3강

(1)

1. 로봇이란? 8. 로봇은 주변을 어떻게 인식하지?

2. 그래픽 프로그래밍이란? 9. 로봇은 색을 어떻게 판단하지?

3. 로봇의 상태는 어떻게 알지? 10. 로봇은 회전 동작을 어떻게 감지하지?

4. 로봇은 어떻게 이동하지? 11. 로봇은 어떻게 원격에서 제어하지?

5. 로봇은 어떻게 계산하지? 12. 색이 다른 물체를 어떻게 분류하지?

6. 브릭의 제어는 어떻게 하지? 13. 로봇 프로그래밍 교육 사례 7. 로봇 프로그래밍 교육

(2)

3강 로봇의 상태는 어떻게 알지?

EV3 사운드, 상태표시 따라하기

EV3 디스플레이, 대기 함수 따라하기

EV3 소프트웨어 실습

1 2 3

차시 차시

차시

EV3 사운드, 상태표시 따라하기

(3)

EV3 사운드, 상태표시

1차시

따라하기

EV3 사운드, 상태표시 따라하기

1차시

학습목표

학습목표 학습내용

1. EV3 브릭 사운드 프로그래밍 2. EV3 브릭 상태 표시 프로그래밍

§ EV3 브릭의 내장 스피커를 통해 사운드를 재생하는 프로그램을 할 수 있다.

§ 브릭 상태 표시등을 On/Off하는 프로그램을 할 수 있다.

(4)

1

사운드 블록은?

EV3 사운드 블록 따라하기 1

§ 사운드 블록은 EV3 브릭 내 스피커를 사용하여 사운드를 만들어 냄

§ 미리 녹음된 사운드 파일을 재생하거나 음계 또는톤을 지정할 수 있음

§ 모드에는 사운드 파일 재생, 톤 재생, 단일 음 재생 및 정지가 있음

정지

사운드파일 재생 톤 재생 단일 음 재생

2

사운드 파일 재생

EV3 사운드 블록 따라하기 1

§ 사운드 파일 재생은 미리 녹음된 사운드 파일을 재생

§ 파일 이름 입력은 블록 상단에서 효과음, 음성 단어 및 어구 목록에서 선택

§ ‘유선’을 선택하는 경우, 파일 이름 입력이 사운드 블록의 입력 영역에 나타남

§ 음량 입력은 사운드의 세기를 조절함

§ 재생 유형 입력은 사운드의 완료 대기, 1회 재생 및 반복 중 선택

완료대기: 사운드 파일 실행 완료 후 다음 프로그램 블록으로 넘어감 1회: 해당 사운드 파일이 실행되자 마자 다음 프로그램 블록 실행 반복: 뒤의 블록의 실행이 끝날 때까지 반복

(5)

2

사운드 파일 재생

EV3 사운드 블록 따라하기 1

모드 선택 음량 입력

재생 입력 유형 파일 이름

완료 대기

1회

반복

2

사운드 파일 재생 : 팁과 요령

EV3 사운드 블록 따라하기 1

§ 프로그램에서 EV3 브릭은 두 가지 사운드 파일을 재생

§ 앞에 있는 파일이 완료될 때까지 기다린 후 뒤에 있는 파일을 재생

‘Turn Right’가 재생됨

§ EV3 브릭은 미리 녹음된 사운드 파일에 저장된 음성 단어 사운드만 재생

§ 파일 이름에 있는 텍스트는기존 사운드 파일의 이름

Turn Right

(6)

2

사운드 파일 재생 : 예제

EV3 사운드 블록 따라하기 1

§ 아래 프로그램은 로봇이 앞으로 10초간 주행하면서,

§ 동시에 웃음소리를 연속으로 냄

§ 재생 유형 입력에 반복을 사용하면 연속으로 사운드가 재생

재생 유형: 반복

Laughing 2 B+C

3

톤 재생

EV3 사운드 블록 따라하기 1

§ 톤 재생 모드는 지정된 주파수의 톤을 재생

§ 주파수 입력은 톤의 주파수를 Hz(초당 주기) 단위로 지정

§ 수행 시간입력은 톤의 지속 시간을 초 단위로 조절

§ 사용한 입력: 주파수, 수행 시간, 음량, 재생 유형

Hz

(7)

