LEGO ® Mindstorms ® EV3 제 1 강의 powered by LEGO® MINDSTORMS® Education

Presentation on theme: "LEGO ® Mindstorms ® EV3 제 1 강의 powered by LEGO® MINDSTORMS® Education"— Presentation transcript:

1 LEGO ® Mindstorms ® EV3 제 1 강의 powered by LEGO® MINDSTORMS® Education
안녕하세요. 이번 동계세미나 LME 강의를 맡은 핸즈온테크놀러지 이승미 입니다.(시작하기 전에 소프트웨어 예제 세팅, 스피너 팩토리 보여줄 준비) (안녕하세요. EV3 기초 강의를 맡게 된 이승미 입니다.) 이렇게 추운 날 여기까지 들으러 와주셔서 감사합니다. EV3 에 대해 들어보신 분 있으세요? 들어보신 분도 있고 안 들어 보신 분도 있을 거라고 생각합니다. LEGO는 다 아시죠? 저 역시 어렸을 때 LEGO 를 가지고 놀았는데요, LEGO는 토이제품을 판매하는 LEGO사와 , 교육용 제품을 판매하는 LEGO education 회사가 있습니다. 그 중 EV3는 LEGO Education에서 출시한 교육용 로봇입니다. 그럼 현재 미국에서는 실제로 EV3를 가지고 어떻게 수업을 하고 있는지 보여드리겠습니다.

2 목차 기초 실습 LEGO ® Mindstorms ® EV3에 대하여 이제 움직여 볼까요? 응용 실습 센서를 알아볼까요?
도전과제 오늘 하게 될 내용은 기초 실습, 응용 실습을 할 예정입니다.(강의 할 때마다 시간 바꾸기) 혹시 오늘 프로그램이 처음이 신분 계신가요? 걱정 안 하셔도 됩니다. 여러분들은 몇 가지 아이콘으로 굉장한 프로그램을 만들게 될 겁니다.

3 LEGO Mindstorms EV3 구성 제일 궁금한 게 EV3 구성일 겁니다. 어떻게 구성되어서 팔까?
앞에 보시는 것과 같이 주로 3가지로 나뉘어 집니다. 먼저 코어 세트가 있는데, 지금 여러분들이 가지고 있는 로봇이 코어 세트로 만든 로봇입니다. 기본적으로 컨트롤러나 모터, 센서 들이 다 들어 있습니다. 코어 세트를 만들다 보면 부품이 약간 부족함을 느끼실 겁니다. 그래서 더 많은 모델을 추가해서 만들 수 있는 세트가 익스펜션 세트입니다. 그 다음에 이거 외에 필요한 게 이 제품들을 구동할 때 필요한 소프트웨어 입니다. 소프트웨어는 교실전체가 사용할 수 있는 사이트라이센스와 혼자 사용할 수 있는 싱글라이센스가 있습니다. 이 모든걸 활용 할 수 있도록 만들어진 것이 바로 스페이스 첼린지 세트 입니다. 이 스페이스 첼린지 세트는 NASA에서 만들어져서 컨텐츠나 내용이 굉장히 잘 만들어져 있습니다.(엔터)

4 LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set 기본 모델
1 Robot Educator Puppy 코어 세트를 가지고 앞과 같은 강아리 로봇 퍼피, 로봇 팔, 색깔을 구별하는 컬러 소터, 무게중심을 잡아서 움직이는 자이로 보이, 그리고 여러분들 앞에 있는 교육용 로봇까지 해서 총 5가지 제품을 만들 수 있고, 소프트웨어를 나중에 보시게 될 텐데, 소프트웨어 안에 여기에 나와있는 제품들의 조립도와 프로그램 구성도, 동영상까지 다 들어 있습니다. Color Sorter Gyro Boy Robot Arm

