt 0.5 mV. Messen des Oxidationspotentials von Chlor in einem

Schwimmbecken.

Kräftemessung (Kraft-Platte)

Wie stark ist die einwirkende Kraft auf ein Objekt, auf das man springt

oder schlägt.

Strömungsgeschwindigkeit-Sensor Messen der Strömungsgeschwindigkeit eines Stromes.

Thermoelement Flammen- oder –Ofentemperaturen messen.

Trübungs-Sensor Messt die Klarheit des Wassers (Frischwasser- oder Meerwasserproben).

UVA Sensor

Messt das UV produziert durch Lampen.

Alternative oder erneuerbare Energien untersuchen

Wetterstation bauen, Solarstrom als Alternative

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IDEENLISTE/PROJEKTE FÜR DEN BAU VON ROBOTERN (Z.B. AG)

1. Slotmaschine 2. Scheibenwerfer

3. CD-Werfer

4. Tabletopcleaner 5. Flugsimulator

6. Dultgeräte

7. Riesenrad 8. Mauerbauer

9. Muffinbot 10. Katze

11. Elch

12. Plotter 13. Kletterbot

14. Klavierspielroboter 15. Hundeaufzug

16. Teemaschine

17. Apfelwurfmaschine 18. Geldwechsler

19. (pneumatischer)

Schokoautomat 20. Pongspiele

21. Hafenkran 22. Bandlesegerät

23. "intelligenter"

Roboter (erkennt während der Fahrt

Bewegungen und

reagiert auf diese) 24. Wurm

25. laufender Roboter

26. Linienfolger 27. verschiedene

autonome Fahrzeuge

28. Radar 29. Putzroboter

30. mechanische Uhr

31. Segway 32. Robo Soccer

33. Klospülmaschine 34. Murmelsortierer

35. Automaten

(Kaugummi) 36. Tierfütterautomat

37. Alarmanlage 38. 3D-Scanner

39. Schwarz-Weiß

Scanner 40. Schreibroboter

(schreibt Buchstaben

auf) 41. Rennauto

42. 2-Beiner 43. Joystick

44. Golfbot

45. 4-Beiner 46. 6-Beiner

47. Kampfroboter

48. Sumobot 49. Kellner

50. Vermessungsroboter 51. Maschinengewehr

52. Schießroboter

53. E-Gitarre

54. Weihnachtsmann und Rudolf

55. Dragstar

56. Gymnastik Roboter 57. Ostereier-Anmal-Bot

58. Waschanlage

69. Brieföffner 60. Kartenmisch-

maschine 61. Katapult

62. Zug

63. Kran 64. Plattenspieler

65. Tic-Tac-Toe Bot 66. Barcodeleser

67. Quat

68. Geländefahrzeug 69. Hinterherfahrroboter

(der dir hinterherfährt)

70. Zimmeraufräum-roboter

71. Computerroboter (der Irgendwelche

Sachen am Computer

macht) 72. Türzumachroboter

(mit Akustik befehlen)

73. Selbst einparkendes Auto

74. Licht an- und aus mach Roboter (mit

Lichtsensor)

75. Seitenumblätter-roboter

76. Greifarm Quelle: www.nxt-forum.de

http://www.nxt-forum.de/

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DER NXT IN DER ELEKTRONIK AG ODER IM

TECHNIK UNTERRICHT

Viele Leute verwenden nicht nur die LEGO-eigenen Sensoren, sondern basteln

sich eigene. Dies geschieht aus zwei Gründen:

Kosten reduzieren

Es gibt Leute, die Geld sparen indem sie sich Sensoren selber bauen, z.B. Tastsensoren aus den kleinen Tasten einer kaputten Computermaus oder

Lichtsensoren aus einem CdS-Fotowiderstand.

Neue Funktionen erhalten

Andere Leute hingegen bauen Sensoren Selber, weil es die Sensoren von LEGO nicht gibt. Diese kann man dann mit NQC oder anderen Sprachen

programmieren und abfragen. Bekannte Sensortypen dieser Art sind:

Feuchtigkeitssensoren

Beschleunigungssensoren sog. Proximity-Sensoren (Hinderniserkennung auf Entfernung mithilfe von

IR-Licht-Reflexionsmessung)

Schallsensoren o Lautstärke

o Frequenz o Spracherkennung

Magnetsensoren ( Präzise Schaltpunkterkennung mittels Reed-Kontakt )

LINKLISTE SELBSTGEBAUTER SENSOREN

http://lego.brandls.info/legsensor.htm Michael Brandl (verschiedene Sensoren

und Erweiterungen 'auf Deutsch')

http://www.plazaearth.com/usr/gasperi/lego.htm#otherhomebrew Michael

Gasperi (viele Sensortypen)

http://www.philohome.com/sensors.htm Philippe Hurbain (viele Sensortypen)

http://www.restena.lu/convict/Jeunes/RoboticsIntro.htm Boulette's Robotics page (viele Sensortypen)

http://www.stormyprods.com/lego/ Brian Stormont (viele Sensortypen)

http://www.robocity.de/ Willy Seltmann (viele Sensortypen)

http://lego.brandls.info/legsensor.htm

http://www.plazaearth.com/usr/gasperi/lego.htm#otherhomebrew

http://www.philohome.com/sensors.htm

http://www.restena.lu/convict/Jeunes/RoboticsIntro.htm

http://www.stormyprods.com/lego/

http://www.robocity.de/

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Wenn eine Schule über die Möglichkeiten verfügt, können Sensoren für den NXT

selbst gebaut werden. Bauanleitungen findet man zwar noch recht wenig, aber

diese werden in naher Zukunft zunehmen.

http://freenet-homepage.de/uffmann/NEXTSensor.html

In der Zeitschrift Elektor findet man eine Bauanleitung für einen Kompass-

Sensor unter:

http://www.elektor.de/jahrgang/2007/juli/kompass-sensor-fur-lego-mindstorm-

nxt.196816.lynkx

Das Kit von www.mindsensors.com ist ideal um eigene Sensoren zu entwickeln.

Das Kit besteht aus:

PCB PCF8574 IC

appropriate capacitors appropriate resistors

NXT type socket

10 pin header

www.mindsensors.com

Für den NXT können auch die Sensoren von dem Vorgängermodell RCX genutzt

werden. Hier gibt es wesentlich mehr Anleitungen. Der Bau von Sensoren ist

sehr gut in dem Buch Lego Mindstorms vom Franzis Verlag erklärt.

BAUANLEITUNG FÜR LEGO-MINDSTORMS NXT DRUCKSENSOR:

Mit ein wenig handwerklichem Geschick, kann man sich günstig einen

Drucksensor selbst bauen.

Die Grundlage ist ein Drucksensor von www.freescale.com und zwar der Type

MPX5700AP (mit dem DP kann man auch Differenzdruck messen). Auf dieser

Seite kann man sich das Datenblatt herunterladen und auch ein/zwei so

genannte SAMPLE ordern, ganz umsonst. Es reicht eine gültige E-Mail Adresse

und einige Fragen müssen beantwortet werden. (Die Antworten werden nicht

überprüft, als Firma einfach z.B. HOME angeben). Die Lieferung erfolgt per UPS

und ist auch kostenlos!

Der Sensor kann direkt am NXT Port angeschlossen werden (auf der einen Seite

den Stecker abschneiden und das Kabel direkt an den Sensor anlöten)

Der Sensor wird als normaler RAW Sensor deklariert und die Werte können im

RAW-Modus gelesen werden. Der Drucksensor hat übrigens direkt einen

Anschluss für einen Luftschlauch (siehe Datenblatt im Internet).

http://freenet-homepage.de/uffmann/NEXTSensor.html

http://www.elektor.de/jahrgang/2007/juli/kompass-sensor-fur-lego-mindstorm-nxt.196816.lynkx

http://www.elektor.de/jahrgang/2007/juli/kompass-sensor-fur-lego-mindstorm-nxt.196816.lynkx

http://www.mindsensors.com/

http://www.freescale.com/

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BAUANLEITUNG FÜR LEGO-MINDSTORMS (RCX) INFRAROT-SENSOR:

1x Fototransistor mit Tageslichtfilter SFH309FA Rundgleichrichter B80C1500RUND

LEGO Sensorkabel

www.reichelt.de liefert die Artikel über Nacht für den angegebenen Preis.

Für den Sensor muss ein LEGO Sensorkabel durchtrennt werden. Wird dies auf der Hälfte der Länge gemacht, lassen sich beide Hälften für je einen Sensor

benutzen. Von dem offenen Ende wird dann ein kleines Stück der Isolierhülle des Kabels entfernt. Das andere Ende des Kabels wird, wenn der Sensor fertig ist,

wie gewohnt mit den Sensoranschlüssen des RCX verbunden. Wird der

Rundgleichrichter verwendet, spielt es keine Rolle in welcher Ausrichtung man das LEGO Sensorkabel an das RCX anschließt. Verzichtet man darauf, wird der

Sensor nur in zwei der vier möglichen Ausrichtungen funktionieren. Die

Schaltskizze des fertigen Sensors sieht wie folgt aus:

Verwendet man das Robotics Invention System und den gebauten Sensor als

Lichtsensor liegt die maximale Entfernung mit der sich arbeiten lässt bei etwa

35cm. Holt man die RAW-Werte des Sensors über NQC oder Java lässt sich bis etwa 85cm arbeiten.

Es besteht zusätzlich die Möglichkeit das Signal zu verstärken, um die Reichweite

zu

erhöhen, wofür weitere Bauteile benötigt werden.

Quelle: www.robocupjunior.de

http://www.robocupjunior.de/

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DIE PROPRIETÄRE PRINTBUCHSE DES LEGO MINDSTORMS NXT

Es handelt sich dabei um einen proprietären RJ12- oder 6/6-Western-Telefon-

Stecker und entsprechende Printbuchsen auf den Elektronik-Platinen - rechts ein

Foto dieser Printbuchse.

Die Besonderheit: Der Flansch des Steckers sitzt auf der rechten Seite. Standard

für diese Stecker ist eine mittige Anordnung des Flansches. Seltener gibt es auch

Versionen, die den Flansch links haben. Bestellung nur bei

www.mindsensors.com möglich.

SPRACHSTEUERUNG VON NXT ROBOTERN MIT DIALOGOS

Wenn Sie einen Baukasten der Lego Mindstorms NXT Reihe besitzen, sind Sie nur

noch wenige Schritte von Ihrem ersten sprechenden Roboter entfernt. Einfach den NXT anschalten und mit der Lego-Software ein oder mehrere Programme

hochladen. Der NXT und die verfügbaren Programme werden auf Knopfdruck automatisch von DialogOS erkannt, und schon kann’s losgehen. Sie verbinden einfach Spracherkennung und Sprachausgabe mit den NXT-Funktionen in

DialogOS und schon fängt ihr Roboter an sich zu bewegen, wenn Sie ihm ein Kommando geben. Und wenn Sie wollen gibt er dabei noch eine freche Antwort -

Ihrer Fantasie sind keine Grenzen gesetzt.


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Der sprechende und sprachverstehende Computer ist ein alter Traum, der nun

endlich wahr wird. Mit DialogOS bietet CLT ein neuartiges Softwaresystem, um Robotern aller Art in kürzester Zeit das Sprechen beizubringen. DialogOS

integriert professionelle Spracherkennung und Sprachausgabe mit intuitiver Dialogsteuerung.

DIALOG-DESIGN OHNE PROGRAMMIERKENNTNISSE

Die grafische Oberfläche erlaubt es jedem Nutzer - auch ohne tiefere Programmierkenntnisse - schnell und

professionell Dialogabläufe zu entwickeln und mit elektronischen Steuerungen zu verknüpfen. Die grafische

Darstellung von Dialogabläufen erleichtert den Überblick und macht die Erstellung neuer Dialoge zum Kinderspiel.

PROFESSIONELLE SPRACHERKENNUNG UND SPRACHAUSGABE

DialogOS stellt Ihnen hochqualitative Spracherkennung zur Verfügung, die Einzelwörter aber auch komplexe Formulierungen erkennen kann, ohne erst auf

Ihre Stimme trainiert werden zu müssen. Dabei bietet Ihnen DialogOS alle Möglichkeiten von einfacher Mustererkennung bis zu komplexen Sprachmodellen

auf Basis kontextfreier Grammatiken.

Für die Sprachausgabe bietet Ihnen DialogOS eine Auswahl verschiedener

Sprachen und Stimmen in höchster Qualität. Sie geben einfach den Text ein und Ihr Computer liest ihn vor.

Mehr unter: http://www.clt-st.de/home oder bei der Firma LPE

http://www.clt-st.de/home

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ANDROID-APP STEUERT LEGO-ROBOTER - SMARTPHONES ALS ROBOTER-

BASIS

Besitzer des Lego-Roboterkits NXT

Mindstorm dürfen sich freuen. Ab sofort gibt es mit MINDdroid eine kostenlose

Applikation, die Android-Smartphones

in Steuerungskonsolen verwandelt. Einmal installiert und per Bluetooth mit

dem NXT-Kit verbunden, kann der

Roboter direkt vom Handy aus gelenkt werden (Foto: lego.com). Die

Bedienung erfolgt mittels Drehen und Kippen des Handyscreens. Mithilfe der

Befehlstaste lässt sich zudem der Motor

für Zusatzfunktionen starten.

"Die Applikation ist ursprünglich entstanden, um Jugendlichen einen

spielerischen Zugang zum Programmieren zu ermöglichen", erklärt der österreichische Professor Günther Hölzl. Hölzl zeichnet maßgeblich für die

Entwicklung der Applikation verantwortlich, die mittlerweile auch vom Lego-Mindstorms-Team offiziell abgesegnet und freigegeben wurde.

Die Applikation kann über den Android Market heruntergeladen werden, daneben

haben die Entwickler die App unter der Open-Source-GPLv3-Lizenz bereitgestellt. Laut Hölzl steht die Entwicklung der Software erst am Anfang. So habe man

bereits eine Erweiterung getestet, die es Kindern und Jugendlichen ermöglicht,

selbst programmierten Code auf dem Roboter auszuführen, der wiederum mit der Handyapplikation kommuniziert. Auch die Ansteuerung mehrerer NXT-Kits

sei vorstellbar, um eine komplexere Aufgabe zu lösen. (Foto: www.elektor.de)

Während bei der MINDdroid-Applikation das Handy derzeit nur zur Steuerung

von Robotern verwendet wird, gehen andere Tüftler noch weiter. Unter der

Plattform Cellbots.com hat sich eine Reihe von Hobby-Bastlern versammelt, die Smartphones als Herzstück ihrer Roboterkreationen verbauen. "Aktuelle

Smartphones verfügen über viele Sinne wie Berührung, Hören, Sprache, Vibration, brauchen aber Beine oder Räder, um sich in frei herumkurvende Roboter zu verwandeln", so die Betreiber der Seite.

Quelle: pressetext.at

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RWTH - MINDSTORMS NXT TOOLBOX FÜR MATLAB

Um die LEGO Robotern unter MATLAB über den drahtlosen Bluetooth-Kommunikationskanal anzusteuern, wurde die RWTH - Mindstorms NXT

Toolbox für MATLAB entworfen und implementiert. Sie bietet neben High-

Level Funktionen, die eine sehr einfache Ansteuerung der LEGO NXT

Sensorik und Motoren ermöglicht, auch die direkt in MATLAB abgebildeten Steuerfunktionen des offengelegten LEGO Kommunikationsprotokolls.

Die Toolbox ist als OpenSource Software unter der GNU GPL (GNU

General Public License) lizenziert und kann kostenlos zur freien Verfügung unter

www.mindstorms.rwth-aachen.de

heruntergeladen werden.

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TETRIX BY PITSCO

Das TETRIX Education Basis-Set enthält alles was man braucht, um TETRIX-

Roboter aus Metall zu bauen, die sich über den intelligenten LEGO MINDSTORMS

NXT Baustein steuern lassen. Dazu gehört auch eine von der Carnegie Mellon

Robotics Academy entwickelte CD-ROM, die in die Nutzung des TETRIX-

Konstruktionssystems einführt und Neueinsteiger mit den wichtigsten Hardware-

sowie ausgewählten Programmierungsgrundlagen vertraut macht. Außerdem

sind im Set enthalten:

- TETRIX-Konstruktionssystem

- TETRIX Hard Point Connectors

- HiTechnic DC-Motor-Controller

- HiTechnic Servo-Controller

- 12V wiederaufladbarer NiMh-Akkupack

Pitsco, eine renommierter US-amerikanischer Anbieter für Bedarf für den wissenschaftlichen Schulunterricht, bietet nun das TETRIX-System für jedermann

an; es ist zwar ein großes Stück teurer als ein NXT-Kit, dürfte aber dennoch für

jeden interessant sein, der schon mal über Roboter jenseits der Möglichkeiten des NXT-Set nachgedacht hat.

http://www.pitsco.com/

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Diese Erweiterung zu dem TETRIX™ Basic Kasten ermöglicht das Bauen von

größeren und komplexeren Robotern, sowie anspruchsvollere Engineering-

Projekte. Dieses Set enthält 40 Bauelemente aus Metall und wird komplett mit

einer Sortierbox geliefert.

www.nxt-roboter.de

http://www.nxt-roboter.de/

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DER NXT IM INFORMATIKUNTERRICHT

Idee, Entwerfen und Bauen

Testen des Programms und des Roboters

Erstellen eines Programms

Übertragung auf den NXT

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INFORMATIK SEKUNDARSTUFE I

Ein moderner Informatikunterricht versucht, fachliche Inhalte durch

praxisbezogene Aufbereitung zu vermitteln. Der Lernprozess sollte so

individualisiert werden, dass der Schüler im Mittelpunkt steht. Er soll durch

Eigenaktivität die Möglichkeit haben, sich mit einem Thema auseinander zu setzten. Die Lehrkraft dient als Ansprechpartner und gibt Anstöße.

Die Planungen zum Unterricht mit LEGO Mindstorms beziehen sich auf den Informatikunterricht der Sekundarstufe I. In vielen Bundesländern wird in den

Lehrplänen das Thema "Messen, Steuern, Regeln" empfohlen, es bestehen insofern direkte Bezüge zur unterrichtlichen Auseinandersetzung mit Computern.

Roboter haben im Informatikunterricht der Sekundarstufe I schon eine längere Tradition. Bereits vor über zwanzig Jahren wurden sie eingesetzt, um den Schülern das damals neue Fach näherzubringen. Mit der Entwicklung der

visuellen Programmierumgebungen in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden Voraussetzungen geschaffen, um die Programmierung, insbesondere im Informatik-Anfangsunterricht, wesentlich zu vereinfachen.

Lernen mit Kopf, Herz und Hand. Im Informatikunterricht mit Mindstorms

besteht die Verzahnung von Theorie und Praxis auf besondere Weise: Einen Roboter kann man in die Hand. Ein Roboter mit Tastsensoren kann registrieren,

wenn er an ein Hindernis stößt. Es existiert somit eine problemhaltige

Ausgangssituation und damit ein guter Einstieg für genetisches, entdeckendes oder forschendes Lernen.

Als Ausstattungsbedarf für den Informatikunterricht ergibt sich pro Schule:

Computerraum oder Fachraum

einfache Möglichkeiten zur digitalen Bilderfassung, mindestens ein Scanner sowie eine

einfache Digitalkamera.

einfache Möglichkeiten zur digitalen Tonerfassung, mindestens einige einfache Mikrofone und Kopfhörer.

möglichst ein Satz Steckplatinen sowie digitale elektronische Bausteine (ICs) für Schülerexperimente.

möglichst einige handelsübliche Robotermodelle zum Selbstbau.

möglichst ein Laptop mit Beamer, um Ergebnisse zu vorzuführen. Der Softwarebedarf kann vollständig durch freie Systeme abgedeckt

werden.

Der Mindest-Ausstattungsbedarf liegt also deutlich unter 500,- €. Bei einer

üblichen Schulausstattung sollten keine zusätzlichen Investitionen erforderlich sein.

Nach: Dr. Eckart Modrow, StD: Informatik in der Sekundarstufe I. 2003.

Hier ein Auszug aus den Informationen der Fachgruppe Informatik des Taletta-

Groß-Gymnasium in Leer.

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Jahrgang 8

THEMA "ROBOTIK" (TEIL 1)

Im Themenfeld "Robotik" werden neben den informatischen Inhalten

insbesondere in der Programmierung auch mechanische Aspekte behandelt und eingeübt durch die Konstruktion und den Bau von Robotern. Alle Erkenntnisse

sind an Robotermodellen zu erproben. Die Robotik-Aufgaben sind einzubetten in Anwendungskontexte bzw. Simulationsfelder.

Die Schülerinnen und Schüler sollen

Bauanleitungen für Robotermodelle oder Bauteile nachvollziehen und

realisieren/umsetzen können, Modelle selbstständig modifizieren und anpassen können,

gegebenenfalls eigene Konstruktionen entwickeln,

einfache Roboterprogramme (Aktoren und ein Sensor) nachvollziehen und erläutern können, für eigene Bedürfnisse anpassen bzw. erweitern können

und solche einfachen Programme auch selber erstellen, fortgeschrittene Roboterprogramme (Aktoren und mehrere Sensoren)

nachvollziehen und erläutern können, für eigene Bedürfnisse anpassen

bzw. erweitern können.

Jahrgang 9

THEMA "ROBOTIK" (TEIL 2)

Die Kenntnisse und Fertigkeiten aus dem Unterricht des Jahrgangs 8 werden

vertieft. Dies betrifft insbesondere Greifmechanismen, das Container-/Variablenkonzept und das Prozedur-/Unterprogrammkonzept. Es werden

komplexe Fragestellungen behandelt, die die Konstruktion und Programmierung

eines Roboters erfordern. Dies soll eingebettet werden in die Teilnahme an einem Roboterwettbewerb der First Lego League.

aus: Taletta-Groß-Gymnasium; http://www.tgg-leer.de Informationen der Fachgruppe Informatik

http://www.tgg-leer.de/

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Folgende Unterrichtseinheiten (Doppelstunden) können angesetzt werden:

Doppelstunde Inhalt Bemerkungen

1

Themenfindung, Organisatorisches

Übersicht, Themenbeispiele geben,

Gruppenbildung,

Themen finden und

diskutieren, …

2

Übersicht über die technischen

Möglichkeiten der benutzten Roboter

und der Software

vorhandene Sensoren, vorhandenes

Softwaresystem,

Erprobungsphase

3

Aufgaben des Roboters,

erforderliche Bauteile,

Funktionalität der Steuerung, Absprache

mit

anderen Gruppen

Projektplanung

4-6

Bau des Roboters

Gruppenarbeit

7 Umgang mit dem Lego

Einführung in die Programmierung

8-10

Programmierung des Roboters

Dokumentation des Programms

11-13

Test und Verbesserung

des Systems Fehler finden und reparieren

Ergebnis beobachten und verbessern

14

Kursinterne Vorstellung der Ergebnisse die

"Fachleute" diskutieren

Feedback

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BEWERTUNGSKRITERIEN

Bewerten werden kann in einem Punktesystem von 0-10 Punkte. Wie in einer

schriftlichen Arbeit sollte man den Schülern die Kriterien und die Punktevergabe

vorher mitteilen. Bewertet werden können:

Problemlösung erarbeitet

- Systematik

- Effizienz/Ökonomie

- Kreativität

Die Konstruktion des Roboters

- Modularer Aufbau des Roboters

- Stabilität des Roboters, Zweckmäßigkeit

und Antrieb

Bewegung und Navigation

- Zeitsteuerung oder Rotationssensor

- selbstständiges Erkennen von markanten

Punkten

- Wendigkeit

Nutzung der Programmiersprache

- Übersichtlichkeit Programmieroberfläche

- Zweckmäßigkeit

- Kreativität

- Qualität

Teamgeist bei Gruppen oder

Partnerarbeit

- Kreativität

- Fairness

- Motivation

- Zielstrebigkeit

Kompromissfähigkeit bei Gruppen oder

Partnerarbeit

- Krisenbewältigung

- Fehlerkorrektur

- Anpassungsfähigkeit

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BEISPIELE UND KOPIERVORLAGEN FÜR DEN INFORMATIK-UNTERRICHT

AB KLASSE 6 DER SEK. I.

