Version 3.3.5 – Schrittweiser Einstieg für Schüler

1. Die Projektidee

Der Dobot Magician wird nicht direkt mit vielen schwer verständlichen API-Aufrufen programmiert. Stattdessen beschreibt eine übersichtliche Liste, was der Roboter und der angeschlossene ESP32 nacheinander tun sollen.

befehle = [
    ("fahre_zu", 200, 0, 80, 0, "Fahre zur sicheren Startposition"),
    ("esp_senden", "LED_GELB_EIN", "Gelbe LED am ESP32 einschalten"),
    ("warte_bis", "FREI_1", "Warte auf Taster FREI 1", None),
    ("esp_senden", "LED_GELB_AUS", "Gelbe LED am ESP32 ausschalten"),
]

2. Warum ein schrittweiser Lernweg sinnvoll ist

Das Gesamtsystem besteht aus mehreren Geräten, Programmen und Datenwegen. Werden Dobot, ESP32, COM-Port, TCP-Simulator und Befehlskette sofort gleichzeitig eingesetzt, ist die Ursache eines Fehlers nur schwer zu erkennen.

3. Die Projektdateien

befehlskette-v3_3_5/
├── befehlskette_beispiel_v3_3_5.py
├── befehlskette_v3_3_5.py
├── esp32_kommunikation_v1_4.py
├── esp-simulator.py
└── esp32_dobot_steuerung_v1_3.py

4. Wie die Teile zusammenarbeiten

Drei Nachrichtenarten vom ESP32 zum PC

5. Vorbereitung des Arbeitsplatzes

• Das ZIP-Paket wurde vollständig in einen eigenen Ordner entpackt.
• Alle zusammengehörigen Dateien liegen im selben Projektordner.
• Die PC-Dateien werden mit dem normalen Python-Interpreter ausgeführt.
• Das ESP32-Programm wird mit MicroPython auf dem ESP32 ausgeführt.
• Dobot und ESP32 verwenden im seriellen Betrieb verschiedene COM-Ports.
• Der ESP32-COM-Port ist nicht gleichzeitig in Thonny und im PC-Programm geöffnet.
• Vor Dobot-Bewegungen ist der Arbeitsraum frei und eine sichere Testposition bekannt.

Grundkonfiguration im Beispielprogramm

COM_MODUS = "tcp"       # zuerst Simulator verwenden

DOBOT_PORT = "COM10"
DOBOT_BAUDRATE = 115200

ESP32_COM_PORT = "COM26"
ESP32_COM_BAUDRATE = 115200

ESP32_TCP_HOST = "127.0.0.1"
ESP32_TCP_PORT = 5000

6. Der schrittweise Einstieg

ESP-Simulator 1.3 wartet auf 127.0.0.1:5000 ...
TCP-Client verbunden: 127.0.0.1:...

Befehlskette starten?
  s = Start
  a = Abbruch
  t = Testen
Eingabe:

PING
ESP32_STATUS
HILFE

PONG
ESP32_STATUS;VERSION=1.3-SIMULATOR;LED_BLAU=1;LED_GELB=1;SIMULATION=0
ESP32_BEFEHLE;...

LED_GELB_EIN
LED_GELB_STATUS
LED_GELB_AUS
LED_GELB_UMSCHALTEN

BEFEHL_AUSGEFUEHRT;LED_GELB_EIN
WERT;LED_gelb;1

SIMULATION_LED_START;3;6
SIMULATION_LED_STOP

befehle = [
    ("esp_senden", "LED_GELB_EIN", "Gelbe LED am ESP32 einschalten"),
    ("warte_bis", "FREI_1", "Warte auf Taster FREI 1", None),
    ("esp_senden", "LED_GELB_AUS", "Gelbe LED am ESP32 ausschalten"),
]

WERT;TEMPERATUR;25

("wert_anzeigen", "TEMPERATUR", "Aktuelle Temperatur")

("warte_bis_wert", "TEMPERATUR", ">=", 30, "Warte auf mindestens 30 °C", None)

