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Programmierung & Co.
Unter Computing wird der Betrieb von Modellen im Rahmen des Informatik- oder
Technik-(PDV-) Unterrichts verstanden.
Computing-System beschreibt das Zusammenspiel von Konstruktionsbaukästen (-Modellen),
Interface (->Treibersoftware) und Programmiersystemen (-> Visuelle Systeme,
->Programmiersprachen, ->Anwendungen).
Das Marktangebot umfaßt Komplettlösungen (Modell - Interface - Programmierung) wie
auch Einzelkomponenten. Angesprochen werden der Schulbereich oder auch interessierte
Eltern. Anwender sind meist Kinder und Jugendliche im Schulalter mit wenig oder gar keiner
Programmiererfahrung. Ziel ist es Verständnis und Interesse für computergesteuerte
Modelle und deren interne Abläufe zu erwecken.
Hier eine (subjektive) Auswahl verbreiteter Systeme und einige Anmerkung aus eigener
Erfahrung (Schwerpunkt fischertechnik Computing) oder auch nur aus dem Studium von
Katalogen und Internet-Sites dazu.
In die Auswahl wurden keine Konstruktionskästen ohne Computer-Anschlußmöglichkeit
und keine reinen Elektronik-Experimentierkästen aufgenommen. Die Hersteller bieten zum
Anschluß an den Rechner geeignete Interfaces an, meist sind aber auch Interfaces anderer
Hersteller einsetzbar.
Bei den Interfaces hat sich ein Quasi-Ausstattungs-Standard entwickelt (Ausnahme Lego)
:
- 8 Digitale Eingänge
- 2 Analoge Eingänge
- 8 Digitale Ausgänge, die zu vier Motorausgängen zusammengefaßt werden können
Der Leistungsbereich der Interfaces ist meist so ausgelegt, daß auch Motoren direkt
angeschlossen werden können. Teilweise werden Schrittmotoren besonders unterstützt. Die
Interface sind in der Regel verpolungssicher und kurzschlußfest aufgebaut. Die
Versorgungsspannung liegt meist im Bereich 9 - 12V (bei 1 - 2A Leistungsaufnahme). An der
Ausgangsseite differiert die Spannung stärker.
Die Interfaces sind für den Einsatz mit den Konstruktionskästen des jeweiligen
Herstellers gedacht, lassen sich aber meist auch zusammen mit anderen Konstruktionskästen
einsetzen. Der Anschluß erfolgt häufig über 2,6 mm (fischertechnik) Stecker, aber auch
4 mm (Labor) Stecker oder Vielpol (9 : wie seriell, 25 : wie Drucker) sind üblich. Lego
hat seine eigenen (Lego-Stein) Stecker (deren Kabel man aber leicht durchschneiden und mit
2,6 mm Steckern versehen kann). Teilweise lassen sich die Interfaces in die Modelle (des
gleichen Herstellers) integrieren.
siehe auch www.inf.tu-dresden.de/TU/Informatik/ST1/di/InfoSchule/esc/esc.html
fischertechnik
- 30 402 : Anschluß an eine serielle Schnittstelle (mit
Active Mode : Betrieb unabhängig vom Rechner). Treiber : werden nicht mitgeliefert, aber
DOS-Treiber vorhanden. An das Interface anschließbar ist ein
Extension Module (16 554) : (fischerwerke, Knobloch).
- 30 520 : Anschluß an eine serielle Schnittstelle
beide 4 Motorausgänge (parallel auch als 8 Digitalausgängenutzbar), 8 Digitaleingänge,
2 Analogeingänge : (fischerwerke, Knobloch)
- 93 293 : ROBO Interface mit
Anschlüssen für USB und die serielle Schnittstelle. An das
Interface anschließbar sind bis zu drei ROBO I/O-Extensions (93
294) : (fischerwerke, Knobloch), siehe auch Interfaces.
- 500 995 : ROBO TX Controller für USB und Bluetooth. An den
Controller anschließbar sind bis zu acht baugleiche Controller als
Extensions anschließbar
Treiber : umFishxx.DLL und
FishFacexx.DLL.
LPE
- LPE Robotic : PCS - THE BRAIN. Online / Offline Betrieb.
Unterstützung von speziellen Servomotoren im fischertechnik-Format.