4

단일 음 재생

EV3 사운드 블록 따라하기 1

§ 단일 음 재생모드는 하나의 음계를 재생

§ 음계 입력에서는 피아노 키보드 제어에서 음계를 선택할 수 있음

§ 사용한 입력: 음계, 수행 시간, 음량, 재생 유형

정지

사운드파일 재생 톤 재생

단일 음 재생

5

정지

EV3 사운드 블록 따라하기 1

§ 정지 모드는 EV3 브릭에서 현재 재생중인 사운드를 정지함

§ 사운드가 끝날 때까지 기다리지 않은 사운드 블록을 정지하는데 주로 사용

정지 정지 예 터치 센서가 눌리 때까지 톤을 재생하다가 톤을 정지

(8)

1

브릭 상태 표시등 블록은?

브릭 상태 표시등 블록 따라하기 2

§ 브릭 상태 표시등 블록은 브릭 상태 표시등을 제어

§ 브릭 상태 표시등은 EV3 브릭 전면의 브릭 버튼을 둘러쌈

§ 브릭 상태 표시등을 빨강, 주황, 초록으로 켜거나 끄거나 또는 점멸

2

제어 선택

브릭 상태 표시등 블록 따라하기 2

§ 모드 선택을 사용하여 브릭 상태 표시등을 어떻게 제어 하려는지 선택

§ 켜짐 모드를 선택하는 경우, 입력을 사용하여 색상과 점멸 옵션을 선택

꺼짐 켜짐 1 2 초기화

1

1 모드 선택

2 입력

(9)

3

모드 선택 : 켜짐

브릭 상태 표시등 블록 따라하기 2

§ 켜짐 모드는 브릭 표시등을 ON으로 변경

§ 색상 입력을 사용하여 표시등의 색상을 선택할 수 있음

§ 점멸 선택이 참이면 표시등이 반복적으로 켜졌다 꺼졌다로 점멸

§ 켜짐 모드를 사용한 후에는 브릭 상태 표시등 블록이 실행될 때까지 또는 프로그램이 끝날 때까지 표시등이 계속 켜져 있거나 점멸

1

4

모드 선택 : 꺼짐, 초기화

브릭 상태 표시등 블록 따라하기 2

§ 꺼짐: 꺼짐 모드는 브릭 상태 표시등을 끔

§ 초기화: 표준 초록 깜박임 패턴으로 브릭 상태 표시등을 돌려 놓음

꺼짐 초기화

표준 초록 깜박임 패턴은 점멸 옵션을 사용하는 결과와는 다름 팁과 요령

(10)

확인하기

1 1

차시

EV3 프로그래밍 환경에서 프로그래밍 캔버스에 있는 사운드 블록은 프로그램에서 지원하는 미리 녹음된 사운드 파일을 재생한다. 사용자가 제작한 MP3 파일을 재생할 방법을 제시하라.

정답

정리하기

§

사운드 블록은 EV3 브릭 내 스피커를 사용하여

사운드를 만들어 낼 수 있는 기능으로

미리 녹음된

사운드 파일을 재생하거나 음계

또는

톤을 지정할 수 있다.

사운드 블록

1

(11)

정리하기

§

브릭 상태 표시등은 EV3 브릭 전면의 브릭 버튼을

둘러싸고 있는 브릭 상태 표시등을

빨강, 주황, 초록 으로

켜거나 끄거나

또는

점멸

하도록 제어하는 기능을 수행한다.

브릭 상태 표시등

2

참고자료

Lego^® Mindstorms ^® EV3 사용 설명서

스마트로봇 EV3, 남상엽ㆍ원영진ㆍ동성수ㆍ김동식(2017), 이지테크, pp51-63.

Lego^® Mindstorms ^® EV3 Home Edition

(12)

EV3 디스플레이,

2차시

대기 함수 따라하기

First date with humanoid robot

출처 | https://youtu.be/aZ5VkgvQFBU

Pepper

Robots in Your Life

(13)

EV3 디스플레이, 대기 함수 따라하기

2차시

학습목표

학습목표 학습내용

1.EV3 브릭 디스플레이 프로그래밍 2.EV3 브릭 대기함수 프로그래밍

§ EV3 브릭디스플레이에 텍스트나 그래픽을 프로그래밍 할 수 있다.