5 LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core + Expansion Set Models
Elephant Znap Remote Control Stair Climber Elephant 추가로 익스펜션 세트까지 합치면 이와 같은 6가지 모델을 추가로 더 만들 수 있습니다. 단, 이 팽이를 만들어서 돌리는 spinner factory 는 코어 세트 두개와 익스펜션 세트 하나로 구성할 수 있습니다. Remote Control Spinner Factory Tank Bot

6 EV3 Core Set 구성 미디엄 모터 라지 모터 초음파 센서 EV3 P-Brick 충전식 배터리 컬러 센서 자이로 센서
EV3 Core set는 이와 같이 컨트롤러 역할을 하는 P-brick이 있고, P-brick 위쪽에 보시면 출력포트 4개와 컴퓨터랑 연결하는 USB 연결 포트가 있습니다. 이 출력포트에는 라지모터, 미디엄 모터가 연결됩니다. 그리고 P-brick 아래쪽을 보시면 입력포트 4개가 있습니다. 다 보고 계신가요? 이 입력포트에는 터치센서, 자이로센서, 컬러센서, 초음파 센서로 총 4가지 센서가 연결됩니다. 컬러 센서 자이로 센서 터치 센서

7 EV3 P-Brick ARM 9 Processor, 300 MHz 각 4개의 입/출력 포트
16 MB Flash memory/ 64 MB RAM Mini SDHC card reader 32 GB 3색, 6개의 버튼으로 브릭의 현재 상태를 표현 가능 그래프와 센서 데이터 관찰이 가능한 78x128 pixel 고해상도 디스플레이 고음질 스피커 소프트웨어로 업로드가 가능한 On-brick 프로그래밍 & 데이터 로깅 USB 및 Wi-Fi, Bluetooth dongle을 이용해 컴퓨터와 통신 가능 Daisy chaining, Wi-Fi 통신, USB 메모리 연결 가능 2200 mAh 리튬 이온 충전식 배터리 또는 AA 건전지 6개 여기 보시면 EV3 P-Brick 의 특징들이 나와있는데요, 대표적인거 몇 가지만 설명해 드릴게요. 그 전 버전인 nxt에서는 3개의 출력포트와 4개의 입력포트가 있었지만, 앞서 말씀 드린 것처럼 EV3에서는 4개의 입/출력 포트가 존재합니다. 또한, 가장 큰 장점은 데이터 로깅이 가능하다는 점입니다. 그리고, EV3는 USB 뿐만 아니라, Wifi, bluetooth 연결을 이용해 컴퓨터와 통신이 가능한 점입니다.

8 EV3 P-Brick 프로그램 실행 중지 뒤로 나가기 EV3 Brick 종료 1 실행/선택 EV3 Brick 전원 켜기
무선 연결 상태 아이콘 브릭 이름 프로그램 실행 중지 뒤로 나가기 EV3 Brick 종료 실행/선택 EV3 Brick 전원 켜기 상/하/좌/우 메뉴로 이동 1 배터리 잔량 2 1 3 3 2 3 3 이제 P-brick 버튼을 설명해 드릴게요. 가운데 버튼을 누르면 전원이 들어오게 됩니다. EV3는 NXT와 달리 바로 켜지지 않고, 핸드폰하고 똑같이 리눅스 운영체제가 들어가 있기 때문에 부팅 시간이 30초 정도 필요합니다. 다들 켜보시겠어요? 꺼질 때도 핸드폰이 바로 꺼지지 않는 것처럼, 시간이 필요합니다. 로딩 할 때는 빨강 불이 들어오고, 다 켜지게 되면 녹색불이 들어오게 됩니다. 가운데 버튼 주위로 4가지 버튼이 있는 거 보이시죠? 이 버튼들을 눌러 상하좌우로 움직일 수 있습니다. 마지막으로 1번 버튼을 누르고 체크 박스를 클릭하면 EV3는 꺼지게 됩니다. 한번 해보시겠어요? 이 1번 버튼은 P-brick을 끄기도 하지만, 프로그램이 실행 중 일 때 프로그램을 중지시키는 기능도 있습니다. 3