Bauanleitung für ein einfaches Auto. Die Schüler lernen, dass ein Motor

auch ein Stromerzeuger ist.

Aufgabe: Baue folgendes Modell nach.

Schritt 1

Schritt 2

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Schritt 3

Schritt 4

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Schritt 5

Schritt 6

Aufgaben:

1. Versucht Zahnräder an dem Auto zu verwenden (oder vielleicht an der Kurbel) um die

Umdrehungsgeschwindigkeiten zu ändern und zu sehen, wie dieses die Geschwindigkeit

des Autos beeinflusst.

2. Versucht ein anderes Designs für das Auto zu finden

3. Mit jeder Umdrehung der Kurbel drehen sich auch die Räder. Aber diese Drehen nicht

gleich der Kurbel. Eine Umdrehung an der Kurbel ist ca. eine 2700 Drehung der Räder.

270/360 = 0.75 = 75% Leistungsfähigkeit. Kannst du die Leistung deines Generators

schätzen?

Bauanleitung für einen einfachen Bewegungsmelder. Die Schüler lernen den

Entfernungsmesser (Ultraschall) kennen

- Achtung! Mehrere Ultraschallsensoren in einem Raum können sich

gegenseitig beeinträchtigen.

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Aufgabe: Baue folgendes Modell nach.

Schritt 1

Schritt 2

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Schritt 3

Schritt 4

Aufgaben: 1. Untersucht die Reichweite des Ultraschallsensors. Tragt die

gemessenen Ergebnisse in eine Tabelle ein. Wenn eine Bewegung

"gemessen" wird, soll der Roboter einen Ton als Warnsignal erklingen lassen.

2. Schließt an Motorausgang 1 eine Lampe an. Verändert das Programm so, dass kein Ton mehr erklingt, sondern die Lampe aufleuchtet.

3. Tauscht den Ultraschallsensor gegen einen Geräuschsensor aus. Legt

eine Tabelle an und messt nun den Schall. Der Sensor misst den Schall

in db und dbA.

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PROGRAMMENTWICKLUNG

aus: Boles, Dietrich: Programmieren spielend gelernt: mit dem Java Hamster-Modell; Stuttgart; 1999

Ziel der Programmierung ist die Entwicklung von Programmen, die gegebenen Probleme korrekt und vollständig zu lösen.

Der Weg vom Problem zum Programm nennt man Programmieren. Die in der

Grafik gezeigten Phasen laufen nicht nach der Reihe ab, sondern können auch

auf Grund von Fehlern zurückspringen.

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Das Problem ist in unserem Fall die Aufgabenstellung. Für die Schüler gilt es nun

die Aufgabe zu analysieren. Ist die Aufgabe exakt beschrieben und welches

Ergebnis wird erwartet?

Z.B. "Der Roboter soll einer weißen Linie folgen, darf dabei aber nicht rückwärts

fahren"....

Erst wenn die Fragestellung gelöst und die exakte Problembeschreibung vorliegt,

sollte zu einem Entwurf übergegangen werden. Die Lösung lässt sich gut im

Team mit Brainstorming erarbeiten.

Der Programmentwurf sollte erst schematisch/grafisch gemacht werden. Wichtig

ist es hier ein Problem in Teilprobleme zu zerlegen.

Bsp.: Start

Der Roboter soll gerade aus fahren

Wenn der Weg frei ist wenn der Weg nicht frei ist

Fahre 3 Sek. vor Rechts Umdrehen 900

usw.

In der Implementierung versucht man nun diesen Entwurf in einen

Programmcode umzusetzen. Also das Programm wird geschrieben, z.B. in einem

Editor, und anschließend kompiliert (Übersetzen einer Programmsprache in den

ausführbaren Maschinencode). Tritt kein Fehler im Programm auf kann nun zur

Testphase übergegangen werden.

In der Testphase wird nun überprüft, ob das entwickelte Programm die gestellte

Aufgabe vollständig löst. Treten Fehler auf kann es an dem geschriebenen

Programm liegen (Softwarefehler) oder an der Hardware (die Motoren sind nicht

gleich stark...). In dieser Phase wird man sehr oft zurückspringen müssen und

den Roboter an das Programm, der Aufgabe oder an der Umgebung anpassen.

Zweitens muss das Programm an den Roboter angepasst werden. Fehler sind

kein persönlicher Misserfolg sondern dienen der Optimierung von Programmen.

Aus Erfahrung kenne ich folgendes: Ein Fehler wurde gefunden. Der Roboter fuhr

immer zu sehr eine Rechtskurve und warf einen Gegenstand um den er

eigentlich einsammeln sollte. Nach der Korrektur des Programmfehlers fuhr er

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nicht mehr diese Rechtskurve, sondern da hin, wo er gar nicht sollte. Der

eigentliche Fehler lag an dem zu schwachen Akku.

Damit möchte ich sagen: Ein Programm und ein Roboter muss immer erneut

getestet werden. Der Fehler liegt manchmal ganz woanders.

In der Dokumentation sollten alle Ergebnisse festgehalten werden. Dieses

geschieht oftmals im Programm selbst. Die Dokumentation ist wichtig, falls ein

Teammitglied zu einem wichtigen Zeitpunkt erkrankt und jemand anders

einspringen muss um den Roboter und das Programm zu bedienen. Ein weiteres

Tool für nachfolgende Schüler wird im nächsten Abschnitt "Lego Designer"

vorgestellt.

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Unterrichten mit dem NXT und der grafischen Entwicklungsumgebung NXT-G.

Für den Einstieg in die Programmierung ist die grafische Entwicklungsumgebung, trotz einiger kleiner Schwächen, eine große Erleichterung. Hier stehen alle

logischen Strukturen als Elemente zur Verfügung und können mit der Maus in die

Anwendung via "Drag and Drop" eingearbeitet werden.

Mit dieser Software können auch Kinder programmieren, sobald sie lesen und schreiben können. Eigentlich alle Strukturen eines richtigen Programms tauchen

hier bereits auf und können recht intuitiv eingesetzt werden.

Das Handbuch ist eine aus der Praxis entstandene Konzeption zur Einführung in

das LEGO® MINDSTORMS® Education NXT System für Schüler und Lehrer.

LEGO

MINDSTORMS

EDUCATION

NXT

NXT-G 2.1

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DIE SOFTWARE NXT-G 2.1 (2000080)

LEGO® Education und National Instruments haben die LEGO MINDSTORMS® Education NXT-Software gemeinsam entwickelt. Sie zeichnet sich durch eine

intuitiv zu bedienende "Drag and Drop"-Oberfläche und eine grafische

Programmierumgebung aus, die für den Anfänger verständlich ist und dennoch den Leistungsumfang bereithält, den Experten fordern. Die LEGO MINDSTORMS

Education NXT-Software ist eine optimierte Version der professionell genutzten

grafischen Programmiersoftware NI LabVIEW, die weltweit von Wissenschaftlern und Ingenieuren eingesetzt wird, um Produkte und Systeme zu entwickeln z. B.

zu testen, darunter bspw. MP3- und DVD-Player, Mobiltelefone, Airbag-Systeme usw.

SYSTEMANFORDERUNGEN MICROSOFT WINDOWS

• Intel Pentium-Prozessor oder kompatibel, mindestens 800 MHz • Windows XP Professional, Windows Vista oder Windows 7

• Mindestens 256 MB RAM • Bis zu 700 MB freier Festplattenspeicher

• XGA-Anzeige (1024x768)

• 1 freier USB-Port • CD-ROM-Laufwerk

• Kompatibler Bluetooth-Adapter (optional)*

APPLE MAC

• PowerPC G3-, G4-, G5-Prozessor, mindestens 600 MHz

• Apple MacOS X v 10.4, v 10.5 oder v 10.6 • Intel-Prozessor

• Mindestens 256 MB RAM

• Bis zu 700 MB freier Festplattenspeicher • XGA-Anzeige (1024x768)

• 1 freier USB-Port • DVD-Laufwerk

• Kompatibler Bluetooth-Adapter (optional)*

Die Programmierumgebung NXT-G v2.1 wurde in Zusammenarbeit mit National Instruments entwickelt und basiert auf der graphischen Programmiersprache

LabVIEW. Im Vorteil zu der ersten Version 1.0 bietet verbesserte Leistung und Geschwindigkeit, besonders für große Programmierungen. Neue

Komprimierungsmethoden geben 30kbit des Speichers frei und reduzieren die Daten der meisten Programm- und Soundfiles um 40%.

Das Software-Programmierungsmodul NXT-G unterstützt intelligentes Scrollen.

Windows Vista (32 and 64 Bit) und Intel-basierte Macintosh Systeme werden durch die neue Software voll unterstützt.

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UNTERSCHIEDE ZUR SOFTWARE NXT-G 2.0

Die Version 2.1 ist ein "Update" zur 2.0. Die Versionen 2.0 und 2.1 sind

lauffähige Vollversion und keine Updates zu deren Vorgängern 1.0, bzw. 1.1.

Die LEGO MINDSTORMS Education Software 2.1 für den NXT-Baustein basiert

wie Version 1.1 auf LabVIEW von National Instruments. Jedoch erweitert mit der

Funktion Datenerfassung. Hierdurch können Daten und Messreihen in den Rechner gesammelt, analysiert und grafisch verarbeitet werden. Neu ist z.B.

auch die Schnittstelle zum Temperatursensor 9749.

Verschiedene Benutzeroberflächen ermöglichen den Einsatz für verschiedene Altersgruppen, ohne zu über- bzw. unterfordern. Die Education-Version der NXT-

Software bietet die Möglichkeit auch über den NXT bereits vorhandene Motoren und Sensoren der älteren RCX-Generation zu verwenden und zu programmieren.

Darüber hinaus können auch Lampen (12 V) angesteuert werden. Die Software gilt als Einzellizenz (Schullizenz/Standortlizenz 2000078 zus. erhältlich).

Integration von Programmblocks in der "Vollständigen Palette" zum Starten und Beenden einer Datenaufzeichnung.

Temperatursensor-Block in der Sensor-Palette Parallele Datenaufzeichnung mit bis zu vier Sensoren über USB und

Bluetooth/ On-und Offline. Insgesamt 39 Beispiele, wo die Blöcke erklärt werden.

Intuitive Prognose- und Analysewerkzeuge für Minima, Maxima,

Mittelwerte und Geradengleichungen Datenexport in MSEXCEL möglich

"On-Brick"-Messwerterfassung ohne Computer möglich In Verbindung mit dem Vernier Sensor Adapter und der LME Education

NXT Software können über 30 verschiedene, hochwertige Messsensoren

der Firma Vernier eingesetzt und ausgewertet werden. Tetrix Ansteuerung von Servos und DC Motoren möglich.

12 V Lampen ansteuerbar.

Energie-Display Block 9668 integriert

Quelle: www.nxt-in-der-schule.de

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BENUTZEROBERFLÄCHE DER SOFTWARE

1. Die Werkzeugleiste: Hier findet man alle gängigen Befehle.

2. Mein Portal: Es kann durch klicken auf www.MindstormsEducation.com

zugegriffen werden. Dort findet man Tools, Downloads und Informationen (nur auf Englisch).

3. Robot Educator: Hier stehen die Bau- und Programmieranleitungen.

4. Arbeitsbereich: Der Bereich, wo die Programmierung stattfindet.

5. NXT-Fenster: Ein Pop-up Fenster (öffnet sich durch anklicken auf das NXT-

Symbol oben links im Controller (6).

6. Controller: Mit diesen Schaltflächen werden die Programme auf den NXT

geladen oder gesteuert.

7. Programmierpalette: Hier stehen sämtliche Programmierblöcke.

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8. Konfigurator: Jeder Programmblock kann hier auf die gewünschten

Eingangs- und Ausgangsinformationen abgestimmt werden, z.B. Sonsorwerte.

9. Kleines Hilfefenster: Direkte Hilfe (bei Bedarf).

10. Arbeitsbereich-Übersicht: Mit dieser Übersicht hat man einen besseren

Überblick über das erstellte Programm. Der erstellte "Programm-Code" kann hier

versetzt werden.

(6. Controller)

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Zuordnungsaufgabe Benutzeroberfläche der Software

Aufgabe: Du findest unter der Abbildung 10 Begriffe. Nummeriere die weißen

Sterne und ordne die Begriffe ihnen zu und schreibe deine Ergebnisse in die

Tabelle.

Arbeitsbereich, Mein Portal, Robot Educator, NXT-Fenster, Controller,

Konfiguration, Arbeitsbereich-Übersicht, Werkzeugleiste, Programmierpalette,

Kleines Hilfefenster

Nummer Begriff

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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BLUETOOTH

Bluetooth ist ein in den 1990er Jahren ursprünglich von Ericsson entwickelter

Industriestandard für die Funkvernetzung von Geräten über kurze Distanz.

Bluetooth bildet dabei die Schnittstelle, über die sowohl mobile Kleingeräte wie

Mobiltelefone und PDAs als auch Computer und Peripheriegeräte (wie in unserem

Fall der NXT) miteinander kommunizieren können. Hauptzweck von Bluetooth ist

das Ersetzen von Kabelverbindungen zwischen Geräten. Bluetooth ermöglicht

dem NXT-Stein mit allen Geräten die Bluetooth-fähig sind, kabellos zu

kommunizieren. Ausschließlich die neue MINDSTORMS Education Software wird

Dank Bluetooth in der Lage sein mit mehreren NXT-

Geräten gleichzeitig zu kommunizieren.

Ob Class I oder Class II ist ziemlich egal - auch wenn der

NXT nur Class II hergibt. Ansonsten Bluetooth Stack auf

dem PC installieren, Bluetooth-Stick in den USB Port stecken.

Der Abe USB Bluetooth Adapter ermöglicht eine kabellose Übertragung zwischen ihrem PC und dem NXT-Baustein über eine Entfernung von bis zu

10m. Der Dongle wird nur benötigt, wenn kein Bluetooth in den PC integriert ist.

Einstellen der Bluetoothverbindung:

Den BT-Dongle einfach am PC in den USB Anschluss stecken und

Windows sollte ihn von selbst erkennen (Windows XP/Vista). Nachdem Windows den BT-Dongle erkannt hat sollte in der

Taskbar

(unten rechts bei der Uhrzeit) ein BT-Symbol stehen. Wenn nicht, dann:

Start, Ausführen, bthprops.cpl eintippen (und OK klicken).

Dieses Fenster öffnet sich.

Hinzufügen anklicken. Es öffnet sich der Assistent zum Hinzufügen von Bluetooth-Geräten. Jetzt den NXT einschalten

(und im NXT-Menü BT einschalten!).

Ein Häkchen bei dem Eintrag "Gerät ist eingerichtet und kann erkannt werden" machen, dann auf weiter klicken. Nachdem das Bluetooth-Gerät erkannt wurde,

das Symbol vom NXT-BT anklicken (der Name des Bausteins erscheint). Nach der Auswahl öffnet erscheint eine neue Oberfläche. Hier bitte "Eigenen

Hauptschlüssel" wählen. 1234 eintippen

und weiter klicken. Der NXT sollte sich kurz akustisch bemerkbar machen da nun der "Passkey" bestätigt werden soll. Den Schlüssel am NXT eingeben (default

1234) und fertig ist die Bluetooth-Verbindung. Den Assistenten abschließen

durch drücken von "Fertigstellen". Auch das andere Fenster (siehe rechts) kann nun geschlossen werden. NXT Software starten und am Controller das "NXT

Fenster" anklicken (links oben). Suchen klicken und die Verbindung wird angezeigt.

http://lego.brandls.info/tt/bt06.jpg

http://lego.brandls.info/tt/bt06.jpg

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DIE ERSTEN PROGRAMME

Für das erste Programm ziehen wir aus der allgemeinen Palette einen

Anzeige-Block

In der Konfiguration kann gewählt werden, ob ein Text, eine eigene Zeichnung

etc. erscheinen soll. Nehmen wir eine Abbildung.

Wenn das Symbol der Bombe erscheinen soll, so muss noch die Dauer

angegeben werden, wie lange die "Bombe" erscheinen soll. Dieses macht man

mit dem Warteblock bzw. Zeitblock.

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Die Zeit bitte auf 3 Sekunden einstellen. Nun wird das

Programm übertragen und gestartet. Das erste Programm ist

geschafft.

Hinweis:

Ein normaler Block verbraucht keine Zeit, der nächste Block

wird sofort aktiv wird, oder das Programm wird nach dem

letzten Block sofort beendet. Das Bild wird also auf das Display

gebracht und sofort danach ist das Programm zu Ende, wodurch das Display

wider gelöscht wird, wenn man keinen Zeitblock hinzufügt.

DAS ZWEITE PROGRAMM

Um eine Lampe anzuschließen benötigt man das Adapterkabel. Die Adapterkabel

ermöglichen das Anschließen von Sensoren, Motoren und Lampen der RCX-Generation an den NXT.

Das Lego Education Set enthält drei Adapterkabel mit jeweils 39cm Länge.

Verbindet eine Lampe an Port A mit dem Adapterkabel.

Erstellt ein Programm, das die Lampe 5 Sekunden leuchten soll.

Mit diesem Block kannst du eine Lampe ansteuern. Du benötigst einen Block, um

die Lampe anzuschalten, und einen weiteren, um die Lampe auszuschalten.

Der Warteblock hält den Roboter so lange in Warteposition, bis ein bestimmter Umstand

eintritt. Mit dem Schieberegler oder mit einem

Eingabewert kann man den Auslösepunkt festlegen. Das Programm läuft erst dann weiter,

wenn dieser Punkt unter- oder überschritten wird.

Aufgabe: Speicher das Programm unter Lampe.rbt ab und übertragt es.

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EINE EINFACHE AMPELANLAGE

Material: NXT Baustein, 3 Lampen,

Farbbausteine (rot, gelb, grün)

Aufgabe: 1. Erstelle eine Ampelschaltung wie in dem Bild unten links (Nur die

rote Lampe soll leuchten). Speichere dieses mit dem Namen

"Ampel.rbt" ab.

Eine normale europäische Lichtzeichenanlage steuert den Verkehr dabei mit Hilfe der drei Signalfarben Grün, Gelb und Rot. Zur Regelung des Verkehrs werden

diese Farben einzeln oder in Kombination angezeigt. Die Reihenfolge (auch

Signalfolge oder Farbbildfolge genannt) solch einer Lichtzeichenanlage ist dabei immer:

Grün: Der Verkehr ist freigegeben Gelb: Auf nächstes Signal warten

Rot: Keine Einfahrerlaubnis

Aufgabe: Erweitert das Programm "Ampel.rbt" und erstellt eine Ampelschaltung

Rot, Rot + gelb und grün. Die Lampen sollen jeweils 3 Sekunden leuchten.

Aus: www.wikipedia.org

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VARIANTEN DER STANDARD-LICHTZEICHENANLAGE IN VERSCHIEDENEN

LÄNDERN

In einzelnen Ländern sind noch zusätzliche Farbkombinationen zugleich oder

hintereinander möglich:

Land Ampelphase

Bemerkung

Deutschland,

Großbritannien,

Österreich, Ungarn,

Schweiz, Polen,

Norwegen, Russland,

Rot-Gelb (gleichzeitig):

Zwischen rot und grün

(Siehe Bild rechts)

Achtung, gleich wird die

Erlaubnis zur Fahrt

gegeben

Schweden Grün-Gelb:

Achtung, es wird gleich

rot

Belgien, Dänemark,

Frankreich,

Griechenland, Irland,

Italien, Luxemburg,

Niederlanden, Australien,

Taiwan, Brasilien und

den Vereinigten Staaten.

Grün folgt direkt auf Rot -----

Vereinigte Staaten,

Südafrika, Taiwan

Rotes Blinklicht Stopp! Anhalten, dann

langsam weiterfahren,

wenn Kreuzung frei.

Österreich, Litauen, der

Türkei, Mexiko und Israel

Grünes Blinklicht am

Ende der Grünphase


gelb gezeigt

China Grünes Blinklicht am

Ende der Grünphase


rot gezeigt

Aufgabe: 2. Erstelle die verschiedenen Ampelschaltungen der

unterschiedlichen Länder. Speichere diese mit dem Namen z.B.

"Ampel_Dein_Land.rbt" ab.

3. Lasst jemanden erraten, aus welchem Land die Ampelschaltung

stammt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Deutschland

http://de.wikipedia.org/wiki/Vereinigtes_K%C3%B6nigreich

http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%96sterreich

http://de.wikipedia.org/wiki/Ungarn

http://de.wikipedia.org/wiki/Schweiz

http://de.wikipedia.org/wiki/Polen

http://de.wikipedia.org/wiki/Norwegen

http://de.wikipedia.org/wiki/Russland

http://de.wikipedia.org/wiki/Schweden

http://de.wikipedia.org/wiki/Belgien

http://de.wikipedia.org/wiki/D%C3%A4nemark

http://de.wikipedia.org/wiki/Frankreich

http://de.wikipedia.org/wiki/Griechenland

http://de.wikipedia.org/wiki/Irland

http://de.wikipedia.org/wiki/Italien

http://de.wikipedia.org/wiki/Luxemburg

http://de.wikipedia.org/wiki/Niederlande

http://de.wikipedia.org/wiki/Australien

http://de.wikipedia.org/wiki/Taiwan

http://de.wikipedia.org/wiki/Brasilien

http://de.wikipedia.org/wiki/Vereinigte_Staaten

http://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%BCdafrika

http://de.wikipedia.org/wiki/Taiwan

http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%96sterreich

http://de.wikipedia.org/wiki/Litauen

http://de.wikipedia.org/wiki/T%C3%BCrkei

http://de.wikipedia.org/wiki/Mexiko

http://de.wikipedia.org/wiki/Israel

http://de.wikipedia.org/wiki/Volksrepublik_China

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SOUNDS UND KLÄNGE

Mit dem Klang-Block kann

man eine Klangdatei oder

Töne abspielen. Klangdateien

sind im *.rso Dateiformat

gespeichert. Es gibt einen

Konverter, um eigene Klänge zu erstellen.

Der Morsecode oder Morsekode ist ein Verfahren zur Übermittlung von

Buchstaben und Zeichen. Dabei wird ein konstantes Signal ein- oder

ausgeschaltet.

Der Code verwendet drei Symbole, die Punkt (·), Strich (−) und Pause ( ) genannt werden, gesprochen als Dit, Dah und "Schweigen". Genauer gilt

Folgendes:

Ein Dah ist üblicherweise dreimal so lang wie ein Dit.

Die Pause zwischen zwei gesendeten Symbolen ist ein Dit lang.

Zwischen Buchstaben in einem Wort wird eine Pause von Dah eingeschoben.

Die Pause zwischen Wörtern beträgt sieben Dits.

−− −−− ·−· ··· · / −·−· −−− −·· ·

M O R S E (space) C O D E

Lateinische Buchstaben Buchstabe im Code

A · — J · — — — S · · ·

B — · · · K — · — T —

C — · — · L · — · · U · · —

D — · · M — — V · · · —

E · N — · W · — —

F · · — · O — — — X — · · —

G — — · P · — — · Y — · — —

H · · · · Q — — · — Z — — · ·

I · · R · — ·

http://de.wikipedia.org/wiki/Buchstabe

http://de.wikipedia.org/wiki/Zeichen

http://de.wikipedia.org/wiki/Signal

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Aufgabe:

1. Erstelle ein neues Programm. Speichere dieses mit dem Namen

"morsen.rbt" ab.

