Lego Mindstorms EV3 - interessant für das Roboternetz ?

[Manf]

Vielen Dank auch für den Hinweis, ich freue mich auch über weitere Stellungnahmen, auch wenn es eine Meinung zum Thema ist ohne so viel Erfahrung damit.

Gesehen hat man die Mindstorms sicher schon einmal und wenn man sich dann nicht dafür entschlossen hat damit zu arbeiten dann vielleicht weil man befürchtet dass es nicht flexibel genug ist, oder einfach nur wegen des Preises.

Hält es jemand für realistisch sich ein gebrauchtes Set bei Ebay zu besorgen und einige Erweiterungen selbst anzufertigen, oder geht das dann zu sehr in die Selbstbaurichtung bei der man auch gleich mit Adruino anfangen kann.

[oberallgeier]

... auch wenn es eine Meinung zum Thema ist ohne so viel Erfahrung damit ...

Genau das ist (m)ein Problem - ich habe keinerlei Erfahrung damit ausser ein paar gelesenen Postings hier und anderswo. ABER irgendwie hat mich diese Diskussion angefixt und ich habe ja einen guten Draht zu einer hiesigen Schule, die "etwas von Lego" angeblich rumstehen hat. Obwohl ich dazu neige möglichst viel selbst zu machen, scheint es doch interessant zu sein mal daran zu schnuppern.

[Rabenauge]

Mach das mal. Wenns nicht gerade Uralt-Kram ist (so richtig gut wurd es erst mit RCX), wirste staunen.
Vorläufer gab es aber einige-ich selber habe noch ein Mindstorms Droid Developer-Kit (den R2D2), mit nem Brick, der einen Motor, nen Lichtsensor und nen Minidisplay enthält. Auch das Ding kann man schon "programmieren" mittels einer VLL genannten Technik, nämlich mit Licht"codes". Hatte mir da extra nen Adapter gebaut, der über die Soundkarte eine LED anspricht. Das Ding kennt allerdings nur 15 Befehle oder so.
Faszinierend sind immer wieder die Ideen, die in den Kits stecken- obwohl das Teil nur einen einzigen Motor hat, kann man damit schon kleine Roboter bauen, die ner Taschenlampe folgen-auch um Kurven. Lego hat da sehr viele, äusserst clevere Lösungen bei.
Mit dem RCX-Set wurden sogar schon Drucker gebaut.

Das Problem ist halt wirklich, dass es auf Dauer enorm teuer wird, weil man ja doch noch dieses oder jenes Teil haben will, oder eben mehrere Bricks (ich fand die IR-Kommunikation der RCXe nen extrem guten Einstieg in die Schwarmrobotik, aber so nen Bursche kostet heutzutage um die 40€) zusammen arbeiten lassen kann, zusammen mit den passenden Motoren und der schier unendlichen Fülle an Getrieben, Rädern, Achsen, Schaltern und anderen Teilen sind da echt nur der Fantasie Grenzen gesetzt.
Und dem Geldbeutel.
Beispielsweise hatte ich mal aus Langerweile eine voll funktionsfähige, mechanische Pendeluhr gebaut (Ganggenauigkeit 2-3 Min/Tag), Richtig mit Gewicht. Der RCX musste die nur alle zwei Minuten wieder aufziehn...
Oder nen Renn-Roboter: ein Schienenwagen (passte genau auf eine Bahnschiene), mit drei Motoren, Schaltgetriebe und RCX, der die Motoren und das Getriebe so ansteuerte, dass die optimale Geschwindigkeit erreicht wurde. Knapp 25 km/h. Samt Wegmessung und entsprechendem Bremsmanöver.

