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LeJOS – Praktikum 1: Erstellen eines Projektes

Felix Krawczyk — Mon, 25 Feb 2019 10:19:49 +0000

In diesem ersten Praktikum zeigen wir euch, wie ihr ein Projekt erstellt. Dies ist die Grundlage für alle folgenden Praktika.

Wichtig ist, dass ihr LeJOS nach unserer Anleitung installiert und den EV3 entsprechend vorbereitet habt.
Mit dem ersten Programm steuern wir eine der einfachsten Ausgaben an, welche der EV3 zu bieten hat, nämlich seinen Display.

Zweck

In eingebetteten Systemen ist es immer schwierig, Informationen darüber zu erhalten, was das Programm gerade macht. Einen Debugger, wie ihr ihn vielleicht von Java auf dem PC kennt, gibt es auf dem Roboter nämlich nicht. Darum wollen wir Informationen des Programms auf dem EV3-Display ausgeben lassen.

Aufgabe

Schreibe ein Programm, welches den EV3 den Text „Hallo <>“ fünf Sekunden lang anzeigen lässt.

Schritt für Schritt zum ersten Projekt

Wenn LeJOS installiert und alles vorbereitet ist, öffnet ihr als erstes Eclipse und wählt einen Workspace aus.

Sobald Eclipse gestartet wird, fragt es euch nach einem Workspace-Pfad. Wer möchte, kann hier einen eigenen Ordner auswählen, in dem Eclipse alle wichtigen Daten für die Projekte hinterlegt. Man kann aber auch den Standard-Pfad ausgewählt lassen und einfach auf „OK“ klicken. Wenn man Eclipse zum ersten Mal öffnet, kann es etwas länger dauern, bis der Startvorgang abgeschlossen ist.

Ist Eclipse gestartet, erstellt ihr ein neues Projekt. Dazu wählt ihr im Reiter „File“ „New“ → „LeJOS EV3 Projekt“ aus.

Daraufhin öffnet sich ein neues Fenster mit dem Titel „New LeJOS EV3 Projekt“. Hier müsst ihr dem Programm einen Namen geben. Wir haben hier den Namen „Hallo Tim“ gewählt. Als nächstes muss im Unterpunkt JRE JavaSE-1.7 ausgewählt werden. Ist dies geschehen, könnt ihr mit einem Klick auf „Finish“ das Projekt erstellen lassen.

Im „Projekt Explorer“ an der linken Seite ist nun unser Projekt aufgeführt. Damit ihr anfangen könnt zu programmieren, muss als nächstes eine für die Programmiersprache Java übliche Haupt-Klasse erstellt werden. Dafür macht ihr einen Rechtsklick auf den Ordner Source, abgekürzt „src“. Im sich öffnenden Kontextmenü klickt ihr auf „New“ → „Class“.

Daraufhin öffnet sich wieder ein neues Fenster, nun mit dem Titel „New Java Class“. Hier müsst ihr der Hauptklasse einen Namen geben. Üblich ist der Name „Main“, den auch wir hier gewählt haben. Da es die Hauptklasse ist, solltet ihr die Boxen bei „public static void main (String[] args)“ und „Inherited abstract methods“ anhaken. Schließt das Fenster nun mit einem Klick auf „Finish“.

Zurück in Eclipse sehen wir die gerade angelegte Klasse „Main“. In dieser soll nun der Code für eine Displayausgabe geschrieben werden.

Die Java-Befehle dafür findet ihr in der LeJOS-API.

API-Befehle für diese Aufgabe

**Allgemein**
Befehl	Erklärung
import lejos.hardware.lcd.LCD;	Bindet das LCD-Interface ein
import lejos.utility.Delay;	Bindet das Delay-Kontroll-Interface ein

**Display**
Befehl	Erklärung
LCD.drawString(„“, , < int y>);	Text an x-Y-Koordinate schreiben

**Kontrolle**
Befehl	Erklärung
Delay.msDelay();	Warten

Wer nicht weiter weiß oder seinen Code mit unserem vergleichen möchte, findet im folgenden unsere Lösung.