§ 대기함수를 사용하여

EV3 프로그래밍을 할 수 있다.

1

디스플레이 블록은?

EV3 디스플레이 블록 따라하기 1

§ 디스플레이 블록은 EV3 브릭 디스플레이에 텍스트나 그래픽을 표시

§ ①모드 선택 ②블록 텍스트 필드 ③입력 ④디스플레이 미리 보기 버튼

❶

❹ ❷

❸

Big smile

(14)

2

디스플레이 좌표

EV3 디스플레이 블록 따라하기 1

§ 디스플레이 블록은 X와 Y 좌표를 사용하여 항목을 그릴 위치를 지정

§ 좌표는 EV3 브릭 디스플레이의 화소 위치를 지정

§ 위치 (0, 0)은디스플레이의 왼쪽 상단 모서리,

디스플레이 폭178화소, 높이 128화소

0 177

0

127

X

Y

3

디스플레이 모드

EV3 디스플레이 블록 따라하기 1

§ 모드: 텍스트-화소, 텍스트-눈금, 모양-라인, 모양-원형, 모양-사각형, 모양-점, 이미지, 화면 초기화

모양 이미지 화면 초기화

화소 눈금 텍스트

(15)

4

디스플레이 모드: 텍스트-화소

EV3 디스플레이 블록 따라하기 1

§ 텍스트-화소 모드는 EV3 브릭 디스플레이의 어느 위치에서든 텍스트를 표시

§ 화면 지우기가 참인 경우 텍스트가 작성되기 이전에 있던 디스플레이는 지워짐

§ 텍스트 입력은 블록 상단에 위치하며, ‘유선’ 선택 시 데이터 와이어 사용 가능

§ 색상 입력: 검정(흰색 배경에 검정 텍스트), 흰색(검정 배경에 흰색 텍스트)

유선

5

디스플레이 모드: 모양-라인

EV3 디스플레이 블록 따라하기 1

§ 모양-라인 모드는 디스플레이에 두 점을 잇는 직선을 그림

§ X1 및 Y1 입력은 라인의 시작 점의 디스플레이 좌표, X2 및 Y2는 끝 점의 좌표

원형 라인 텍스트

사각형 점

(16)

6

디스플레이 모드: 모양-사각형

EV3 디스플레이 블록 따라하기 1

§ 모양-사각형 모드는 디스플레이에 사각형을 그림

§ 채우기가 참인 경우 사각형 내부가 채워지고 거짓인 경우 사각형의 윤곽선만 표시

§ 색상 인력을 사용하여 검정 또는 흰색 사각형을 선택

텍스트

원형 라인

사각형 점

7

디스플레이 모드: 이미지

EV3 디스플레이 블록 따라하기 1

§ 이미지 모드는 그래픽 이미지 파일을 그림

§ 파일 이름 입력은 블록 상단에 있고,

‘레고 이미지 파일’ 카테고리에 있는 그림 사용

§ 자작 그림을 이용하고 싶은 경우

EV3 소프트웨어/도구/이미지편집기를 활용

§ 자작한 이미지는 ‘프로젝트 이미지’에 기록되므로 클릭하여 사용

(17)

8

디스플레이 모드: 화면 초기화

EV3 디스플레이 블록 따라하기 1

§ 화면 초기화 모드를 선택하면 EV3 브릭 디스플레이의 일반 정보 화면으로 복귀

1

대기 블록은?

