Robotik-AG

Roboter, d.h. Maschinen die mit ihrer Umwelt kommunizieren, spielen in unserer Welt eine große Rolle. In der AG, die erst im April begonnen wurde, soll eine Einführung in die Steuerung von Robotern gegeben werden. Zudem kann an dieser Stelle eine motivierende Einführung in das Programmieren erfolgen.

1    Die Teilnehmer


Marvin Kudera, Felix Kriziwanie, Tobias Magin, Paddy Ostmann-Rahn, Dennis Sroka (8.2)
Ahmet Apay, Dennis Bennhausen,  Fabian Przybilla,  Umut Yildic,(8.3)
Marco Gaulke, Tim Kreuzer (8.4)

2    Kara der virtuell Roboter

In der 1. Phase arbeiten die Schüler mit einem virtuellen Roboter, der einige Sensoren zur Kommunikation mit seiner Umwelt besitzt. Die Lösung verschiedener Aufgaben erfordert logisches und algorithmisches Denken, die Umsetzung erfolgt visuell in einer zustandsorientierten Programmierung. Das Programmiersystem wurde an der ETH Zürich entwickelt, kostenlos und hier zu erhalten.

Beispiel: Kara der Kleeblattverfolger

Kara hat einen Sensor um Kleebläter unter sich zu erkennen. Kara soll nun einer Kleeblattspur folgen und dabei die Kleeblätter aufnehmen. Dabei weiß Kara nicht, wann und ob die Kleeblattspur nach rechts oder links abbiegt. Das Ende der Spur ist mit einem Baum markiert.

Folgende Situationen enstehen:

Kara nimmt das Kleeblatt auf und geht einen Schritt vor.
Kara dreht sich um 180°, geht einen Schritt zurück und dreht sich nun nach links und geht einen Schritt vor.
Entweder findet Kara die Kleeblattspur oder er befindet sich erneut in der beschriebenen Situation und das Spiel beginnt erneut.

Nun kann man die Situationen in Zustände übersetzen und das Problem lösen.


Zustand "Suchen" Spielfeld

Spielfeld

3    Bau der Legoroboter   

Nun beginnt die nächste  Phase mit dem Bau der Roboter. Zunächst müssen die vielen Legoteile in die Baukästen einsortiert werden. Jede Gruppe baut ein Grundmodell, das später mit Berührsensoren bzw. Lichtsensoren erweitert wird. Dabei bauen wir zwei Grundtypen zum Testen, einen Roboter mit Rädern und einen Roboter mit Ketten.

 
Grundroboter mit Rädern Grundroboter mit Ketten


Nun sind die Vorarbeiten abgeschlossen, die Programmierung kann beginnen.

4    Einführung in die Programmierung

4.1    Vorarbeiten

Zunächst muss das Betriebssystem auf den RXC übetragen werden. Danach ist dieser Baustein zur Aufnahme der Steuerprogramme bereit.

4.2    Das erste Programm

Aufgabe: Fahre mit dem Roboter 2 Sekunden vorwärts. Dabei soll die Lampe an der Front brennen.   

Mit Hilfe dieser Aufgabe wird die Handhabung der Robolab-Software erklärt, erste visuelle Anweisungen werden benutzt. Danach muss das Programm auf den RXC übertragen werden. Der erste Testlauf beginnt.
Es folgen einige kleinere Aufgaben wie z.B. das Drehen des Roboters.

4.3    Verzweigungen

Der Berührsensor

In der nächsten Phase werden Berührsensoren am Roboter befestigt und eine kleine Einführung in die Programmierung solcher Sensoren gegeben.

Aufgabe: Programmiere den Roboter so, dass er Hindernissen ausweichen kann. Stößt der Roboter an ein Hinderniss, so meldet dies der rechte oder linke Sensor. Der Roboter muss reagieren.


Wird fortgesetzt  .....