2. Programmiert SOS.

3. 2. Was bedeutet: · — · · · — — · — — — / — · — · · — — ?

________________________________________________

Für die nächsten Aufgaben brauchst du einen einfachen Roboter mit 2 Motoren

an Ausgang A und C.

Bauanleitungen findest du im Lego Educator.

Beispiel :

Bauanleitungen vom Lego Designer 2.3 : http://ldd.lego.com/download

http://ldd.lego.com/download

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MOTOREN

NXT verfügt über drei Motorausgänge mit den Bezeichnungen A, B und C.

In der Konfiguration wählt man die Ausgänge (Ports), die Richtung, Lenkung, Leistung, Dauer und die nächste Aktion aus.

In dem oberen Beispiel läuft Motor an Port A 2 Sekunden vorwärts, dann 2 Sekunden rückwärts (Motor an Port C soll ebenfalls 2 Sekunden rückwärts

drehen).

Eine andere Möglichkeit ist Die beiden Motorblöcke aus der Vollständigen Palette

zu nehmen und dort aus der Leiste Aktion einzufügen. Ein Motorblock kann immer nur einen Block zurzeit ansteuern. In den Eigenschaften stellt man unter

Dauer für beide Motoren Unbegrenzt ein.

Damit die Bewegung kontrollierbar wird muss nun noch ein Warten-Block aus der Vollständigen Palette unter Warten eingefügt werden. Dort gibt es kein Icon

direkt für den Drehsensor, wohl aber ein Warten-Icon. Bei diesem Icon muss man unter Sensor noch den Drehsensor auswählen. Jeder Motor verfügt über

einen eingebauten Rotationssensor (Drehsensor), der über den normalen

Motoranschluss abgefragt wird. Für eine genauere Kontrolle, z.B. bei Drehungen, sind die Rotationssensor unverzichtbar.

Motor-Block aus der Vollständigen Palette Warten-Block

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Das Rotationssignal

beinhaltet zwei Werte:

1. die Drehrichtung des

Motors

2. die Anzahl der Drehimpulse.

Der NXT-Baustein erhält 360 Drehimpulse. Das

entspricht 3600 für eine

Umdrehung.

Die Motoren drehen sich also solange, bis sie einen bestimmten Drehwinkel erreicht haben.

Soll der Roboter aber ein Quadrat fahren, so kann man sich mit Hilfe der Schleife

einige Blöcke sparen, da der Roboter nur 2

Bewegungen wiederholt. Im vorletzten Block der

allgemeinen Palette befindet sich der Schleife-

Block. Die beiden Bewegungs-Blöcke müssen

dann markiert und mit der Maus in den Schleife-

Block hineingeschoben werden.

Da der Roboter erst gerade aus fährt, dann eine

Rechtskurve macht, muss er dieses 4x

ausführen um ein Quadrat zu fahren. (Schleife

4x)

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AUFGABEN ZUR BEWEGUNG

Für alle Aufgaben gilt: speichert alle Programme unter einen sinnvollen Namen

ab!

1. Der Roboter soll 3 s vorwärts fahren und dann stehen bleiben.

2. Der Roboter soll 4 Umdrehungen vorwärts fahren und dann wieder zum Start zurück und stehen bleiben.

3. Wie 2. – nur soll der Roboter zwischen vorwärts und rückwärts fahren 1,5

s stehen bleiben.

4. Im Display soll für 3 Sekunden der Text "Jetzt geht´s los" erscheinen.

5. Der Roboter soll 3 s vorwärts fahren, dann eine ~90° Rechtskurve fahren

und dann wieder Umdrehung gerade aus fahren und dann stehen bleiben.

6. Der Roboter soll einen Kreis fahren. (Erst einen großen, dann einen

kleinen)

7. Der Roboter soll ein Quadrat fahren. Dann soll er ein Rechteck fahren

8. Erst soll Nr. 4 (Display) ausgeführt werden, dann soll eine Lampe aufleuchten bevor der Roboter startet und der Roboter soll eine Kurve mit

großem Radius fahren. Nun soll wieder eine Lampe für 2 Sekunden

aufleuchten.

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LÖSUNGEN AUFGABEN SEITE 84

1. Der Roboter soll 3 s vorwärts fahren und dann

stehen bleiben.

2. Der Roboter soll 4

Umdrehungen vorwärts fahren und dann wieder

zum Start zurück und

stehen bleiben.

3. Wie 2. – nur soll der

Roboter zwischen vorwärts

und rückwärts fahren 1,5 s stehen bleiben.

4. Im Display soll für 3

Sekunden der Text "Jetzt geht´s los" erscheinen.

5. Der Roboter soll 3 s

vorwärts fahren, dann eine ~90° Rechtskurve

fahren und dann wieder

Umdrehung geradeaus fahren und dann stehen

bleiben.

6. Der Roboter soll einen

Kreis fahren. (Erst einen

großen, dann einen

kleinen)

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7. Der Roboter soll ein Quadrat fahren. Dann soll er ein Rechteck fahren

8. Erst soll Nr. 4 (Display) ausgeführt werden, dann soll eine Lampe aufleuchten

bevor der Roboter startet und der Roboter soll eine Kurve mit großem Radius

fahren. Nun soll wieder eine Lampe für 2 Sekunden aufleuchten.

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DURCHMESSER, RADIUS UND UMFANG

Radius, Durchmesser und Umdrehung. Diese drei Faktoren sind sehr wichtig in

der Robotik. Soll ein Roboter besonders schnell fahren oder soll er eine Strecke

mit Hindernissen (Unebenheiten auf dem Boden) meistern, ist es ein Fahrzeug

für draußen (Off-Road)?

Als Radius (von lat. radius; "Strahl") (deutsch: Halbmesser) bezeichnet man in

der Geometrie den Abstand zwischen dem Mittelpunkt M eines Kreises und der

Kreislinie.

Der Radius r entspricht dem halben Durchmesser d. Zum Kreisumfang U verhält

sich der Radius wie folgt: .

Bei dem NXT Rad ist

das:

Der Durchmesser (griech. Diameter) ist die Entfernung zwischen den

Schnittpunkten eines Kreises mit einer Geraden, die dessen Mittelpunkt

schneidet.

Der Umfang ist die Strecke, die das Rad bei einer Umdrehung zurücklegt. Den

Umfang errechnet man mit der Formel:

// Der Durchmesser x Pi = der Umfang

Pi (π) ist eine mathematische Konstante, eine Kreiszahl mit dem unendlichen

Wert:

3,14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510 58209

74944 59230 78164 06286 20899 86280 34825 34211 70679 …

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Der Umfang des Rades bzw. Reifen bedeutet abgewickelt auf die Straße den

zurückgelegten Weg.

Bsp.: Ein Legorad mit einem Durchmesser von 3,18 cm hat einen Umfang von

9,99 cm.

Nach einer Umdrehung hat das Rad also 9,99 cm zurückgelegt. Jetzt ein paar

Aufgaben zum Üben. Die richtige Radgrößenwahl kann manchmal einen

Wettbewerb entscheiden!

Aufgaben:

1. Du hast diesen Roboter: Der

Durchmesser des Rades beträgt 5,5 cm.

Wie weit ist der Roboter gefahren, wenn

sich das Rad 8-mal gedreht hat?

________________________ cm

2. Du bereitest dich auf einen Wettkampf vor. Die Aufgabe lautet: Der Roboter

soll eine Strecke von 10 m so schnell es geht fahren. Du hast 4 Räder mit

folgenden Durchmessern zur Auswahl:

2,86 cm , 3,18 cm , 5,5 cm und 7,94 cm.

Wie viele Umdrehungen muss dein gewähltes Rad machen?

Erstelle eine Tabelle in der du die Umdrehungen vergleichen kannst.

Durchmesser Formel Umdrehungen

2,86 cm __________ . π = __________________

3,18 cm

5,5 cm

7,94 cm

Wenn der Roboter eine bestimmte Streckenlänge fahren soll, er das aber nicht

exakt so macht, kann es verschiedene Gründe dafür geben. Manchmal hängt es

vom Antrieb deines Roboters, dem Ladezustand der Batterien oder des Akku und von der Art der Oberfläche ab, auf welcher der Roboter läuft. Hier hilft es den

Durchschnitt zu errechnen.

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Aufgabe:

1. Nimm deinen Roboter und lasse ihn 3 Mal drei Sekunden vorwärts fahren.

Markiere mit Kreide einen Punkt auf

den Reifen und zähle die exakten

Umdrehungen.

Was stellst du fest?

Berechne nun den Durchschnitt.

Ergebnis 1 + Ergebnis 2 + Ergebnis 3

3

d= 5,5 cm

Der Roboter legt in 3 Sekunden im Durchschnitt eine Strecke von

____________ cm zurück.

SENSOREN BLÖCKE

Neu in 2.1 ist die Einbindung verschiedener Sensoren.

1. Reihe v.l.n.r.: Berührungs-, Klang-, Licht-, Ultraschall-, NXT Tasten,

Drehsensor und Timer, Nachricht

2. Reihe : Temperatur-, Farbsensor, Energiezähler Eingang und Ausgang,

Neuer Farbsensor, Kompass-, EOPD-, Gyrosensor

3. Reihe : IR Seeker, Touch Mux

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SENSOREN – ULTRASCHALLSENSOR

Delphine benötigen ihn zur Navigation, Kommunikation,

Lokalisierung von Fischen, Fledermäuse zur Navigation und Lokalisierung von Beutetieren. Der Ultraschallsensor.

Mit Ultraschall (US) bezeichnet man Schall mit Frequenzen, die oberhalb des vom Menschen wahrgenommenen Bereiches liegen. Das umfasst Frequenzen

zwischen etwa 20 kHz und 1...10 GHz. Der Vorteil eines Ultraschallsensors

besteht darin, dass diese Sensoren ohne eine Abtastung des zu vermessenden Objektes materialunabhängig funktionieren. Der Ultraschallsensor ist der einzige

digitale Sensor, er besitzt einen integrierten Mikrocontroller, der alle Ultraschallmesswerte zum NXT-Baustein per I2C-Kommunikation sendet.

(www.wikipedia.org)

Wie funktioniert das?

Der Ultraschallsensor eruiert den Abstand zu Gegenständen, indem er 12 Signalstöße bei 40 kHz aussendet und dann die Zeit misst, bis er eine Reflektion

des ausgesandten Signals empfängt. Die Zeit zwischen der Emission und dem

Empfangen des reflektierten Stoßes ist proportional zum Abstand zwischen Objekt und Sensor. Der messbare Distanzbereich liegt

zwischen 0 cm und 255 cm und kann daher durch ein

einziges Byte kodiert werden. Der Ultraschallsender benötigt die gelieferten 9 Volt, daher nimmt die

Messgenauigkeit mit abnehmender Batteriespannung ab.

Aufgaben:

1. Erkläre wie Ultraschall funktioniert. Nenne Beispiele in der Anwendung bei Menschen und suche im Internet nach Beispielen aus der Tierwelt.

2. Erkläre was das folgende Programm macht. Schreibe das Program

ab und übertrage es auf deinen Roboter. Achte darauf, dass der Sensor und die Motoren am richtigen Ausgang/Eingang

angeschlossen sind.

3. Der Roboter soll bis zu einem Hindernis fahren und sofort stehen bleiben.

4. Schreibe nun ein Programm für eine Alarmanlage. Sobald ein Hindernis in 25 cm Nähe des Sensors kommt, soll ein lautes Signal ertönen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Schall

http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenz

http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenz

http://de.wikipedia.org/wiki/Hertz_%28Einheit%29

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SENSOREN – LICHTSENSOR

Der Lichtsensor ist ein analoger Sensor. Die Empfindlichkeit des Sensors ist bei frontalem Lichteinfall

und bei Licht mit verhältnismäßig langer Wellenlänge (rotes

und infrarotes Licht) am größten. Je größer der Winkel des Lichteinfalls, desto schlechter wird das Licht vom Sensor

detektiert.

Der Lichtsensor erkennt keine Farben, kann diese aber "erahnen".

Das sehen wir: das sieht der Sensor:

Er misst die Helligkeit im Bereich von 0 bis 100%.

Wir benötigen auch die Testauflage mit der schwarzen Linie, die

mit dem NXT Satz ausgeliefert wird und einen Roboter mit

Lichtsensor. Dieser sollte möglichst nah über den Boden

angebracht werden. Das Grundprinzip der "Linie folgen" ist, dass

der Roboter versucht, auf dem Rand der schwarzen Linie zu

bleiben und sich von der hellen Umgebung abwendet. Der Roboter soll also von

vornherein einen Linksbogen fahren. Wenn der Sensor dann Weiß sieht muss der

Roboter einen Rechtsbogen fahren, bis er wieder Schwarz sieht, worauf er dann

erneut den Linksbogen fährt. Die Zahl, die als Grenze zwischen Hell und Dunkel

zu nehmen ist hängt von den Randbedingungen ab, wie z.B. der Helligkeit im

Raum. Man muss sie ausprobieren, dazu klickt man einen der Warteblöcke an

und setzt den eingeschalteten Roboter auf den Untergrund.

Aufgabe: 1. Schreibe ein Programm wobei der Roboter einer schwarzen Linie

folgt, aber gegen den Uhrzeigersinn fährt.

2. Baue einen Roboter, der sich nur innerhalb eines mit dunklen

Rand begrenzten Feldes bewegt.

3. Schreibe ein Programm, welches verhindert dass dein Roboter

über die Tischkante hinausfährt und damit vom Tisch fällt.

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4. Der Roboter soll bis zu einer schwarzen Linie fahren und

anschließend einen Ton abgeben.

SENSOREN – TASTSENSOR

Der Tastsensor ist der einfachste Sensor. Bei Nichtbetätigung ist der Widerstand,

wie bei einem Schalter, unendlich groß. Bei Betätigung hingegen ist der

Widerstand ca. 500W groß. Durch die veränderten Widerstandswerte kann der NXT

feststellen, ob ein Gegenstand berührt wurde oder nicht. Der

Tastsensor wird analog

betrieben. Dieser passive Sensor hat

eine sehr geringe

Stromaufnahme.

(Einstellungen: Druck, Freigabe, Stoß)

Der Tastsensor des NXT erkennt nur zwischen 2 Zuständen.

0 = nicht gedrückt 1 = gedrückt

Aufgabe: Schließe den Tastsensor an Port 3. Der Roboter soll so lange

geradeaus fahren, bis er gegen ein Hindernis stößt. Versuche das

Programm zu erarbeiten, indem du den Text unten durcharbeitest.

- Schreibe ein neues Programm.

- Speichere es unter dem Namen "tastsensor.rbt" ab.

- Definiere den Sensortyp an Port 3.

- Der Roboter soll nun vorwärts fahren, so lange bis der Taster gedrückt

wird.

- Die Bedingung ist, das der Wert des Sensors = 1sein muss. Das bedeutet,

dass der Sensor gedrückt wurde. Wird der Sensor nicht gedrückt ist der

Wert = 0. Trifft der Roboter auf einen Gegenstand und der Tastsensor

wird gedrückt, die Bedingung wird also wahr, wird das Programm

fortgesetzt und der Roboter soll stoppen.

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Aufgaben:

1. Der Roboter soll genau beim Hindernis stehen bleiben und einen Ton von

sich geben.

2. Der Roboter soll nach drücken des Tastsensors 5 Sekunden lang vorwärts fahren.

3. Der Roboter soll nach drücken des Tastsensors eine Melodie abspielen.

SENSOREN – GERÄUSCHSENSOR

Der Geräuschsensor, Tonsensor oder Soundsensor ist dem Lichtsensor in der Handhabung sehr ähnlich.

Dieser analoge Sensor misst Schalldruck entweder in dB oder in dBA.

Es können Werte im Bereich von 55 dB bis 90 dB gemessen werden. 90 db haben Autohupen oder sind LKW-

Fahrgeräusche. Dieser Sensor kann also nur hören wie laut

etwas ist.

Der Zusatz A gibt an, dass die unterschiedlichen Tonfrequenzen ähnlich dem

menschlichen Hörempfinden unterschiedlich bewertet werden, d.h. mittlere Frequenzen (Spitze

bei 2 kHz) werden stärker berücksichtigt. Der allgemeine Frequenzbereich reicht von 20 Hz bis

18 kHz.

Schalldruckpegel sind extrem schwierig zu

messen, also werden die Sensor-Messwerte auf dem MINDSTORMS NXT in Prozent angezeigt [%].

• 4-5% ist wie ein leises Wohnzimmer

• 5-10% Menschen die in einem Abstand miteinander sprechen • 10-30% ist normales Gespräch - nah an dem Sensor - oder Musik, die mit

einer "normalen" Zimmerlautstärke gespielt wird

• 30-100% ist das Schreien von Menschen oder Musik, die mit hoher Lautstärke gespielt wird.

Aufgaben: 1. Versuche den Roboter an der schwarzen Linie auf Zuruf zum

Stehen zu bringen.

2. Lasse den Roboter im Kreis fahren. Wenn geklatscht wird soll er

stoppen.

3. Schreibe ein Programm wobei der Roboter 5 Sekunden lang vorwärts fahren soll, wenn ein Mal laut geklatscht wird.

Bauidee: Nachtlicht mit Geräuschsensor

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Zusatzaufgabe: Entwickelt ein Nachtlicht mit Geräuschsensor. Wenn das Baby

anfängt zu

weinen, schaltet sich das Licht ein und nach ca. 4 Min. wieder aus.

Zur Information - Anwendungsbeispiele:

Ein sog. Klatschschalter ist ein Schalter der auf Geräusche reagiert und mit dem

man z. B. durch ein- oder zweimaliges Händeklatschen einen Verbraucher, wie

z. B. die Beleuchtung ein- und ausschalten kann.

Polizei und Militär in den USA gehen zum Lauschangriff über: Sie entwickeln

Geräuschsensoren, die Pistolenschüsse oder Gewehrfeuer automatisch orten

können. Die Technik ist noch nicht ausgereift, hat aber schon zu

Fahndungserfolgen geführt. (www.spiegelonline.de)

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SENSOREN - FARBSENSOR

Die NXT Color Sensor arbeitet mit drei verschiedenen Farb-Licht emittierenden

Dioden (LED) zur Beleuchtung der Oberfläche und misst die Intensität der

einzelnen Farben die sich auf der Oberfläche spiegeln. Mit der relativen Intensität

der Reflexion jeder Farbe, berechnet der Farbsensor eine Zahl (siehe Bild Mitte).

Die Farb-Anzahl wird berechnet, indem der Sensor die Werte etwa 100-mal pro

Sekunde aktualisiert.

Um mit dem Sensor zu arbeiten, muss der Block von der Internetseite

www.hitechnic.com (Downloads - * zip Datei) heruntergeladen werden und in

der NXT Software unter Werkzeuge/Assistent Block-Import und -Export

importiert werden (siehe Seite 27).

Wenn der Farb-Sensor-Block nicht verfügbar ist, kann man auch den Standard-

Ultraschall-Block nehmen. Bei Verwendung des

Ultraschall-Blocks muss die Einstellung Zentimeter-

Modus genommen werden.

So testet man den neuen Sensor: Sensor in den

Port 2 Ihres NXT stecken und Ansicht> Ultraschall

cm> Port 2 wählen. Nun positioniert man den

Sensor ca. 1 / 4 "(6mm) vor einer farbigen

Oberfläche. Eine Farbenzahl im Bereich von 0 - 17

wird angezeigt. Wenn man den Sensor über

verschiedene farbige Flächen bewegt, ändern sich

die Werte. (0 wird als ?????? in

View-Modus dargestellt.)

0 ist Schwarz und 17 ist Weiß.

Farbsensor-Block

Aufgabe:

1. Der Roboter fährt über schwarze und rote Linien, bei einer roten Linie gibt er den Sound !Applaus, bei einer schwarzen

Linie den Sound !Error 02 ab.

2. Besorgt euch drei verschiedene Pappen in verschiedenen

Farben (Kunstunterricht). Legt die Pappen (z.B. rot, gelb, blau) mit einem Abstand auf den Tisch Der Roboter soll nun die rote

Pappe finden.

Dazu müßt ihr ihn suchen lassen. Wenn er die

rote Pappe gefunden hat, soll

er stoppen.

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SENSOREN – TEMPERATURSENSOR

EIN AUTOMATISCHER FEUERMELDER

Früher wohnten Wächter auf hohen Türmen in den

Städten, die ein entstehendes Feuer durch ein

Hornsignal zu melden hatten. Feuermelder in unserer Zeit sehen anders aus.

Öffentliche Feuermelder sind der Öffentlichkeit zugänglich und werden von Hand ausgelöst.

Beim Betätigen des Feuermelders wird sofort Alarm

gegeben; zugleich läuft eine Kontaktscheibe ab und gibt in der Meldezentrale den Standort an, von dem die

Meldung kommt. Dennoch kommt es vor, dass die

Feuerwehr zu spät an die Brandstelle gelangt.

Deshalb hat man automatische Feuermelder gebaut, die bei jeder gefährlichen Temperaturerhöhung in

einem Raum, auf einem Schiff, in einem Bergwerk etc.

selbständig Alarm geben, ja sogar von sich aus die Brandbekämpfung einleiten.

Aufgaben:

1. Konstruiere einen Feuermelder mit dem NXT.

2. Schreibt ein Programm, wobei bei einer Temperaturerhöhung ein Signalton

und eine Lampe leuchten sollen (Alarm).

Tipp: Als Feuerstelle kannst du ein Teelicht nehmen.

Für Fortgeschrittene:

3. Entwerfe eine Löschvorrichtung und versuche die Kerze zu löschen

(Ventilator, oder Hydraulikpumpe – Wasser)

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SENSOREN – INFRAROT SEEKER

Wer am Robocup-Junior - Roboterfußball -

teilnehmen möchte, der braucht z.Zt. noch den Infrarot-Sucher, da der "Fußball" Infrarotstrahlen

sendet. Der HiTechnic-Infrarotdetektor ermöglicht das Registrieren und Orten von Infrarot-Lichtquellen.

Auch dieser Sensor-Block kann von der Internetseite

von www.hitechnic.com heruntergeladen werden und

muss noch importiert werden.

Wie bei den anderen Sensoren von HiTechnic kann dieser

Sensor auch mit dem Ultraschall-Block gesteuert werden.

Um den IR "Seeker" zu testen, steckt man den Anschluss

in Port 1 und wählt auf dem NXT Baustein "View",

Ultraconic cm, Port 1. Wenn man den Infrarotsensor

bewegt, ändern sich die Werte auf dem Display von 1-9.

Auf der Grafik sieht man, welcher Bereich welchen Wert

hat. 0 heißt, dass der Sensor kein Signal empfängt. Der Sensor kann diese

empfangen. Vorsicht: Sonnenlicht beeinflusst die Werte.

Das heißt, wenn der Roboter in Richtung 5 fährt und ein IR-Ball von 1 Uhr auf

dich zurollt, sollte im Display (View) eine 6 erscheinen. Der Sensor erweist sich

nach einiger Zeit aber als ungenau.

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BLÖCKE IMPORTIEREN

Um Blöcke zu importieren, diese erst von der entsprechenden Internetseite

downloaden. Oft stehen die Blöcke als *.zip Datei zur Verfügung. Die Datei

entpacken. Dann unter Werkzeuge den Assistent Block-Import und Export....

wählen. Es öffnet sich dieses Fenster:

Tetrix Blöcke

Die Version 2.1 hat die Servo- und Motoren Blöcke vom Tetrix System bereits

integriert.

Das Hilfemenu ist hier allerdings in englischer Sprache.

Die Datei suchen (Durchsuchen) – in

diesem Beispiel der Farbsensor.