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[et_pb_dmb_code_snippet title=“Listing 1: Das erste %22Hallo Welt%22 Programm“ code=“aW1wb3J0IGxlam9zLmhhcmR3YXJlLmxjZC5MQ0Q7CmltcG9ydCBsZWpvcy51dGlsaXR5LkRlbGF5OwoKcHVibGljIGNsYXNzIE1haW4gewoKCXB1YmxpYyBzdGF0aWMgdm9pZCBtYWluKFN0cmluZ1tdIGFyZ3MpIHsJCgkJCgkJTENELmRyYXdTdHJpbmcoIkhhbGxvIFRpbSIsIDAsIDQpOwoJCURlbGF5Lm1zRGVsYXkoNTAwMCk7CQkKCQkKCX0KCn0K“ language=“c“ linenums=“on“ _builder_version=“3.23.3″ global_colors_info=“{}“]aW1wb3J0IGxlam9zLmhhcmR3YXJlLmxjZC5MQ0Q7CmltcG9ydCBsZWpvcy51dGlsaXR5LkRlbGF5OwoKcHVibGljIGNsYXNzIE1haW4gewoKCXB1YmxpYyBzdGF0aWMgdm9pZCBtYWluKFN0cmluZ1tdIGFyZ3MpIHsJCgkJCgkJTENELmRyYXdTdHJpbmcoIkhhbGxvIFRpbSIsIDAsIDQpOwoJCURlbGF5Lm1zRGVsYXkoNTAwMCk7CQkKCQkKCX0KCn0K[/et_pb_dmb_code_snippet]

Sollten bei euch die beiden Begriffe „LCD“ und „Delay“ als Fehler angezeigt werden, liegt das daran, dass die Interfaces nicht eingebunden wurden. Ihr müsst dann die benötigten Interfaces zunächst einbinden.

Euer erstes selbst geschriebenes Programm wollen wir jetzt natürlich auch auf den EV3 bringen. Dafür speichert ihr zunächst das Programm ab. Das funktioniert entweder mit dem entsprechenden Symbol in der Menüleiste oder mit der Tastenkombination „Strg + S“.

Danach soll das Programm auf den EV3 geladen werden. Dieser muss dafür per USB-Kabel an den Computer angeschlossen sein. Nun ladet ihr das Programm auf den Roboter, indem ihr auf den weißen Pfeil im grünen Kreis oben in der Menüleiste klickt. Es öffnet sich ein Fenster, welches euch fragt, welches Programm ihr laufen lassen wollt. Hier wählt ihr „LeJOS EV3 Programm“ aus und klickt auf „OK“.

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EV3-G – Praktikum 1: Erstellen eines Projektes

Felix Krawczyk — Tue, 15 Jan 2019 15:16:37 +0000

In diesem ersten Praktikum zeigen wir euch, wie ihr ein Projekt erstellt. Dies ist wichtig für alle folgenden Praktika. Ihr solltet EV3-G nach unserer Anleitung installiert und den EV3 entsprechend vorbereitet haben.
Mit dem ersten Programm steuern wir eine der einfachsten Ausgaben an, welche der EV3 zu bieten hat, nämlich sein Display.

Zweck

In eingebetteten Systemen ist es immer schwierig Informationen darüber zu erhalten, was das Programm gerade macht. Einen Debugger, wie ihr ihn vielleicht von Java auf dem PC kennt, gibt es auf dem Roboter nämlich nicht. Darum wollen wir Informationen des Programms auf dem EV3-Display ausgeben lassen.

Aufgabe

Schreibe ein Programm, welches den EV3 den Text „Hallo Welt“ fünf Sekunden lang anzeigen lässt.

