Jasper - SK

Jasper Ver. 006-TECH

Popis

Programovacie prostredie pre výuku programovania zamerané na tvorbu interaktívnych aplikácií z robotiky, experimentov z fyziky a komunikačných technológií.

Vlastnosti

• Vizuálne kompatibilný s programom Scratch
• Vytvorený v Jave s využitím knižnice Visual Library
• Distribúcia prostredníctvom technológie Java WebStart
• Podporované platformy
  • Linux Ubuntu 12.04 (testovaný)
  • Win (netestovaný)
  • Android (plánovaný)
• Podpora HW platforiem
  • TNtech SensorBoard (kompatibilný so Scratch Sensor Board)
  • TNtech RobotBoard - riadenie stacionárnych mechanických experimentov a a mobilných robotov
  • TNtech LabBoard - zber dát a riadenie fyzikálnych experimentov
  • TNtech IrAdapter - USB adaptér pre komunikácia pomocou protokolu RC5, RC6
  • TNtech Plotter - USB adaptér pre komunikáciu s klasickým HPGL plottrom (RS232, Centronics)
  • Arduino

Projekt je aktuálne v štádiu technologického dema pre testovanie použitých technológií, algoritmov a postupov.

Grafický Editor

Editor pre tvorbu programov z preddefinovaných blokov. V prostredí Jasper môže byť otvorených niekoľko okien editora a v každom editore môže byť niekoľko samostatných programov. Každý program je po spustení interpretovaný v oddelenom vlákne a programy vzájomne komunikujú prostredníctvom udalostí alebo globálnych premenných.

Elementárne vlastnosti editora

	Základná forma STACK bloku. Blok je vektorový, je možné preeditovať ho do inej formy.
	Aktivácia terminálu STACK bloku, závisí od typu cieľového a zdrojového bloku. Prepojením blokov je definované poradie ich vykonávania.
	Editor hodnoty vnoreného bloku VALUE, aktivuje sa kliknutím na hodnotu. Potvrdenie hodnoty a ukončenie editácie je kliknutím na pracovnú plochu editora.
	Zmena rozmerov bloku po zmene hodnoty vnoreného bloku.
	Aktivácia terminálu vnoreného bloku, závisí od typu cieľového a zdrojového bloku.
	Zmena rozmerov bloku po zmene jeho konfigurácie.
	Kontextové menu bloku, obsah menu závisí od typu bloku (STACK, VALUE, VARIABLE, LIST ...), aktivuje sa pravým klikom na ploche bloku.

Pokročilé vlastnosti editora

Editor umožňuje interpretáciu kódu v samostatných vláknach (multihreading), pre každý oddelený stack blokov je vytvárané samostatné vlákno. Pomocou synchronizácie threadov je zabezpečený bezkolízny prístup jednotlivých programov k zdielaným prostriedkom (komunikácia, RobotBoadr, LabBoard ...). Ukážka zdielania systémových prostriedkov dvoma jednoduchými programami, ktoré komunikujú s RobotBoard-om a prepínajú 2 logické výstypy je na nasledujúcom obrázku.

Programy pre prepínale logických výstupov (PIN1, PIN2)

Komunikácia na zbernici (žltá-command, modrý-response)

Výsledok programu (žltá-PIN1, modrá-PIN2)

Knižnice

Draw

Knižnica určená pre kreslenie na okne grafickej tabule. Knižnica je čiastočne kompatibilná s knižnicou programu Scratch. Pri pripojenom adaptéri TNtech Plotter je možné výstup z grafickej tabule (s obmedzeniami) presmerovať na HPGL kompatibilný grafický plotter.

Kategória	Popis
Motion	Riadenie pohybu pera.
Pen	Nastavenie vlastností pera.
Looks	Pri kreslení v móde PEN-VISIBLE nastavenie grafickej reprezentácie pera.
Sound	Zvukové efekty.

Control

Riadenie toku programu a správa premenných.

Kategória	Popis
Control	Implementácia základných riadiacich štruktúr.
Operators	Numerické a logické operátory
Variables	Správa premenných
List	Správa zoznamov premenných.