Programmierbar in einer eigenen Graphischen Sprache und in C (auch
im Offline-Betrieb) (LPE)
Knobloch
- Multiface in unterschiedlichen Ausführungen mit 2,6mm
fischertechnik-Buchsen (Multiface-72)und 4mm Laborbuchsen (Multiface-74). Anschluß an die
parallele Schnittstelle.
8 Eingänge, 8 Ausgänge, 2 Analogeingänge
(Knobloch, LPE)
Treiber : werden mitgeliefert (DOS : GW Basic, Pascal, Logo)
-
Die kalifornische Firma Phantom II
bietet ein "universales" Interface mit 4 (einstellbar
Analog/Digital) Eingängen und vier Motorausgängen mit 2,6 mm Buchsen (für
fischertechnik u.a. sie eignen sich auch für die Lego Noppen-Stecker) an. Das
Interface wird typischerweise im Downloadmode (also unabhängig vom PC)
betrieben. Es kann bis zu 6 Programme aufnehmen, die bei Stromausfall erhalten
bleiben. Das aktuelle Programm kann am Interface ausgewählt und gestartet
werden (Anzeige über LEDs). Der Betriebszustand wird durch LEDs an den Ein-
und Ausgängen angezeigt. DAs Interface kann über Kabel und über Funk mit
einem PC kommunizierten. Die Funkkommunikation ist auch unter mehreren
Interfaces, die durch freiwählbare IDs identifiziert werden möglich.
Programmiert wird das Interface über die graphische Programmierumgebung Technologica.
Der Software liegt auch eine ActiveX.OCX mit ungefähr dem gleichen
Funktionsumfang bei.
Leonardo basiert auf dem Controllab von Lego und kann problemlos für
dessen Anwendungen eingesetzt werden, wenn die 4 Ein- bzw. Ausgänge
(gegenüber 8 des Controllab) reichen.
Haupteinsatzgebiet dürfte der schulische Bereich in Sekundarstufe I und
auch noch darunter sein. Für den privaten Einsatz ist es auch recht teuer.
Der Vertrieb erfolgt in Deutschland über www.technik-lpe.de
-
Die englische Firmat Economatics
Education liefert u.a. technische Produkte für den Schulbereich. Dazu
gehört auch ein umfangreiches fischertechnik Programm, das nach didaktischen
Gesichtspunkten aufgebaut ist. Dabei werden die computergesteuerten Modelle
über ein eigenes Interface - die SmartBox -
betrieben. Die SmartBox
kommt in einem stabilen Stahlgehäuse im Format knapp DIN A4 und hat 4
mm (Physik) Buchsen. Hochkant gestellt bildet sie einen imponierenden
Experimentier-Hintergrund. Die Box besitzt 8 Digital Eingänge, 8
Digital-Ausgänge, zusätzlich jeweils 4 spezielle Motorausgänge und 4 echte Analogeingänge (mit Sondersteckern). Mit der Box wird die DOS
Software SmartMove geliefert. Zusätzlich ist die graphische Win16
Software PIC Logicator erhältlich.
Für die Programmierung in Visual Basic und VBScript wurde im Rahmen
von ftComputing eine Klasse FishSmartBox entwickelt.
Learnware
- OKTO-BUS : "Universelles Interface für
Naturwissenschaften, Technik, Neue Technologien (IKG, GRIN, GRISO)". 8
Digitaleingänge, 2 Analogeingänge mit schnellem A/D-Wandler, 8 Digitalausgänge.
Unterstützung von bis zu 4 Schrittmotoren.