9 EV3 P-Brick 컴퓨터에 EV3 브릭 연결하기 ① USB 케이블
- USB 케이블을 사용하여 EV3 브릭의 PC 포트에 미니 USB를 연결 - USB를 컴퓨터에 연결 ② 블루투스 - EV3 블루투스 활성화 - 하드웨어 페이지에서 EV3 브릭을 찾은 후 블루투스 상자 선택 ③ Wi-fi - Wi-fi 동글 EV3에 삽입 - EV3 Wi-fi 활성화 - USB 케이블을 사용하여 EV3 브릭을 컴퓨터에 연결 - 도구 >> 무선 설정에서 연결하려는 네트워크 선택하여 연결 앞서 말씀드렸다시피 EV3와 컴퓨터랑 연결 할 수 있는 방법이 3가지가 있습니다. USB 케이블로 연결 하는 방법이 있고, 블루투스를 이용하는 방법이 있고, Wifi 동글을 이용하여 연결 하는 방법이 있습니다. 오늘은 이중에서 USB케이블을 이용해서 컴퓨터와 연결해서 수업하도록 하겠습니다. USB 케이블을 보시면, 컴퓨터에 연결 되는 USB와 EV3에 연결되는 작은 포트가 있습니다. 이 작은 포트를 EV3의 위쪽에 PC라고 적혀 있는 곳에 꼽으면 PC와 EV3 연결은 완료 됩니다.

10 LEGO ® MINDSTORMS ® Remote
EV3 P-Brick 스마트폰에 EV3 브릭 연결해서 무선조종하기 ① LEGO ® MINDSTORMS ® Commander ② EV3 Simple Remote RoboLiterate: LEGO ® MINDSTORMS ® Remote P-brick은 스마트폰 어플을 이용해서도 컨트롤이 가능합니다. 여기에 나와 있는 건 대표적인 스마트폰 어플입니다. 사용법 궁금하신 분들은 저희 핸즈온테크놀러지 카페에 들어오시면 자세히 나와있으니 카페에 와서 봐주세요^^ 그 밖에 자료도 많이 있으니 꼭 가입 해서 정보 얻어가세요^^

11 EV3 소프트웨어 살펴보기 아이콘 더블클릭 이제 본격적으로 소프트웨어를 켜보도록 하겠습니다.
바탕화면에 이 아이콘 보이시죠? 더블 클릭해서 켜주세요^^

12 EV3 소프트웨어 살펴보기 EV3 소프트웨어 홈화면 프로젝트 추가 로비 바로가기
소프트웨어를 키면 다음과 같은 화면이 나올 거에요.(나도 같이 키기) 모델 코어 세트를 클릭해 보시면, 모델 설명서 보이시죠? 모델 설명서를 클릭하면 코어세트로 만들 수 있는 모델들이 쭉 나와있습니다. [열기]버튼을 눌러보시면 이 모델이 움직이는 첫번째로 동영상, 두번째 조립도, 세번째 프로그램(조금 기다려 주시면)이 나와있습니다.^^정말 친절하죠? 또한, 유용한 Tap은 로봇 에듀케이터를 눌러보시면 각 블록에 대한 설명과, 동영상도 있으니까 혼자 공부하실 때 이용해 주시면 정말 좋습니다. (교사용vs학생용 교사용은 소스 코딩 된 게 들어있는데, 학생용은 소스 코팅 된 게 들어 있지 않습니다. 그래서 수업 하실 때 아이들은 해보라고 하고, 다 하면 소스 보여주면 됩니다.) EV3 소프트웨어 홈화면

