A.  Installation

Um den EV3 mit leJOS und Java programmieren zu können, müssen die in diesem Kapitel beschrieben Komponenten installiert werden. Diese Installationsanleitung kann Schritt für Schritt am eigenen Rechner nachvollzogen werden. Damit es direkt losgehen kann sollte kurz überprüft werden ob die benötigte Hardware vorhanden ist:

• Ein LEGO MINDSTORMS EV3
• Eine microSD-Karte (2 GB oder größer, max. 32 GB)
• Ein SD-Karten-Lesegerät (dieses ist oft im PC oder Laptop integriert, ansonsten als USB-Stick bzw. externes Lesegerät erhältlich)
• Ein »microSD auf SD«-Adapter (meist bei microSD-Karten dabei)
• Ein USB-WLAN-Adapter oder
• Das USB Kabel aus dem EV3-Set

A.1  Installation leJOS und Java

leJOS und Java auf einem Computer mit einem Windows Betriebssystem (hier Windows 7) zu installieren ist Dank des Installationsprogramms von leJOS vergleichsweise einfach. Zunächst muss dieses von http://www.lejos.org unter der Rubrik Downloads aus dem Ordner 0.9.0-beta heruntergeladen werden1. Es trägt den Namen:

• leJOS_EV3_0.9.0-beta_win32_setup.exe

Nach dem Start, durch Doppelklick auf das Programm, muss die Installation dem Windows System eventuell erst erlaubt werden, in dem die Meldung »Der Herausgeber konnte nicht verifiziert werden. Möchten Sie diese Software ausführen?« mit Ausführen und anschließend mit Ja bestätigt wird. Folgender Bildschirm sollte nun erscheinen:

Die Installation wird mit einem Klick auf Next gestartet. Die leJOS Installation sucht nun automatisch nach einem 64-Bit Java Development Kit ( unterstützt aber auch 32-Bit Versionen). Wenn bereits eins auf dem Computer installiert ist, kann die folgende Anleitung der Java Installation bis » Umgebungsvariablen« auf Seite 389 übersprungen werden, ansonsten erscheint folgende Meldung:

Nach einem Klick auf OK gelangt man zu folgendem Fenster:

A.1.1  Installation des Java Development Kit

Ein Klick auf Download JDK führt zur Website von Oracle, auf der ein passendes JDK heruntergeladen werden kann.

Hier geht es nun weiter mit einem Klick auf Download unter JDK.

Nun ist in der Rubrik »Java SE Development Kit 8u31« die Zeile »Windows x86« für ein 32-Bit Windows-System oder »Windows x64« für ein 64-Bit Windows- System auszuwählen.

In der Spalte Download befinden sich die Downloadlinks für die Installationsprogramme. Bevor per Klick auf den entsprechenden Link der Download gestartet wird, muss »Accept License Agreement« angeklickt werden. Sobald der Download beendet ist, wird die Java-Installation per Doppelklick auf das Installationsprogramm gestartet.

Die Installation des »Java SE Development Kit« wird per Klick auf Next gestartet.

An dieser Stelle kann der Installationspfad des »JDK« verändert werden. Wir empfehlen die Voreinstellung beizubehalten und mit Next fortzufahren. Die Wartezeit kann mit der Beobachtung des schönen, grünen Fortschrittbalkens überbrückt werden.

Der Installationspfad für die »JRE« braucht ebenfalls nicht verändert werden. Mit Weiter wird die Angabe bestätigt und mit der Installation fortgefahren.

Nach erfolgreicher Installation beendet ein Klick auf Close das Installationsprogramm.

A.1.2  Umgebungs-variablen

Nun müssen die Umgebungsvariablen »PATH« und »JAVA_HOME« gesetzt werden. Damit wird sichergestellt, dass die eben installierten Java Dateien auch von anderen Programmen im System gefunden werden können. Dies funktioniert wie folgt:

Über »Start« → »Systemsteuerung« → »System und Sicherheit« → »System« → »Erweiterte Systemeinstellungen« gelangt man zum Fenster der Systemeigenschaften.