Ob es Sinn macht, Lego mit anderen Dingen zu kombinieren? Hm-also bis zum RCX-Set eher nicht. Nen Arduino-Clone bekomme ich für nen Zehner, und Lego hat nunmal ein eigenes System, auch, was die Anschlüsse angeht. Da ist ne Menge basteln nötig. Auch die nötigen Kabel sind nicht so wirklich günstig zu haben.
Wenn man aber z.B. die IR-Schnittstelle nutzt, um Arduino und Lego miteinander diskutieren zu lassen, schauts anders aus.
Effektiver ists dann wohl, mal eben schnell nen Prototypen aus Legoteilen zu basteln- das Motorshield des Arduinos kommt bestens mit den älteren Legomotoren (ohne Encoder, die Nachfolger mit Encodern hab ich nicht) klar. So hatte ichs beim Segway-Testikel gemacht:
Chassis bis zu den Motorkabeln Lego, der Rest Arduino. Dann kann man auch nen vernünftigen Akku benutzen (der RCX arbeitet mit Akkus nicht so gut, und wenn, braucht er sechs Stück AA-Grösse).
Mal ehrlich: ehe ich anfange, an den teueren (ich find die Preise ob der Qualität durchaus gerechtfertigt, aber weh tuts halt) Legoteilen herumzulöten, nehm ich dann doch lieber nen Sack voller Arduino-Chinaramsch, damit bin ich _noch_ flexibler und hab weit mehr Möglichkeiten.
Und fürs schnell gebaute Chassis zwischendurch bieten auch die Lego-Technik-Sets eine Menge, ohne Mindstorms.
Wenn man allerdings preiswert mal an ein Set rankommt- wieso nicht. Unglaublich ist das Zeugs schon irgendwie.

[White_Fox]

Zu meinen Erfahrungen mit dem Legozeugs:
Ich hatte früher, zu Schulzeiten, ein Wahlpflichtfach "Roboterbaulabor". Da haben wir mit dem RCX-Kasten und reichlich Zubehör rumgebastelt.
Damals war ich vllt 15, hatte noch null Ahnung von Elektronik, Digitaltechnik und prorammieren konnte ich auch noch nicht.

Mit diesen Vorrausetzungen hat mir das echt Freude gemacht. Wenn mein Höchstes damals auch nur ein Roboter mit Kettenantrieb war, der irgendwo hin fuhr und bei Kontakt mit einem Hindernis einfach zurückfuhr, irgendwohin gedreht hat und dann geradeaus weitergefahren ist. Die Weiterentwicklung konnte dann einer Linie folgen. Andererseits hatten wir nur 2x45min Zeit pro woche, und ich mußte mir den Kasten mit zwei total demotivierten Mitschülern teilen-die Software habe ich dann selber außerhalb der Schule geschrieben.


Ich muß ebenfalls sagen, die Lego-Kästen werden definitiv zu Unrecht belächelt. Den Kettenantrieb in meinem Beispiel hatte ich in einer Stunde fertig. Da war noch ein anständiges Getriebe für jede Kette mit drin damit der Roboter es auch einigermaßen bergauf geschafft hat. Das Ganze selber zu konstruieren wäre sau aufwendig, und ob es dann auch mit der gleichen Präzision funktionieren würde (wobei man die Anforderungen an Lego da natürlich auch nicht zu hoch schrauben sollte) ist eine andere Frage.
Allzumal die materiellen Bedingungen eines Selbstbaus auch nicht ohne sind (Werkstatt, Werkzeuge wie Tischbohrmaschine, evt. auch Drehe und Fräse, usw.).
Das Argument von Rabenauge, dass die Teile ordentlich Zaster kosten, kann ich nur bestätigen. Die Qualität ist fraglos gut, kostet aber eben entsprechend.

ABER: Würde ich meinen Lego-Roboter von damals heute ohne Lego in ähnlicher Weise nachbauen, mit Getriebe, Kettenantrieb, usw. könnte ich mir dafür vermutlich mindestens einen Lego-Kasten mit etwas Zubehör dafür leisten. Dafür muß ich mit dem Lego-Kasten nicht mit meiner lieben Freundin die Zeiten ausschachern, ob ich in unserem Schlafzimmer Späne machen darf. Löten krieg ich ja ab und zu noch durch, aber wie ich die Produktion von Metall/Kunststoffspänen aushandeln sollte weiß ich nicht.
Und das Problem wird wohl auch so manch anderer Vater haben, der sich für Sohnemann Zeit nehmen will.