Auswählen zu welcher Palette der

Sensor hinzugefügt werden soll

(Sensor) und importieren klicken

(nicht im Bild). Fertig!

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WENN - DANN (IF-THEN) BEDINGUNG

Eine Bedingte Anweisung ist in der Programmierung ein Programmabschnitt,

der nur unter einer bestimmten Bedingung ausgeführt wird. Eine Verzweigung legt fest, welcher von zwei (oder mehr) Programmabschnitten, abhängig von

einer (oder mehreren) Bedingungen, ausgeführt wird.

Bedingte Anweisungen und Verzweigungen bilden, zusammen mit den Schleifen,

die Kontrollstrukturen der Programmiersprachen. Sie gehören zu den wichtigsten

Bestandteilen der Programmierung, da durch sie ein Programm auf unterschiedliche Zustände und Eingaben reagieren kann.

Zum Beispiel: WENN der Temperatursensor den WERT X (z.B. Temperatur <25) ermittelt soll

der Roboter etwas machen. Was er machen und nicht machen soll, wird in die Bedingung gesetzt. Ist die Temperatur höher, macht er etwas anderes.

WENN der Temperatursensor den WERT X (z.B.

Temperatur <25) ermittelt macht der Roboter etwas

ODER der Lichtsensor hat den WERT X (z.B. Helligkeit

>50) ermittelt, dann soll er etwas anderes machen. Ebenso umgekehrt. Wenn der Temperatursensor den

WERT X (z.B. Temperatur >25) ermittelt macht der

Roboter etwas ODER der Lichtsensor hat den WERT X (z.B. Helligkeit <50) ermittelt, dann soll er etwas anderes

machen.

Aufgaben:

1. Der Roboter soll vorwärts fahren, wenn der Tastsensor gedrückt wird soll er rückwärts fahren.

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2. Baue einen kleinen Hindernis Parcours auf. Stößt der Roboter an ein

Hindernis, gibt er einen Ton ab und fährt rückwärts, dreht um 45 Grad nach links und fährt weiter.

3. Der Roboter überprüft den Tastsensor. Ist der Tastsensor bei "Start"

gedrückt, erscheint "Danke für das drücken" am Display, sonst erscheint "Drück

mich" am Display.

4. Der Roboter soll einer schwarzen Linie nachfahren

SCHLEIFEN

Eine Schleife ist eine Kontrollstruktur in Programmiersprachen. Sie wiederholt

eine Befehlsfolge – den so genannten Schleifenrumpf oder Schleifenkörper – so lange, wie eine Laufbedingung gültig ist oder bis eine Abbruchbedingung (stopp)

eintritt. Dies geschieht z.B. bis ein bestimmter Wert erreicht ist (Zähl-Schleife)

oder eine Bedingung erfüllt ist. Schleifen, deren Laufbedingung immer erfüllt ist oder die ihre

Abbruchbedingung niemals erreichen, und

Schleifen, die keine Abbruchbedingungen haben, sind Endlosschleifen.

In der Konfiguration kann man die verschiedenen

Arten der Schleifen auswählen: Endlosschleife,

Sensorschleife, Zeitschleife, Zählschleife und Logiksignal.

Aufgaben: 1. Der Roboter soll ein gleichmäßiges Rechteck fahren. Ändere das Programm so

ab, dass er immer in einem anderen Muster fährt. Befestige einen Filzstift an den NXT und lass deine Figur vom Roboter aufzeichnen.

2. Der Roboter soll bis zum bis zum Hindernis fahren. Er soll alle 2 s einen Ton abgeben, solange, bis das Hindernis weggeräumt wurde und anschließend

weiterfahren. 3. Zeichne auf ein großes Stück Pappe 5 schwarze Linien mit einem "Edding".

Der Roboter soll an der 2. schwarzen Linie stehen bleiben. Übt mit dem Programm. Der Roboter soll mal an der 3., an der 4. etc. Linie stehen bleiben.

4. Baue eine Art "Fernbedienung" für deinen NXT. Die Fernbedienung besteht aus 2

Tastsensoren, die mit langen Kabeln mit dem Roboter verbunden sind. Sind

beide gedrückt, fährt er vorwärts, ist der Linke gedrückt, fährt er links, ist der Rechte gedrückt, fährt er rechts. Wird kein Sensor gedrückt, bleibt er stehen.

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MULTITASKING

Der Begriff Multitasking bzw.

Mehrprozessbetrieb bezeichnet die Fähigkeit mehrere Aufgaben (Tasks) nebenläufig

auszuführen. Dabei werden die verschiedenen

Prozesse in so kurzen Abständen immer abwechselnd aktiviert, dass der Eindruck der

Gleichzeitigkeit entsteht.

Aufgabe: 1. Baue die Kandidaten "Bumper" für eine

Quizsendung: 3 Kandidaten bekommen eine Frage gestellt. Wer sie beantworten kann,

drückt seinen Knopf. Bei ihm

brennt eine Lampe und die anderen Kandidaten werden "gesperrt". (Diese super Idee stammt von Heiko Kromp, Robis)

VARIABLEN

Was sind Variablen?

Mit Variablen kann man einen Text, Zahlen oder Logik schreiben und lesen um

sie an verschiedenen Programmteilen nutzen zu können. Variablen müssen definiert werden. Nach Ende des Programms werden die Variablen mit den

Inhalten gelöscht. In dem NXT-G Block Variable kann man Werte speichern und in einem anderen

Teil des Programms wieder abfragen.

Im Menü "Bearbeiten" kannst man unter der Funktion "Variable definieren" eine

Variable anlegen und benennen.

Besser ist es sinnvolle Namen (anders als in diesem Beispiel) zu wählen, das erleichtert das Lesen und Suchen von Fehlern. Die drei Variablen Logik 1, Zahl 1

und Text 1 sind vordefiniert und immer vorhanden. Anschließend kann der Variablen-Block in das Programm gezogen werden und der Name der Variable aus der Liste gewählt werden. Hier legt man nun fest, ob die Variable gelesen

oder geschrieben werden soll. Es gibt 3 Arten von Variablen: Logik (ja oder nein), Text (Ausgabe auf den NXT Display) , Zahl.

Weiterführender Hinweis unter: http://www.debacher.de/wiki/NXT-G

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Aufgaben:

1. Der Roboter soll zählen, wie oft der Tastsensor gedrückt wurde. 2. Der Roboter soll langsam beschleunigen.

3. Der Roboter soll anfahren und abbremsen.

9688 LEGO EDUCATION ENERGIE SET MIT LEGO MINDSTORMS NXT

Im Sommer 2010 erschien das neue 9688 LEGO Energie Ergänzungsset. Das

neue Set, bestehet aus Solarmodul, Energie-Meter, E-Motor in Verbindung mit

9797 LEGO MINDSTORMS NXT. Der Einsatz von Körperkraft, Sonne, Wind und

Wasser zur Gewinnung von Strom steht im Mittelpunkt der Experimente. Baue zu

zweit selbst ein Solarfahrzeug oder Windgenerator und mache Übungen zur

Energieversorgung, - transport, -speicherung, - umwandlung und/oder -

verbrauch

Der Energiezähler ist ein großes Plus für den NXT. Ein NXT ist nicht unbedingt erforderlich um es zu bedienen. Wenn auch etwas schwerfällig in der Größe, ist

der Energiezähler doch ganz leicht.

Die Batterie (Akku) kann direkt von dem Solarmodul, mit einer Standard-

Batterie PF (Batterie oder Akku) oder, falls der Mindstorms NXT eingesetzt wird,

über Kabel geladen werden bzw. mit Strom versorgt werden.

Ein einfaches Programm:

Ein Motor A, Leistung 100, unendlich drehend und eine Schleife. In dieser schleife der Lebenserhaltungsblock.

Dieser Block verhindert, dass der NXT in den

Schlafmodus wechselt. Verwende diesen Block, wenn dein Programm längere Wartezeiten erfordert, als die

im NXT eingestellte Zeit bis zur Aktivierung des Schlafmodus. (Dieses Zeitintervall wird im Menü des NXT konfiguriert.)

Der neue E-Motor im Set hat keine internen

Reduktoren und ist mit seiner Leistungsfähigkeit gut

geeignet um mit dem Soloarmodul verbunden zu werden.

Foto: www.electrckbricks.com

http://www.electrckbricks.com/

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Das Experiment zeigt, ob die Sonnenenergie ausreicht, um einen Motor

anzutreiben. Mit dem Energiedisplay kann diese Energie nun gespeichert werden. Dank der gespeicherten Energie kann auch bei verdunkeltem Sonnenlicht die

gleiche Leistung an den Motor weitergegeben werden.

In Verbindung mit dem NXT kann so ein Solarstrom-Generator gebaut werden,

der sich automatisch anpassen und seine Position, um mehr Effizienz zu haben,

ausrichten kann.

Ein Solar Auto oder ein Windenergiegenerator.

ENERGIEZÄHLER EINGANG

Mithilfe dieses Blocks können eingehende Daten des LEGO

Energiezählers ausgelesen werden. Der Block kann folgende

Parameter des Energiezählers auslesen: Eingangsspannung (V), Eingangsstrom (A), Eingangswattleistung (W) und Joule (J).

Der Ausgang ist umgekehrt.

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DAS GESTEUERTE ENERGIEHAUS – EIN GRUPPENPROJEKT

Um mit dem Energie Set, dem NXT und Lego Mindstorms-Sensoren ein ganzes

Haus zu regeln, benötigt man ein schönes Spielehaus. Das Playmobil-Haus

eignet sich darum, da es sehr groß und von einer Seite offen ist. Dieses Haus

kann nun mit verschiedenen Sensoren und Motoren "verbessert" werden.

die Temperatursteuerung soll im Gebäude optimiert wird. Beispielsweise

werden Wohnräume hauptsächlich zwischen 7 und 10, bzw. 17 und 23 Uhr

geheizt

Die lichtsensorgesteuerten Rollläden bewirken eine optimale

Sonneneinstrahlung

Integriert in diese intelligente Steuerung sind selbstverständlich

Wassersensoren, Regenmelder, Windmesser, Bewegungsmelder sowie andere

Sensoren für eine Alarmanlage

Die Beleuchtung kann an – oder abgeschaltet werden

Türklingel

Das Sonnensegel soll ausfahren bei Sonne

Die Fenster schließen bei Regen

Automatischer Türöffner

Zeitlichtsteuerung

Erweiterungen selbst bauen

Und vieles mehr.

Foto: PLAYMOBIL® Neues Wohnhaus Traumhaus HAUS 4279

Zur Erweiterung gibt es einen schönen Wintergarten.

http://www.tradoria.de/p/playmobil-neues-wohnhaus-traumhaus-haus-4279-2825790

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FAQ

Wie programmiert man einen Linienverfolger?

Wo findet man weitere NXT-G Blöcke?

Eine Reihe von NXT Blöcken zum downloaden.

Die wohl größte Sammlung der Blöcke und von Bauanleitungen findet man

unter:

www.nxtasy.org

Diese reicht von einfachen Funktionalitäten wie der Anzeige des

Batterieladestatus über die Unterstützung von Sensoren von Drittanbietern (etwa

dem Gyrosensor von HiTechnic) bis hin zu recht komplexen Features wie der

Erweiterung von NXT-G um Arrays.

Wie kann man die Blöcke in einer Schleife sooft wiederholen lassen,

wie es eine Variable angibt?

Bei der Schleife muss der Zähler aktiviert werden. Mit einem auf Gleich

gestelltem Vergleichsblock kann man die Variable mit dem Zähler der Schleife

vergleichen. Die Logik die man als Ergebnis bekommt geht wieder an die

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Schleife. Diese hat außer dem Zähler auch die Einstellung: Wiederholen bis Logik

-> wahr.

Wie kann man mit dem Handy Daten (Zahlen) an den NXT senden?

Man installiert die NXT Mobile Application auf das Handy und folgendes

Programm auf dem NXT:

Dann startet man das Programm auf dem Handy und stellt eine BT-Verbindung

her, geht unter "Program

Control" und startet das

Programm auf dem NXT.

Dann kann man mit den

Zifferntasten von 1-9

wählen, wie viele

Umdrehungen der Motor an

Port A machen soll. (T.

Sasdrich)

Was sind das für Verbindungen unter den Blöcken?

Das sind Datenknoten. Das sind Informationen/Parameter die man von einem

Block zu einem anderen weiterleiten kann. In einer Hochsprache werden diese

"Übergabevariablen" genannt.

Das können zum Beispiel Sensorwerte sein.

Man kann so z.B. von einem US Sensor einen Draht von dem Parameter für die

Entfernung zum Anzeigenblock ziehen. Schon bekommt man die Entfernung

angezeigt.

Beispiel: Der Anzeige Block zeigt an, was man im Textblock eingibt.

Wie lasse ich die Motoren gleichzeitig arbeiten, aber in

unterschiedlichen Richtungen oder unterschiedlicher

Geschwindigkeit?

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oder:

Man will den Sensorwert in Form einer Gradzahl auf dem Display

anzeigen lassen. Der Motor soll laufen bis der Tastsensor betätigt

wird und dann soll der NXT die Gradzahl ausgeben. Was muss ich

tun?

Drehen bis Berührung:

Gradzahl

anzeigen:

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Beides zusammen:

(www.nxt-forum.de)

Wie viele Aktionen kann der NXT eigentlich gleichzeitig ausführen?

Bis zu 255. Hochtaste festhalten dann kommt das Verkettungssymbol und man

kann überall am Ablaufträger neue Abläufe erstellen.

Woher bekomme ich zusätzliche Blöcke für NXT-G?

Auf nxtasy.org, dem wohl größten (englischsprachigen) Forum für den NXT, gibt es auch ein Repository, das neben Bauanleitungen auch eine große Menge an

zusätzlichen Blöcken für NXT-G enthält, die offizielle von LEGO® für den NXT

vorgesehene Programmiersprache mit graphischer Oberfläche.

Wie kann ich meinem NXT einen persönlichen Touch verleihen? Wie auch immer man will! Eine der einfachsten Möglichkeiten ist, den Namen des NXT-Bausteins beliebig (Maximallänge 8 Zeichen, allerdings) abzuändern, indem man das NXT-Fenster in der Software nutzt. Einfach einen neuen Namen in der

Textbox auf der rechten Seite des Fensters eingeben (im Bereich "NXT Data")

und mit dem "Return"-Schalter direkt rechts neben dem Text bestätigen. Man kann natürlich auch die voreingestellten Sounds des NXT ändern. Beim

Einschalten spielt der NXT z.B. die Sounddatei "! Startup" ab. Um das zu sehen,

verbindet man den NXT mit dem Computer, klickt den Reiter "Memory" und markiert die Checkbox "Show System Files". Wenn man irgendeine .rso Datei in

"! Startup.rso" umbenennt und auf den NXT lädst, dann spielt er beim Hochfahren von nun an diesen Sound ab. Im Unterordner der installierten

Software "engine\sounds" der Software findet man eine ganze Menge

Sounddateien.


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Wozu ist der Dateizugriff-Block nützlich?

Man kann z.B. ein Programm erstellen, in dem man einen Text schreiben kann. Dieser wird dann in einer Datei gespeichert. Dieser wird dann auf den Computer

geladen oder mit einem anderen Programm bearbeitet. - Oder man kann die Werte eines Sensors in eine Datei schreiben. Ein anderes Programm kann den

Wert dann verarbeiten. Z.B. ein Scanner.

Herunterladen auf mehrere NXT Wenn ein Unterrichtsprojekt gemacht werden soll oder man für einen

Wettbewerb weitere NXT in Reserve haben muss, kann man mit der Funktion

"Herunterladen auf mehrere NXT" in dem Menu Werkzeuge dieses tun. Nach klicken auf den Untermenüpunkt, erscheinen alle angeschlossenen NXT im

Sichtfenster. NXTs und Programme auswählen und auf herunterladen klicken.

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MESSWERTERFASSUNG

Messwerterfassung, das ist Daten sammeln, speichern und analysieren. Dafür ist

die Software NXT-G 2.1 angedacht und ausgelegt.

Die Messwerterfassungssoftware funktioniert mit allen Sensoren des Lego

Mindstorms Education Basissets zuzüglich des optionalen Temperatursensors,

sowie Sensoren von Drittanbietern.

Wo findet Messwerterfassung im "normalen" Leben statt? Z.B. in der

Klimaforschung, Wetterstationen und als Flugschreiber, die sogenannte

Blackbox.

Ein NXT Roboter kann so programmiert werden, dass er Messwerte erfasst und

diese im NXT Baustein ablegt. Diese Werte können später aus der Log-Datei des

Bausteins in die Software geholt werden. Der NXT ist auch zur Echtzeit Messung,

als kleines Labor, stets bereit.

Die Software liefert 3 verschiedene Grundwerkzeuge:

Die Prognose-Werkzeuge, um ein Ergebnis vorherzusagen

und es dann überprüfen zu können

Das Erfassungs-Werkzeug, Messen der Daten 1:1

im Experiment. Daten werden im

Koordinatensystem visuell dargestellt.

Das Analyse-Werkzeug, die Auswertung der Daten (Minimum,

Maximum, Durchschnitt) und der Vergleich mit der Prognose.

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DIE OBERFLÄCHE DER MESSWERTERFASSUNG

1. Die Werkzeugleiste: Hier findet man alle gängigen Befehle.

2. Mein Portal:

3. Robot Educator

4. Experiment-Einstellungen

5. y-Achse

6. Koordinatensystem

7. x-Achse

8. Messwerterfassungs-Controller

9. Wertetabelle

10. Kleines Hilfe-Fenster

Messwerterfassungs-Controller

Download und Upload zum NXT:

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ZUORDNUNGSAUFGABE

Aufgabe: Du findest unter der Abbildung 10 Begriffe. Nummeriere die weißen

Sterne und ordne die Begriffe ihnen zu und schreibe deine Ergebnisse in die

Tabelle.

Wertetabelle, Mein Portal, Robot Educator, Koordinatensystem, Messwerterfassungs-

Controller, x-Achse, Experiment-Einstellungen, Werkzeugleiste, y-Achse, Kleines

Hilfefenster

Nummer Begriff

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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ERSTE SCHRITTE

Nach der Installation liegen 2 Icon auf dem Desktop ab. Mit

Doppelklick auf das Data Logging Icon klicken und die

Software starten.

Vor einem Experiment muss man es erst konfigurieren. Hier

stellt man die Dauer eines Experiments und die zu

verwendenden Sensoren ein, sowie die Anzahl und länge der

Messwerte. Es können bis zu 4 Sensoren gleichzeitig

verwendet werden und man kann zwischen den

Maßeinheiten umschalten.

In der Wertetabelle werden alle Daten der x- und y-Achse aus der Prognose und

den Messdatensätzen aufgeführt. Prognosen und Daten können einzeln ein- und

ausgeblendet und Farben verändert, Legenden formatiert und Maßeinheiten

angepaßt werden.

Alle Werte werden hier numerisch dargestellt.

Durch klicken auf wechselt man direkt in

dieMesswerterfassung im NXT –Programmier-Fenster.

Die Voreinstellungen werden

übernommen und der Block

automatisch eingefügt. Die

Werte können in der

Konfiguration geändert werden.

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VERSUCHE ZUR WÄRMELEHRE

Warmwasser

Beschreibung: Um Wasser zu erwärmen werden oft Tauchsieder genutzt. Der

Versuch soll erklären, wie die im Tauchsieder gewonnene Wärmeenergie

verschiedene große Wassermengen erwärmt.

Geräte: Becherglas 600 ml, NXT, Temperatursensor, Tauchsieder

Versuchsdurchführung: Erwärme verschiedene große Wassermengen (200,

300 ... 500 ml) in jeweils gleichen Zeiten (2 Minuten), messt die

Temperaturerhöhung und übertragt sie in eine Tabelle.

Aufgaben:

1. Fertigt eine Tabelle an

Wassermenge

in ml

Wassertemperatur

vor dem Versuch

in 0C

Wassertemperatur

nach 2 Minuten

Heizdauer in 0C

Temperatur-

Unterschied

zwischen Anfangs- und

Endtemperatur in 0C

200

300

2. Wie kann man die Beobachtungen in einem allgemeinen Ergebnissatz zusammenfassen?

3. Führe eine eigene Messreihe durch. Erhitze verschiedene Wassermengen

auf ca. 50 0C. Notiere die Zeit die nötig ist, diese Temperatur zu erreichen.

Wassermenge in ml Zeit in sec.

GERÄUSCHPEGELMESSUNG IM STRAßENRAUM

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Durchführung von Geräuschpegelmessungen

Lärmpegel werden in dB(A) gemessen. Dies entspricht etwa der veralteten

Einheit Phon. Bei 0 dB(A) liegt die Hörschwelle des Menschen. Ein Motorrad

erzeugt im Leerlauf in einem Meter Abstand ca. 80 dB(A), und die

Schmerzgrenze liegt bei etwa 120 dB(A). Die Messungen werdendurch die

Schülerinnen/Schüler gruppenweise als außerschulische Arbeit oder im Rahmen

von Exkursionen und in verschiedenen Straßentypen durchgeführt. Die Auswahl

ist nach lokalen Gegebenheiten zu kürzen oder zu erweitern.

Hinweis:

Um die Sicherheit im Straßenverkehr zu gewährleisten, ist es angebracht, die Schülerinnen und Schüler auf die Regeln der Verkehrssicherheit hinzuweisen.

Aufgaben:

1. Führt an verschiedenen Orten Messungen des Straßenlärms durch. Die

Messungen sollen alle 3 Minuten dauern. Das Intervall der Messung kann 5 Sekunden betragen. Zeichnet die Messpunkte in eine Karte. Speichert die Daten

auf dem NXT und wertet diese in der Schule aus. Vergleicht die Werte.

2. Nutze den NXT als Messgerät. Lege eine Tabelle mit verschiedenen

Geräuschen und der Lautstärke in dB.

Für Fortgeschrittene: Baut eine Lärmampel. Von 0-60 dB grün, 61-90 dB gelb und 91 –

160 dB rot.

Pegelbereiche für Lärm in der Umwelt dB(A) Beispiele Wahrnehmungsbereich

0 Definierte Hörschwelle

10 Blätterrauschen im Wald bei Windstille, Schneefall,

normales Atmen

20 Tropfender Wasserhahn, leichter Wind,

Blätterrauschen

30 Flüstern (1 m Abstand), Ticken eines Weckers

40 Brummen eines Kühlschranks (1 m Abstand); sehr

leise Radiomusik

50 Leise Radiomusik (1 m Abstand)

60 Umgangssprache; PKW in 15 m Abstand

70 Rasenmäher (7 m Abstand), Schreibmaschine (1 m

Abstand)

80 Pkw mit 50 km/h 1 m Abstand, max.

Sprechlautstärke

90 Lkw-Motor 5 m Abstand; Pkw mit 100 km/h (1 m

Abstand)

100 Kreissäge; Lärm in einem Kraftwerk,

Posaunenorchester

110 Propellerflugzeug (7 m Abstand), Bohrmaschine;

laute Diskothek

120 Verkehrsflugzeug 7 m Abstand, Beginn der

Schmerzgrenze

130 Düsenflugzeug (7 m Abstand), Walkman

Maximalbelastung Schmerzgrenze

160 Gewehrschuss in Mündungsnähe

(Quelle: SEIDEL, 1998; GRIEFAHN; 1988; modifiziert und erweitert von:

Ministerium für Umwelt und Forsten Rheinland-Pfalz, Ministerium für Umwelt und Naturschutz des Landes Nordrhein-Westfalen 2004)

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WIR BAUEN EIN FERNTHERMOMETER

Es gibt in der Technik Räume, deren Temperatur von der Ferne her überwacht

werden muss. Entweder ist es in ihnen so warm, dass man nicht in unmittelbarer

Nähe mit einem Thermometer messen kann, oder die Anwesenheit von Menschen ist aus anderen Gründen unmöglich. In solchen Fällen braucht man

ein Fernthermometer.