Schritt für Schritt zum ersten Projekt

Öffnet zuerst die LEGO® Mindstorms® EV3 Software auf eurem PC.
Sowohl in der Home- als auch in der Education-Version startet die Software in einem eigenen Hauptmenü. Dort könnt ihr ein neues Programm erstellen. In der Education Version geht das über den Pfad Datei -> Neues Projekt -> Programm, in der Home Edition gibt es nur die Punkte Datei -> Neues Projekt.

Einen Klick später öffnet sich ein neues Projekt-Fenster.

Dies ist die Arbeitsfläche für all eure Programme. In der unteren Auswahl seht ihr die Blöcke, aus denen ihr eure Programme zusammenbauen könnt.

Wer von euch nicht weiter weiß oder sein Programm mit unserem vergleichen möchte, findet im Folgenden unsere Lösung als Bild aber auch den Lösungsweg als Animation.

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Lösungsbild:

LösungsWEG:

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EV3-G – Auftakt zum Praktikum

Felix Krawczyk — Tue, 15 Jan 2019 14:08:00 +0000

Die nachfolgenden Praktikumsaufgaben sollen mit einigen kleinen Aufgaben die Plattform EV3-G erläutern. EV3-G ist eine grafische Programmiersprache. Dadurch ist das Tutorial für alle interessant, die sich mit dem Programmieren des EV3s auseinandersetzen möchten. Vorkenntnisse sind dafür nicht erforderlich.

Was EV3-G alles bietet und was die Vorteile zu anderen textuellen Programmierumgebungen für den LEGO® Mindstorms® EV3 sind, haben wir in einem gesonderten Artikel näher erläutert.

Die Voraussetzung, um im folgenden Tutorial mitmachen zu können, ist ein LEGO® Mindstorms® EV3 und die Entwicklungsumgebung für EV3-G. Wie man diese einrichtet, zeigen wir in der gesonderten Installationsanleitung.

Der EV3 ist aufgeladen und die EV3-Software ist installiert? Dann kann es ja losgehen! Nachfolgend noch eine Auflistung aller Praktikumsaufgaben für eine schnelle Navigation.

Alle EV3-G Praktikumsaufgaben

Praktikum: Erstellen eines Projekts
Praktikum: Motoren ansteuern
Praktikum: Ein Quadrat fahren
Praktikum: Der Einsatz von Schleifen
Praktikum: Ein Programm endlos ausführen
Praktikum: Den Tastsensor nutzen
Praktikum: Verbesserungen beim Tastsensor
Praktikum: Mit dem Ultraschallsensor stoppen
Praktikum: Dem Hindernis entwischen
Praktikum: Mit dem Lichtsensor stoppen
Praktikum: Wir folgen einer Linie

Du hast weitere Ideen?

Wenn du weitere Ideen für Aufgaben hast, die wir mit EV3-G lösen sollen, dann schreib uns eine Nachricht oder hinterlasse einen Kommentar. Wir freuen uns, von dir zu hören!

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c4ev3 – Praktikum 1: Erstellen eines Projekts

Felix Krawczyk — Tue, 12 Sep 2017 08:26:36 +0000

Zuerst zeigen wir dir in dieser Praktikumsaufgabe wie du Projekte erstellen kannst. Das ist wichtig für alle nachfolgenden Praktikumsaufgaben. Als erstes wird die Programmierumgebung Eclipse, in die wir die c4ev3-Umgebung installiert haben, geöffnet. Sollte c4ev3 noch nicht installiert sein, haben wir eine Installationsanleitung für dich zusammengestellt.

Zweck

Projekte sind der Grundpfeiler unserer Programme. Eclipse verwaltet darüber zum Beispiel den Programmcode und Einstellungen. Wir müssen also immer erst ein Projekt anlegen, uns mit den Einstellungen auseinandersetzen und können dann in diesem Projekt unser Programm erstellen. Daher fangen wir in diesem Praktikum mit der Projekterstellung an.