(Learnware)
Treiber : verfügbar (DOS, Win31)
Modul-Bus
- CompuLAB-Interface (8 digitale Eingänge, 8 digitale
Ausgänge, 2 analogoe Eingänge) zusätzlich erforderlich : Baustein Leistungsausgang
Weitere Interfaces im Angebot
(modul-bus)
Treiber : Experimentiersoftware Do-It (Win31 und DOS)
Lego
- RCX-Brick (Mindstorms) 3 digital Ausgänge, 3 digital
Eingänge, Display
Treiber : Spirit.OCX (sehr umfangreicher Befehlssatz, besonders geeignet für den Einsatz
mit Visual Basic und Delphi, liegt dem Robotics Invention System 1.5 bei, Handbuch von www.legomindstorms.com/sdk/index.html
). Der RCX-Brick ist einselbständiger Rechner dessen Programme auf dem PC (bzw. Mac)
entwickelt werden und dann über eine Infrarotstrecke (am seriellen Port) in den Rechner
geladen (max. fünf) werden. Autonomer Betrieb ist die Regel (Spirit.OCX läßt auch
direkten Betrieb zu). Da die Zahl der Ein- und Ausgänge gegenüber den meisten anderen
Interfaces stark eingeschränkt ist, kann kein Modellbetrieb in größerem Umfang
erfolgen. Der RCX-Brick kann aber recht komfortabel in fahrenden (Robots) Modelle
eingebaut werden (auch zB. in fischertechnik Modelle, siehe Robot
MR2).
(LPE, Spielwarenhandel)
- CyberMaster (Logo Technic) 2 regelbare Motorausgänge, 1
Schaltausgang, 3 digitale Eingänge. Das Interface ist tragendes Bestandteil eines
Lego-Modells.
Treiber :Spirit.OCX, Anschluß über Funkstrecke (am seriellen Port), kein Autonomer
Betrieb.
(Spielwarenhandel)
- ControlLab-Interface 8 x Input, 8 x Output.
Nachfolger : Leonardo E-1
(LPE)
- Lego Mindstorms NXT Drei
Motorausgänge, vier Eingänge, Servomotoren, Ultraschallsensor
-
- LLWin (fischertechnik) Version 2.1 16bit Windows, läuft auch unter
Win95/98/NT. Aktuell (Feb 03) : LLWin v3.03 in 32bit-Ausführung. Enthält Treiber für die Interfaces 30 402 (seriell) und 30520 (parallel).
Beim 30 402 wird der Active Mode unterstützt (Download einer LLWin-Anwendung). Vorgänger
: Lucky-Logic (MS-DOS)
(fischerwerke, Knobloch)
- ROBO Pro (fischertechnik) Graphische
Software zum Betrieb des ROBO und des Intelligent Interfaces.
Nachfolger von LLWin : (fischerwerke, Knobloch). Siehe auch ROBO
Pro.
- FiPro Win 16bit Windows, läuft auch unter Win95/98/NT. Enthält Treiber für das Schulinterface (
= 30 520). Vorgänger FiPro (MS-DOS).
- RoboLab (Lego RCX Mindstorms) Basis LabView zum (wahlweise
autonomen) Betrieb des RCX-Mindstorms Bricks (Win95/98/NT und Mac)
(LPE)
- RCX-Code (Lego Robotics Invention System 1.5 mit RCX
Mindstorms). Drag & Drop von Leg-ähnlichen Programmbausteinen. Recht komfortabel,
weniger anspruchsvoll als RoboLab. Basis Spirit.OCX für Win95/98 (nicht WinNT).
- CyberMaster (Lego) Multimedia Show zum Aufbau und Betrieb
von CyberMaster Modellen (Win95/98)
(Spielwarenhandel)
- Lego Mindstorms NXT Umfangreiche
Graphische Entwicklungsumgebung mit Tutorial
- TechnoLogica (Lego) zum Betrieb von Lego-Modellen am
ControlLab-Interface
Win 3.1, Win95, WinNT (mit Leonardo auch Win 2000 und XP). Jetzt
auch mit dem Interface Leonardo E-1 von Phantom II. Betrieben werden
können auch Modelle von fischertechnik.
(LPE)
-
Programmiermöglichkeit sehr flexibel, erfordert Programmiererfahrung. Prinzipiell
können alle Interfaces eingesetzt werden. Dazu sind DLLs, OCX (ggf. & TypeLib) oder
Units (Delphi, Pascal) erforderlich. Teilweise werden sie mit den Interfaces mitgeliefert
(manchmal aber nur als DOS-Version). Zugriff auf den Freeware / Shareware Bereich kann
erforderlich (fischertechnik : umFish.DLL)sein. Ein
Selbstprogrammieren ist nur bei größerer Programmierung machbar, teilweise fehlen dazu
aber dann die erforderlichen technischen Daten.
- Visual Basic für Windows (95/98/NT, in alten Versionen auch
Win 16bit), DOS : GW Basic, Quick Basic, True Basic, Visual Basic für DOS.