Versuchsdurchführung: Umwickelt das Thermometer des NXT mit Kupferdraht, so dass ihr so eine Art

"Fühler" habt.

Stelle nun eine Kerze im bestimmten Abstand in die Nähe des Drahtes.

Aufgaben:

Wie ist die Wärmeentwicklung im Abstand zum Draht? Lege eine Tabelle an und

übertrage die Werte. Fasse Deine Beobachtungen zusammen.

LICHTMESSUNG MIT DEM NXT

Aufgabe: Ermittelt die Sensorwerte für die Farbe rot, blau und gelb. Trage die

Ergebnisse in die Tabelle ein und vergleicht eure Werte.

Farbe rot blau gelb weiß schwarz

Wert

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Rund um die Robotik

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SIEGESZUG DER KÜNSTLICHEN INTELLIGENZ

Seine technologische Vision beschreibt Moravec in diesem Buch wie folgt:

"Ich sehe diese Maschinen als unsere Nachkommen. Im Augenblick glaubt man

das kaum, weil sie eben nur so intelligent sind wie Insekten. Aber mit der Zeit

werden wir das große Potential erkennen, das in ihnen steckt. Und wir werden unsere neuen Roboterkinder gern haben, denn sie werden angenehmer sein als

Menschen. Man muss ja nicht all die negativen menschlichen Eigenschaften, die

es seit der Steinzeit gibt, in diese Maschinen einbauen. Damals waren diese Eigenschaften für den Menschen wichtig. Aggressionen etwa brauchte er, um zu

überleben. Heute, in unseren großen zivilisierten Gesellschaften machen diese Instinkte keinen Sinn mehr. Diese Dinge kann man einfach weglassen - genauso

wie den Wesenszug der Menschen, dass sie ihr Leben auf Kosten anderer sichern

wollen. Ein Roboter hat das alles nicht. Er ist ein reines Geschöpf unserer Kultur und sein Erfolg hängt davon ab, wie diese Kultur sich weiterentwickelt. Er wird

sich also sehr viel besser eingliedern als viele Menschen das tun. Wir werden sie also mögen und wir werden uns mit ihnen identifizieren. Wir werden sie als

Kinder annehmen - als Kinder, die nicht durch unsere Gene geprägt sind,

sondern die wir mit unseren Händen und mit unserem Geist gebaut haben.[1]"

1 aus: "Computer übernehmen die Macht: Vom Siegeszug der künstlichen

Intelligenz", Hamburg 1999, Seite 136

Aufgaben:

1. Diskutiert das Zukunftsbild Moravecs und sammelt Pro- und Contra

Argumente zur Robotik.

2. Sucht im Internet nach Beispielen zu "Insekten Robotern", Humanoiden etc.

3. Wer ist Hans Moravec?

http://de.wikipedia.org/wiki/#cite_note-0

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ROBOTER – FEIND ODER FREUND?

Text 1

Das Jahr 2050: Endstation Pflegeroboter-Heim

Deutschland im Jahr 2050: 40 Prozent der Einwohner sind 60 Jahre und älter -

17 Pflegebedürftige werden von einem Pfleger betreut. Wohl dem, der sich dann einen CARE-O-BOT oder einen RI-MAN leisten kann.

"Mädchen, die heute auf die Welt kommen, haben eine 50-prozentige Chance, einmal 100 zu werden", so Frank Schirrmacher, Autor von "Das Methusalem-

Komplott". Deutschland vergreist: Niemals zuvor gab es hierzulande mehr ältere

als jüngere Menschen. Die Kombination aus steigender Lebenserwartung und geringer Geburtenrate ist bereits heute eine enorme Herausforderung für unsere

Sozialsysteme. Und wenn in den kommenden Jahren weiterhin nur 1,36 Kinder je Frau geboren werden, so wird sich die Situation in naher Zukunft weiter

verschärfen. Für 2050 hat das Statistische Bundesamt folgende Prognose

berechnet: Deutschland wird 68,5 Millionen Einwohner haben, heute sind es 82,4 Millionen. Fast 40 Prozent werden über 60 sein, ihre Zahl steigt um 6,6 Millionen.

Nur jeder siebte Deutsche wird noch unter 20 sein, heute ist es jeder fünfte. Auf

100 Deutsche zwischen 20 und 60 kommen 85 Senioren. Das Durchschnittsalter liegt bei über 50 Jahren....

Forschung und Wirtschaft haben diese Entwicklung längst erkannt: Pflege und

Rehabilitation bilden in der Robotik seit vielen Jahren einen sich rasch

entwickelnden Forschungsbereich. Weltweit arbeiten Institute und Firmen unter Hochdruck an der Entwicklung von künstlichen Humanoiden. In den USA sind

bereits Krankenhausroboter auf dem Markt, die Röntgenbilder von einer

Abteilung in die andere bringen. An der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania, wird derzeit an einem "Nursebot" gearbeitet, einem persönlichen

Roboterassistenten für gebrechliche und kranke Menschen. VON OLIVER CREUTZ

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Text2:

Roboter kann fehlerlos Violine spielen

Da staunt das Publikum: Toyota hat einen Roboter entwickelt, der auf einer Violine die fehlerfreie Version des Stücks "Pomp and Circumstance" von Edgar

Elgar spielen kann. Doch damit nicht genug - der Roboter kann auch bei der Hausarbeit oder in der Pflege von Menschen eingesetzt werden.

Bei den neu vorgestellten Humanoiden handelt es sich um einen Violine spielenden Roboter, der sogar wie ein echter Mensch ein Vibrato hinbekommt.

Der 1,50 Meter große Roboter läuft wie seine menschlichen Ebenbilder auf zwei

Beinen, wiegt 56 Kilogramm und ist mit insgesamt 17 Gelenken in seinen Händen und Armen versehen, um auch sehr feinfühlige Bewegungen ähnlich

denen eines Menschen auszuführen. Der Roboter sei so konzipiert, dass er Mitarbeitern im Pflegedienst zur Hand gehen und im Haushalt helfen kann, hieß

es.

Toyotas andere neue Roboterschöpfung, der einsitzige "Mobiro", eine Abkürzung

von Mobilitätsroboter, kann Menschen angetrieben von einer Batterie mit einer

Geschwindigkeit von 20 Kilometern in der Stunde über kurze Distanzen hinweg transportieren. Dabei ist er in der Lage, selbstständig Hindernissen auszuweichen

und kann auch per Fernbedienung gesteuert werden.

"Wir nutzen Industrieroboter seit den 80er Jahren, sie wurden mit der Zeit

perfektioniert und können an mehreren Automodellen mitarbeiten oder unterschiedliche Aufgaben erledigen", sagte Toyota-Chef Katsuaki Watanabe.

"Jetzt wollen wir die Entwicklung von gesellschaftlich nützlichen Robotern

beschleunigen und dabei auf unsere Kenntnisse im Bereich der Automobile zurückgreifen", sagte Watanabe.

Vor drei Jahren hatte Toyota seinen ersten menschenähnlichen Roboter vorgestellt, der Trompete spielen konnte. Die Konkurrenten Honda und Sony

sind dem Autobauer aber um Längen voraus. Japan gilt als großer potenzieller Markt für Roboter, da der Anteil der alten Menschen an der Bevölkerung rapide

zunimmt. Mehr als 30.000 Japaner sind über 100 Jahre alt.

VON OLIVER CREUTZ

(DPA/AFP/OC) nach: http://www.welt.de (Welt online)

Aufgaben:

B1. Beschreibe das Bild und werte es aus.

B2. Sucht euch einen Text aus und fasst das Ergebnis des Textes mit eigenen

Worten zusammen.

B3. Diskutiert, ob man Menschen durch Roboter ersetzen kann oder soll. Welche

Gefahren oder Chancen entstehen durch den Einsatz von Robotern?

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SCHLAGZEILEN

Roboter bedient und hilft im Altenheim

Menschenähnlich

Holländer gründen Heim für Roboter

Roboter werden aus Erfahrung klug

Roboteranzug macht gelähmte Menschen mobil

MENSCHELNDE ROBOTER WERDEN BESSER BEHANDELT

Aufgaben:

i) Bildet Kleingruppen. Besprecht die Zeitungsschlagzeilen in der Kleingruppe und

versucht sie einer Branche, einem Unternehmen zuzuordnen.

ii) Sucht euch eine Schlagzeile aus. Schreibt einen Text zu der Schlagzeile.

Hilfe: Wie ist das Verhältnis Roboter – Mensch? Ist der Mensch überflüssig?

iii) Präsentiert eure Ergebnisse.

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KÜNSTLICHE INTELLIGENZ IM DIENSTE DES MENSCHEN

Beruf Wachmann

Um zehn Uhr abends dreht sich der Schlüssel am Haupttor der Universität

ein letztes Mal im Schloss, dann nimmt der Pförtner schnaufend seine

Jacke und macht sich auf den Heimweg. Nur die schnauzbärtigen Herren

vom Wachschutz flanieren noch durch die notdürftig beleuchteten

Fakultätsflure und Dekanate. Suchend wandert die Stabtaschenlampe über

Schreibtische und Regale. Hier summt noch eine übereifrige

Kaffeemaschine, dort schlummert ein dezent alkoholisierter Landstreicher

über mitgebrachten Plastiktüten. Ansonsten keine weiteren

Vorkommnisse, die ganze Nacht lang nicht. Und genau genommen die

ganze nächste Woche, den nächsten Monat, das nächste Jahr auch nicht.

Wenig aufregend ist das alles. Und so sitzen die ordnungsgemäß

bemützten Wachmänner im Dienstzimmer und trinken Kaffee. Es knattert

das Funkgerät, im Radio knarzt Rod Stewart. In zwei Stunden werden sie

wieder zum Rundgang durch die Universität aufbrechen. Durch die

Biologielabore, wo Mäuse hinter Labortüren piepsen. Durch das

Theologiedekanat, wo immer alles so schön aufgeräumt ist. In zwei

Stunden. Doch jetzt sitzen sie da, starren auf die Schreibtischlampe und

träumen vom großen Auftritt. Was könnte nicht alles passieren: ein

Flächenbrand mit Funkenflug, eine Geiselnahme im Audimax...

Plötzlich schreckt der Wachmann auf. Ein Griff zur Taschenlampe, ein

prüfender Blick zur Uhr. Der Kollege ist eingenickt, sein Kinn sinkt

langsam auf die Brust. Vier Uhr morgens, bald Zeit für den Rundgang.

Gemächlich schenkt er den Kaffee ein. Noch zwei Stunden bis Dienstende.

Von Philipp Köster, aus: http://www.spiegel.de (spiegel online)

Wachleute arbeiten meistens mit Detekteien zusammen, doch sie können

auch externe Aufträge übernehmen. Sie arbeiten dann direkt für die

Unternehmen oder Betriebe. Eine offizielle Ausbildung gibt es nicht.

Viele der angestellten Wachleute machen nach abgeschlossener

Ausbildung und Arbeitserfahrung im Betrieb Kariere. Sie können an

Weiterbildungskurse und Wochenendseminare teilnehmen.

Außerdem können Wachleute weitere Qualifikationen anstreben und

Prüfungen ablegen, die ihnen vom Vorteil sind und ihrer Karriere auf die

Sprünge helfen könnten.

Es gibt unterschiedliche Ausbildungsgänge, die den Lehrling auf den Beruf

zum Wachmann vorbereiten. Einige der angebotenen Ausbildungen sind in

Blockform organisiert und dauert zwischen einem und drei Jahren. Früher

wurde dieser Beruf ohne eine qualifizierte Ausbildung ausgeübt, wobei es

auch heute noch manchmal so ist. Außerdem wurde dieser Beruf auch als

Zweitberuf ausgeübt. Am Ende jedes Lehrganges musste man eine

schriftliche und eine mündliche Abschlussprüfung absolvieren. Viele der

Wachschutzleute sind ehemalige Polizisten, Sicherheitsleute oder

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Werkschutzkräfte, die auf Grund gesundheitlicher Probleme ihren Beruf

nicht mehr ausüben können. Durch bestimmte Fortbildungskurse können

sie die Qualifikation zum Wachmann erreichen.

BERLIN - Wachmann Mosro ist wahrscheinlich der ungewöhnlichste

Mitarbeiter, den ein Sicherheitsdienst engagieren kann: Er misst gerade mal

118 Zentimeter, wiegt 25 Kilogramm und besteht vorwiegend aus einer

metallfarbenen Plastikhaut, Elektrochips und Kabeln. Sein Körper erinnert an

eine schmal geschnittene, rechteckige Tonne, statt eines Kopfes trägt er eine

knallrote Signalleuchte auf dem Rumpf. Wachmann Mosro ist ein Roboter.

Der Kasten auf Rädern funktioniert vollelektronisch, arbeitet maximal 14 bis

16 Stunden am Stück, bevor er sich für einige Stunden zurückzieht und neue

Lebenskraft aus dem 220-Volt- Stromnetz saugt. Sein Revier: Lagerhallen,

Rechenzentren, Kunstausstellungen – überall dort, wo mobiles Wachpersonal

gebraucht wird.

Bevor Mosro seinen Dienst aufnehmen kann, wird seine Route vom

Wachschutz programmiert. Erkennt er mit seinem eingebauten

Infrarotsensor einen Eindringling, gibt der Roboter per Funk Alarm – und

wartet auf Verstärkung aus der Leitzentrale. Eingesetzt wurde Mosro (das

steht für mobiler Sicherheitsroboter) bereits auf Großveranstaltungen, zuletzt

bei der Fußball-Weltmeisterschaft im vergangenen Jahr. Im Olympiastadion

streifte er nachts zwischen den VIP-Shuttles in der Garage umher, um die

Fahrzeuge vor Manipulationen zu schützen.

Entworfen und programmiert werden die Sicherheitsroboter von der Firma

Robowatch Technologies GmbH in Berlin-Pankow. Dann setzen Fachleute aus

Jena und Korea die Elektroteile zusammen. Jens Hanke gründete Robowatch

im Oktober 2000. Heute arbeiten 45 Mitarbeiter in Pankow – Entwickler,

Ingenieure, Informatiker, Programmierer und Designer. Geschäftsführer

Hanke rechnet für das kommende Jahr erstmals mit einem Umsatz im

zweistelligen Millionenbereich. Mehr will er nicht verraten. (AUSZUG AUS

DEM GEDRUCKTEN TAGESSPIEGEL VOM 24.11.2007)

Lest alle Texte durch. Unterstreicht alle unbekannten Wörter und versucht diese

Hilfe des Internets zu klären.

Aufgaben: a) Was ist die Aufgabe eines Wachmanns und wie wird man

Wachmann?

b) Warum werden heute immer mehr Überwachungsroboter

eingesetzt?

c) Nenne Vor- und Nachteile von Wachrobotern

d) Sucht im Internet nach einem Beispiel für einen Wachroboter.

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LÖSUNGEN

Aufgaben

1.

Pro: Verbesserung von Produktion und Produktionsabläufen, Steigerung der

Lebensqualität, schnellere und längere Arbeitsweise

Contra: Arbeitsplätze werden verringert, menschliche Arbeitskraft wird

überflüssig, könnten ohne menschliche Kontrolle Entscheidungen treffen...

2.

Humanoide: http://www.dribblers.de , www.graupner-robotics.de

Insekten: http://www.sri.com/robotics/climbing.html ,

http://www.lynxmotion.com , http://www.hexapodrobot.com

3. Hans Peter Moravec (* 30. November 1948 in Kautzen, Österreich) ist

Professor für Robotik an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh,

Pennsylvania, USA. Der kanadische Staatsbürger ist seit den 1970er Jahren Vorreiter in der Roboterentwicklung, mit sehr vielen Veröffentlichungen zur

künstlichen Intelligenz, zum Transhumanismus und zur Futurologie. Moravec promovierte 1980 an der Stanford University zum Doctor of Philosophy durch die

Entwicklung eines ferngesteuerten, mit einer Fernsehkamera ausgerüsteten

Roboters der durch einen Computer gesteuert wurde. 2003 war er Mitbegründer der SEEGRID Corporation, einem Roboter-

Unternehmen, das sich die Entwicklung von völlig autonomen Robotern zum Ziel

gesetzt hat. (Quelle: Wikipedia)

B1 Ein Roboter der Geige spielt. Musik ist Gefühl, Emotionen. Roboter drücken

Gefühle aus, werden dem Menschen ähnlich gemacht....

B3 Chance: Roboter im Gesundheitswesen, "Roboterpatient"

(http://www.ehrensenf.de/linktipps/roboter-patient) , Wachdienst, Haushalt,

Raumfahrt...

Gefahr: keine menschliche Zuwendung (Altenpflege), Kampfroboter ...

i. Verschieden Thematiken werden angedeutet: Roboter übernehmen Aufgaben

von Menschen im Altenheim, helfen Kranken, werden wie Menschen behandelt

(Heim für Roboter). Es geht um Ethik. Roboter "menschenähnlich".

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a) Was ist die Aufgabe eines Wachmanns und wie wird man Wachmann?

Wachleute im Objektschutz üben die so genannte "Revierkontrolle" aus. Das

heißt, dass die Sicherheitsmitarbeiter an den Objekten der verschiedenen

Kunden des Wachschutzunternehmens regelmäßig vor Ort sind. Die Aufgabe der

Mitarbeiter ist es, die verschiedenen gewerblichen, öffentlichen und privaten

Objekte regelmäßig zu kontrollieren. Das bedeutet nicht einfach nur, dass man

dort vorbeifährt. Vielmehr machen die Sicherheitsmitarbeiter Rundgänge bei den

zu überwachenden Objekten und kontrollieren die zum Beispiel die Schließung

der Türen, die Fenster und ob sonst alles in Ordnung ist. Beispielsweise kann es

auch zu den Aufgaben gehören, die Tätigkeit der Angehörigen von Fremdfirmen

und des Reinigungspersonals, insbesondere wenn diese in sicherheitsrelevanten

Abteilungen tätig sind, zu überwachen. Im Alarmfall ist es wichtig, schnell und

zuverlässig zu reagieren und zu entscheiden, was zu tun ist.

Um diese Tätigkeit ausüben zu können, ist üblicherweise eine Aus- oder

Weiterbildung im Wach- und Sicherheitsgewerbe erforderlich.

b) Warum werden heute immer mehr Überwachungsroboter eingesetzt?

Die Roboter arbeiten länger, ohne Pause und werden nicht krank. Er braucht

keinen Lohn – nur Einmalkosten für die Anschaffung – evtl. Wartungskosten. Er

braucht keinen Urlaub und ist nicht manipulierbar. Er zeigt keine Angst.

c) Nenne Vor- und Nachteile von Wachrobotern

Nachteil: Arbeitsplätze gehen verloren, fehlende Menschlichkeit, Beweglicher bei

Verfolgung

Vorteil: Überwachungsroboter sind sinnvoll, wenn die Überwachung eines

Objekts durch Menschen gefährlich, unzumutbar oder aus Kostengründen nicht

möglich ist. Überwachungsroboter sind schlichte Konstruktionen, die sich in einer

einfach strukturierten Welt zurechtfinden. Schon eine Büroeingang kann sich als

zu schwierige Hürde erweisen.

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d) Beispiel: MOSRO Der mobile Sicherheitsroboter

Der mobile und unabhängige Überwachungsroboter MOSRO eignet sich als

sinnvolle Ergänzung zu qualifizierten Überwachungsdiensten und stationären

Alarmanlagen. Er garantiert eine Dauerüberwachung ohne

Ermüdungserscheinungen oder Konzentrationsschwächen.

Mosro wird nach Kundenwunsch ausgestattet (bis zu 240 Sensoren), individuell

programmiert und exakt auf seinen Einsatzort und Aufgabenbereich eingestellt.

Über neuronale Netze navigiert er sich mit ca. 4 km/h selbstständig durch

Hallen, Fabriken, Geschäftsräume oder Einkaufszentren. Ohne Pause – bis zu 18

Stunden lang.

Der Wachroboter kann sehen, hören, riechen, fühlen und sogar sprechen.

In seinem 25 kg leichten, wendigen Korpus bündelt er die modernsten

Technologien der gesamten Branche. Ausgestattet mit Radarsensoren,

Bewegungsscannern, Ultraschallsensoren und Kamera ist er in der Lage, selbst

bei völliger Dunkelheit und durch Wände hindurch Bewegungen zu identifizieren.

Dabei ist MOSRO permanent über Funk, ISDN oder GSM mit der Einsatzzentrale

verbunden. Er erkennt potenzielle Gefahren wie Rauch, Gas oder auch

ungewöhnliche Temperaturschwankungen und alarmiert unmittelbar die

Kontrollstation. Einmal entdeckte Personen verliert der Roboter nicht mehr aus

den "Augen". Er fordert sie dazu auf, sich über ihren Fingerabdruck zu

identifizieren – mit deutlichen Worten in bis zu 24 Sprachen. Wird die

Identifikation verweigert oder schlägt sie fehl, löst er Alarm aus.

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LEGO DESIGNER 4.0

Mit der Installation des kostenlosen Programms liefert Lego mehrere Bausätze

für fertige Modelle mit. Bei Bedarf führt eine schrittweise Bauanleitung den

Spieler zur fertigen Figur. Einmal fertige Modelle gibt der LEGO Digital Designer

Bilddatei oder auf dem Drucker aus.

Mit dem Lego-Designer 4.0 können beliebig 3D-Modelle aus Lego-Bausteinen

zusammengesetzt werden. Für die AG ein nützliches Werkzeug um

Robotermodelle, die gebaut worden sind als Bauanleitungen festzuhalten. Der

Lego Designer ist leicht zu bedienen und es lassen sich Bauanleitungsfilme damit

herstellen. Die Bausteine zieht man bei gedrückter linker Maustaste auf die

Arbeitsfläche. Mit dem Mausrad kann man ein- und ausscrollen. Mit der rechten

Maustaste lässt sich die Ansicht drehen, ganz so wie Sie es mit einem richtigen

Modell auch machen würden.

Der besondere Clou: Wenn man ein Modell fertig hat, kann man sich über das

Menü "Anzeige, Preis ermitteln" anzeigen lassen, was das Modell mit echten

Bausteinen kosten würde.

Die Freeware unterstützt in Version 2.3 auch den Roboter-Bausatz von Lego, den

Mindstorms NXT.

• Systemvoraussetzungen mindestens:

· Prozessor: 800 MHz

· RAM: 256 MB

· Grafikkarte: 32 MB · 100 MB Festplattenspeicher

· DirectX 8.0 oder höher

• Systemvoraussetzungen empfohlen:

· Prozessor: 2,0 GHz · RAM: 512 MB

· Grafikkarte: 256 MB

Den Designer kann man kostenlos downloaden. Einfach "Lego Designer 2.3" in eine

Suchmaschine eingeben und es werden einige Links angeboten.

http://mindstorms.lego.com/

http://mindstorms.lego.com/

http://software.sueddeutsche.de/ie/17558/

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ROBOTER BEISPIEL – SOCCER -

ROBOCUP

INFRAROT-BALL FÜR ROBOTER-FUSSBALL

MS1005 HiTechnic-Infrarot-Ball

Der Infrarot Soccerball kann zum Ballspielen

oder -suchen in Verbindung mit dem IR Detektor Sensor (MS1042) Verwendung

finden. 20 LED’s sorgen in vier Modi für verschiedene Einsatzmöglichkeiten: Vollsignal, Pulssignal sowie 1200Hz und 600 Hz Signal. Einsatz findet der Ball

(Durchmesser 75mm) bei RoboCup Jr. Es werden 4 x AAA Batterien benötigt

(nicht im Lieferumfang enthalten).