Und gestandene Ingenieursprogramme wie Matlab oder LabVIEW (wo eine einzelne Lizenz mehrere tausend Tacken kostet) sind mittlerweile auch in der Lage, die NXT-Bausteine zu programmieren. Damit ist zumindest der NXT definitiv kein einfaches Spielzeug mehr. (Auch wenn Rabenauge dazu ja schon ausführlich geschrieben hat.) Nicht-Eingeweihte mögen Lego zwar belächeln, aber lächerlich ist es deshalb noch lange nicht.


Und um auch mal abseits der technischen Dinge zu argumentieren:
Lego ist meiner Meinung nach noch eines der wenigen "guten" Spielzeuge. Zu Zeiten, wo Playstation und Wii usw. noch nicht so weit verbreitet bzw noch gar nicht da waren gab es z.B. die Metallbaukästen von TRIX. Auch allgemein war der Anteil von Spielzeug, welches kreatives Schaffen und handwerkliche Fähigkeiten förderte, früher weitaus höher als heute. Ich persönlich finde das ziemlich schade, da sehr viel Spielzeug heutzutage die Kinder/Jugend mehr oder weniger dumm lässt. Die geistige Reife bleibt damit halt auf der Strecke.
Ich will damit jetzt keine Diskussion über pädagogisch wertvolles/wertloses Spielzeug entfachen, würde es aber begrüßen, wenn wir ein m.M.n. gutes Spielzeug auf diese Weise unterstützen würden, in dem es in diesem Forum zumindest willkommen ist und auch entsprechend angesehen wird.

[Tcm0]

Schon mal vorab, ich beschäftige mich relativ mit dem Lego Mindstorms und entsprechend enthusiastisch bin ich auch.
Da die bisherigen Schreiber eher auf den RCX eingegangen sind, werde ich mich an den neueren Systemen orientieren (übrigens kam der RCX vor dem Mindstorms Droid Developer-Kit). Der NXT ist der Nachfolger des RCX und der EV3 der Nachfolger des NXTs. Dabei gab es aber immer mal wieder kleinere Zwischengenerationen, die ich nicht empfehle.
Oberflächlich mag der Mindstorms eher für Kinder aussehen. Er hat "coole Farben", ein "cooles Design" und eine Bildchensoftware zum Programmieren (die auf LabView basiert). Die Kabel sind nicht mit anderen Systemen kompatibel und die Sensoren usw. sind alle schon vorgefertigt. Tasten, Lautsprecher, Bluetooth Modul, USB Anschlüsse usw. sind schon integriert und können nicht falsch angeschlossen werden.

Allerdings sind NXT und EV3 open-source. Das heißt, dass jeder in die Dokumentation und in die Firmware gucken kann. Es gibt z.B. ein Hardware Developerkit, in dem die Pinbelegung der Sensoren und Motoren steht. NXT und EV3 Kabel haben nämlich 5 Adern, die sowohl analoge Messungen, als auch Kommunikation über I2C und beim EV3 UART zulassen. Ich habe zum Beispiel schon einen Arduino Uno als Anschlusserweiterung an den EV3 und NXT angeschlossen (http://de.tinypic.com/view.php?pic=2...8#.VC3fr_l_vHs und http://de.tinypic.com/view.php?pic=2...8#.VC3fnvl_vHs).
Es gibt zahlreiche Anwendungserweiterungen, die es einem einfach machen, den EV3 und den NXT über das Visual Studio fernzusteuern. Damit kann der Roboter als "Sensor-und Motorschnittstelle" für den Computer agieren. Besonders empfehlen kann ich dabei die MonoBrick Communication Library: http://www.monobrick.dk/.
Wenn man die Programme direkt auf dem EV3 laufen lassen möchte ist das auch kein Problem. Es gibt bereits zahlreiche alternative Firmwares, die von einer MicroSD Karte gebootet werden können und einem erlauben, den EV3 in textbasierenden Programmiersprachen wie Java (LeJOS: http://www.lejos.org/) und C# (MonoBrick Firmware) zu programmieren. Es gibt inzwischen sogar eine Debian Distribution mit dem Namen EV3DEV, die selbstständig auf dem EV3 läuft.
Den NXT kann man auch in Java (LeJOS NXJ), C (NXC) und sogar Lua programmieren. Für LeJOS NXJ muss allerdings eine neue Firmware auf den NXT geladen werden.
Um den EV3 mit dem Internet zu verbinden (oder unter EV3DEV eine Tastatur zu verwenden) hat der EV3 einen USB-Host-Anschluss. Es werden jedoch nicht alle W-Lan Adapter von allen Firmwares unterstützt.
Für den NXT gibt es übrigens auch Metallbaukästen (Tetrix und Matrix). Die sind allerdings noch teurer als der Mindstorms ohnehin schon ist. Für fast alle Projekte sollte allerdings das Plastik ausreichen.