Das erste Projekt in Eclipse

Wenn Eclipse gestartet wird, erscheint zunächst eine Abfrage nach dem sogenannten Workspace-Pfad (siehe Abbildung 1). Wer möchte, kann einen eigenen Ordner auswählen in dem Eclipse alle wichtigen Daten für die Projekte hinterlegt. An sich könnt ihr den Standard-Pfad jedoch lassen und auf „OK“ klicken. Wer Eclipse zum ersten Mal öffnet, muss unter Umständen etwas Gedult mitbringen. Der erste Start nimmt etwas Zeit in Anspruch.

Um das erste Projekt anzulegen, klickt bitte in Eclipse oben in der Menüleiste auf File > New > C Project. Daraufhin öffnet sich ein neues Fenster mit Titel C Project, in der einige Einstellungen vorzunehmen sind (siehe Abbildung 2). In diesem Fenster könnt ihr oben unter Project name den Namen eures Projekts festlegen. Bitte beachtet, dass der Projektname keine Leerzeichen enthalten darf! Wir haben zum Beispiel den Namen HalloWelt für unser erstes Testprojekt genommen. In der linken Auswahlliste mit dem Titel Project type müsst ihr im Ordner Executable den vorgefertigten Projekttyp Hello World EV3 Project auswählen. Zum Auswählen reicht es aus, den Eintrag einmal anzuklicken, wodurch er grau hinterlegt wird. Wichtig ist, dass in der rechten Auswahlliste mit dem Titel Toolchains der Eintrag Cross ARM/EV3 GCC ausgewählt wird. Diese Auswahl legt fest, dass die Zielplattform die ARM-Plattform für den LEGO® Mindstorms® EV3 ist. Denn dafür wollen wir ja Projekte erstellen. Ist alles eingegeben geht es weiter auf Next.

Jetzt sind die Basic Settings an der Reihe (siehe Abbildung 3). Zuerst kontrollieren wir, dass der API-Pfad auf den Ordner mit dem API verweist. Wer unsere Installationsanleitung genutzt hat, sollte den Pfad „C:\ev3\API“ hier eintragen.

C:\ev3\API

Mit einem API, ausgeschrieben Application Programming Interface, wird eine Programmierschnittstelle gemeint. Diese Schnittstelle können Programme nutzen, um zum Beispiel Hardware anzusteuern. In diesem Fall ist das der LEGO® Mindstorms® EV3. Danach können wir den späteren Speicherort des zukünftigen HalloWelt Programms auf dem EV3 festlegen. Hierfür muss der Roboter nicht angeschlossen sein, da das Laden auf den Roboter später kommt. Der Source-Ordner src müsst ihr nicht ändern. Aktuell wird als Speicherort auf dem EV3 nur die Option SD-Card unterstützt (Stand: September 2017). Darum müssen wir für den EV3 aktuell eine microSD-Karte nutzen, um c4ev3-Programme auf dem EV3 auszuführen. Über die Schaltfläche Next kommt ihr anschließend zu dem Fenster mit dem Titel Select Configurations (siehe Abbildung 4). In der Auswahlliste sollten die Debug und die Release Configurations ausgwählt sein.

Das Fenster mit dem Titel Cross GNU EV3 Toolchain (siehe Abbildung 5) erreicht ihr mit einem weiteren Klick auf die Schaltfläche Next. Wichtig ist hier nun, dass das c4ev3-Toolchain in das Projekt eingebunden wird. Dazu sollte als erstes kontrolliert werden, dass der Toolchain Name Sourcery CodeBench Lite for ARM GNU/Linux (arm-none-linux-gnueabi-gcc) lautet. Sollte die c4ev3-Umgebung nach unserer Anleitung installiert worden sein, ist unter Toolchain Path der Pfad „C:\Program Files (x86)\CodeSourcery\Sourcery G++ Lite“ und beim EV3 Uploader der Pfad „C:\ev3\uploader“ einzugeben beziehungsweise auszuwählen.