Der Robot Soccer-Ball enthält viele Infrarot LEDs, die ihn in jede Richtung

strahlen lassen. Der Ball kann dadurch von den Infrarotsensoren - HiTechnic IR Detektor V2 - erkannt werden. Dieser Ball ist aus farbigem, transparentem

Kunststoff gefertigt und enthält 20 IR-Sendedioden im Inneren. Die IR-Dioden können sowohl kontinuierliches, als auch gepulstes Infrarotlicht aussenden.

Somit können Roboter den Ball leichter orten. Alternativ zur Ortung über die

Dioden kann der Ball auch über die blaue Farbe erkannt und verfolgt werden (z.B. mit einer Kamera). Zur Steuerung der Dioden enthält der Ball einen kleinen

ATTiny Microcontroller. (Conrad Elektronik)

ROBOCUPJUNIOR SOCCER REGELN 2010

Auszug aus den Regeln :

Ein großes Lob an die Robotik-AG Rockenhausen von Heiko Baumann

http://www.robotik-ag.eu – ein Besuch lohnt sich!

Ein Team besteht aus einem oder mehreren Mitgliedern. Alle Mitglieder müssen derzeitig Schüler sein.

Jedes Team muss einen Kapitän haben. Der Kapitän ist die verantwortliche Person für die Kommunikation mit den Schiedsrichtern. Das Team kann seinen

Kapitän während des Wettbewerbs wechseln. Der Kapitän darf keine gelbe oder

rote Kleidung tragen (die Schüler auch nicht), die vom Roboter erkannt werden kann (um eine Beeinträchtigung mit der Farbe des Ziels zu vermeiden).

Teams, die die Regeln nicht befolgen dürfen nicht teilnehmen. Im Falle eines Verstoßes kann das Team augenblicklich ohne Warnung disqualifiziert werden.

Jedes Team darf maximal 2 Roboter haben. Der Austausch eines Roboters

innerhalb des eigenen Teams oder mit anderen Teams ist verboten.

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Die Roboter werden in aufrechter Position mit allen ausgefahrenen Anbauteilen

gemessen.

Die Größe des Roboters darf folgende Größen nicht überschreiten:

Durchmesser 22 cm, Höhe 22 cm, Gewicht 2,5 kg, Ball "Dribbling" Zone 3 cm Roboter dürfen nicht gelb oder rot sein.

Roboter müssen per Hand gestartet werden und autonom agieren. Die Benutzung einer Fernbedienung ist verboten. Robotern ist es nicht erlaubt eine

drahtlose Kommunikation auszuüben. Roboter müssen so konstruiert und programmiert sein, dass ihre Bewegung nicht auf eine Dimension beschränkt ist

(das bedeutet eine Achse). Er muss im Stande sein sich in alle Richtungen zu

bewegen, zum Beispiel beim Drehen. Roboter müssen so gebaut und konstruiert werden, dass sie nicht in den Zielbereich eindringen. Es ist ihnen erlaubt die

Querlatte zu benutzen.

Der Torwart ist ein Roboter, der dafür vorgesehen ist die meiste Zeit vor dem

Tor, innerhalb des Strafraums zu verbringen. Jedes Team darf nur einen Torwart haben. Teams können jedoch auch keinen Torwart, dafür aber zwei Stürmer

haben. Der Torwart muss auf den Ball reagieren. Sobald der Ball den Strafraum

berührt, hat der Torwart eine Vorwärtsbewegung auszuführen um den Ball vom Tor abzuwenden. Der Roboter kann nicht seitwärts und dann mit einer

Vorwärtsbewegung reagieren.

Es wird zwei verschiedene Arten von Feldern geben: GENI und GENIII.

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GENI: Das Spielfeld hat eine Größe von 122cm x 183cm. Die Ecken sind

abgeflacht.

GENIII: Das Spielfeld hat eine Größe von 122cm x 183cm. Um das Feld ist eine Abseits-Zone.

Die absolute Größe (inklusive der Abseits-Zone) beträgt 182cm x 243cm.

Das Spiel besteht aus zwei Halbzeiten von 10 Minuten. Zwischen den Halbzeiten

wird es eine fünfminütige Pause geben.

Es wird erwartet, dass alle Teilnehmer, Schüler und Mentoren gleicherweise, die

Mission des RoboCupJunior respektieren. Es geht nicht darum ob du gewinnst oder verlierst, aber wie viel du lernst, das zählt!

Die genauen Regeln sind hier zu finden:

http://www.robocup-german-open.de

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ROBOTER BEISPIEL "TRECKER ROBOTER"

Um Ideen zu bekommen reichen oft auch andere Bausysteme von Lego. Der hier

vorgestellte Trecker ist ein umgebauter Dünen-Buggy/Großer Traktor, Artikel-

Nr.: 8284 von Lego Technic. Oft haben auch Schüler Lego Bausätze zu Hause

und können diese umbauen.

Dieses Modell ist ein Beispiel für Fortgeschrittene Schüler ab Klasse 10. Der

Trecker wird mit 1 Motor angetrieben und 1 Motor für die Lenkung.

Bestandteile: Lego Artikel-Nr.: 8284

1 NXT

2 Motoren 1 Vision Subsystem for NXT (Camera) von www.Mindsensors.com

2 Infrared distance sensor for NXT - Sharp - www.Mindsensors.com

1 Port Splitter for NXT - www.Mindsensors.com www.Mindsensors.com Kabel

1 Kompass Sensor von www.Mindsensors.com

Programmiert wurde der Trecker mit NXC.


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Dieser Roboter wurde konstruiert für die Fieldrobot Weltmeisterschaft in

Osnabrück 2008.

Beschreibung des Wettbewerbs (www.fieldrobotevent.de)

Im ersten Teilwettbewerb muss der Roboter dem Verlauf einer weißen Linie

folgen. Diese Linie hat eine Breite von ca. 1-2 cm. Die kleinste zu durchfahrende

Kurve innerhalb dieser Strecke hat einen minimalen Kurvenradius von nicht

unter 10cm. Der umgebende Boden ist in einem Bereich von mindestens 15 cm

jeweils links und rechts der Linie schwarz eingefärbt. Die Strecke ist im ersten

Abschnitt (etwa 2/3 der gesamten Strecke) völlig eben und ohne jegliche

Steigung. Im zweiten Abschnitt sind leichte Unebenheiten eingebaut, deren

Steigung maximal 1cm Höhe auf 20cm Strecke beträgt. Die Gesamtlänge der

Strecke beträgt ca. 10 m und ist als in sich geschlossener Kurs aufgebaut.

Im zweiten Teilwettbewerb muss der Roboter dem Verlauf einer seitlich

begrenzten Strecke folgen, die eben und ohne jegliche Steigung ist. Im ersten Abschnitt besteht die seitliche Begrenzung aus Banden, die eine Höhe von

mindestens 25 cm und einen Abstand von etwa 75 cm zueinander haben. Der

zweite Streckenabschnitt wird seitlich durch künstliche Maispflanzen begrenzt. Diese Maispflanzen haben eine Höhe von ca. 35cm und sind in einem Versatz

von etwa 10cm zueinander angeordnet. Die Reihenbreite beträgt ebenfalls 75cm. Im hinteren Streckenabschnitt können vereinzelt Pflanzen auf der linken oder

rechten Seite fehlen.

Die Gesamtlänge dieser Strecke beträgt ca. 15 m und ist wie im ersten

Teilwettbewerb als in sich geschlossener Kurs aufgebaut.

Im Freestyle-Wettbewerb könnt Ihr die besonderen Fähigkeiten Eures Roboters

demonstrieren – ganz egal ob es um Landtechnik oder um andere Bereiche geht.

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WIE ORGANISIERE ICH EIN ROBOTER-TEAM?

Teambildung (Wie bilde ich ein Team?)

"Ein Team besteht aus einer Anzahl von Schülern – eigentlich eine Zwangsgemeinschaft

mit unterschiedlichen Charaktereigenschaften, vielfältigen Fähigkeiten und mehr oder

weniger ausgeprägten sozialen Kompetenzen. Die einzelnen Mitglieder weigern sich,

gleich behandelt zu werden. Sie treten manchmal uniform auf, nützen aber jede

Möglichkeit, eine Spur Individualität einzubringen." So eine Definition der Züricher

Hochschule Winterthur.

Jedes Team braucht also Mitglieder und einen (volljährigen) Coach.

Gute Coaches haben ein gutes Gespür für den Entwicklungsprozess: Sie sollten sich auf

das Wesentliche konzentrieren und sich dort in Zurückhaltung üben, wo die Mitglieder

keinen "Chef" wünschen.

Der Coach fördert die bestehende Motivation der Schüler, indem er ihre Stärken nutzt,

sie fordert und sie selbständig eigene Projekte abwickeln lässt. Ein Coach sollte die Ziele

für die Gruppe formulieren, unterstützend eingreifen, Streit schlichten und klare Regeln

definieren, sowie die Aufmerksamkeit auf ein produktives Ziel richten.

Es kann in einem Team oder einer AG mehrere Coaches geben.

Ein homogenes Team braucht eine gute Führung.

Ein technisches Fachwissen ist keine Grundvoraussetzung für einen Coach. Ein Coach

sollte Teamgeist und Teamarbeit erzeugen. Ein Mentor, also jemand mit "echtem"

Fachwissen kann die AG oder das Team unterstützen. Oftmals finden sich Elternteile oder

Bekannte der Familie, die z.B. als Ingenieur arbeiten oder bei einer Elektronikfirma.

Gerade die Eltern bilden einen wichtigen Teil der AG oder des Teams. Können sie doch

als freiwillige Helfer die Schüler zu einem Wettbewerb fahren, für Essen und Getränke

sorgen oder auch Kulissen bauen für div. Wettbewerbe.

Machen Sie sich einen Plan, eine Übersicht, wer welche Rolle und Aufgabe übernehmen

kann.

Checkliste für die Vorbereitung auf einen Wettbewerb:

Die Schüler wurden informiert/gefragt

Die Eltern wurden informiert

Zeitplan erstellt mit Terminen für die AG bis zum Wettbewerb

Teamname gewählt / Team gebildet

Teamrollen besprochen

Sponsoren angeschrieben / Förderverein angeschrieben / Spendensammeln

Schulleitung informiert

Presseartikel geschrieben / Presse informiert

Treffen mit freiwilligen Helfern, Mentor, Team und Verteilung der Aufgaben

T-Shirt mit Sponsor oder Schulname/Teamname

Anreise / Fahrzeug(e) organisieren

Verpflegung für den Wettbewerbstag

Dokumentation der Vorbereitungen und des Wettbewerbs / Foto / Film

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SPONSOREN ODER GELDER "FINDEN"

Sponsoren finden:

1. Firmen finden: Suchen Sie im örtlichen Branchenbuch nach Firmen , die sich mit der

Thematik Mechatronik, Elektronik, Ingenieure, Antriebstechnik, alternative Energien etc.

beschäftigen. Schreiben Sie diese Firmen an oder besser 2.

2. Ansprechpartner finden: Erkundigen Sie sich nach einem direkten Ansprechpartner,

der für Ihr Anliegen zuständig ist. Ob per Brief oder per Telefon – die persönliche

Ansprache vermeidet die Anonymität. Vereinbaren Sie einen Termin mit Schülern, die

mit ihren Roboter etwas präsentieren können. Demonstrationen überzeugen schneller als

Informationen. Wenn ein Termin nicht zu vereinbaren ist, dann

3. Anschreiben erstellen: Es sollte eine kurze, aber prägnante oder gar ausgefallene

Zusammenfassung Ihrer Roboter AG und Ihres Vorhabens beinhalten. Achten Sie dabei

auf eine vom Empfänger verständliche Sprache; Fachbegriffe die der Empfänger nicht

kennen kann sollten Sie nicht verwenden.

3. Was leisten wir: Ein Überblick über das was Sie machen wollen soll Interesse beim

Sponsor wecken. Benennen Sie konkret Gegenleistungen, die Sie Ihrem Sponsor bieten

können, z.B. gemeinsames Auftreten bei schulinternen Veranstaltungen, Platzierung auf

Plakaten oder Broschüren oder T-Shirts.

Wer erfährt von Ihrer AG oder der Teilnahme an einem Wettbewerb":

Benennen Sie z.B. Zuschauer- oder Besucherzahlen bei Veranstaltungen die Sie

besuchen wollen. Wenn vorhanden, dann legen Sie ihrem hoffentlich zukünftigem

Sponsor Presseveröffentlichungen etc. vor.

4. Infomappe: Legen Sie Ihrem Anschreiben eine Informationsmappe bei.

Berichten Sie hier über die AG, der Teilnehmer oder warum Sie diese AG machen wollen.

Auch sind Fotos gerne gesehen oder allgemeine Informationen über den NXT.

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BEISPIEL FÜR EIN SPONSORENANSCHREIBEN:

Roboter-Team xxx der Haupt- und Realschule yyy sucht Sponsoren

Sehr geehrter Herr .....,

Ich bin Lehrer an der ...... Schule und habe das Projekt Lego Mindstorms Roboter ins Leben gerufen.

Die neue Roboter AG versucht den Schülern den Weg im Umgang mit

zukunftsweisenden Medien zu erleichtern und eine evtl. berufliche Entscheidungshilfe zu sein, gleichzeitig ist sie eine Begabtenförderung für

leistungsstarke Schüler. Ziel ist es Schülern die Angst vor dem Umgang zu nehmen und Interesse an einem Ingenieurberuf zu wecken.

Neben dem (freien) Entwickeln und Bauen der verschiedensten Lego Mindstorms

Robotern wird den Schülerinnen und Schülern die Programmierung des NXT

beigebracht. Die Programmierung erfolgt auf dem PC, basiert auf graphischer

Oberfläche, ist kinderleicht und führt schnell zu Erfolgserlebnissen. Es sind also

keinerlei Vorkenntnisse notwendig. Im Verlauf der AG wird immer wieder mal

etwas Neues zur Programmiermöglichkeit des NXT gesagt. So lernen die

Schülerinnen und Schüler spielerisch schon etwas über die Struktur von

Computerprogrammen, wie z.B. die Verwendung von Schleifen oder den Umgang

mit Variablen.

Die AG soll die Schülerinnen und Schüler auf die Teilnahme an verschiedenen

Wettbewerben wie z.B. dem Robocup und der First Lego League vorbereiten.

Letzteres ist ein internationaler Roboterwettbewerb für Kinder und Jugendliche

von 10 – 16 Jahren. Es handelt sich dabei um ein Förderprogramm, das sich das

Ziel gesetzt hat, Kinder und Jugendliche in einer sportlichen Atmosphäre an

Wissenschaft und Technologie heranzuführen.

Um dieses Vorhaben realisieren zu können sind wir auf Mittel angewiesen, die

eine Schule nicht immer leisten kann. Zur Durchführung des Projektes fehlen uns

..... €.

Als Gegenleistung werden wir Ihr Logo auf T-Shirts und Plakaten bei

Wettbewerben und Veranstaltungen tragen.

Über eine positive Antwort würde ich mich sehr freuen.

Sollte ich Ihr Interesse geweckt haben, so können Sie mich jederzeit erreichen

unter ..........

Mit freundlichen Grüßen

.........

Anlage: Infomappe

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AUSSCHREIBUNG / BESCHREIBUNG DER AG (SCHULPROGRAMM)

Roboter – AG ab Jg. 6

Die Lego-Roboter AG baut auf das Lego Mindstorms System auf. Kern dieses

Systems ist ein kleiner Microcomputer (der NXT), welcher programmiert werden

und in Roboter eingebaut werden kann. Dieser Mikrocomputer ist in der Lage,

Motoren anzusteuern. Außerdem können auch noch weitere Aktoren wie z.B.

Lampen oder Sensoren daran angeschlossen werden. Dadurch ist der NXT in der

Lage, mit seiner Umwelt zu agieren.

In dieser AG haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, aus Lego-

Technik- Elementen das zusammen zu bauen, was sie gerne möchten.

Neben dem (freien) Entwickeln und Bauen der verschiedensten Roboter wird den

Schülerinnen und Schülern die Programmierung des NXT beigebracht. Die

Programmierung erfolgt auf dem PC, basiert auf graphischer Oberfläche, ist

kinderleicht und führt schnell zu Erfolgserlebnissen. Es sind also keinerlei

Vorkenntnisse notwendig. Im Verlauf der AG wird immer wieder mal etwas

Neues zur Programmiermöglichkeit des NXT gesagt. So lernen die Schülerinnen

und Schüler spielerisch schon etwas über die Struktur von

Computerprogrammen, wie z.B. die Verwendung von Schleifen oder den Umgang

mit Variablen.

Die AG soll die Schülerinnen und Schüler auf die Teilnahme an verschiedenen

Wettbewerben wie z.B. dem Robocup und der First Lego League vorbereiten.

Letzteres ist ein internationaler Roboterwettbewerb für Kinder und Jugendliche

von 10 – 16 Jahren. Es handelt sich dabei um ein Förderprogramm, das sich das

Ziel gesetzt hat, Kinder und Jugendliche in einer sportlichen Atmosphäre an

Wissenschaft und Technologie heranzuführen.

EIGENER, SCHULINTERNER WETTBEWERB - BERGSTEIGER

Aufgabe:

Der Roboter soll auf einem bestimmten Weg einen Berg erklimmen. Wenn er

oben angekommen ist, soll er einen Schalter auslösen um die Zeit zu stoppen.

Der Schalter kann eine einfache Konstruktion aus der Physik sein (Batterie und

Glühbirne), wo der Roboter gegen fährt.

Sieger ist der Roboter mit der schnellsten Zeit.

Bsp. Parkour

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WIE BAUT MAN AM BESTEN EINEN BERG?

Styropor/Hartschaum

Wird eine Holzplatte als Untergrund verwendet, so lässt sich die Landschaft mit

Styropor- oder Hartschaumplatten (in verschiedenen Stärken erhältlich), die

direkt auf die Platte geklebt werden, in groben Zügen vorformen. Styropor ist

leicht und lässt sich einfach bearbeiten - man kann es mit einem Messer leicht

auf die passende Form zuschneiden. Als Kleber eignet sich Leim recht gut -

allerdings dauert es etwas länger, bis er zwischen zwei Styroporplatten

aushärtet. Lösungsmittelhaltige Kleber lösen das Styropor auf und dürfen daher

nicht verwendet werden.

Wenn die weiße, blaue oder rosa (je nach Farbe der Platten) Groblandschaft

fertig ist, kann sie problemlos mit Gips fertig modelliert werden.

Ein Vorteil dieser Methode ist, dass die Landschaftsoberfläche "massiv" ist.

Alugitter

Wenn die Anlage einen Untergrund aus Spanten besitzt, so kann auf diese, wenn

sie nach der Geländeform geschnittenen sind, ein Alugitter mit einem Tacker

oder Nägeln angebracht werden. Dieses Gitter wird in die gewünschte

Geländeform gebogen und kann danach mit Gipsbandagen belegt werden. Dazu

kann man auch Stoffstücke in Gips tränken und auf das Gitter auftragen. Man

muss darauf achten, dass sich die Gipsbandagen gut mit dem Gitter verbinden

um eine stabile Oberfläche zu erhalten. Über die Gipsbandagen sollte man noch

eine normale Gipsschicht aufbringen, um später auch bspw. Bäume mit Steckfuß

einsetzen zu können.

Das Gitter sollte nicht aus normalem Metall sein, da es durch die Feuchtigkeit

des Gips zu rosten anfängt.

Kunststoffgitter haben den Nachteil, dass sie nicht formstabil sind und so vom

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Gewicht des Gips eingedrückt werden - um dies zu verhindern, muss man es

während der Bauarbeiten unterstützen.

Seitenansicht (Modell):

Start

Maße:

Diese Linie hat eine Breite von ca. 1-2 cm. Die kleinste zu durchfahrende Kurve innerhalb

dieser Strecke hat einen minimalen Kurvenradius von nicht unter 10cm. Die Steigung

beträgt maximal 1cm Höhe auf 20cm Strecke. Die Gesamtlänge der Strecke beträgt ca.

10 m und ist als in sich geschlossener Kurs aufgebaut.

EIGENER, SCHULINTERNER WETTBEWERB - SUMOBOT

Für Schüler ist es wichtig, ihre Leistungen zu messen. Darum habe ich in meiner Schule immer einen Wettbewerb durchgeführt. Per Aushang wurden auch

Schüler animiert, die in keiner AG oder keinem Informatikunterricht waren. Die Sieger bekamen Urkunden, der 1. Platz einen kleinen Pokal.

Der Wettbewerb: Zwei Roboter spielen jeweils gegeneinander. Das Ziel ist es, den Gegner aus

dem Ring zu drängen. Nach zwei Minuten bekommt der Sieger drei Punkte, der Verlierer keinen. Bei Unentschieden bekommt jeder zwei Punkte. Der

Gesamtgewinner (hier spielt Jeder einmal gegen jeden anderen Gegner) gewinnt

eine Urkunde. Es werden 3 Durchgänge gefahren. Nach jedem Durchgang darf an dem Roboter

und dem Programm gearbeitet werden

Richtlinien: Entscheidungen werden gemeinsam getroffen. Entspricht ein Roboter nicht den Grundgedanken wird er aus dem Wettbewerb genommen.

Niemand will sein Lego beschädigt haben, also sollte kein Roboter zerstörend

agieren. Details der verschiedenen Bauarten der Roboter können während der Testphase

studiert werden. Ein Nutzen dieser Veranstaltung ist das Kennenlernen neuer

Ideen und Techniken. Roboter, bei denen keine Absicht erkennbar ist den Gegner zu konfrontieren,

können vom Schiedsrichter wegen Inaktivität zum Verlierer erklärt werden!

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Das Spielfeld: Das Spielfeld besteht aus einem kreisrunden Brett mit 1 m Durchmesser. Es ist

schwarz lackiert und hat einen 2 cm breiten weißen Rand.

Spieldetails: In jedem Kampf werden zwei Roboter in Spielfeldmitte in 20 cm Abstand

voneinander aufgestellt. Zu Beginn der Kampf startet jeder Spieler seinen Roboter und entfernt sich augenblicklich. Nun sollen die Roboter einander vom

Spielfeld drängen oder z. B. durch Umkippen den gegnerischen Roboter

bewegungsunfähig machen. Ein Bot gilt als aus dem Ring gedrängt, wenn er vom Spielfeld kippt und den Boden berührt (Brettstärke 18 mm). Nach zwei

Minuten werden die Roboter gestoppt (oder auf Wunsch beider Spieler früher,

wenn sich die Bots in einer ausweglosen Lage befinden). Der Roboter muss beim Start der Kampf in einem gedachten Würfel von 20 cm

Kantenlänge Platz finden und darf maximal 1,5 kg wiegen. Sollte ein Roboter größer oder schwerer sein entscheidet die Mehrheit der Spieler über seinen

Verbleib . . .

Punkte: Die Bewertung der Kampf ist einfach: Nach zwei Minuten bekommt der Sieger

drei Punkte, der Verlierer keinen. Bei Unentschieden bekommt jeder zwei

Punkte.

Zu den Robotern:

Breite max.: 20 cm

Länge max.: 20 cm Höhe max. 20 cm

Gewicht max.: 1,5 kg

Der Spaß steht im Vordergrund.

Sonderpreis für den Besten & schönsten Roboter!

Info für alle Kämpfe: Die Regeln:

Die Roboter müssen sicher sein, d. h. keine herum schießende Teile, keine auslaufenden Batterien,

etc. Roboter können von Einzelpersonen oder von einem Team angemeldet werden.

Der Roboter darf nur folgende "Programmable Bricks" verwenden: RCX (1. 0, 1. 5, 2. 0) NXT, Scout, Cybermaster, oder Microscout.

Erlaubt sind mehrfache Batteriekästen, Motoren, etc.

