Schlagwort-Archive: Lego

Allgemeines & Neues

LEGO Mindstorms EV3 mit Matlab und Simulink

Schreibe einen Kommentar

Loading

Wer mit Matlab und Simulink arbeitet oder lernt und einen LEGO EV3 Brick samt Sensoren und Aktoren besitzt, kann diese Systeme miteinander verknüpfen. Rund um den EV3 Brick gibt es natürlich eine Community und etliche Plattformen, über die man mit dem Brick kommunizieren kann. Doch dazu später.

Der Lego EV3 Brick ist im Wesentlichen ein Einplatinencomputer der mit einem LC-Display und vier Input- sowie vier Output-Ports (Schnittstellen für Sensoren und Aktoren) ausgestattet ist. Als Datenschnittstellen gibt es einen USB Port als HOST und einen MiniUSB Port als Interface zum PC und den diversen Softwaretools.

Will man mit dem Brick wireless kommunizieren, so ist dies über WiFi, beziehungsweise über Bluetooth möglich. Allerdings ist die Hardware zur Funkübertragung nicht im Brick verbaut und muss als USB Dongle in den Host-Port gesteckt werden.

Folgende USB Wifi Sticks sind lt. Internetrecherche mit dem EV3 und der originalen Legofirmware ab 1.08 kompatibel: (Quelle: Internet)

  • tp-link WL0084E
  • EDIMAX EW-7811Un mit dem Chipsatz RTL8188CUS
  • LogiLink WL0084W auf der Vertriebsseite (Conrad) angeblich mit dem Chipsatz Railink RT5370 jedoch das Herstellerdatenblatt gibt den Chipsatz RTL8188EUS an.

Im Test hat sich gezeigt, dass lediglich Dongles mit dem Realtek RTL8188CUS Chip im embedded Linux des EV3 Driver mäßig implementiert sind. Der Nachfolger von Realtek der RTL8188EUS funktioniert hier nicht.  Und die meisten Hersteller von Wifi USB Dongles (Stand 2021) vertreiben ihre Sticks mit dem 8188EUS Chip, sei dies TPLink, Edimax, LogiLink und wie sie alle heißen. Erkennbar ist das bei manchen an der Typenbezeichnung V2, oder 7811UN V2 (bei Edimax) oder V.02, V.03 bei TPLink. Ist diese Kennzeichnung beim Stick oder dessen Verpackung dabei dann wird das nix. Zumindest nicht, wenn mit der originalen Legofirmware gearbeitet werden will.

Vergleich edimax 7811un und 7811un v2
edimax 7188un mit RTL8188CUS chip
edimax 7188un V2 mit RTL8188EUS chip

Nun weiter zum EV3 Brick:

Auf diesem Einplatinencomputer läuft ein auf Linux basierendes embedded Betriebssystem das auf einem internen Flash- Speicher abgelegt ist. Dieses Betriebssystem wird in Form einer Firmware von LEGO zur Verfügung gestellt und ist zur Zeit in der Version 1.10 verfügbar. Diese Firmware ist beinhaltet sämtliche Partitionen der Laufwerke und deren Inhalt und wird im Rahmen eines Updates in einem „.bin“ File verpackt in den Flash geladen. Mit den Softwaretools „binwalk“ ist es unter Linux möglich, die Struktur der Partitionen aus dem Firmware File wiederherzustellen, zu ändern und wieder als „.bin“ Firmware Image auf die Hardware hochzuladen.

Es gibt aber auch Custom Firmware und Betriebssysteme die per SD-Card gebootet werden können. Welche Treiber hier mitgeliefert werden ist auf den Seiten der entsprechenden Custom OS Hersteller nachzulesen.

Folgende Betriebssysteme habe ich für den EV3 auf die Schnelle gefunden:

  • ev3dev (https://www.ev3dev.org/)
  • leJOS (https://sourceforge.net/projects/lejos/files/lejos-EV3/)

Man kann den EV3 mit folgenden (und ich nenne hier auch nur die gängigen die auch mir eingefallen sind) Tools bzw. Programmiersprachen programmieren:

  • LEGO EV3 Originalsoftware
  • NI Labview bist Labview Fall2016 ? (Unterstützt bzw. EV3 Plugins implementiert)
  • Matlab und Simulink (Harware Supportpackage für EV3 notwendig) link
  • MicroPython EV3 link

Fakt ist jedoch: der in die originale Lego EV3 Firmware (1.08H , 1.09D) integrierte Treiber für WLAN-Sticks unterstützt nur den Chipsatz RTL8188CUS. Und den benötigt man, wenn man über SIMULINK im „Monitor und Tune“ Modus mit dem Brick arbeiten will. Denn interessanter Weise klappt das NUR über eine WiFi Verbindung und NICHT über einen direkten USB Link zwischen PC und EV3.