EV3 대기 함수 따라하기 2

§ 다음 블록을 계속하기에 앞서 프로그램이 무언가를 기다리도록 만든 것

§ 일정 시간을 기다리거나 일정한 값에 도달하거나 센서 값이 변경되기를 기다림

§ ①모드 선택 ②입력

❶ ❷

브릭 버튼 컬러 센서 적외선 센서

타이머 터치 센서 메시징/통신 모드

모터 회전 비교 도

변경

시간

회전 현재 모터 파워

(18)

2

대기 모드: 시간

EV3 대기 함수 따라하기 2

§ 시간 모드의 대기 블록은 초 입력에 지정된 시간을 기다림

§ 시간은 대기 블록이 시작될때부터 시작됨

§ 초에 소수점이 가능하며 2.5초는 2초 반을 기다림

2.5

3

대기 모드: 브릭 버튼-비교-브릭 버튼

EV3 대기 함수 따라하기 2

§ 하나 이상의 브릭 버튼이 눌리거나 눌리지 않거나 접촉 후 떨어지기를 기다림

§ 브릭 버튼 ID 모음입력에서 브릭 버튼을 하나 이상 선택 가능

§ 대기 블록은 선택한 버튼 중 하나가 선택한 동작을 할 때까지 기다림

§ 측정값 출력은 끝에 어떤 버튼(출력이 있는 경우)이 눌려 있는지 나타냄

(19)

4

대기 모드: 컬러센서-비교-색상

EV3 대기 함수 따라하기 2

§ 컬러 센서가 지정된 색상을 하나 이상감지하기를 기다림

§ 아래 그림은 컬러 센서가 붉은색을 감지하기를 기다림

§ 색상 모음 입력에 있는 색상을 하나 이상 선택하면,

§ 블록은 선택한 색상 중 어느 하나라도 감지될 때까지 기다림

§ 감지한 색상은 측정값에 출력

3

5

대기 모드: 터치센서-변경-상태

EV3 대기 함수 따라하기 2

§ 터치센서-변경-상태 모드는 터치 센서의 상태가 바뀌기를 기다림

§ 블록이 시작될 때 센서가 눌려 있지 않은 경우, 블록은 센서가 눌리기를 기다림

§ 블록이 시작될 때 센서가 늘려 있는 경우, 블록은 센서가 눌려 있지 않기를 기다림

§ 끝 상태는 측정 값에 출력

1

(20)

정답

확인하기

2 2

차시

o x

다음 문장이 맞으면 O, 틀리면 X를 선택하시오.

0 177

0

127

X

Y

디스플레이 블록은 대부분 X와 Y 좌표를 사용하여 항목을 그릴 위치를 지정한다. 좌표는 EV3 브릭 디스플레이에서의 화소 위치를 지정한다. 위치(0, 0)은 사용자의 편의를 위해 디스플레이의 가로, 세로의 중앙을 사용한다.

정리하기

§

디스플레이 블록은 EV3 브릭 디스플레이에 텍스트나 그래픽을 표시하기 위한 기능으로

X와 Y 좌표를 사용하여 항목을 그릴 위치를 지정하고 있으며, 위치 (0, 0)은 디스플레이의 왼쪽 상단 모서리를 의미한다.

디스플레이 블록

1

(21)

정리하기

§

대기 블록은 일정 시간을 기다리거나 일정한 값에

도달하거나 센서 값이 변경되기를

기다리는 기능을 수행한다.

대기 블록

2

참고자료

(22)

EV3 소프트웨어

3차시

실습

EV3 사운드, 상태표시 따라하기

3차시

학습목표

학습목표 학습내용

1.EV3 브릭 사운드 프로그래밍 2.EV3 브릭 상태 표시등 프로그래밍 3.EV3 디스플레이 블록 프로그래밍 4.EV3 대기 블록 프로그래밍

§ EV3 브릭 사운드와 브릭 상태 표시등 및 디스플레이 블록을 사용하여

로봇의 상태를 표현할 수 있다.

§ 대기 함수를 사용하여

EV3 프로그래밍을 할 수 있다.

(23)

1

Mission 1 :

준비물: EV3 소프트웨어가 설치된 컴퓨터, EV3 P-브릭

§ ‘LEGO MINDSTORMS EV3’을 실행한다.

§ 프로그래밍 팔레트-동작에서 사운드 블록을 드래그하여 캔버스에 놓는다.

§ 사운드 블록의 모드를 단일 음 재생, 톤 재생, 사운드파일 재생, 정지를 사용하여 프로그램을 작성한다.

§ 작성된 프로그램을 P-브릭에 다운로드하고 실행한다.

브릭 사운드, 디스플레이 블록 1

수행 순서

사운드 블록의 모드 선택을 통하여 단일 음 재생, 톤 재생, 사운드 파일 재생을 이용하여 프로그램을 만들고 테스트 한다.