GUI

Plávajúce komponenty sa zobrazujú na pracovnej ploche mimo štandardných okien prostredia.

Kategória	Popis
Input	Plávajúce vstupné komponenty.
Output	Plávajúce výstupné komponenty.
Keyboard	Správa udalostí klávesnice.
Mouse	Správa udalostí myši.
Timer	Správa časovačov.

World

Knižnice pre komunikáciu programov s reálnym svetom prostredníctvom HW platforiem.

Kategória	Popis
SensorBoard	Vstupné premenné pre načítanie hodnôt z TNtech Sensor Board.
Robot	Riadenie robotov.
LabBoard	Zber a riadenie fyzikálnych experimentov.
IR Control	Komunikácia prostredníctvom IR.

Internet

Knižnica pre tvorbu distribuovaných systémov z viacerých prostredí Jasper prostredníctvom ich prepojenia cez Internet. Využíva technológiu RMI/Corba.

Kategória	Popis
Input	Prijatie a a načítanie hodnoty premennej.
Output	Vyslanie hodnoty premennej.

Podpora HW platforiem

TNtech Sensor Board

Zariadenie umožňuje jednoduchú komunikáciu s programom prostredníctvom svetelného a akustického senzora, tlačítka a posúvača. TNtech Sensor Board je v robustnej plastovej krabičke a je napájaný z USB portu. Má 4 vstupy pre pripojenie odporových snímačov a periférií vyvedené na štandardné konektory typu CINCH. Na úrovni protokolu je kompatibilný so štandardným Scratch Sensor Board. Vnútorná štruktúra procesora TNtech Sensor Board Zariadenie je postavené na báze procesora CY8C27443, ktorý riadi a spracováva vstupné signály. Červeno označené CINCH vstupy A a C majú numericky linearizovanú charakteristiku a sú určené pre pripojenie periférií pre proporcionálne riadenie (joystick, slider), kde hodnota je lineárne úmerná polohe.

Riadenie komunikácie a sprístupnenie hodnôt zo zariadenia je možné prostredníctvom knižnice Library World - SensorBoard . V okne knižnice je možné pripojiť sa ku zariadeniu, farba tlačítka Open-Close Port indikuje prítomnosť alebo neprítomnosť zariadenia na zvolenom porte. Prepínačom Use Raw Values je možné ako hodnoty premenných použiť normované hodnoty z rozsahu (0 - 100) alebo 10-bitové hodnoty z rozsahu(0 - 1023). Aktuálne namerané hodnoty senzorov je možné zobraziť tlačítkom Hide Variables.

TNtech RobotBoard

Platforma pre riadenie stacionárnych mechatronických systémov a pohyblivých robotov. Je postavená na procesore ARM Cortex M3 a umožňuje programu komunikovať s nasledujúcimi perifériami

Výstupy

• 4 štandardné analógové servomotory (šírka pulzu 20msec)
• 2 jednosmerné motory (do 1Amp, dopredu, dozadu, PWM 0-100%)
• 2 krokové motory
• 8 binárnych výstupov (4 výstupy ovládajú relé)

Vstupy

• 4 analógové 10 bitové vstupy 0-10V
• 4 binárne vstupy

Senzory On-Board

• ultrazvukový senzor vzdialenosti
• detektor hluku
• detektor modulovaného svetla

Riadenie komunikácie a sprístupnenie hodnôt zo zariadenia je možné prostredníctvom knižnice Library World - RobotBoard. V okne knižnice je možné pripojiť sa ku zariadeniu, farba tlačítka Open-Close Port indikuje prítomnosť alebo neprítomnosť zariadenia na zvolenom porte. Vyber bitov pre binarne operacie je prostredníctvom ich váh (1+2+4+8...), t.j. ak potrebujeme zmenit stav bitov 1 a 2, použijeme blok Toggle Pin s hodnotou 3. Hodnoty pre PWM servo sa zadávajú z rozsahu (-100, +100) a zodpovedajú maximálnym výchylkám serva.

TNtech RobotBoard je vo vývoji a uvedená technická špecifikácia sa môže zmeniť.