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Einfache Automaten mit Lego Mindstorms praktisch umsetzen Mag. DI Bernhard Löwenstein

Einfache Automaten mit Lego Mindstorms praktisch umsetzen Mag. DI Bernhard Löwenstein Institut zur Förderung des IT-Nachwuchses http://www.facebook.com/ifit.org b.loewenstein@gmx.at Mag. DI Dr. Monika Di Angelo Technische Universität Wien http://www.auto.tuwien.ac.at

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Einfache Automaten mit Lego Mindstorms praktisch umsetzen Mag. DI Bernhard Löwenstein

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Presentation Transcript

  1. Einfache Automaten mit Lego Mindstorms praktisch umsetzen Mag. DI Bernhard Löwenstein Institut zur Förderung des IT-Nachwuchses http://www.facebook.com/ifit.org b.loewenstein@gmx.at Mag. DI Dr. Monika Di Angelo Technische Universität Wien http://www.auto.tuwien.ac.at diangelo@auto.tuwien.ac.at

  2. Agenda • Motivation • UML-Zustandsdiagramm • leJOS NXT • BehaviorProgramming • StateMachine-Framework • DEMO: Alarmanlage • IFIT als Brückenbauer • Diskussion

  3. Motivation • Darstellung von Abläufen in graphischer Form heute in vielen Disziplinen erforderlich (z.B. Prozessabläufe in Industrie und Wirtschaft) • SchülerInnen erleben Modellierung oftmals als etwas Abstraktes • Einsatz von Lego Mindstorms NXT macht SchülerInnen zumeist Spaß • Idee: Automat mittels UML-Zustandsdiagramm modellieren und mittels Lego Mindstorms NXT praktisch umsetzen

  4. UML-Zustandsdiagramm • Diagrammart der Modellierungssprache UML • gibt alle relevanten Zustände wieder, die System zur Laufzeit annehmen kann • gibt wieder, welche Ereignisse zu Zustandsübergängen führen • eignet sich bestens um Funktionsweise einfacher Automaten darzustellen • Syntax aufgrund ihrer Beschränktheit einfach zu verstehen

  5. leJOS NXJ • Java API zur Programmierung von Lego Mindstorms NXT • Plug-In ermöglicht nahtlose Integration in Eclipse • kostenlos erhältlich und nutzbar

  6. BehaviorProgramming • Bestandteil von leJOS NXJ • ermöglicht einfache Umsetzung von Verhaltensmustern • Aufbau • Klasse Arbitrator kontrolliert zyklisch, welches Verhaltensmuster zu aktivieren ist • Interface Behavior mit Methoden action(), suppress() und takeControl() dient zur Definition von Verhaltensmustern • Problem: keine Berücksichtigung des Vorzustands bei Zustandsübergangen

  7. StateMachine-Framework • basiert auf BehaviorProgramming von leJOS NXJ • Vorteil: Berücksichtigung des Vorzustands bei Zustandsübergangen einfach möglich  bestens zur Umsetzung von UML-Zustandsdiagrammen geeignet • kostenlos erhältlich und nutzbar • Aufbau • Klasse StateMachine mit Klasse Arbitrator vergleichbar • abstrakte Klasse State mit Methoden activateState() und doAction()  mit Interface Behavior vergleichbar

  8. DEMO: Alarmanlage (1)

  9. DEMO: Alarmanlage (2)

  10. IFIT als Brückenbauer • Institut zur Förderung des IT-Nachwuchses (IFIT) • gemeinnütziger Verein • entstand im Dunstkreis der Technischen Universität Wien • finanziert sich fast ausschließlich über Privatspenden und Firmensponsoring • Durchführung von Roboter-Workshops für Kinder und Jugendliche • Wochenend- und Ferienkurse • gemeinsame Projekte mit interessierten Schulen • Interesse? Bitte um Kontaktaufnahme! • persönlich bei eDidaktik 2012 • http://www.facebook.com/ifit.org • ifit@gmx.net

  11. Diskussion • Erfahrung mit Lego Mindstorms NXT in Schule? • Erfahrung mit leJOS NXT in Schule? • Erfahrung mit Modellierung in Schule?

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