- Delphi für Windows (95/98/NT, in Version 1 auch Win 16bit),
DOS (Turbo) Pascal
- und ein rundes Dutzend weitere : Sprachen.
-
Logo ist eine Programmiersprache, die speziell für den Lernbereich entwickelt wurde
und deswegen auch in Landessprachlichen Anpassungen des Befehlssatzes vorliegt (wie einst
das VBA von Excel). Der Befehlsumfang geht von gut ausreichend für den
(Schul)Haus-Gebrauch bis Profi-3D einschl. Rendering. Im Schulgebrauch kann Logo ohne
Informatik-Überbau (wenn man es sich verkneifen kann) sofort erfolgreich eingesetzt
werden. Erfahrene Programmierer kann Logo zu Verzweiflung treiben. Der später ggf.
beruflich erforderliche Umstieg auf eine "normale" Programmiersprache wird
ebenfalls zu Temparamentsausbrüchen führen.
- Win-Logo 2.0 (G. Otte, Testversion verfügbar). Sehr schöne
(deutsche) Logo Version für Win95/98/NT mit einer überschaubaren und runden Sprachmenge
für den Schul- und Hobby-Gebrauch. Enthält im Lieferumfang eine große Menge von
Treibern für die Interfaces des Schulbereichs (fischertechnik (paralleles Interface /
SchulInterface. Einen Treiber für das serielle Interface gibt es hier comFish.ZIP ), Multiface, HIBS, Lego, Modulbus,
XY-Tisch ...)
http://www..g-otte.de
- MSW-Logo (Klaudt, Freeware). Deutsch / Englisch gemischt Win
16bit (läuft auch auf Win95/98/NT). (Teil)Übersetzung der amerikanischen Freeware
Version. Deutsche Sprachmenge entspricht Win-Logo.Schnittstellen zu Serial/Parallel-Port
vorhanden.
http://www.ph-ludwigsburg.de/mathematik/personal/klaudt/logo/frame01.html
- PC Logo for Windows 2.0, englisch (Win3.1/95) (www.terrapinlogo.com ) DOS : PC-Logo for DOS, Logo
PLUS for the MacIntosh. In Zusammenhang mit Robotics Zusätzen auch für fischertechnik
Modelle (und Interfaces) geeignet.
- MSW-Logo ( www.softronix.com
) 32bit (Win95/98/NT) englisch, Freeware, sehr große Sprachmenge, Zugang zur normalen
Windows DLL-Schnittstelle. Für den deutschen Schulgebrauch nur bedingt geeignet.
Hersteller und Versandhandel (meist spezialisiert auf den Schulbereich)
fischertechnik allgemein, Schulprogramm, Interfaces, LLWin, DOS-Software
www.fischertechnik.de (Online
Shopping möglich)
Vertrieb des vollen fischertechnik-Programms, Einzelteildienst (auch von alten Serien)
Eigenes Interface (Multiface).
Vertrieb weiterer Schulprogramme
www.knobloch-gmbh.de
Vertrieb des Programms über den Einzelhandel und im schulischen Bereich über
Spezialfirmen (LPE). Interessantes Internetangebot mit Informationen aus allen Bereichen. www.lego.de www.lego.com www.legomindstorms.com
Eigenes Programm "Für mehr Technische Bildung" großer Katalog 1999/2000
Vertrieb von fischertechnik in der Schule mit eigenem Angebot (auch Computing
: THE BRAIN)
Vertrieb des Lego Schulprogramms Lego dacta mit :
Control LAB / Technologica
RoboLab / RCX Mindstorms
Informationstechnische Grundbildung, Steuern und Regeln mit dem
Computer (Einfache Konstruktionskästen, Interface, Software)
www.technik-lpe.de
Modifizierbare Fertigmodelle (CNC-Maschinenmodelle : Plotter/Schneider ..., Robot,
Einfachmodelle), Interface OKTO-BUS, Software
www.learnware.de
Einfachmodelle, Interface CompuLAB, Software. Weiteres umfangreiches Angebot
www.modul-bus.de
Umfangreiches Schulprogramm u.a. aus dem technischen / physikalischen Bereich.
Besonders stark ausgebaut ist ein fischertechnik Programm : Economatic
Education.
Stand : 17.01.2010
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