APPLICATIEBOUW KENNISMAKING LEJOS, LEGO NXT PROGRAMMEREN IN JAVA. Onderdeel van SmartProducts

Transcriptie

1 APPLICATIEBOUW KENNISMAKING LEJOS, LEGO NXT PROGRAMMEREN IN JAVA Onderdeel van SmartProducts

2 INHOUD COLLEGE 4 Bespreken opdrachten DPU2 Kennismaking lejos: de Lego NXT programmeren in Java Opdracht 4 Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

3 BESPREKEN OPDRACHTEN Je code leesbaar maken: 1. Formatteren (inspringen) Eclipse: Source > Format 2. Commentaar // commentaar op 1 regel /* Commentaar op meerdere regels. Uitleg over commentaar in het boek, paragraaf */ Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

4 BESPREKING OPDRACHTEN OPDRACHT 3 Voorbeelden en oefeningen Hst 2,3,4 thuis geoefend?? Zelf methode toevoegen en aanroepen Gegeven code kopiëren/plakken of nieuwe code invoegen Op de goede plek??? In de class: Class-variabelen Nieuwe methoden public class TemperatuurPaneel {... public void methode() {... In een methode }... } Let goed op accolades! { } Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

5 FORM FOLLOWS FUNCTION WAT DOEN WANNEER VOOR HET PROJECT? vs Form follows function: eerst zorgen dat het werkt, is getest, overtuigd,... dan pas vorm(geven) Cijfer project* = 60% aantonen dat het werkt, 20% ontwerpproces, 10% vorm(geving), 10% overige aspecten Toch (al) bezig met vorm? Userinterface voorbeelden op site, onder colleges > voorbeelden; meer hier over in college #6 Bijv. ronde play/pauze button * Beschouw percentages niet als harde cijfers maar als persoonlijke indicatie van docent om jullie te vertellen waar je je energie in moet stoppen... Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

6 DPU2 : TESTVERSIE APPLICATIE Volgende week, 27 mei review DPU2 DPU 2 Realiseer eerste testversies* van: De Userinterface (kan ism. Ergonomie) Het proefmodel (Lego model) Applicatie voor de systeembesturing (Java) DPU 1 Software specificaties Classontwerp + pseudocode Programma regels (code) { boek: , } * Resultaat: eerste versie applicatie die enkele basisfuncties van het proefmodel demonstreert. Deze hoeven dus nog niet volledig functioneel (af) te zijn, maar tonen de werking/het plan aan. Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

7 DPU2 Volgende week, 27 mei review DPU2 Programma applicatiebouw is voor prototype Vanaf DPU 2 ontwerp en bouw je dus voor het prototype Betekent: Elimineren/vereenvoudigen dingen die je niet kan bouwen Indien nodig simuleren/demonstreren Met een prototype demonstreer je het ontwerp aan opdrachtgever, potentiële klanten enz.; en/of je gebruikt het voor gebruikerstests Site Applicatiebouw > Colleges > DPU voorbeelden Contactpersonen groepen ontvangen 1 week voor datum een uitnodiging voor reserveren tijdstip. Let op: slechts 1x per groep inschrijven Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

8 1) OBJECT ANALYSEREN PARAGRAAF BOEK Eigenschappen (attributen) Gedrag/acties (doen) Vorige week met Bal, nu catapult DPU 2 motor geluidssensor afstandssensor Maak een robot die op een veilige manier een voorwerp kan lanceren lanceren geluidssensor controleren scannen naar obstakel afbreken start/ alles regelen Eigenschappen: Variabelen/objecten Gedrag: Methoden Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

9 2) KLASSE ONTWERPEN DPU 2 wat is... wat kan... een object en hoe? classvariabelen/attributen methodeheaders methodebodies Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

10 3) CLASS UITWERKEN Bepalen van: Typen attributen (class-variabelen) Parameters methoden Resultaat methoden DPU 2 Hoe weet je dit? Uit de LeJOS tutorial en API! (meer verderop) public class Robot { // attributen (class-variabelen) SoundSensor geluidssensor; UltrasonicSensor ultrasoonsensor; } // methoden public void lanceer() { } public boolean geluidssensorcontroleren() { } public boolean scannennaarobstakel() { } public void start() { } Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

11 4) METHODEN INVULLEN PSEUDOCODE SCHRIJVEN EN OMZETTEN IN JAVA DPU 2 body van methoden schrijven Hoe bepaal ik het resultaat? Voorbeeld pseudo-code voor methode lanceer(): Is er een obstakel? JA: afbreken Laat Motor.C kort vooruit draaien keuze (if-statement) herhalingslus En methode start(): Herhaal zolang niet op Enter is gedrukt: geluidssensorcontroleren: is er geluid? JA: lanceer stop herhaling (of wacht een bepaalde periode) keuze (if-statement) Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

