Einleitung

Das Shield sollte ein Steckbrett aufnehmen können und für jeden IO über eigene Stromversorgungspins für Sensoren und Aktoren wie LEDs und Servos verfügen. Zudem sollten man zwischen verschiedenen Stromversorgungen wählen könenn. Intern 3.3V und 5V sowie Vin vom Arduino board, zudem noch eine externe Stromversorgung z.B. für Servos. Über Jumper solte wählbar sein welche Stromversorgung in welcher Reihe anliegt. Die bei anderen käuflichen Shields üblichen Steckbretter mit 17 Reihen zu 2×5 Reihen sind mir etwas zu mickrig. Zudem ist kaum Platz für die 3pin Steckverbinder. Deshalb kommt hier ein 23 reihiges Steckbrett mit 2×5 Spalten und mit jeweils einer extra VCC und GND Reihe zum Einsatz. Dafür wird das Shield insgesamt breiter und ragt über das Arduino Board hinaus. es kommen nämlich noch die 3reihigen Steckverbinder oben und unten dazu.

Stückliste:

1 Stück Lochraster ca 20 Reihen x 28 Spalten
1 40polige Stiftleiste 40polig
1 36polige Stiftleiste 36polig
oder 3 40polige Stiftleisten 40polig
1 2polige Schraubklemme 5,08mm Raster
1 Set Arduino Stackable Headers, 2x8polig, 2x6polig (SparkFun)
1 Arduino Offset Header 8polig (Sparkfun)
1 Stück Silberdraht ca 30cm
1 Stück isolierter roter Draht ca 10cm
1 Steckbrett ca 23 Spalten

Etwas schwer zu beschaffen sind die Arduino Steckverbinder, sie erleichtern aber den Zusammenbau erheblich. Man bekommt diese bei Sparkfun bzw. den üblichen SparkFun Distributoren. Man kann sich zwar die Arduino Header auch mit Buchsenleisten und Stiftleisten herstellen. Dummerweise ist die linke obere 8polige Buchsenleiste nicht im 2.54mm Raster sondern um 1,27mm versetzt. Hier hilft die Offset Leiste ungemein.
Im unteren Bild ist links unten der Offset Steckverbinder zu sehen rechts daneben der normale Arduino Steckverbinder.

Aufbau

• Die Lochraster Platine zuschneiden. 4 Reihen nach oben und unten freilassen für die 3pin Steckverbinder
• Vor dem Festlöten der Steckverbinder unbedingt überprüfen, ob der Pinabstand korrekt ist, die Steckverbinder lose durch die Lochrater Platine stecken und auf das Arduino Bard stecken.
• Die Steckverbinder festlöten. Am besten nur jewiels am Anfang und Ende. Erst wenn man die Drahtverbindungen macht, sollte man die restlichen Steckverbinder Pins anlöten
• Am besten mit der GND Verbindung anfangen. Dann die VCC Verbindungen. zum Schluss die einzelnen Signalleitungen verlegen.
• Bevor man Spannung an das Shield anschliest, mit dem Ohmeter die Verbindungen prüfen (Durchgang und Kurzschluss). Dann das Shield alleine versorgen und an den Jumpern die Spannung prüfen, dann die Jumper in allen Varianten durchprüfen und die Spannung an den Steckverbindern prüfen.

Der Fritzing Layout Plan sollte helfen die notwendigen Verbindungen zu finden. Die verwendeten Farben bedeuten:

• schwarz GND
• rot VCC oder 5V
• orange 3.3V
• gelb Vin oder Vextern
• blau Signal

Verbesserungsvorschläge

Auf den Fotos ist zu erkennen das bei den unteren 3poligen Steckverbindern GND in der Mitte liegt und nicht aussen, wie bei den oberen Steckverbindern. Das habe ich mir bei anderen Kaufboards abgeschaut. Das kann aber leicht zu Verwirrungen führen. Deshalb besser einheitliche Steckernormen verwenden. Im Schaltbild ist das schon so realisiert.
Die Stromversorgung der beiden oberen 3poligen Steckverbinder könnte man splitten und über einen zusätzlichen Jumper mit 2 unterschiedlichen Spannungen betreiben.
Derzeit ist die Schraubklemme mit Vin vom Arduino verbunden. Damit kann man zwar das Board über die Schraubklemme mitversorgen. Aber man darf nicht gleichzeitig das Arduino Board über die Powerbuchse und über die Schraubklemme versorgen.
Vin ist nicht verpolungssicher. Schliesst man die externe Stromversorgung falsch an, raucht das Board ab (und alles was darn hängt).