1

Mission 1 :

수행 결과

§ ①단일 음 재생 ②톤 재생 ③사운드파일 재생 ④정지

브릭 사운드, 디스플레이 블록 1

사운드 블록의 모드 선택을 통하여 단일 음 재생, 톤 재생, 사운드 파일 재생을 이용하여 프로그램을 만들고 테스트 한다.

❶ ❷ ❸ ❹

Boing

(24)

2

Mission 2 :

브릭 사운드, 디스플레이 블록 1

프로그램에서 사운드 블록의 톤은 모터 회전 센서의

위치에 따라 주파수가 변경된다. 모터를 손으로 돌려 톤을 변경한다.

준비물: EV3 소프트웨어가 설치된 컴퓨터, EV3 P-브릭, 미디엄 모터

§ 미디엄 모터를 출력 포트 C에 연결하고 하드웨어 페이지에서 동작을 확인한다.

§ 프로그래밍 팔레트에서 루프, 모터회전, 수학, 사운드 블록을 드래그하여 캔버스에 놓는다.

§ 프로그램을 작성하고 작성된 프로그램을 P-브릭에 다운로드하고 실행한다.

수행 순서

2

Mission 2 :

브릭 사운드, 디스플레이 블록 1

프로그램에서 사운드 블록의 톤은 모터 회전 센서의

위치에 따라 주파수가 변경된다. 모터를 손으로 돌려 톤을 변경한다.

수행 결과

§ ①모터회전 블록 ②수학 블록 ③사운드파일 재생 블록 ④루프 블록

❶ ❷ ❸ ❹

(25)

3

Mission 3 :

브릭 사운드, 디스플레이 블록 1

초등학교 음악 시간에 배운 ‘학교종이 땡땡땡’을 연주하는 프로그램을 작성하고 실행해 보아라.

준비물: EV3 소프트웨어가 설치된 컴퓨터, EV3 P-브릭, 악보

§ 프로그래밍 팔레트-동작에서 사운드 블록을 드래그하여 캔버스에 놓는다.

§ 사운드 블록에서 단일 음 재생 모드를 사용하여 악보의 음계에 맞춰 프로그램을 작성한다.

수행 순서

3

Mission 3 :

브릭 사운드, 디스플레이 블록 1

초등학교 음악 시간에 배운 ‘학교종이 땡땡땡’을 연주하는 프로그램을 작성하고 실행해 보아라.

수행 결과

§ 악보

(26)

4

Mission 4 :

브릭 사운드, 디스플레이 블록 1

브릭상태 표시등 블록을 이용하여 2초 녹색 점멸, 2초 빨강 켜짐, 2초 주황 점멸 프로그램을 작성하라.

준비물: EV3 소프트웨어가 설치된 컴퓨터, EV3 P-브릭

§ 팔레트-동작에서 브릭 상태 표시등 블록을 드래그하여 캔버스에 놓는다.

§ 브릭 상태 표시등 블록에 요구사항을 반영하여 프로그램을 작성한다.

수행 순서

4

Mission 4 :

브릭 사운드, 디스플레이 블록 1

브릭상태 표시등 블록을 이용하여 2초 녹색 점멸, 2초 빨강 켜짐, 2초 주황 점멸 프로그램을 작성하라.

수행 결과

§ 2초 녹색 점멸 : 프로그램 실행 시 P-브릭이 자동으로 녹색 점멸 + 2초 대기 블록

§ ①빨강 켜짐 ②주황 점멸

❶ ❷

(27)

1

Mission 1 :

브릭 디스플레이, 대기함수 2

P-브릭의 디스플레이 중앙부에 “Hello !”를 큰 글꼴로 표시하라.

준비물: EV3 소프트웨어가 설치된 컴퓨터, EV3 P-브릭 수행 순서

§ 프로그래밍 팔레트-동작에서 디스플레이 블록을 드래그하여 캔버스에 놓는다.

§ 디스플레이 블록의 텍스트-화소 모드를 사용하여 프로그램을 작성한다.

1

Mission 1 :

브릭 디스플레이, 대기함수 2

P-브릭의 디스플레이 중앙부에 “Hello !”를 큰 글꼴로 표시하라.