12 4) METHODEN INVULLEN PSEUDOCODE SCHRIJVEN EN OMZETTEN IN JAVA Pseudo-code voor methode lanceer(): DPU 2 Is er een obstakel? JA: afbreken Laat Motor.C kort vooruit draaien Java: if (scannennaarobstakel()) { System.out.println("ABORT"); Sound.buzz(); return; } Motor.C.setSpeed(200); // stel de snelheid in Motor.C.forward(); // ga vooruit draaien Delay.msDelay(200); // wacht even Motor.C.flt(); // stop de motor in float-mode Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

13 EEN OBJECT MAKEN Paragraaf 4.10 boek Nieuw object maak je met new catapult is object Catapult catapult = new Catapult(); DPU 2 Constructor: speciale methode, bepaalt waarden attributen aanroep constructor definitie constructor public class Catapult { SoundSensor geluidssensor; // attribuut 'geluidssensor' public Catapult() { geluidssensor = new SoundSensor(SensorPort.S2); } } Methode van object aanroepen: catapult.lanceer(); Testen! Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

14 AFBREKEN: BREAK; EN RETURN; Methode: met return een waarde terug geven, of niet Herhalings-lus: Afbreken met break public void lanceer() { if (scannennaarobstakel()) { System.out.println("ABORT"); Sound.buzz(); return; Beëindig methode } (zonder waarde terug te geven) // hier code voor lanceren } public boolean geluidssensorcontroleren() { return geluidssensor.readvalue() > 40; } expressie while (Button.ENTER.isUp()) { // zolang niet op Enter is gedrukt if (geluidssensorcontroleren()) { // is geluidsniveau hoog? //...roep methode om te lanceren aan... break; // stop de while-lus } } Achter return staat een expressie: we geven de uitkomst van deze expressie terug Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

15 DPU2: WAT VERWACHTEN WE? Zie voorgaande slides Een eerste versie uitgewerkt in Java, waarbij code voor een deel nog pseudo-code mag zijn, maar ook al werkende onderdelen bevat (die je dus kan demonsteren) Concreet in het voorbeeld dat in voorgaande slides werd gegeven: er werken bijv. al 2 van de 6 methoden Je demonstreert dus een gedeeltelijk werkend programma DPU 2 En levert het Java project dat daarbij hoort in op BlackBoard, volgens de instructies Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

16 INTRODUCTIE JAVA VOOR LEGO MINDSTORMS Waarom Java? Mogelijkheden API Verschillen met gewone Java Documentatie Voorbeelden & tips lejos.org Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

17 WAAROM JAVA OP DE NXT? Volledige controle Geen voorgekookte blokken, alles is mogelijk Meer mogelijkheden Complexe toepassingen (navigatie, realtime, communicatie PC<>NXT) Beter Sneller Nauwkeuriger Programma s zijn kleiner Meer in introductie tutorial: Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

18 MOGELIJKHEDEN API (bibliotheek) lejos.org Verschillen met gewone Java Niet alle Java bibliotheken beschikbaar Bijv. geen grafische gebruikersinterface (Swing) import lejos.nxt.*;

19 VERSCHIL MET LEGO SOFTWARE ColorHTSensor kleursensor = new ColorHTSensor(SensorPort.S1); if (kleursensor.getcolorid()==1) { // kleurnummer groen? System.out.println("groen!"); } else System.out.println("geen groen.."); Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

20 DOCUMENTATIE LEJOS.ORG API (Application Programming Interface) Tutorial Vandaag: eerste helft, tm. Listeners and Events Veel voorbeelden: uitproberen! Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

21 API APPLICATION PROGRAMMING INTERFACE

22 PROGRAMMEERVOORBEELDEN Display, knoppen Motoren Sensoren Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

23 DISPLAY, KNOPPEN TEKST UITVOER LCD-class: Tekst gebaseerd Methoden voor tekstuitvoer Scherm leeg maken Tutorial: x,y positie op scherm LCD.drawString("Hallo wereld!", 0, 0); LCD.clear(); // Wis scherm // Dit werkt ook: System.out.println("Hallo wereld!"); Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

24 DISPLAY, KNOPPEN GRAFISCHE UITVOER Grafische uitvoer (tekenen) Net als gewone Java: Graphics class Tekenmethoden import javax.microedition.lcdui.graphics;... Graphics g = new Graphics(); g.drawline(5,5,60,60); // lijn van 5,5 naar 60,60 g.drawrect(62, 10, 25, 35); // vierkant Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

25 DISPLAY, KNOPPEN KNOPPEN GEBRUIKEN Knop gedrukt? Button.ENTER Button.ESCAPE Button.LEFT Button.RIGHT if (Button.ENTER.isDown()) LCD.drawString("ENTER toets gedrukt", 0, 0); // wacht tot een knop is ingedrukt: Button.waitForAnyPress(); Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