Unter »Erweitert« gelangt man über den Button Umgebungsvariablen… zu dem Fenster in dem die Umgebungsvariablen gesetzt werden können (siehe nächste Abbildung).

Unter »Systemvariablen« muss die Variable »PATH« per Klick markiert werden. Anschließend öffnet Bearbeiten… ein neues, kleineres Fenster. Im Feld »Wert der Variablen« befinden sich schon einige Einträge. Hinter dem letzten Eintrag ist ein Strichpunkt, gefolgt vom Pfad zum bin-Ordner im Verzeichnis des »JDK« einzutragen. Konkret muss also hinter den letzten Eintrag folgendes eingefügt werden.

Für 32-Bit-Systeme:

• ;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_31\bin

Für 64-Bit-Systeme:

• ;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_31\bin

Danach muss noch die »JAVA_HOME«-Variable erstellt werden. Dazu öffnet neu… unter »Systemvariablen« wieder ein kleines Fenster, diesmal aber mit leeren Feldern. In »Name der Variablen« wird JAVA_HOME eingetragen. Das Feld »Wert der Variablen« wird wie folgt gefüllt.

Für 32-Bit-Systeme:

• C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_31

Für 64-Bit-Systeme:

• C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_31

A.1.3  Installation leJOS

Nachdem die Java-Installation nun vollständig abgeschlossen ist, folgt die Installation von leJOS. Falls das Installationsprogramm nicht mehr geöffnet ist, muss es durch einen Doppelklick auf die zu Beginn heruntergeladene leJOS_EV3_0.9.0-beta_win32_setup.exe erneut gestartet werden. Ansonsten befinden wir uns bei der Angabe des Java-Installationsverzeichnis:

Unter

• C:\Program Files (x86)\Java bei einer 32-Bit Java-Installation
• C:\Program Files\Java bei einer 64-Bit Java-Installation

kann nun den Ordner »jdk1.8.0_31« gefunden werden. Dieser ist anzuwählen und mittels Next zu bestätigen.

Der Installationspfad für leJOS sollte nicht verändert werden. Es geht mit Klick auf Next weiter.

Damit am Ende nichts fehlt, ist hier darauf zu achten, dass alle Häkchen gesetzt sind. Next bestätigt die Auswahl und führt zu folgendem Fenster:

leJOS möchte den Sourcecode und die Beispiele im Benutzerverzeichnis ablegen. Hier kann auch ein anderes Verzeichnis nach Belieben ausgewählt werden. Es geht mit Next weiter.

Hier sind keine Änderungen nötig. Nochmal Next .

Nachdem nun alle Angaben nochmals geprüft wurden kann die Installation per Klick auf Install gestartet werden.

Die Installation von leJOS war erfolgreich. Mit dem Häckchen bei »Launch EV3SDCard utility« wird nach Klick auf Finish ein kleines Programm gestartet mit dem im nächsten Abschnitt die leJOS-SD-Karte zur Benutzung im EV3 erstellt wird.

A.2  microSD-Karte für den EV3 erstellen

Sollte das SD-Karten-Programm nach der leJOS-Installation nicht automatisch gestartet worden sein, kann man es manuell im Verzeichnis C:\Program Files\leJOS EV3\bin durch Doppelklick auf »ev3sdcard« aufrufen.

Zunächst muss die microSD-Karte (über den Adapter) mit dem Computer verbunden werden.

Nach einem Klick auf Refresh ist das Laufwerk mit der microSD-Karte unter »Select SD drive:« auszuwählen.

Das Programm hat bereits das lejosimage.zip gefunden, in diesem Feld brauchen also keine Veränderungen mehr vorgenommen werden. Es wird noch eine Java-Version für Embedded-Systeme benötigt. Mit einem Klick auf link gelangt man im Browser zum Download-Bereich von Oracle.

Als erstes gibt es eine Meldung für Cookies. Diese kann mit Ask me later » geschlossen werden. Daraufhin muss zunächst die Lizenzbedingung durch Anklicken von »Accept License Agreement« bestätigt werden.