Kritiker des EV3s finden das Prinzip, MicroSD Karten für Firmwares zu verwenden, zu umständlich. Außerdem verlangen sie noch nach einer "einfachen" Art, den EV3 zu programmieren. Für die Programmierung mit C# benötigt man zum Beispiel das "überladene" Visual Studio mit einer Template oder das Xamarin Studio mit einem Plugin.

Um wieder zum Roboternetz zurückzukommen:
Inzwischen gibt es viele Möglichkeiten, NXT und EV3 in einem Roboternetz zu verwenden. Ein interessantes Projekt in die Richtung ist übrigens http://siouxnetontrack.wordpress.com/. Der NXT hat eine Bluetooth und eine USB Schnittstelle (und über langsame Sensoren auch Wifi usw.). Der EV3 hat einen Infrarotsensor, der Befehle von einer Fernbedienung empfangen kann (das Protokoll ist frei verfügbar) und er kann das Signal orten. Außerdem hat er einen USB Slave Anschluss damit man ihn an den Computer anschließen kann, auch Bluetooth (aber inkompatibel mit dem NXT) und wie schon erwähnt kann man über USB Wifi Dongles und USB zu LAN Adapter anschließen. Ganz interessant ist hierbei sicherlich auch der Daisy-Chaining Modus, mit dem man bis zu 4 EV3s über USB miteinander verbinden kann und dadurch vom Master auf die I/O Ports aller anderen EV3s zugreifen kann.

[leibiflo]

Hallo,

ich habe in meiner Kindheit auch mit RCX angefangen die ersten Roboter zu bauen. Sicher sind die Lego-Bausätze teuer, aber sie bieten den großen Vorteil, dass Kinder auch ohne Hilfe der Eltern bereits eigene Ideen umsetzen können. Ich hätte nie im Leben meine Modelle ohne Lego bauen können. Mir hätte einfach das Material (Zahnräder, Achsen, Reifen, ...) in diesem großen Umfang wie bei Lego gefehlt. Ich finde Lego als eines der besten Spielzeuge die es gibt. Ohne Mindstorms wäre ich vermutlich nicht so auf Robotik abgefahren.

lg
Florian

[White_Fox]

Man sollte, wenn man schon über die Möglichkeiten von Lego sinniert, auch das Pneumatiksystem nicht vergessen.

Ich weiß zwar nicht inwieweit es elektrische Ventile dafür gibt, aber mit etwas Geschick ließe sich sowas mit Sicherheit konstruieren (auch wenn man einen Motor dafür verwenden müsste). Da ist man vom technischen Aspekt her schon sehr weit vorn, finde ich.

[Tcm0]

Bezüglich Pneumatik hat der Nutzer Sariel einen interessanten Schalter gebaut: http://sariel.pl/2008/12/pneumatic-autovalve/
Neben dem Schalter kann fast alles weitere, zum Beispiel eine Pumpe, angetrieben werden. Die Pneumatik ist allerdings sehr teuer.