13 EV3 프로젝트 속성 및 구조 프로젝트설명 프로젝트 콘텐츠 개요
소프트웨어를 키면 다음과 같은 화면이 나올 거에요.(나도 같이 키기) 모델 코어 세트를 클릭해 보시면, 모델 설명서 보이시죠? 모델 설명서를 클릭하면 코어세트로 만들 수 있는 모델들이 쭉 나와있습니다. [열기]버튼을 눌러보시면 이 모델이 움직이는 첫번째로 동영상, 두번째 조립도, 세번째 프로그램(조금 기다려 주시면)이 나와있습니다.^^정말 친절하죠? 또한, 유용한 Tap은 로봇 에듀케이터를 눌러보시면 각 블록에 대한 설명과, 동영상도 있으니까 혼자 공부하실 때 이용해 주시면 정말 좋습니다. (교사용vs학생용 교사용은 소스 코딩 된 게 들어있는데, 학생용은 소스 코팅 된 게 들어 있지 않습니다. 그래서 수업 하실 때 아이들은 해보라고 하고, 다 하면 소스 보여주면 됩니다.)

14 EV3 펌웨어 업데이트 EV3를 작동시키기 위해서는 현재 사용중인 소프트웨어에 맞는 펌웨어로 업데이트 해야 합니다. ( [도구] –[ 펌웨어 업데이트] ) 업데이트가 완료되면 EV3 브릭이 자동으로 재시작 합니다. ★다운로드가 완료되기 전에 다운로드 케이블을 뽑으면 오류가 발생하므로 주의! 다운로드가 시작되면 하단에 진행 상태가 표시됨 본격적인 소프트웨어를 공부하기 전에 펌웨어 업데이트 먼저 진행하겠습니다. 저희도 여름이랑 겨울에 입는 옷이 다르잖아요? EV3도 사용하는 소프트웨어가 여러가지 있기 때문에, 각각의 소프트웨어에 맞는 펌웨어를 업데이트 해줘야 합니다. 펌웨어 업데이트는 [도구]-[펌웨어 업데이트] 누르면 이와 같은 창이 뜰 것입니다. 펌웨어 파일을 클릭하고, 다운로드를 누르면 업데이트가 진행됩니다. 업데이트가 완료되면 EV3 브릭이 자동으로 재시작하니 기다려 주세요. 그리고 다운로드가 완료되기 전에 다운로드 케이블을 뽑으면 오류가 발생하니 주의하여 주세요.

15 EV3 소프트웨어 프로그램 화면 구성 프로그래밍 도구모음 콘텐츠 편집기 프로그래밍 캔버스 프로그래밍 팔레트 하드웨어 페이지
+버튼을 클릭해서 프로젝트를 클릭하면 다음과 같은 화면이 나올 것이다. (소프트웨어 켜서 설명) 프로그래밍 하는 이 하얀 화면을 프로그래밍 캔버스라고 부릅니다. 다들 옛날에 그림 그리기 하셨죠? 그림 그리기 같이 색깔로 구분된 프로그래밍 팔레트가 있어서 내가 작동하고 싶은 블록을 클릭해서 이 도화지 같은 곳에 끌어다가 놓게 되면 이와 같습니다.(프로그램 실행해서 같이 보여주면서 하기) 가장 첫번째 연두색 Tap 에는, 모터, 사운드 등 동작하는 블록들이 들어 있고, 두번째 주황색 Tap 에는 대기함수, 루프문, 스위치문 등과 같이 흐름을 제어하는 블록들이 있습니다. 세 번째 노랑색 Tap 에는 터치 센서, 컬러 센서등 다양한 센서 블록들이 있습니다. 그 밖에 다른 Tap 에는 연산 함수와 고급 함수들이 있습니다. 그리고, 오른쪽에 보시면 콘텐츠 편집기와 하드웨어 페이지가 있는데, 오늘은 캔버스, 팔레트 하드웨어 페이지에 중점을 두고 설명을 하겠다. 콘텐츠 편집기는 이 버튼을 눌러서 닫아 주시고, 하드웨어 페이지를 봐주세요. USB 랑 EV3랑 모두 연결 하셨나요? 프로그래밍 팔레트 하드웨어 페이지

