Projektinhalte

 

Mindstorms_Project


Neben dem Zusammenbau von LEGO Mindstorms NXT Maschinen und Robotern und der Erstellung von eigenständigen kreativen Konstruktionen, sollen die in der Vorlesung und Übung erlernten mathematischen Methoden der Elektrotechnik in MATLAB realisiert und in Form von programmierten Steuerabläufen und Verhaltensmuster der Roboter angewendet werden. Als kabelloser Kommunikationskanal zwischen PC und LEGO Mindstorms NXT Roboter wird Bluetooth verwendet, bei dem zum tieferen Verständnis der Zugang bis zum paketbasierten Kommunikationsprotokoll der Bluetooth Schnittstelle möglich ist.

Der Studierende erlernt in mehreren Versuchen die Ansteuerung der Sensoren und Motoren der Mindstorms NXT Roboter unter MATLAB mit der eigens entwickelten RWTH - Mindstorms NXT Toolbox. Hierbei sind neben der Programmierung der Steuerabläufe bereits mathematische Methoden wie z.B. diskrete Integratoren, Abtastung und Flankenerkennung von diskreten Signalen, Komplexe Zahlen, Polynomfitting und Koordinatentransformationen anzuwenden. Außerdem sind komplexere Problemstellungen eigenständig vom Studierenden durch geschickte Verarbeitung digitaler Messdaten, Algorithmenentwicklung und der nachfolgenden Robotersteuerung unter MATLAB und durch kreative anwendungsbezogene LEGO Mindstorms Konstruktionen zu lösen. Dabei ist z.B. ein Roboter so zu programmieren, dass er sich innerhalb einer vorgegebenen Umgebung möglichst autonom verhält. Die Umgebung kann dabei mit verschiedenen Sensoren, wie z.B. Ultraschall-, Sound-, Licht- und Drucksensor, erfasst werden.

Die in dem Projekt durchgeführten Versuche gliedern sich in die zwei Kategorien Pflicht- und Wahlversuche. Sechs Pflichtversuche werden von jedem Studierenden unabhängig von dem jeweils betreuenden Institut durchgeführt. In diesen werden neben dem Bauen von LEGO Robotern, die Funktionsweise der Sensoren und Motoren und der Aufbau des paketbasierten Kommunikationsprotokolls der Bluetooth Schnittstelle mit Hilfe von selbst geschriebenen MATLAB Programmen erarbeitet. Die Wahlversuche stellen den Studierenden, aufbauend auf den bereits aus den Pflichtversuchen erworbenen Grundkenntnisse, vor komplexere Problemstellungen. Durch die Realisierung von eigenen kreativen Roboterkonstruktionen, Steueralgorithmen und Visualisierungs- methoden unter MATLAB sind vorgegebenen Aufgabenstellungen zu lösen. Außerdem bietet sich hier sowohl dem motivierten Studierenden als auch dem Projektbetreuer die Möglichkeit die Wahlversuche durch eigene weitere anwendungsbezogene Aufgabenstellungen zu erweitern. Insgesamt gliedert sich der Gesamtumfang der Projektversuche somit wie folgt.

  Plichtversuche: Wahlversuche:
 
  1. Roboterbau
  2. Bluetooth und Tastsensor
  3. Schallsensor
  4. Motoren
  5. Lichtsensor
  6. Ultraschallsensor
  • Parcour Roboter
  • 2D-Scanner
  • Roboterarm
  • ...

Die Versuchsdokumentationen, weitere Informationen und Ankündigungen zum Projekt sind im anmeldepflichtigen L²P Lehr- und Lernportal unter www.elearning.rwth-aachen.de zu finden.

 

 

Kontakt

Bei weiteren Fragen bzgl. des Projekts - MATLAB meets LEGO Mindstorms - wenden sich Externe bitte an Marcin Kpaczka.

Fragen von Projektteilnehmern werden dagegen im Diskussionsforum des projektspezifischen L²P Lern- und Lehrportals unter
www.elearning.rwth-aachen.de beantwortet.

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