Nun ist der Download-Link »ejre-7u60…« unter »Oracle Java SE Embedded version 7 Update 60« auszuwählen. Danach gelangt man zur Login-Seite von Oracle. Der Download kann nicht gestartet werden, bevor man sich mit einem gültigen Account eingeloggt hat. Sollte keiner zur Verfügung stehen, muss ein neuer Account erstellt werden. Dazu ist wie folgt vorzugehen:

• Durch Klicken auf Account erstellen gelangt man zum Anmeldeformular.
• Alle Felder müssen ausgefüllt werden. Wichtig ist, dass die E-Mail-Adresse keine Fehler enthält, da Oracle eine Aktivierungs-Mail versendet.
• Wenn die Angaben vollständig sind und jedes Eingabefeld einen grünen Haken bekommen hat, geht es mit Account erstellen weiter.
• Der Bestätigungshinweis kann mit weiter bestätigt werden, woraufhin man wieder zur Login-Seite gelangt.
• Oracle versendet kurz nach der Anmeldung eine Bestätigungsmail. Sie enthält den Link »E-Mail-Adresse verifizieren«, der angeklickt werden muss, bevor der Account verwendet werden kann.

In der noch geöffneten Login-Seite kann der Download nun, nach Angabe des Benutzernamens (bei der Anmeldung verwendete E-Mail-Adresse) und des Passworts, durch einen Klick auf Anmelden gestartet werden. Nachdem dieser abgeschlossen ist geht es zurück zum »EV3 SD Card Creator«

Ein Klick auf JRE öffnet den Dateiexplorer.

Die eben heruntergeladene Datei ist nun auszuwählen und per Öffnen zu laden.

Mit Klick auf Create wird die microSD-Karte erstellt. Wenn sie fertig ist, erscheint eine Erfolgsmeldung, die mit OK bestätigt werden muss. Das Programm kann anschließend mit Exit geschlossen werden. Wichtig ist die microSD-Karte sicher zu entfernen (unter Windows: Hardware sicher entfernen und Medium auswerfen), bevor sie vom Computer getrennt wird.

Die leJOS Firmware liegt jetzt in komprimierter Form auf der microSD-Karte. Sie kann nun in den EV3 Stein gesteckt und dieser durch Drücken der mittleren dunkelgrauen Taste (ENTER) gestartet werden. Beim ersten Start wird das komplette Linux-System auf der microSD-Karte aufgebaut. Dieser Vorgang kann bis zu 10 Minuten dauern.

A.3  Installation Eclipse und leJOS Plug-in

Java Programme können mit jedem beliebigen Texteditor erstellt werden. Viel komfortabler ist jedoch die Verwendung einer Entwicklungsumgebung wie Eclipse. Unter http://www.eclipse.org/downloads/ kann diese heruntergeladen werden. Wir empfehlen die »Eclipse IDE for Java Developers« auszuwählen, denn darin ist alles enthalten was für die Programmierung des LEGO MINDSTORMS EV3-Roboters benötigt wird.

Hier ist, je nach System, die 32- oder 64-Bit Version auszuwählen. Danach gelangt man zur Auswahl des Download-Servers.

Der Download wird mit einem Klick auf den grünen Pfeil gestartet. Eclipse braucht nicht installiert zu werden, ein einfaches Entpacken der eben heruntergeladenen Datei reicht schon aus. Mit einem Rechtsklick darauf kann dies mittels »Alles extrahieren …« durchgeführt werden.

Wähle einen geeigneten Ort für Eclipse aus. Der Download Ordner ist nicht so gut geeignet, am einfachsten wäre C:\, aber auch C: \Program Files\ (bei einer 64-Bit Version) oder C:\Program Files (x86)\ (bei einer 32-Bit Version) sind gute Alternativen.