16 프로그래밍 블록 소개 동작 흐름 제어 센서 데이터 연산 앞서 설명 했던 것처럼 색깔별로 블록들이 구분되어져 있습니다. 고급

17 하드웨어 페이지 하드웨어 페이지는 현재 연결되어있는 EV3 브릭에 관한 정보를 보여줍니다.
브릭 정보 - 현재 연결된 EV3 브릭의 이름, 배터리 잔량 - 펌웨어 버전, 연결 유형, 메모리 브라우저, 무선 설정 포트 보기 - EV3 브릭에 연결된 센서와 모터에 관한 정보 - 센서 값 실시간으로 확인 가능 사용 가능한 브릭 - 현재 연결하여 사용할 수 있는 EV3 브릭 표시 - 연결한 EV3와의 통신 유형 선택 하드웨어 페이지는 EV3의 상태를 실시간으로 체크 할 수 있는 페이지 입니다. EV3 다 키셨나요? (내꺼 켜서 설명) 먼저 첫번째 탭을 보시면 현재 연결된 EV3 브릭과 브릭의 이름, 그리고 배터리 잔량을 볼 수 있습니다. 두번째 탭을 클릭하면 각각의 포트가 어디에 연결 되어 있는지 알 수 있습니다. 혹시 오늘 수업하다가 EV3의 동작이 이상하다 싶으면, 가장먼저 이곳을 확인 해주시길 바랍니다. 하드웨어 페이지는 총 8칸이 있는데, 이 중 위에 ABCD 4개의 칸은 모터들이 연결 되는 출력 포트이고, 밑에 개의 칸은 센서들이 연결되는 입력 포트 입니다. 오른쪽 바퀴를 한번 돌려보시겠어요? 뭐가 달라지는 게 보이시나요? 이렇게 실시간으로 EV3의 상태를 볼 수 있습니다. EV3의 가장 큰 장점입니다. 어느 부분이 잘 못 되었는지 눈으로 확인 가능하다는 점입니다. 마지막 탭을 보시면 컴퓨터와 EV3가 어떤 연결 방법으로 연결 할것인지 선택 할 수 있습니다. 그리고 제일 오른쪽에 보시면 3가지 버튼이 있는 걸 볼 수 있습니다. 첫번째 있는 버튼은 프로그램을 다운로드하는 버튼이고, 두번째 버튼은 프로그램은 다운로드 하는 동시에 실행이 되는 버튼입니다. 마지막 세번째 있는 버튼은 선택한 블록만 다운로드 되는 버튼입니다. 실행하고 싶은 부분만 드래그 한 뒤 이 버튼을 누르면 드래그 한 부분만 다운로드 됩니다. 또한, 하드웨어 페이지 컨트롤러를 이용하면 작성한 프로그램을 다운로드 하거나, EV3 브릭에 있는 데이터를 업로드 할 수 있습니다. 프로그램 다운로드 프로그램 다운로드 및 실행 선택한 블록만 다운로드 및 실행

18 로봇 에듀케이터 간단한 글과 영상을 통해 학습 목표를 안내합니다.

19 로봇 에듀케이터

20 로봇 에듀케이터 조립도에 따라 로봇을 조립하고, 안내에 따라 프로그램을 작성합니다.

21 로봇 에듀케이터 작성한 프로그램을 EV3 브릭에 다운로드하고, 예측한 대로 작동하는지 테스트합니다.

22 로봇 에듀케이터 제시된 도전과제를 수행할 수 있도록 프로그램을 수정합니다.

23 프로그래밍 아이콘의 구성

24 데이터 타입과 와이어 유형 프로그램 내 데이터 값은 숫자, 논리, 텍스트, 숫자형 배열, 논리 배열 등 5가지 유형 중 하나일 수 있습니다.