Nicht verwendet werden dürfen: weitere Steuerungen (kein Control Center, funkgesteuerter Cybermaster, keine Steuerung über den PC, keine Vision Command Kamera, etc. ).

Nur Legoteile dürfen verwendet werden (Ausnahme: Home Made Sensoren) und nur "normale"

Konstruktionsmethoden - kein sägen, kleben, schrauben oder schmelzen von Teilen. Man kann so viele oder wenige Einzelteile verwenden wie gewünscht, der ganze Roboter sollte aber in einen

Würfel von 20 cm Seitenlänge bzw. auf eine Grundfläche von 20 cm Kantenlänge passen. Der Veranstalter übernimmt keine Haftung für etwaige Schäden.

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Einige Fotos:

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Rätsel Kopiervorlagen – Arbeitsblätter - Lösungen

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INTERNETRALLYE: KLEINE GESCHICHTE(N) DER ROBOTER

Notiere jetzt zuerst die Uhrzeit, zu der Du mit der Bearbeitung anfängst.

Versuche, die folgenden Fragen zu beantworten. Jede Aufgabe ergibt bei

korrekter Beantwortung 5 Punkte.

Für jede der Aufgaben hast Du bis zu 5 Minuten Zeit. Für besonders schnelle

Bearbeitung gibt es Zusatzpunkte, für besonders langsame Bearbeitung werden

Punkte abgezogen.

Wichtig: Du musst die angegebenen Links nutzen!

Was ist ein Roboter?

Link: http://www.chemie.de/articles/d/45201/

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Was steht hinter dem Begriff "Roboter – Robotik"?

http://www.graupner-robotics.de/robot/einfuehrung.html

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Wann erschien der erste kommerziell genutzte Roboter?

Link:

http://www.zdnet.de/it_business_technik_invasion_der_arbeitsmaschinen_robot

er_als_flexible_helfer_story-11000009-39121507-4.htm

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Suche und schreibe 6 Arten von Roboter auf!

Link: http://de.wikipedia.org/wiki/Roboter

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Einer der berühmtesten Roboterhunde heißt und wurde entwickelt für:

Link: http://de.wikipedia.org/wiki/Aibo

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Was versteht man unter Androiden & Cyborgs?

Link: http://www.kantel.de/robot/folio030.html

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Von wem wurde der Begriff "Künstliche Intelligenz" wann geprägt?

http://www.tagesschau.de/inland/meldung228316.html

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Was ist eine Roboboa™?

Links: http://www.robosapien.de/RoboBoa.html oder

http://www.wowwee.com/en/products/toys/robots/robotics/robocreatures:robob

oa

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Wie groß und was wiegt der Honda Asimo?

http://www.honda-robots.com/german/html/asimo/frameset2.html

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LÖSUNG KLEINE GESCHICHTE(N) DER ROBOTER:

Was ist ein Roboter?

Nach der Definition des ROBOT INSTITUTE OF AMERICA von 1979 ist ein Roboter ein umprogrammierbares, multifunktionales Manipulationswerkzeug,

das dazu dient, Materialien, Teile, Werkzeuge oder spezialisierte Geräte anhand verschiedener vorprogrammierter Bewegungsabläufe zu bewegen, um

eine Reihe an Aufgaben zu erledigen.

Was steht hinter dem Begriff "Roboter – Robotik"? Die Bezeichnung Roboter leitet sich aus dem Ursprung "Frondienst leisten" sowie

"ausüben schwerer Tätigkeiten" ab, welche in abgewandelten Formen bis in das

14. Jahrhundert zurückreichen.

Wann erschien der erste kommerziell genutzte Roboter?

Die ersten kommerziell genutzten Roboter erschienen in den frühen 60er Jahren

auf der Bildfläche, als die ganze Welt von der Atomzeitalter-Wissenschaft des

Kalten Krieges besessen war. Das von Engelberger gegründete Unternehmen

Unimation entwickelte Roboterarme für Fabriken, während Barrett Electronics

mit einem fahrerlosen Wagen für Gemüselagerhäuser herauskam, der sich an im

Boden verlegten Drähten orientierte, von denen Signale ausgingen.

Suche und schreibe 6 Arten von Roboter auf!

Autonome mobile Roboter, Humanoide Roboter, Industrieroboter, Personal

Robots, Portalroboter, Serviceroboter, Spielzeugroboter, Erkundungsroboter, Laufroboter, BEAM, Transportroboter

Einer der berühmtesten Roboterhunde heißt und wurde entwickelt für:

AIBO - ein Haustier-Ersatz für Allergiker

Was versteht man unter Androiden & Cyborgs?

In der weitesten Definition sind Androiden künstliche Wesen, die von Menschen nicht zu unterscheiden sind. Cyborg (Cybernetic Organism = kybernetischer Organismus), eine Mischform aus menschlichen und künstlichen Organismen.

Von wem wurde der Begriff "Künstliche Intelligenz" wann geprägt? Geprägt wurde der Begriff der Künstlichen Intelligenz (artificial intelligence) 1955

von dem amerikanischen Informatiker John McCarthy.

Was ist eine Roboboa™?

Der erste Schlangen-Roboter fürs Kinderzimmer

(Film unter: http://de.youtube.com/watch?v=zhl-2dSr25g&feature=related )

Wie groß und was wiegt der Honda Asimo?

Die Größe und das Gewicht wurden bei ASIMO weiter verringert, um ihn

benutzerfreundlicher zu machen. So wurde der Roboter von 160 cm auf 120 cm

geschrumpft. Dabei verringert sich das Gewicht auf 54 kg, wenn man das

Verhältnis Volumen/Gewicht beibehält.

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MULTIPLE CHOISE

Wann war der Kaufstart des NXT- Bausatz in Deutschland? August 2006

Mai 2006

Januar 2007

Was ist ein großer Vorteil gegenüber dem Vorgängermodell bezüglich

"Datenaustausch" PC zu NXT? Daten können über Infrarot übertragen werden

Daten können über W-LAN gesendet werden Daten können über Bluetooth übertragen werden

Wie viel Sensoren Ein-/Ausgänge hat der NXT? 4 Eingänge und 3 Ausgänge

3 Eingänge und 4 Ausgänge 4 Eingänge und 4 Ausgänge

Wie heißt der Roboter der auf der Consumer-Verkaufspackung abgebildet ist? T-Rex

Alpha Rex

Rex Gildo

Welcher Prozessor ist im NXT eingebaut? Atmel® 8-bit ARM® Prozessor

Atmel® 16-bit ARM® Prozessor

Atmel® 32-bit ARM® Prozessor

Welche System-Eigenschaften treffen für den NXT zu?

Soundausgabe mit 8-bit Auflösung und einer Samplingrate von 10 - 125KHz

Kamera: Discip® Farbkamera; Auflösung: 195 X 195 Pixel, Delux® 5mm Objektiv

Co-Processor: Atmel® 8-bit AVR Prozessor, 4 KB FLASH-RAM, 512 Byte

RAM, 8 MHz

Auf welcher Sprache ist die (Original)Firmware des NXTs? nur Englisch Englisch und Deutsch

Englisch, Französisch, Deutsch

Wie viele Drähte sind in einem Verbindungskabel?

5 Drähte 6 Drähte

7 Drähte

Wie viel g wiegt der NXT-Stein mit dem Original-Akku?

rund 255g rund 250g

rund 245g

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Welche Farbe haben die Kontakte der NXT-Buchsen/bei den Verbindungskabeln?

Silber/Gold Gold/Silber

Gold/gold

Wie nennt sich das Design des NXT das teilweise umstritten ist?

Stupid-Design

Studen-Design Studless-Design

Wie genau kann der Motor des NXT-Sets sich regeln?

auf 50 Winkelminuten genau

auf 60 Winkelminuten genau auf 70 Winkelminuten genau

Was bedeutet wenn bei dem NXT Display links ganz oben in der Ecke das Bluetooth-Zeichen und daneben ein "<" steht?

Bluetooth ist eingeschalten und ist für andere bluetoothfähige Geräte sichtbar

Bluetooth ist eingeschalten und ist mit anderen Geräten verbunden

Bluetooth-Verbindungsfehler

Wie viel Zahnräder sind in einem (Servo-)Motor? 5

6 7

(Zahnrad des Drehsensors ist nicht mitgerechnet, das auf der Welle des

Motors ebenfalls nicht!) -

Wie viele Teile sind im Lego NXT Education Basis Set?

431 481

535

Pro richtige Antwort 2 Punkte. Du hast __________________ von 30

Punkten.

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Lösung: Multiple Choise

Wann war der Kaufstart des NXT- Bausatz in Deutschland? - August 2006

Was ist ein großer Vorteil gegenüber dem Vorgängermodell bezüglich

"Datenaustausch" PC zu NXT? - Daten können über Bluetooth übertragen

werden

Wie viel Sensoren Ein-/Ausgänge hat der NXT? - 4 Eingänge und 3 Ausgänge

Wie heißt der Roboter der auf der Consumer-Verkaufspackung abgebildet ist?

Alpha Rex

Welcher Prozessor ist im NXT eingebaut? - Atmel® 32-bit ARM® Prozessor

Welche System-Eigenschaften treffen für den NXT zu? - Co-Processor:

Atmel® 8-bit AVR Prozessor, 4 KB FLASH-RAM, 512 Byte RAM, 8 MHz

Auf welcher Sprache ist die (Original)Firmware des NXTs? – nur englisch

Wie viele Drähte sind in einem Verbindungskabel? - 6 Drähte

Wie viel g wiegt der NXT-Stein mit dem Original-Akku? rund 255g

Welche Farbe haben die Kontakte bei den NXT-Buchsen/bei den

Verbindungskabeln? - Gold/Gold

Wie nennt sich das Design des NXT das teilweise umstritten ist? Studless-

Design

Wie genau kann der Motor des NXT-Sets sich regeln? (Achtung: Benennung!)

- auf 60 Winkelminuten genau (60 Winkelminuten (60') = 1°)

Was bedeutet wenn bei dem NXT Display links ganz oben in der Ecke das

Bluetooth-Zeichen und daneben ein "<" steht? - Bluetooth ist eingeschalten

und ist für andere bluetoothfähige Geräte sichtbar

Wie viel Zahnräder sind in einem (Servo-)Motor? (Zahnrad des Drehsensors

ist nicht mitgerechnet, das auf der Welle des Motors ebenfalls nicht!) - Sechs

Zahnräder sind eingebaut. Die Größe der Einzelnen ist unterschiedlich.

Wie viele Legoteile sind im Lego NXT Education Basis Set?

431

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FINDE MIT HILFE DES INTERNET FOLGENDE FRAGEN HERAUS

a) Notiere deine Ergebnisse auf ein Blatt oder in dein Heft. Schreibe die Fragen

mit ab.

b) Woher hast du die Information? Schreibe die Quelle (Link) mit auf.

1) W. Grey Walter entwickelte 1948/1949 die zwei "Schildkröten" Elsie und Elmer.

Was konnten diese Roboter?

2) Wie heißt der Roboter in Fritz Langs Film "Metropolis"?

3) Wie lautet das "Nullte" Robotergesetz von Isaac Asimov?

4) Wann landete das erste Roboterfahrzeug "Sojourner" erfolgreich auf dem Mars?

5) In welcher Disziplin treten Forscherteams und ihre Roboter beim

internationalen Wettbewerb "RoboCup" an?

6) Das Wort Roboter wird 1921 erstmals in einem Theaterstück erwähnt. Wer

schrieb dieses Stück?

7) Was konnte Shakey Ende der 1960er Jahre als erster Roboter tun?

8) Warum reiten seit 2005 Roboter Kamele?

9) Was ist "ReWalk"? Für welche Menschen? 10) Nenne 5 Roboterarten, die dem Menschen das "Leben leichter" machen.

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Lösung: Finde mit Hilfe des Internet folgende Fragen heraus

W. Grey Walter entwickelte 1948/1949 die zwei "Schildkröten" Elsie und Elmer.

Was konnten diese Roboter?

Lösung: W. Grey Walters Schildkröten waren lichtempfindlich. Die Namen Elmer und

Elsie der dreirädrige Roboterfahrzeuge mit Schutzpanzer waren abgeleitet aus

ELektroMEchanische Roboter, LichtSensitiv.

Wie heißt der Roboter in Fritz Langs Film "Metropolis"?

1927 kommt es zur Erstvorführung von Fritz Langs "Metropolis". Darin entwickelt der

wahnsinnige Wissenschaftler Rotwang den Roboter namens "Falsche Maria", den er

seiner verstorbenen Frau nachempfindet.

Wie lautet das "Nullte" Robotergesetz von Isaac Asimov?

In "Robots and Empire" erweitert Science-Fiction-Autor Isaac Asimov seine drei Gesetze

der Robotik um ein weiteres, Nulltes Gesetz:

"Ein Roboter darf der Menschheit keinen Schaden zufügen oder durch Untätigkeit

gestatten, dass die Menschheit zu Schaden kommt."

Die ursprünglich drei Gesetze der Robotik von Isaac Asimov lauten:

1. Ein Roboter darf keinen Menschen verletzen oder durch Untätigkeit zu Schaden

kommen lassen.

2. Ein Roboter muss den Befehlen eines Menschen gehorchen, es sei denn, diese Befehle

stünden im Widerspruch zum Ersten Gesetz.

3. Ein Roboter muss seine eigene Existenz schützen, solange dieser Schutz nicht dem

Ersten oder Zweiten Gesetz widerspricht.

Wann landete das erste Roboterfahrzeug "Sojourner" erfolgreich auf dem Mars?

Der amerikanischen Sonde Pathfinder mit dem Marsmobil "Sojourner" gelingt am 4. Juli

1997 eine spektakuläre Landung:

"Um Treibstoff und damit Geld zu sparen, fällt das Landegefährt nur leicht gebremst auf

die Marsoberfläche. Riesige Airbags dämpfen den Aufprall. Die Fotos der Pathfinder-

Sonde und die Ausflüge des Sojourner sind (fast) live im Internet zu beobachten. Mehr

als 500 Millionen Surfer klicken sich im ersten Monat auf die Webseite der Mission."

In welcher Disziplin treten Forscherteams und ihre Roboter beim

internationalen Wettbewerb "RoboCup" an?

Fußball

Das Wort Roboter wird 1921 erstmals in einem Theaterstück erwähnt. Wer

schrieb dieses Stück?

Karel Capek (1890 - 1938)

Was konnte Shakey Ende der 1960er Jahre als erster Roboter tun?

Shakey war der erste selbstständig navigierende Roboter.

Warum reiten seit 2005 Roboter Kamele?

Kamelrennen haben in arabischen Ländern eine lange Tradition. Genauso lange ist die

Tradition, Kinder als Jockeys bei den Rennen einzusetzen. Nach heftiger Kritik hatte der

Präsident der Vereinigten Arabischen Emirate, Anfang Juli 2005 das Mindestalter für

Kamel-Jockeys auf 18 Jahre festgesetzt. So entstand die Idee, Jockey-Roboter zu

entwickeln, die leichter sind als erwachsene Menschen.

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EINE WEBSEITEN-RALLYE

In der Tabelle findest du einige Internetadressen. Fülle die Tabelle aus.

Zeit ca. 40 Minuten.

URL Inhaber Thema Inhalt

1 www.nxt-forum.de

2 www.vs-moebel.de

3 www.qfix.de

4 www.hands-on-technology.de

5 www.robocup-junior.de

6 www.lukas.internet-freaks.net

7 www.dienxteebene.blogspot.com

8 www.legoengineering.com

9 http://ricquin.net/lego/laurens

10 www.nxt-roboter.de

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BILD MIT FEHLERN

In dem rechten Bild haben sich 10 Fehler eingeschlichen. Finde Sie alle.

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Lösung: Bild mit Fehlern

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IN WELCHE RICHTUNG DREHT DAS LETZTE ZAHNRAD?

Das Zahnrad links unten treibt das System an (Pfeilrichtung). In welche Richtung

dreht sich das Rad mit dem Fragezeichen? Zeichne die Drehrichtungen ein.

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IN WELCHE RICHTUNG FÄHRT DER ROBOTER?

Ein NXT fährt in Richtung Osten. Dann macht er mehrere Lenk- und

Drehmanöver (siehe unten). In welche Richtung fährt der Roboter nach

Abschluss der Manöver?

Ihr blickt in Fahrtrichtung von hinten auf den Roboter.

900 Drehung nach links

2 ½ Drehungen auf der Stelle im Uhrzeigersinn

3 Sekunden rückwärts

1350 nach rechts

5 Sekunden vorwärts

450 nach links

2700 nach rechts

3600 Drehung links herum

450 links

900 rechts

1800 rechts

450 links

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RUNDFAHRT

Wie oft ist der Roboter auf seinem Weg rechts abgebogen?

Lösungen

S. 12 In welche Richtung dreht das letzte Zahnrad? = im Uhrzeigersinn

S. 13 In welche Richtung fährt der Roboter? = nach Norden

S.14 Rundfahrt = 26x nach rechts

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KREUZWORTRÄTSEL

Die Lösungswörter können andere Zahlen überschreiben.

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Lösung: Kreuzworträtsel

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OFT GESTELLTE FRAGEN (FAQ)

WAS IST AUF DEM DISPLAY DES NXT ZU SEHEN?

Auf dem NXT-Display (monochrom) lassen sich kleine Grafiken und Animationen darstellen. Der eingebaute Lautsprecher gibt nicht nur Pieptöne, sondern auch

Sounds aus, von deren Klang man allerdings nicht zu viel erwarten darf. Die

Sounddateien benutzen ein eigenes Format (*. rso), das von der Programmier-Software erzeugt wird.

BEINHALTET LEGO EDUCATION NXT ANDERE BAUELEMENTE, ALS DIE

BISHERIGEN LEGO MINDSTORMS SCHUL-SETS?

Ja. MINDSTORMS Education NXT verwendet vorwiegend LEGO TECHNIK Balken

und Verbindungselemente, statt der traditionellen LEGO System Elemente. Das TECHNIC System hat viele Vorteile. TECHNIC Roboter können schneller gebaut

werden und sind viel stabiler, als Roboter, die aus SYSTEM Steinen bestehen. Sie besitzen mehr Funktionalität und haben mehr Bewegungsmöglichkeiten.

Jedoch beinhaltet das neue LEGO MINDSTORMS Education NXT Set auch viele

SYSTEM Steine, die sehr vielfältig zum Roboterbau mit dem neuen System eingesetzt werden können.

WIE NENNT SICH DIE GRAFISCHE PROGRAMMIERSPRACHE?

Offiziell wird sie als NXT-G bezeichnet.

Die Software ist auf PCs und auch auf Macs (PowerPC und Intel) getestet

worden.

WAS IST BLUETOOTH ?

Bluetooth ist eine Funkverbindung für kurze Distanzen, die eine kabellose Kommunikation zwischen Geräten wie Mobiltelefone, PDA’s, Laptops, etc.

ermöglicht. Bluetooth-Kommunikation erfordert keine Sichtverbindung zwischen den kommunizierenden Geräten.

Bluetooth-Geräte senden als Short Range Devices im lizenzfreien ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band) zwischen 2,402 GHz und 2,480 GHz. Sie dürfen weltweit zulassungsfrei betrieben werden. Störungen können aber

zum Beispiel durch WLAN-Netze, schnurlose (drahtlose) Telefone, Garagentoröffner oder Mikrowellenherde verursacht werden, die im gleichen

Frequenzband arbeiten. Um Robustheit gegenüber Störungen zu erreichen, wird ein Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping) eingesetzt, bei dem das

Frequenzband in 79 Frequenzstufen im 1-MHz-Abstand eingeteilt wird, die bis zu

1600 Mal in der Sekunde gewechselt werden. Es gibt jedoch auch Pakettypen, bei denen die Frequenz nicht so oft gewechselt wird (Multislot-Pakete). Am

unteren und oberen Ende gibt es jeweils ein Frequenzband als Sicherheitsband

(Guard Band) zu benachbarten Frequenzbereichen. Theoretisch kann eine Datenübertragungsrate von 706,25 kbps beim Herunterladen (Download) bei

gleichzeitigen 57,6 kbps beim Heraufladen (upload) erreicht werden

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(asymmetrische Datenübertragung). Seit der Version 2. 0 + EDR können Daten

durch EDR (Enhanced Data Rate) maximal etwa dreimal so schnell übertragen werden, also mit rund 2,1 Mbit/s. Bereits seit Version 1. 1 kann ein Bluetooth-

Gerät gleichzeitig bis zu sieben Verbindungen aufrechterhalten, wobei sich die beteiligten Geräte die verfügbare Bandbreite teilen müssen (shared medium).

Bluetooth unterstützt die Übertragung von Sprache und Daten. Eine Verschlüsselung der transportierten Daten ist ebenfalls möglich.

WIE KANN BLUETOOTH IM NXT-STEIN GENUTZT WERDEN?

Bluetooth ermöglicht dem NXT-Stein mit allen Geräten die Bluetooth-fähig sind, kabellos zu kommunizieren. Ausschließlich die neue MINDSTORMS Education Software wird Dank Bluetooth in der Lage sein mit mehreren NXT-Geräten

gleichzeitig zu kommunizieren. Wie ist die neue MINDSTORMS Education NXT

Software konzipiert? Die neue Software ist eine Symbolsoftware, wie auch sein Vorgänger ROBOLAB. Durch Klicken und Ziehen mit der Maus erstellen die

Schüler ihre Programme. Sie ist sehr intuitiv und anwenderfreundlich, sowie

kompatibel zu PC und Mac.

Ob Class I oder Class II ist ziemlich egal - auch wenn der NXT nur Class II hergibt. Ansonsten Bluetooth Stack auf dem PC installieren, Bluetooth-Stick in

den USB Port stecken und ansonsten entsprechend der Lego Anleitung vorgehen.

Sollte funktionieren. Der für den NXT benötigte Treiber befindet sich auf der NXT CD und wird eigentlich bei der Installation von LabView mit installiert

(Treiberverzeichnis VXIPNP leider z. T. im Root).

FUNKTIONIERT BLUETOOTH IN KLASSENZIMMERN, WO MEHRERE NXT-

BAUSTEINE UND COMPUTER LAUFEN?

Ja. Ein Bluetooth Gerät hat einen Namen oder ein Label, die ihm zugewiesen sind, so dass jedes Gerät eigens "bei seinem Namen gerufen" werden kann. Der

Computer kann alle aktiven Bluetooth Geräte im Raum suchen und sie auflisten,

so dass man auswählen kann, mit welchem der Computer kommunizieren soll. Per Bluetooth-Verbindung kann man auf einen einzelnen, spezifischen NXT-

Baustein herunterladen, ohne befürchten zu müssen, unabsichtlich Programme auf anderen NXTs zu überschreiben.

KÖNNTEN BEI EINEM WETTBEWERB ANDERE MEINEN NXT ÜBER

BLUETOOTH UMPROGRAMMIEREN ODER KONTROLLIEREN?

Nicht, wenn man eine einzige Vorsichtsmaßnahme trifft – schalten Sie Bluetooth auf dem NXT-Baustein aus. Wenn Bluetooth abgeschaltet ist, kann ein anderer

Computer oder NXT-Baustein es nicht "anschalten" und aus der Entfernung mit dem NXT-Baustein kommunizieren. Bluetooth ist ein ganzes

Kommunikationssystem und es gibt eine Reihe von Lösungen für das Problem,

aber es ganz abzuschalten, ist eine sichere Methode.

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WELCHE BLUETOOTH DONGLE SIND (FÜR DEN NXT) KOMPATIBEL?