Nach dem Entpacken wird direkt das richtige Verzeichnis angezeigt. Per Rechtsklick auf »eclipse.exe« → »Senden an« → »Destop ( Verknüpfung erstellen)« wird eine Verknüpfung auf dem Desktop erstellt, damit Eclipse zukünftig bequem von dort geöffnet werden kann.

Wird Eclipse nun gestartet, erscheint zuerst die Frage nach dem sogenannten »workspace«. Damit ist das Verzeichnis gemeint, in dem alle Eclipse-Projekte ( und damit auch die Java-Klassendateien) abgespeichert werden.

Der vorgeschlagene Ordner muss nicht verändert werden. Um diese Abfrage nicht bei jedem Start angezeigt zu bekommen, kann das Häkchen bei »Use this as the default …« gesetzt werden. Nach einem Klick auf OK wird die Eclipse Entwicklungsumgebung vollständig geladen. Das Begrüßungsfenster kann mit einem Klick auf das Kreuz oben links im Tab »Welcome« geschlossen werden schließen.

Bevor es richtig losgeht muss noch das leJOS EV3 Plug-in installiert werden. Am einfachsten funktiert dies über den sogenannten »Eclipse Marketplace«, der über »Help« → »Eclipse Marketplace…« aufgerufen werden kann.

Im Suchfeld kann nun einfach »lejos« eingetragen und per Klick auf die kleine Lupe nach den entsprechenden Plug-ins gesucht werden

Es werden nun alle verfügbaren leJOS Plug-ins (für den NXT und den EV3) angezeigt. Per Klick auf Install neben dem Eintrag für den EV3 wird dieser ausgewählt. Im nun erscheinenden Fenster muss nach einem Klick auf Confirm > noch die Lizenzvereinbarung akzeptiert werden. Der Button Finish startet jetzt die Installation.

Während der Installation erscheint die Sicherheitswarnung, dass diese Software unsigniert ist. Diese wird einfach mittels OK bestätigt, da wir der leJOS Community vertrauen.

Eclipse muss nun neugestartet werden, damit das EV3 Plug-in in der Entwicklungsumgebung zur Verfügung steht. Die Nachfrage wird also mit Yes beantwortet.

Im neu gestarteten Eclipse-Fenster ist nun in der Menüleiste der Eintrag »leJOS EV3« zu sehen. Damit kann das schon bekannte Programm »EV3 SD Card Creator « und das »EV3 Control Center« gestartet werden.

A.4  EV3 über USB verbinden

Im Folgenden wird beschrieben, wie die Verbindung zwischen EV3 und Computer per USB aufgebaut werden kann. Dies ist im Gegensatz zur Verbindung über WLAN sehr simpel. Sobald die nötigen Treiber einmal installiert sind wird die Verbindung automatisch durch Einstecken des USB-Kabels am Computer und am EV3 hergestellt. Diese Methode hat aber den Nachteil, dass ein EV3-Roboter immer wieder vom Kabel getrennt werden muss bevor er zum Beispiel Bewegungen im Raum ausführen kann.

Um also den Treiber zu installieren muss zunächst der EV3 mittels USB-Kabel mit dem Computer verbunden werden. Windows signalisiert durch ein Geräusch, dass neue Hardware mit dem Computer verbunden wurde und versucht automatisch die richtigen Treiber zu finden. Dies wird auch in der Startleiste durch ein kleins Icon angezeigt, bleibt aber erfolglos.

Durch Klick auf »Start« → »Systemsteuerung« → »Hardware und Sound« → »Geräte-Manager« gelangt man zum Geräte- Manager, der für die Verwaltung der Hardware zuständig ist.

Unter »Andere Geräte« wird ein nicht erkanntes Gerät durch ein kleines Ausrufezeichen angezeigt. Dies ist die Schnittstelle zum EV3. Nach einem Rechtsklick darauf und der Auswahl von »Treibersoftware Aktualisieren...« gelangt man zum Treiber-Installationsassistenten.

Hier ist »Auf dem Computer nach Treibersoftware suchen.« auszuwählen, da die automatische Suche nicht zum Ziel führt.