Es ist auch NUR mit der Firmware 1.08H möglich mit Simulink zu kommunizieren da hier TELNET und SSH als Kommunikationsprotokoll genutzt werden. Und nur in der 1.08H ist eine ungeschützte Verbindung der Weg zum Erfolg. Ab der Version 1.09D ist ein Login notwendig.

Da die Firmware Versionen mittlerweile schwer zu finden sind, stelle ich hier einen Link zum Download herein.

Download EV3 Firmware 1.08H
Download EV3 Firmware 1.09D

Was benötigt man nun, um über Simulink mit dem EV3 sprechen zu können ?

  • zunächst muß Matlab und Simulink installiert sein
  • dann muss man das Support Package EV3 für Matlab und EV3 für Simulink herunterladen und installieren
  • auf dem EV3 Brick solltedie originale Firmware 1.08H vorhanden sein. Ist dies nicht der Fall kann die Version über den Firmwaredownloader in der orginalen EV3 PC Software auf das Gerät übertragen werden.
  • im EV3 Brick muß ein USB Wifi Dongle mit dem „CUS“ Chipsatz stecken
  • der PC muß idealerweise im selben Netz hängen wie auch das Wifi-Funknetz mit dem sich der Brick verbindet. Ein DHCP Server muß die IP Adressen für die Funkgeräte verteilen
  • jetzt kann der Brick gestartet werden. Danach muß er mit dem WLAN Netz verbunden werden (es sollten WPA2 Passwörter ohne Sonderzeichen festgelegt sein, da der EV3 Brick diese nicht zur Verfügung stellt)
  • ist der EV3 mit dem Netz verbunden, dann ist unter dem Menu „Brick Info“ die aktuelle IP Adresse des Bricks und die Brick ID zu notieren. Diese Infos werden gleich im Simulink Setup benötigt
  • nun zu Simulink: dort ist im Menu „configuration Parameters“ unter „Hardware Implementation -> Hardware board“ Mindstorms EV3 zu wählen 
  • das Setup wird im selben Menu unter „Hardware board settings“ -> Target hardware resources -> Groups -> Host to Target Connection festgelegt. Hier ist „Ethernet“ als Connection Type einzustellen. Die vorher ermittele IP Adresse und ID des Brick sind hier auch einzugeben.Das war´s dann auch schon. Nun sollte es möglich sein eure Simulink Modelle mit der EV3 Hardware zu nutzen und auch die Tune Infos während der Simulation am PC zu sehen …

 

 

 

Retro Spielzeug

Technik-Spielzeug von früher – aus Kunststoff

Ein Kommentar

Loading

Gar nichts mit Elektronik hat dieser Beitrag zu tun. In meinem Retrowahn war ich wieder einmal in den Kellerräumen des Elternhauses stöbern und habe dort hinter staubigen Einmachgläsern modrig riechende Kartons mit unbekanntem Inhalt entdeckt. Also was blieb mir übrig, den Inhalt dieser Kartonagen freizulegen und anzusehen. Und was hier zum Vorschein kam, waren weitere Kartons des bekannten Spielzeugherstellers „LEGO“. Einige sehr verstaubte originale Schachteln von Lego-Technik Modellen und alte Waschpulverkartons, die mit vielen, vielen bunt gemischten Lego-Bausteinen und anderem Zeug und leider auch Müll gefüllt waren. Eigentlich, dachte ich mir, diese vielen Plastikteile kann ich in den Müll werfen, denn damit wird auch mein Sohn sicher nicht mehr spielen. Alles riecht nach Keller und ist schmutzig und die Arbeit, das alles zu reinigen und zu sortieren wird sich sicherlich niemand mehr antun. Aber andererseits ist das wirklich altes Spielzeug aus den 70igern und 80iger Jahren – also schon über vierzig Jahre alt. Und das ist wieder genau meins. 🙂 Dinge aus meiner Kindheit und entsprechende Erinnerungen daran.

Also alles eingepackt und nach Hause transportiert. Und dann in mühevoller Arbeit alles einmal nach Farben sortiert und von Müll und legofremden Teilen befreit. Und jetzt begann die eigentliche Arbeit. Das Ziel sollte sein, aus den vielen Teilen wieder die alten Lego-Technik Modelle zusammen zu setzen und fehlende Teile soweit noch vorhanden, nach zu bestellen. Es sollten die „Vintage Baukästen“ so gut wie möglich in ihrer Originalität wiederhergestellt werden.