1. Kensington 33085

2. D-Link DBT-120 35 3. D-Link DBT-122

4. IBM T40p Laptop built-in 5. Anycom USB 240

6. Anycom USB 250

7. Toshiba PA3405U-1BTM 8. MSI StarKey 3X-faster 30 XP SP1

9. AVM BlueFRITZ! USB v2. 0 10. QTrek Bluetooth USB

11. Evertech USB Adapter 12. Conceptronic CBTU

13. IOGear GBU211 14. Belkin F8T013 40

15. Belkin F8T012 30

16. Targus MOBT90UO, no Adapter included, with mouse 17. EPOX BT-DG02

18. Airnet ABT101 17 19. Targus ACB10US 30

20. Apple Mac internal Bluetooth

21. Abe UB22S 22. Belkin F8T003 ver 2 (short range)

23. Cables Unlimited USB-1520

24. Dell TrueMobile Bluetooth Module 25. Dell Wireless 350 Bluetooth Internal Card

26. MSI Btoes 27. TDK GoBlue

28. Billionton USBBTC1A

29. Logitech Bluetooth Hubs von den Tastaturen 30. Belkin F8T009

31. Toshiba BT1. 2/2. 0

DER STEIN LÄSST SICH NICHT MEHR EINSCHALTEN OBWOHL NEUE

BATTERIEN EINGELEGT SIND. ES IST NUR EIN LEISES KLOPFEN ZU

HÖREN. WAS IST ZU TUN?

Aus irgendeinem Grund scheint der NXT in den Modus für den Download der Firmware geraten. Man könnte außerdem den Reset-Knopf des NXT drücken. Das ist ein kleiner Knopf am Boden desjenigen Verbinderloches auf der

Unterseite des NXT-Gehäuses, das dem USB-Port am nächsten ist. Er lässt sich

mit einer aufgebogenen Büroklammer betätigen, aber auch mit einer LEGO-Antenne.

Danach verbindet man den NXT durch das USB-Kabel mit dem Computer und wählt in der Software "Tools -> Update Firmware".

Zu den Batterien: Die NXT Firmware und die Programme sind im FLASH-Speicher

gespeichert und gehen nicht verloren, auch wenn die Batterien für längere Zeit

entfernt werden. Somit droht kein Verlust von Firmware und Programmen mehr beim Wechseln der Batterien.

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IN DER PACKUNG IST JA NUR DIE ANLEITUNG FÜR DAS EINFACHE

GRUNDMODELL IN GEDRUCKTER FORM. KANN ICH DIE BAUANLEITUNGEN

FÜR DIE ANDEREN MODELLE AUS DER LABVIEW-SOFTWARE HERAUS

IRGENDWIE AUSDRUCKEN? ODER IN GEDRUCKTER FORM BEI LEGO

BEKOMMEN?

Verschiedene/weitere Bauanleitungen findet man auch unter

http://mindstormsforum.de/linkliste/

oder

http://education.lego.com -> Suche: "building instructions"

oder

http://www.active-robots.com/products/mindstorms4schools/building-

instructions.shtml

oder

http://www.nxtprograms.com/index1.html

oder

http://us.mindstorms.lego.com/en-

us/Community/NXTLog/DisplayProjectList.aspx

http://education.lego.com/

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MIR IST EIN RIESEN FEHLER UNTERLAUFEN. WÄREND DEM DOWNLOAD

DER FIRMWARE 1.04 WURDE DAS USB KABEL AUSGESTECKT. SEITHER

IST MEIN NXT TOT. EIN LEISES TICKEN IST ZWAR NOCH HÖRBAR. ICH

KANN NUN DIE FRIMWARE NICHT MEHR AUF DEN NXT LADEN. AUCH NACH

DEM RESET WIE IN DER BETRIEBSANLEITUNG BESCHRIEBEN IST ES

NICHT MÖGLICH DIE FRIMWARE NEU ZU LADEN.

1. Ich konnte meinen NXT wieder in Betrieb nehmen nach folgender

Prozedur:

Gesamte Software vom Mindstorms deinstalliert. Achtung Treiber etc. einfach alles. Deinstallation über Mindstorms deinstallieren. Danach

über Windows Software auch noch die Treiber etc.

(Start/Einstellungen/Systemsteuerung/Software/Lego. . . 2. PC ausschalten. /Einschalten.

3. Mindstormsoftware ab CD neu installieren Achtung: Sprache Englisch. 4. PC ausschalten/Einschalten.

5. Update Driver 1. 02 von der Lego Internetseite Updates herunterladen.

6. Ins gleiche Verzeichnis wie Mindstorms entpacken. 7. Setup ausführen.

8. PC ausschalten/Einschalten.

9. Nun kann die Mindstorms Software gestartet werden. 10. NXT zurücksetzen. Hardwarereset wie in der Anleitung angegeben.

11. USB einstecken. 12. Warten bis sich die USB Schnittstelle als installiert meldet.

13. Firmware update Version 1. 03 ausführen.

Danach hat sich mein NXT wieder gemeldet.

Zweite Möglichkeit:

NXT PC-Software updaten mit Vers. 1. 02, dann wird nach 5 Sek. "Reset" auch

wieder unter USB erkannt und man kann beliebig das neue Firmwareupdate

aufspielen. Im Anschluss geht er auch wieder ganz normal an und hört auf zu ticken.

MINDSTORMS NXT Driver v1. 02

VERBRAUCH "NXT = STROMFRESSER"

Getestet wurde mit einem Multimeter, der NXT (aufgebaut als RoboArm T-56)

mit fast frischen Batterien bestückt und angesteuert mit BricxCC Command Center.

Batteriespannung liegt bei 8,4 Volt.

Hier nun die Resultate:

Stromaufnahme vom NXT ohne angeschlossenen Sensoren und Motoren: 70mA Jeder nur angeschlossene (nicht drehende) Motor saugt: 15mA

Dreht sich ein Motor (ein bisschen Arbeit muss er schon leisten bei dem Modell),

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kommen dazu: ca. 150mA

Dreht sich ein Motor und ich blockiere ihn, sind es schon über: 1200mA. Der Lichtsensor (inactiv, LED leuchtet nicht): 3mA

Der Lichtsensor (activ, LED leuchtet): 23mA

Interessanterweise: ist ein Motorausgang auf "Off" gestellt anstelle von "float"

kommen pro Ausgang, auch wenn kein(!) Motor angeschlossen ist dazu: 40mA(!)

Bluetooth Verbindung (nur eingeschaltet, keine Kommunikation): 30-60mA (kein

konstanter Strom)

Den NXT einschalten: ca. 170mA (Spitzenstrom) Verbrauch beim ausgeschaltetem NXT: ca. 0,1mA

Der RobArm T-56 benötigt also: 70mA (Grundversorgung) + 3*15mA

(3 angeschlossene Motoren) + 3*40mA (3 Ausgänge auf "off") + 23mA (Lichtsensor) macht ca. 260mA Verbrauch fürs nix tun!

Drehen sich zwei Motoren, kommen nochmal mind. 300mA dazu (insgesamt fast

600mA!) ohne richtig Arbeit leisten zu müssen!

Immerhin, im Ruhezustand kann man die Motorausgänge auf "float" stellen, dann reduziert sich der Stromverbrauch von 260mA auf 140mA.

Das ist fast die Hälfte!

Man hätte nicht erwartet, dass der NXT auch im "Ruhezustand" so viel Strom

verbrauchen kann! Kein Wunder, dass die Batterien dauernd leer sind. Das spricht für den Akku der Education Version.

WIE VIEL KOSTET DAS KOMPLETTE UND NEUE NXT SET NR. 8547?

Ein neues NXT Set kann man ab 295,- € erwerben u.a. im Shop von VS Möbel.

http://www.vs-moebel.de/legoshop

WIEVIELE SOUNDS BESITZT DER NXT UND WIEVIEL SPRICHT ER?

Das NXT-Programm hat ungefähr 110 Sounds vorinstalliert, man kann allerdings

mehr herunterladen! Die Sound (files) befinden sich als einzelne Dateien (*.

rso) auf der CD.

KANN MAN AUCH NXT-SOUNDDATEIEN AUS GÄNGIGEN SOUNDFORMATEN

(Z. B. MP3 ODER WAV) ERSTELLEN UND WENN JA WIE?

Natürlich geht das!

Das Programm heißt Wav2Rso

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HAT DER NXT AUCH SCHON PROGRAMME/FUNKTIONEN VORINSTALLIERT,

SO, DAS MAN AUCH MIT DEN ROBOS SPIELEN KANN, OHNE SIE VORHER

SELBST PROGRAMMIERT ZU HABEN?

Auf dem NXT gibt es nur 1 simples Test Programm, nach dem Motto:

fährt und piepst! Wenn man kompliziertere Programme benutzen will, muss man

diese selbst programmieren, es gibt für den Anfang im NXT-Programm, einige

Anleitungen!

WIE VIEL DAUERSTROM HÄLT DER NXT AUS?

Für die Motoren hat der NXT sogenannte "Motor Driver". Für den Motor A den LB1939 (Single-Channel Low Saturation Voltage Forward/Reverse Motor Driver)

und für die Motoren B und C den LB1836 ( Low-saturation, Bidirectional Motor

Driver for Low-voltage Applications ). der LB1930 Treiber kann max. 800 mA pro Channel und der LB1836 Treiben max. 400 mA pro Channel treiben und haben

einen sogenannten Thermal shutdown, d.h. wenn es denen zu heiß wird,

schalten sie ab! Wer mehr wissen möchte findet hier die Datenblätter

http://www.datasheetcatalog.net/de/ Man sollte sich aber nicht auf die Thermosicherung verlassen, da sie meist nur

unter Idealbedingungen funktioniert und z.B. bei einem Kurzschluss evtl. nicht

schnell genug reagiert.

WIESO HAT DER NXT NUR 4 SENSOR PORTS UND ICH LESE ES SEIEN 7

SENSOREN MÖGLICH?

Der NXT hat wirklich nur 4 Sensor Eingänge die Du selber anschließen kannst. Jeder Motor hat jedoch einen Rotationssensor fest integriert. Dieser wird dann

jedoch über den Motor Port angesteuert

Somit sind maximal 7 Sensor Anschlüsse möglich.

Prinzipiell sind sogar über 128 Sensoren möglich. Dieses ist jedoch nur durch die Verwendung der I2C-Schnittstelle, die der NXT noch zusätzlich bietet, möglich. Man benötigt hierfür spezielle Sensoren, die diese I2C Schnittstelle unterstützen.

Der einzige Sensor mit I2C, der von Lego mit dem Mindstorms NXT Set ausgeliefert wird, ist der Ultraschall-Sensor. Die anderen drei Sensoren sind nach

dem vom RCX bewährten Prinzip aufgebaut.

http://www.datasheetcatalog.net/de/

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WAS SIND DIE MÖGLICHKEITEN UND GRENZEN DES

ULTRASCHALLSENSORS?

Der Ultraschallsensor sendet einen Schallimpuls aus und wartet dann auf das Echo. Je länger es dauert bis das Echo den NXT erreicht, desto weiter ist das

Objekt entfernt. Die maximale Entfernung, bis zu der ein Objekt erkannt werden kann, hängt stark von dessen Eigenschaften ab: Der Sensor erkennt eine große

flache Wand oder die Decke (wenn er senkrecht nach oben gedreht wird) ab 160

bis 130 cm, eine Getränkedose aber erst unterhalb von 25 cm, und dann auch nur, wenn er direkt darauf gerichtet wird. Weiche oder gekrümmte Gegenstände

reflektieren Schall nicht gut und sind daher schwer zu erkennen. Wickelt man jemanden in eine flauschige Decke ein, kann man ihn dadurch für den

Ultraschallsensor regelrecht "unsichtbar" machen.

WIRD ES DURCH MEHRERE ULTRASCHALLSENSOREN, DIE IN EINEM

RAUM BETRIEBEN WERDEN, NICHT ZU EINEM CHAOS KOMMEN? WIE

WEISS DER NXT, OB DAS "ECHO", DAS ER HÖRT, NICHT VON DEM

ULTRASCHALLSENSOR EINES ANDEREN NXT STAMMT?

Ja das stimmt, mehrere Ultraschallsensoren in einem Raum sind ein Problem. Es

kommt zu wild schwankenden Abstandsmesswerten. Bis jetzt gibt es dafür noch keine einfache Lösung (Achtung FLL-Teilnehmer das betrifft vor allem euch!),

aber hoffentlich findet LEGO oder einer der Leser dieser FAQ einen Weg. Bis dahin sollte man sich aber auf einen Ultraschallsensor beschränken.

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NÜTZLICHES

Ausschreibung für die Roboter AG

In der Roboter AG werden mit Lego Mindstorms Roboter gebaut und

programmiert. Es werden keine Vorkenntnisse benötigt, denn es geht vor allem

darum Spaß am Umgang mit Robotern zu haben. Durch den Umgang mit den

Lego Robotern ist es einfach eine Programmiersprache zu erlernen und ein

Gefühl für den Umgang mit Sensoren zu erlangen.

Alle Schüler und natürlich Schülerinnen ab 7. Klasse sind herzlich willkommen,

nach Absprache auch jüngere Teilnehmer.

In dieser AG bereiten sich Schülerteams gezielt auf die Teilnahme an

Wettbewerben/einem Wettbewerb vor. Für diesen Wettbewerb müssen die

Teams einen Roboter konstruieren und programmieren, der imstande ist, eine

Reihe komplexer Aufgabenstellungen zu lösen.

Roboternacht

In meiner Schule habe ich immer 1x im Jahr eine Roboternacht gemacht. Dort

wurde dann gebastelt, geplaudert, probiert, gespielt....

Im Sommer haben wir dann zuerst gegrillt und später angefangen.

Auch Eltern durften dann dort mitmachen oder eine Freund oder Freundin.

Achtung, sind auch Mädchen mit dabei, unbedingt eine weibliche Person zum

Übernachten anfragen.

Am nächsten Morgen haben dann die Eltern die Schüler abgeholt, bzw. wurde

erst gemeinsam gefrühstückt und dann aufgeräumt.

Ein Musterschreiben (Kopiervorlage) für eine Anmeldung ist auf der nächsten

Seite.

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LINKS

http://www.philohome.com/crimp/crimp.htm NXT Kabel selbst bauen (englisch)

http://www.philohome.com/nxt.htm Bauanleitungen für den NXT

http://dienxteebene.blogspot.com Die NXTe Ebene ist die deutsche

Schwesterseite von The NXT STEP,

einem Blog, der Neuigkeiten und

Wissenswertes rund um den LEGO MINDSTORMS NXT anbietet.

http://nxtasy.org Stein für Stein. Eine super Infoseite auf

Englisch mit tollen Ideen und weiterführenden Links

http://robotics.benedettelli.com RCX Robotics NXT Robotics Homebrew Sensors & Accessoires

http://www.legoeducation.com Links, Bauanleitungen, Anweisungen

zum Lego Schul Programm

http://www.legoengineering.com Programme für RCX und NXT Robolab und NXT Software

http://www.matthias-paul-scholz.homepage.t-online.de/lego/nxt/index.html

Informative englische Homepage

http://www.hitechnic.com HiTechnic Produkte, Sensoren, Aktoren

http://www.mindsensors.com NXT Sensoren und Zubehör

http://www.nxt-forum.de größtes deutschsprachiges Forum

http://www.roboticslearning.com FIRST LEGO League Team and Mentor Workshops

http://lego.brandls.info Infos und Bauanleitungen zu Sensoren

http://www.vs-moebel.de/legoshop Verkauf von Lego Education

http://www.lpe-technik. de Verkauf von Lego Education

http://www.nxtprograms.com/projects.html Gute Bauideen in Englisch

http://vernier.com/nxt/projects.html Projekte mit Sensoren von Vernier

http://www.nxtprogramms.com Projekte für NXT 1.0 und 2.0

http://www.philohome.com/crimp/crimp.htm

http://www.philohome.com/nxt.htm

http://www.matthias-paul-scholz.homepage.t-online.de/lego/nxt/index.html



http://www.roboticslearning.com/

http://www.vs-moebel.de/

http://www.lpe-technik.de/

http://www.nxtprograms.com/projects.html

http://vernier.com/nxt/projects.html

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ROBOTERWETTBEWERBE/GLOSSAR

Nachfolgend eine Aufstellung von Roboterwettbewerben und

Ihrer Veranstalter auch für Lego Roboter.

Logo Titel/Link Land

http://www.robocup.de/

Deutschland

Robocup International

The Robocup Federation

Weltweit

http://www.hands-on-technology.de/

Hands on Technology (u. a. Deutschland,

Schweiz, Österreich)

DE, AT, CH,

weltweit

http://spurt.uni-rostock.de/

Deutschland

Universität Rostock

Deutschland

http://www.roberta-home.de/

Fraunhofer Institut

Deutschland

http://www.roboter.lo.to/

Roboterwettbewerb der Universität Dortmund

Deutschland

http://www.robolympics.ch/

Robolympics Hochschule Rapperswil

Schweiz

http://www.eurobot.org/ Europa

http://www.robotik-ag.eu

IGS Rockenhausen

Deutschland

http://www.mm-robo.de/

MicroMountains Network e. V. &

IHK Schwarzwald-Baar-Heuberg

Deutschland

http://www.robocup.de/

http://www.firstlegoleague.org/

http://www.firstlegoleague.org/

http://spurt.uni-rostock.de/

http://www.roberta-home.de/

http://www.roboter.lo.to/

http://www.robolympics.ch/

http://www.eurobot.org/

http://www.robotik-ag.eu/index.php?nav=30

http://www.mm-robo.de/

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FACHBEGRIFFE EINFACH ERKLÄRT

Adapter

Eine besondere Steckverbindung, um einen

Nicht-NXT-Sensor an den NXT anzuschließen.

Aufgabe

Eine Reihe von Programmbefehlen. Eine Aufgabe

erzeugt die festgelegte Ausgabe, bis eine

bestimmte Bedingung erfüllt ist.

Aufrufen

Lädt ein gespeichertes Programm von der

Festplatte und macht dieses zum aktuellen

Programm.

Ausgang

Die drei Anschlussstellen (A/B/C) des NXT für die

Motoren und Lampen.

Backup

Sicherheitskopie

Befehl

Eine Programmanweisung, die zur Ausführung

eines bestimmten Schrittes führt.

Bug

Fehler in einem Computerprogramm

Bestimmungswerte

Angaben zur Programmierung, die

Programmanweisungen näher beschreiben

Compiler

Übersetzer für Hochsprachen

Dauer

Zeitspanne, während der eine Aktion läuft oder

ein Zustand andauert.

Download

Beim Herunterladen werden Daten von einer

Gegenstelle angefordert und zum NXT

übertragen. Herunterladen ist somit das

Gegenstück zum Hochladen bzw. "Upload".

Firmware

Software, die in verschiedene elektronische

Geräte in einem programmierbaren Chip, und

zwar heute fast ausschließlich in Microcontroller

eingebettet ist. Sie ist zumeist in einem Flash-

Speicher, einem EPROM oder einem EEPROM

gespeichert, der heute zumeist in den

Microcontrollerbaustein integriert ist.

Die Firmware enthält meistens elementare

http://de.wikipedia.org/wiki/Daten

http://de.wikipedia.org/wiki/Hochladen

http://de.wikipedia.org/wiki/Software

http://de.wikipedia.org/wiki/Integrierter_Schaltkreis

http://de.wikipedia.org/wiki/Microcontroller

http://de.wikipedia.org/wiki/Flash-Speicher

http://de.wikipedia.org/wiki/Flash-Speicher

http://de.wikipedia.org/wiki/EPROM

http://de.wikipedia.org/wiki/EEPROM

www.engeln.info


Funktionen zur Steuerung des Gerätes, Ein- und

Ausgaberoutinen, gelegentlich auch

umfangreichere Funktionen für Arbeiten mit

Speicher, CPU und anderen Komponenten.

Hardware

Oberbegriff für die maschinentechnische

Ausrüstung eines Systems z. B. eines

Computersystems.

Icon

Der englische Ausdruck Icon (griechisch =

Bild, deutsche Bezeichnung: Symbol) bezeichnet

im Computerbereich ein Piktogramm, welches

eine Datei auf der Festplatte oder einen Link

repräsentiert.

Infrarot

Die Wellenlängen, die zur Kommunikation

zwischen Geräten verwendet wird. Infrarot

ermöglicht eine drahtlose Kommunikation mit

Peripheriegeräte

Laden

Übertragen eines Programms auf den NXT.

LEGO Mindstorms

Robolab

Robolab ist eine ikonische

Programmierumgebung für die Mikrocomputer

RCX und NXT von LEGO. Weitere Informationen

erhalten Sie im Methoden- und Werkzeugmodul

"Phykonische Programmierung".

Mikrocontroller

Mikrocontroller sind Ein-Chip-Computersysteme,

bei welchen nahezu sämtliche Komponenten (wie

z.B.: CPU, Programmspeicher (meist auf ROM-

oder Flash-Basis), Arbeitsspeicher (auf SRAM-

Basis), Ein-/Ausgabe-Schnittstellen) auf einem

einzigen Chip (Integrierter Schaltkreis)

untergebracht sind.

Mikroprozessor

Ein Mikroprozessor ist eine Recheneinheit eines

Computers in sehr kleinem Maßstab, der über

Software andere Bestandteile steuert. Die

grundlegende Eigenschaft des Prozessors ist

seine Programmierbarkeit. Bei einem

Mikroprozessor sind alle Bausteine des kleinen

Prozessors auf einem Mikrochip vereinigt

ML-CAD

LDraw ist ein offener Standard für Lego-CAD-

Programme (z.B. MLCad) und beinhaltet eine

große Bibliothek an Legobausteinen. Hiermit

lassen sich auf sehr einfache Weise virtuelle

Legomodelle zusammensetzen und anschließend

photorealistische Bilder rendern.

http://de.wikipedia.org/wiki/Random_Access_Memory

http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptprozessor

http://de.wikipedia.org/wiki/Computersystem

http://www.kimm.uni-luebeck.de/oem/glossar.html#rcx

http://www.kimm.uni-luebeck.de/oem/glossar.html#nxt

http://www.kimm.uni-luebeck.de/oem/methoden-werkzeuge/mm-phykonische/index.html

www.engeln.info


Multitasking

bezeichnet die Fähigkeit eines Betriebssystems,

mehrere Aufgaben (Tasks) nebenläufig

auszuführen.

NXT

Der NXT ist ein Mikrocomputer der Firma LEGO,

an den unterschiedlichste Sensoren (Licht-,

Temperatur-, Geräusch-, Ultraschall-, uvm.) und

Aktoren (Motoren, Lampen uvm.) angeschlossen

werden können. Er wird wie der RCX mit einer

ikonischen Form von LabView programmiert.

RCX

Der RCX ist ein Microcomputer der Fa. LEGO, an

den unterschiedlichste Sensoren (Licht-,

Temperatur-, Geräusch- etc.) und Aktoren

(Motoren, Lampen uvm.) angeschlossen werden

können.

Schleife

Ein Programmabschnitt, der sich so oft wie

angegeben wiederholt.

Speichern

Legt ein Programm auf der Festplatte des

Computers ab.

Symbole

Bildliche Darstellung von Programmbefehlen

Task

Aufgabe

Verknüpfen

Verbinden von Befehlen

http://de.wikipedia.org/wiki/Betriebssystem

http://de.wikipedia.org/wiki/Task

http://de.wikipedia.org/wiki/Nebenl%C3%A4ufigkeit

http://www.kimm.uni-luebeck.de/oem/glossar.html#aktuator

http://www.kimm.uni-luebeck.de/oem/glossar.html#rcx

http://www.kimm.uni-luebeck.de/oem/glossar.html#aktuator

Documents

LEGO MINDSTORMS EDUCATION NXT - ev3 …ev3-wissen.engeln.info/Lego_NXT_Handbuch.pdf · Firmware lässt sich wie beim RCX durch fremde Betriebssoftware ersetzen. ... 3x Adapterkabel