Hinweis für die mündliche Prüfung
Erklärungen direkt anhand der mBlock IDE
Was sind die grundsätzlichen Aufgabenbereiche dieser Anwendung?
Die mBlock IDE dient zum Erstellen von Python-Skripts für einen mBot2 Roboter.
- Code-Editor zum Schreiben der Skripts
- Hochladen von Skripts
- Outputfenster zur Anzeige von Statusmeldungen
Wie startet man den Python Editor?
Startet man die Anwendung mBlock 5, wird zunächst die Entwicklungsumgebung gestartet, mit der man Block-basiert Programme zusammenstellen kann. Möchte man mit Pyhton programmieren, so muss man den Python Editor starten:
1. Klick auf Settings rechts oben
2. Klick auf Switch
Einrichten des Python Editors als Standard-Editor
1. Klick auf das Symbol mit den drei Punkten rechts oben im Python Editor
2. Klick auf Set as default editor
Welche Elemente enthält die Programmoberfläche des Python Editors?
Das Programmfenster des Python Editors teilt sich in vier Bereiche auf: 1. Geräte-Betrieb, 2. Texteditor, 3. Datei-Verwaltung und 4. Terminal-Fenster
Unterhalb des Texteditors befinden sich drei Buttons zum Ausführen des Codes, zum Übertragen des Codes auf den Roboter und zum Leeren des Terminalfensters
Wie können Python Skripts auf einem mBot2 Roboter ausgeführt werden?
Live-Modus
Wählt man für die Ausführung von Programmen den Live-Modus, so muss der Roboter mit dem Computer bzw. mit der Entwicklungsoberfläche verbunden sein, wenn ein Skript ausgeführt wird.
Upload-Modus
Werden Skripts erstellt, mit denen der Roboter autonom gesteuert werden sollen - wie es hier in weiterer Folge der Fall ist - so muss die Entwicklungsumgebung auf den Upload-Modus umgestellt werden. Dies erfolgt durch einen Klick auf Upload links oben. Die Python Skripts laufen dann direkt auf dem Roboter und können von dort aus gestartet werden - auch, wenn der Roboter nicht mit dem Computer verbunden ist.
Wie wird ein Roboter mit der Entwicklungsoberfläche verbunden?
Damit Python Skripts auf den Roboter übertragen werden können, muss dieser mit der Entwicklungsumgebung verbunden werden. Der Roboter wird mit einem USB-Kabel an den Computer angeschlossen. Dabei wird dieser auch aufgeladen, während der Roboter mit dem Computer verbunden ist, was recht praktisch ist! Der Roboter wird automatisch erkannt und die Verbindung wird über eine virtuelle serielle Schnittstelle aufgebaut, die beim Klick auf den Button Connect als COMx angezeigt wird.
1. Einschalten des Roboters
Wie wird ein Roboter mit der Entwicklungsoberfläche verbunden?
2. Anschließen des Roboter mit einem USB-Kabel an den Computer (dies kann vor dem Start von mBlock erfolgen, oder aber auch erst, wenn mBlock bereits läuft)
Wie wird ein Roboter mit der Entwicklungsoberfläche verbunden?
3. Klick auf den Button Connect
Wie wird ein Roboter mit der Entwicklungsoberfläche verbunden?
4. Nun wird die COMx (hier COM4) Schnittstelle angezeigt, unter der die virtuelle serielle Verbindung zum Roboter gefunden wurde. Klick auf Connect
Wie wird ein Roboter mit der Entwicklungsoberfläche verbunden?
5. Wurde die Verbindung erfolgreich hergestellt, so wird im Gerätefenster links ober Connected angezeigt.
6. Nun kann ein Skript durch einen Klick auf Upload auf den Roboter übertragen werden.
Starten des Skripts auf dem mBot2
1. Drücken des Home-Buttons zum Anzeigen des Startbildschirms des CyberPi OS
2. Eintrag Restart / neu starten ist gewählt: Drücken der Taste B zum Starten des Skripts, das gerade auf den Roboter übertragen wurde
Wie werden Dateien von mBlock5 verwaltet?
Programme für einen mBot2 Roboter liegen in der Form von sogenannten Python-Skripts vor. Diese Skripts sind reine Text-Dateien, die erst bei der Ausführung interpretiert werden und dabei das auf dem Roboter ausgeführt wird, was man in dieser Textdatei festgelegt hat. Diese Skripts werden in mBlock5 in Projekten verwaltet. Bei der Verwaltung der eigenen Skriptdateien sollte davon abgesehen werden, zu viele Projekte anzulegen. Man muss / sollte nicht für jedes Programm ein neues Projekt anlegen, dies führt bald zu großer Unübersichtlichkeit.
Das Anlegen eines Projekts erfolgt im mBlock Python Editor unter File > New project
Dateisystem - UNBEDINGT BEACHTEN!!!
Die Verwaltung aller Dateien wird vom mBlock Python Editor vollkommen selbstständig durchgeführt. Dazu legt der mBlock Python Editor auf dem jeweiligen Computer im Profil-Verzeichnis des aktuell angemeldeten Benutzers ein virtuelles Dateisystem an.
Dies ist zwar praktisch, wenn man immer auf demselben Computer arbeitet, führt aber zu Schwierigkeiten, wenn man häufig zwischen verschiedenen Computern wechselt, wie es im Unterricht an einer Schule vielfach der Fall ist, oder ein Computer neu aufgesetzt wird, womit ein vollständiger Verlust dieser Daten verbunden ist.
Ein direktes Abspeichern und Öffnen von Python-Dateien auf einem Computer an selbst gewählten Speicherorten ist NICHT möglich! Aus diesem und anderen Gründen wurde das Tool MYmCodeWORK entwickelt, das in diesem Kurs frei erhältlich heruntergeladen werden kann.
Wie werden Skripts in Ordnern in einem Projekt strukturiert?
Optimal ist es, ein Projekt nur für einen größeren Themenbereich anzulegen. Innerhalb eines Projekts bietet der mBlock Python Editor in seiner Dateiverwaltung sehr gute Möglichkeiten, Dateien darin gut strukturiert zu verwalten und übersichtlich anzuzeigen. In dieser Dateiverwaltung können Programme (Python-Skripts mit der Endung .py) angelegt und auch in Ordnern strukturiert abgelegt werden.
Im der folgenden Abbildung sind die Struktur, die Ordner und Dateien eines Projekts mit dem Namen Grundlagen zu sehen:
Hier wurden mehrere Ordner mit den Namen CyberPi Buttons, CyberPi Display, ... und darin die dazugehörenden Dateien button_a.py, button_b.py, ... angelegt. Jede dieser Dateien ist ein "Programm" für den mBot2 Roboter, das auf den Roboter übertragen und dort ausgeführt werden kann.
Die beiden Symbole Neue Datei und Neuer Ordner dienen zum Anlegen von neuen Python-Skripts und Ordnern. Klickt man auf die drei Punkte, so werden zusätzliche Funktionen zur jeweiligen Datei oder zum jeweiligen Ordner angezeigt.