("wenn_wert", "TEMPERATUR", ">=", 30, ("esp_senden", "LED_GELB_EIN", "Warnanzeige einschalten"), ("esp_senden", "LED_GELB_AUS", "Warnanzeige ausschalten"))

befehle = [
    ("geschwindigkeit", 30, 30, "Geschwindigkeit und Beschleunigung auf 30 % setzen", 0),
    ("fahre_zu", 200, 0, 80, 0, "Fahre zur sicheren Testposition", 500),
    ("esp_senden", "LED_GELB_EIN", "Gelbe LED einschalten"),
]

7. Befehle der Version 3.3.5

Die folgende Übersicht dient als schnelle Orientierung. Die vollständige technische Beschreibung befindet sich in der PDF-Projektdokumentation.

8. Typische Fehler und ihre Ursachen

Fehlermeldungen richtig festhalten

Nicht nur die letzte Zeile kopieren. Für die Auswertung werden möglichst folgende Angaben benötigt:

Gestartete Datei:
Verwendeter Modus: tcp / serial
Versionsausgaben:
Eingegebener Befehl:
Vollständige Konsolenausgabe:
Beobachtetes Verhalten:

9. Vorschläge für Schüleraufgaben

10. Erfahrungen im Umgang mit den Projektdateien

Dieser Abschnitt ist als Grundlage für eigene Beobachtungen gedacht. Die vorbereiteten Aussagen können geändert, ergänzt oder durch konkrete Beispiele ersetzt werden.

Bewährte Arbeitsweise

• Für jede Version wird ein eigener Ordner verwendet.
• Dateien verschiedener Versionen werden nicht miteinander vermischt.
• Vor einer Änderung wird die funktionierende Ausgangsversion gesichert.
• Es wird immer nur eine Änderung vorgenommen und anschließend getestet.
• Der Dateiname und die interne Versionsnummer werden gemeinsam kontrolliert.
• Testergebnisse werden sofort notiert, bevor die nächste Änderung beginnt.

Was Schüler zunächst nicht verändern sollten

Die Module befehlskette_v3_3_5.py und esp32_kommunikation_v1_4.py enthalten die gemeinsame Infrastruktur. Anfänger sollten dort nicht gleichzeitig mit der Befehlsliste Änderungen vornehmen. Andernfalls ist später schwer festzustellen, ob ein Fehler aus dem eigenen Ablauf oder aus dem Modul stammt.

Warum der Simulator wertvoll ist

Mit dem Simulator lassen sich Datenwege, Meldungen und Bedingungen ohne Mikrocontroller und ohne Dobot untersuchen. Ein Schüler kann dadurch zuerst das Protokoll verstehen und erst später die Hardware ergänzen.

12. Dateien und weiterführende Dokumentation

Die folgenden relativen Links sind für den gemeinsamen Ordner der Webseite vorgesehen. Dateinamen und Pfade können vor der Veröffentlichung angepasst werden.

← Zur bisherigen Projektentwicklung der Befehlskette

13. Hinweise für Lehrkräfte und Projektbetreuer

Empfohlene Unterrichtsorganisation

• Eine funktionierende Referenzinstallation bleibt unverändert.
• Jede Schülergruppe arbeitet mit einer eigenen Kopie des Projektordners.
• Die ersten Aufgaben werden ausschließlich im TCP-Modus ausgeführt.
• Der Wechsel zum ESP32 erfolgt erst nach einem dokumentierten erfolgreichen Kommunikationstest.
• Dobot-Bewegungen werden zunächst gemeinsam kontrolliert und einzeln freigegeben.
• Eigene Erweiterungen müssen vor dem Praxistest in Worten oder als Ablaufplan beschrieben werden.

Mögliche Leistungsbewertung

14. Versionsstand und offene Tests

Der praktische Vergleich von TCP-Simulator, echtem ESP32 und realem Dobot wird fortlaufend getestet und dokumentiert. Bestätigte Ergebnisse können in den Abschnitt „Erfahrungen“ übernommen werden.