26 MOTOREN Motoren: Motor.A Motor.B Motor.C Motor m = Motor.A; Motor.A.forward(); m.backward(); Motor.A.reverseDirection(); m.stop(); Al deze regels besturen dezelfde motor! (A) Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

27 MOTOREN Enkele Motor methoden: setspeed( ) rotate( ) rotateto( ) stop( ) Motor.A.setSpeed(720); // snelheid wordt 2 rotaties per sec. Motor.A.rotate(x * 360); // roteer x * 360 Motor.A.rotateTo( 180 ); // klok: ga naar 6 uur Motor.A.stop(); Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

28 MOTOREN NXTMotor Basis, op vol vermogen setpower( ) NXTRegulatedMotor Snelheidsregeling setspeed( ) Uitrollen (float) flt() Schakelt stroom naar motor uit, remt niet NXTMotor m1 = new NXTMotor(MotorPort.A); NXTRegulatedMotor m2 = new NXTRegulatedMotor(MotorPort.B); m1.setpower(100); // 100% vermogen m2.setspeed(2*360); // snelheid wordt 2 RPM m2.flt(); // stop zonder te remmen (uitrollen) Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

29 RIJDENDE ROBOTS De DifferentialPilot class Bedoeld voor robots met 2 motor aangedreven wielen Alleen voor aansturing motoren Rekent met afstanden Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

30 SENSOREN: ULTRASOON Class: UltrasonicSensor Methode: public int getdistance() Levert afstand in cm Bereik plm cm (er zijn meer methoden) UltrasonicSensor sensor = new UltrasonicSensor(SensorPort.S1); int afstand = 0; while( Button.ENTER.isUp() ) { // zolang niet op Enter wordt gedrukt afstand = sensor.getdistance(); LCD.clear(); LCD.drawInt( afstand, 0, 3); Delay.msDelay(200); // wacht 200ms }

31 SENSOREN: MINDSENSORS & HITECHNIC Mind HT Sensor Short distance sensor DIST-Nx Realtime clock RTC-Nx Acceleration Sensor ACCL-Nx Compass CMPS-Nx Color Sensor IRSeeker Class naam: OpticalDistanceSensor RealTimeClock TiltSensor CompassMindSensor ColorHTSensor IRSeeker lejos.org/nxt/nxj/api/ Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

32 SENSOREN: SHORT DISTANCE MINDSENSORS GP2D12 Class: OpticalDistanceSensor Methode: public int getdistance() Levert afstand in mm! Bereik is afhankelijk van type, GP2D12: mm API: OpticalDistanceSensor sensor = new OpticalDistanceSensor(SensorPort.S1); while( Button.ENTER.isUp() ) { LCD.clear(); LCD.drawInt( sensor.getdistance(), 0, 0); Delay.msDelay(200); // wacht 200ms } Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

33 MEER VOORBEELDEN Samples-project van lejos: File > Import Uitleg samples voor Eclipse Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

34 WISSELEN FIRMWARE WISSELEN TUSSEN LEGO FIRMWARE EN LEJOS JAVA Java: lejos firmware met JVM Lego Mindstorms NXT software: Lego firmware Je kan niet beide tegelijk/door elkaar gebruiken Wil je lejos: Via Eclipse: Wil je Lego: Meer uitleg over installatie & troubleshooting Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

35 GEBRUIK JE SMARTPHONE ALS SENSOR APP: BTSENSE Streamt sensor-data draadloos (via Bluetooth) van smartphone naar NXT Welke sensoren heeft je smartphone?: Gyroscoop, GPS, kompas, licht, acceleratie enz. Gratis app Btsense Meer info Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

36 LIEVER ARDUINO? NXT-Shield: kan geleend worden (nog 1 beschikbaar) Voor Arduino Uno & Leonardo Lego motoren en sensoren aansturen met Arduino: dus NXT niet nodig 4 motoren, 4 sensoren en I2c aansluiting Meer info Ook Arduino kan je bij mij lenen, model Leonardo en Nano playground.arduino.cc/interfacing/java Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

37 LITTLEBITS ELECTRONICA PROTOTYPEN Ook LittleBits kit kan je bij mij lenen littlebits.cc/how-it-works Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen

38 OPDRACHT 4: CATAPULT PROGRAMMEREN GEEN CATAPULT GEBOUWD? PROGRAMMEER JE EIGEN LAUNCHER Nodig: lejos + plugin voor Eclipse (als het goed is, is dit al geïnstalleerd) Doen: lejos firmware op NXT zetten Meegeleverde code in project Aan eind opdracht in 'Samenvatting' staan minimale eisen voor deze opdracht! Documentatie: LeJOS tutorial en API Doe je geen SmartProducts: opdracht 4b Applicatiebouw, Industrieel Ontwerpen