수행 결과

텍스트 모양 이미지 화면 초기화

화소 눈금

Hello!

(28)

2

Mission 2 :

브릭 디스플레이, 대기함수 2

준비물: EV3 소프트웨어가 설치된 컴퓨터, EV3 P-브릭, 컬러 센서

§ 컬러 센서를 입력 포트 1에 연결하고 하드웨어 페이지에서 동작을 확인한다.

§ 프로그래밍 팔레트에서 컬러센서, 디스플레이, 대기 블록을 드래그하여 캔버스에 놓는다.

§ 프로그램을 작성하고 작성된 프로그램을 P-브릭에 다운로드하고 실행한다.

수행 순서

컬러 센서의 주변광 강도 값을 반지름으로 하는 채워진 원형을 계속해서 표시한다. 디스플레이는 0.1초마다 업데이트 한다.

2

Mission 2 :

브릭 디스플레이, 대기함수 2

컬러 센서의 주변광 강도 값을 반지름으로 하는 채워진 원형을 계속해서 표시한다. 디스플레이는 0.1초마다 업데이트 한다.

§ ①컬러센서 블록 ②디스플레이 블록 ③대기 블록 ④루프 블록

❶ ❷ ❸ ❹

수행 결과

(29)

3

Mission 3 :

브릭 디스플레이, 대기함수 2

준비물: EV3 소프트웨어가 설치된 컴퓨터, EV3 P-브릭

§ 프로그래밍 팔레트-동작에서 디스플레이 블록을 드래그하여 캔버스에 놓는다.

§ 디스플레이 드 개를 사용하여 큰 사각형과 작은 사각형을 프로그램한다.

수행 순서

사각형을 사용하여 디스플레이 전체를 검정으로 채운다.

그런 다음 그 위에 윤곽선이 있는 더 작은 흰색 사각형을 그린다.

3

Mission 3 :

브릭 디스플레이, 대기함수 2

수행 결과

사각형을 사용하여 디스플레이 전체를 검정으로 채운다.

그런 다음 그 위에 윤곽선이 있는 더 작은 흰색 사각형을 그린다.

§ ①디스플레이 블록 ②디스플레이 블록 ③대기 블록

❶ ❷ ❸

(30)

4

Mission 4 :

브릭 디스플레이, 대기함수 2

준비물: EV3 소프트웨어가 설치된 컴퓨터, EV3 P-브릭

§ 팔레트-동작에서 디스플레이, 브릭 상태 표시등, 사운드, 대기 블록을 드래그하여 캔버스에 놓는다.

§ 사운드, 라이트, 디스플레이를 사용하여 요구사항을 프로그래밍 한다.

수행 순서

EV3 사운드 , 라이트, 디스플레이를 사용하여

로봇이 가진 감성을 표현해 보라. 마음껏 표현해 보세요.

4

Mission 4 :

브릭 디스플레이, 대기함수 2

수행 결과

EV3 사운드 , 라이트, 디스플레이를 사용하여

로봇이 가진 감성을 표현해 보라. 마음껏 표현해 보세요.

(31)

3 자신의 소중한 사진을 사용하여

EV3 P-브릭의 디스플레이에 표현해 보라.

도전과제

3

차시

3 도전과제

3

차시

정답

사진 이미지 편집기 마이 블록 빌더 펌웨어 업데이트 무선 설정 블록 가져오기 마법사 앱으로 다운로드 메모리 브라우저 브릭 프로그램 가져오기

Ctrl + l 사운드 편집기

유선 프로젝트 이미지 레고 이미지

Professor

(32)

정리하기

§

EV3 P-브릭은 사운드, 브릭 상태 표시등 및 디스플레이 블록을 사용하여 로봇의 상태를 자유롭게 표현할 수 있다.

EV3 P-브릭

1

정리하기

대기 함수

2

❶ ❷ ❸ ❹

(33)

학습 마무리

학습하였습니다.

대기 블록이란 시간의 대기 및 센서의 비교와 변경을 통해

기다림 기능을 프로그램으로 구현하는 방법이라는 것을 학습하였습니다.

이번 주차에서는 로봇의 상태를