C:\Program Files (x86)\CodeSourcery\Sourcery G++ Lite
C:\ev3\uploader

Ist dies geschehen, kann das Projekt nun mit einem Klick auf Finish angelegt werden. Dadurch öffnet sich automatisch das HalloWelt-Projekt (siehe Abbildung 6).

Der erste Test unseres Projekts

Das fertige Projekt wollen wir im nächsten Schritt auf den EV3 bringen. Dazu muss der EV3 angeschaltet und eine microSD-Karte eingelegt sein. Wichtig ist jetzt noch, dass der EV3 mit dem PC über USB-Kabel verbunden ist. Ist dies geschehen, muss als nächstes das aktuelle Projekt gespeichert werden. Entweder auf dem Symbol in der oberen Schnellzugriff-Leiste oder mit der Tastenkombination Strg + S. Danach müssen wir den Code kompilieren. Das geht mit dem Hammer-Symbol in der oberen Schnellzugriff-Leiste oder mit der Tastenkombination Strg + B. Nun ist der Code bereit, um auf den EV3 geladen zu werden. Dafür ist zunächst darauf zu achten, dass das aktuelle Projekt im Projekt Explorer ausgewählt (grau hinterlegt) ist. Danach kann man in der Schnellzugriff-Leiste auf das EV3-Symbol oder im Reiter EV3 > Upload klicken. Ein Fortschrittsbalken erscheint. Ist dieser durchgelaufen findet man das Programm HalloWelt auf dem EV3-Brick auf der microSD-Karte im Ordner myapps. Geschafft! Starten wir nun das Programm. Wenn alles richtig funktioniert hat, sollte für zwei Sekunden in der oberen linken Ecke „Hello World!“ stehen. Das Projekt ist nun erstellt und das vorgefertigte HalloWelt-Projekt ist geöffnet.

LÖSUNG

Nun ist es an der Zeit sich etwas mit der Syntax von der Programmiersprache C zu befassen. Wie schon anfangs erwähnt, ist es hilfreich, Vorkenntnisse in einer textuellen Programmiersprache mitzubringen. Denn im Vordergrund steht in diesem Tutorial die Besonderheiten von c4ev3 und kein Tutorial zur Programmiersprache C. Die Befehle, die für dieses Praktikum benutzt wurden, sind alle in der EV3-API zu finden auf GitHub. In den folgenden Praktika wird die API zum wichtigen Begleiter. Ihr könnt das API-Dokument herunterladen. Wir bieten extra keinen eigenen Download an, da sich das Dokument vermutlich häufig ändert wird und wir wollen nicht aus versehen eine veraltete Version zum Download anbieten. Das nachfolgende Listing 1 zeigt den Quelltext des HalloWelt-Projekts.

[et_pb_dmb_code_snippet title=“Listing 1: Das erste %22Hallo Welt%22 Programm“ code=“I2luY2x1ZGUgPGV2My5oPgoKaW50IG1haW4odm9pZCkKewoKCUluaXRFVjMoKTsKCglMY2RQcmludGYoMSwgIkhlbGxvIFdvcmxkISIpOwoJV2FpdChTRUNfMik7CgoJRnJlZUVWMygpOwoJcmV0dXJuIDA7Cn0=“ language=“c“ linenums=“on“ _builder_version=“3.23.3″ body_font=“||||||||“]I2luY2x1ZGUgPGV2My5oPgoKaW50IG1haW4odm9pZCkKewoKCUluaXRFVjMoKTsKCglMY2RQcmludGYoMSwgIkhlbGxvIFdvcmxkISIpOwoJV2FpdChTRUNfMik7CgoJRnJlZUVWMygpOwoJcmV0dXJuIDA7Cn0=[/et_pb_dmb_code_snippet]

Der Beitrag c4ev3 – Praktikum 1: Erstellen eines Projekts erschien zuerst auf brickobotik.