Gut durchmischte und nicht vollständige Legoboxen

Auf dem Foto ist ein kleiner Teil der „ausgegrabenen“ Legoboxen zu sehen. Hier waren zumindest die Schachteln schon einmal grob gereinigt. Was nach der mühevollen Sortier- und Aufbauarbeit herauskam kann sich allerdings auch wieder sehen lassen.

 

Nr. 853 Lego Car-Chassis

 

Die Nummer 853 ist das Autochassis. Verkauft wurde der Bausatz im Jahr 1977. Er besteht aus 601 Teilen und fertig aufgebaut ca. 52cm lang und 22cm breit.

Das Modell hat einen Vierzylinder Reihenmotor mit Zweiganggetriebe und Kardanwelle zur starren Hinterachse. Das Getriebe, sowie die Kolben sind funktionstüchtig. Ebenso funktioniert die Lenkung. Die Sitze sind in der Längsachse verschiebbar.

In dieser Serie war die Hinterachse noch starr und mit einem Differential ausgestattet. Im folgenden Bild ist der aufgeräumte, wieder hergestellte Baukasten zu sehen.

Nr.: 8860 Car Chassis

Aus 671 Einzelteilen ist das Auto Chassis mit der Nummer 8860 zusammenzusetzen. Das Set stammt aus dem Jahr 1980 und hat eine Größe von 46×19 cm. Hier wurde im Vergleich zum 853er schon einiges erweitert. Die Hinterräder sind einzeln aufgehangen und besitzen eine Federung. Der Motor sitzt hinten und ist diesmal ein Vierzylinder Boxer. Auch hier gibt es ein Getriebe mit drei Stufen.

Die Sitze sind in Längsrichtung verstellbar und die Neigung der Sitzlehne kann ebenfalls eingestellt werden. Auch hier ist wieder eine Zahnstangenlenkung verbaut.

Die Originalverpackung ist noch vorhanden und sieht im sortierten Zustand wie folgt aus:

 

Nr. 854 Lego GoKart

Aus dem Jahr 1978 stammt das Lego GoKart Nr. 854. Es hat die Abmessungen von ca. 21 x 13cm und wird aus 206 Teilen zusammengesetzt. An realisierten Funktionen gibt es eine Zahnstangenlenkung und einen Einzylinder-Motor, mit einem funktionstüchtigen Kolben. Die Hinterachse ist starr und die Welle über eine Übersetzung mit der Kurbel des Kolbens verbunden. Laut Angaben im Netz hat dieses Modell mittlerweile Kultstatus erreicht, da es eines der ersten Lego-Technik Modelle überhaupt sein soll. Ist hier die Originalverpackung und vor allem die Nummer 9 an der Frontseite noch vorhanden, dann soll das Modell in Sammlerkreisen richtig wertvoll sein. Leider kann ich keines der beiden Kriterien erfüllen.

Nr. 856 Lego Bulldozer

 

Mit dem Modell Nr. 856 hat Lego eines der unzähligen Baufahrzeug-Modelle auf den Markt gebracht. Der Bulldozer stammt aus dem Jahr 1979 und besteht aus 370 Teilen. Die Grundfläche beträgt 24x 11cm bei einer Höhe von 14cm. Von den Funktionen ist die Schaufel kipp-, heb- und absenkbar. Zwei Ketten auf Zahnrädern stellen die Verbindung zur Auflagefläche dar.

 

Leider ist auch hier von der Originalverpackung auch nur mehr die Schachtel ohne Innenteilung vorhanden.

 

Nr. 8848 Lego Unimog

Der Unimog 8848 aus dem Jahr 1981 misst an der Grundfläche knapp 30x12cm bei einer Höhe von 14cm. Er besteht aus 398 Teilen. Als funktionierende Technik ist hier wieder die Lenkung, die kippbare Ladefläche, sowie eine heb- und senkbare, sowie kippbare Schaufel vorhanden.

Auch hier fehlt von der Schachtel leider die Innenausstattung, ansonsten ist auch das Modell komplett. Außer den hier vorgestellten, vollständigen Baukästen sind noch einige weitere vorhanden, bei denen aber leider zu viele Teile fehlen. Aber irgendein Flohmarkt oder online Konvolut an Legoteilen wird sich wohl einmal ergeben, um auch diese Sets zu komplettieren und vollständig in eine Retrosammlung aufnehmen zu können.