Nach einen Klick auf die angezeigte Schaltfläche »Aus einer Liste von …«, gelangt man zur Auswahl des Gerätetyps.

In der Liste ist »Netzwerkadapter« auszuwählen. Durch Klick auf weiter gelangt man zur Treiberauswahl nach Hersteller und Modell.

Unter »Microsoft Corporation« als Hersteller ist ein »NDIS-kompatibles Remotegerät« aufgeführt. Dies wird markiert und mit Weiter bestätigt.

Ein Klick auf Ja bei der angezeigten Warnung startet die Installation.

Herzlichen Glückwunsch. Die Treiberinstallation wurde erfolgreich abgeschlossen. Nachdem das Installationsfenster mittels Schließen geschlossen wurde, wird die Schnittstelle zum EV3 im Geräte-Manager als »RNDIS-Etherner Gadget« (ohne kleines Ausrufezeichen) angezeigt. Die Verbindung über USB ist damit einsatzbereit.

Falls es zukünftig Probleme mit der Verbindung geben sollte, werden in Kapitel 12 einige Möglichkeiten angegeben um dise zu beheben.

A.5  EV3 über WLAN verbinden

Die Verbindung des EV3 über WLAN benötigt ein bestehendes WLAN-Netzwerk, ist damit in der weiteren Benutzung aber komfortabler, da nicht kabelgebunden. Der EV 3 kann somit beim Überspielen eines neuen Programms über Eclipse einfach an seiner Position im Raum verbleiben.

Damit eine WLAN-Verbindung mit dem EV3 hergestellt werden kann, müssen sich sowohl der Computer, als auch der EV3 im selben WPA2 verschlüsselten WLAN- Netzwerk befinden. Wir nehmen an, dass der Computer mit dem entsprechenden Access Point verbunden ist, sich also schon in dem Netzwerk befindet. Im Folgenden wird beschrieben, wie der EV3 mit dem Access Point verbunden wird.

Dazu muss der EV3 zunächst mit eingestecktem WLAN-USB-Adapter gestartet werden (in dieser Anleitung wird der »Netgear N150 (WNA1100)« USB-Adapter verwendet) . Im Hauptmenü muss dann zum Menüpunkt »Wifi« navigiert und dieser per ENTER-Taste ausgewählt werden (vgl. Abschnitt 9.3)

Daraufhin werden alle in der Umgebung gefundenen Access Points angezeigt. Mit den UP- und DOWN-Tasten muss derjenige ausgewählt werden mit dem auch der Computer verbunden ist. Die Auswahl ist mit ENTER zu bestätigen.

Die Verbindung benötigt die Eingabe des Passworts. Mit Hilfe der UP, DOWN, LEFT und RIGHT Tasten des EV3 können die verschiedenen Zeichen markiert werden. Per ENTER wird das aktuell angewählte Zeichen für das Passwort ausgewählt und erscheint in der letzten Zeile. Die zweitletzte Zeile »U l x D« ist dabei die Menüsteuerung für den Eingabebildschirm:

U

steht für »UPPER« und aktiviert die Eingabe von Großbuchstaben (ähnlich der Hochstelltaste auf der Computertastatur)

l

steht für »lower« und aktiviert die Eingabe von Kleinbuchstaben

x

steht für »delete« und löscht das zuletzt eingegebene Zeichen

D

steht für »Done« und schickt die bisher eingegebenen Zeichen (die nun in der letzten Zeile zu sehen sind) als Passwort an das System

Nachdem das Passwort komplett eingegeben und mittel D bestätigt wurde, verbindet sich der EV3 mit dem Netzwerk. Daraufhin kehrt die Anzeige zum Hauptmenü zurück.

Es hat geklappt. Der EV3 hat vom Access Point eine IP-Adresse zugewiesen bekommen (hier: 192.168.178.40). Diese kann in der dritten Zeile des Hauptmenüs abgelesen werden. Ausserdem erscheint rechts oben in der Ecke das kleine Wifi-Symbol. Die Verbindung zwischen EV3 und Computer über WLAN ist nun einsatzbereit.