Das komplette Shield mit Steckbrett auf einem FEZ Panda II board.

Hier noch ein Bild mit extern angeschlossenen Sensoren, Servos, serielles LCD. Auf dem Steckbrett ist ein Motor Treiber IC (L293D) zu sehen an dem 2 Getriebmotoren angeschlossen snd. Fertig ist der Testaufbau für einen kleinen Roboter.

Hardware

Die benötigte Hardware ist für ABD dieselbe wie bei ADK, ein USB Hsot wird benötigt. Da das Fez Domino Board über einen USB Host Anschluss verfügt, ist dafür kein extra Shield notwendig. Grundsätzlich empfiehlt es sich zudem, das Android Handy über einen USB Hub mit eigener Stromversorgung zu betreiben. Per Definition hat der USB Host die Stromversorgung für den USB Client zur Verfügung zu stellen. So ein Handy kann dabei auch mal locker 500mA ziehern, wenn der Akku gerladen wird. Das ist schon etwas zu viel für den Spannungsregler auf dem Fez Domino Board. Der wird schon nach kurzer Zeit sehr warm Deshalb besser den USB Hub verwenden.

Software

Die FezBridge Software beruht auf dem MicroBridge Project für Arduino. Die Portierung auf die .NETMF Plattform war nicht ganz einfach. Zuerst mal war Grundlagenforschung zum Thema USB angesagt. Trotz vieler bestehender USB Host Beispiele findet man darin kaum Infos, wie sich USB Geräte anmelden, wie es sich mit Interfaces und Endpoints verhält und wie man eine Kommunikation mit einem Endgerät aufbaut. Zum Glück hatte ich mit dem Arduino + USB Host Shield und der MicroBridge Anwendung ein funktionierendes Beispiel. So konnte ich mir die USB Aus- und Eingaben mitprotokollieren und mit meinen eigenen Versuchen vergleichen. Schließlich habe ich nun ein halbwegs spielfähige Version fertiggestellt.

Als Android App wird die ServoControl App aus dem MicroBridge Projekt verwendet. Das Programm wurde nur leicht modifiziert. Anstatt die Kommandos in Bytes zu senden, wird ein simples ASCII Protokoll verwendet.
x:90;y:90;
steuert zum Beispiel die beiden Servos
a0:15.23456;
soll den Wert des Analogsensor darstellen. Das funktioniert leider im Moment noch nicht. Zwar wird der Wert gesendet, aber auf der App Seite kommmt scheinbar nicht das richtige an. Die Android App weis überhaupt nichts davon, dass gier die ADB Schnittstelle verwendet wird. Jede bestehende App die über TCP/IP kommuniziert kann im Prinzip verwendet werden. Der Trick besteht darin, das über das ADB Interface TCP/IP port umgeleitet weden können. Gerne würde ich professionelle Apps wie TouchOSC verwenden, leider verwenden diese UDP als Protokoll, nicht TCP/IP.

Video

Auf dem Video wird die ServoControl Android app gezeigt die 2 Servos steuert, die am Fez Domino angeschlossen sind.

Weblinks

• FezBridge auf Google code
• MicroBridge auf Google code

Die englischen Artikel erreich man über http://www.robotfreak.de/blog?lang=en oder durch Umschalten der Sprache in der Auswahlbox rechts.

QR Codes

Jeder Artikel erhält automatisch einen QR Code. Damit erhält man einen direkten Link zum entsprechenden Artikel. Das ist nützlich, wenn man z.B. einen Artikel unterwegs von einem Smartphone lesen möchte. Man kann Einfach den QR Code mit einem QR Code Reader App einscannen und den Link speichern.

Android

Bei Android werden diese QR Codes sehr vielfältig verwendet. Zum einen als Download Links zum Automatischen Installieren von Apps aus dem Android market. Als allgemeine URL’s, auch Kontakte lassen sich darüber generieren und mit ein paar Klicks Scannen und ins Adressbuch übernehmen. Selbst kleine Texte (bis 4096 Zeichen) oder Scripts (z.B. für Python) kann man in einem QR Code verstecken, ASE (Android Scripting Environment) verwendet diese Methode. Man kann sich solche QR Codes einfach online erstellen lassen, z.B. bei ZXing (zebra crossing). Einfach die gewünschte Inhaltsform (contact, text, URL, …) auswählen und das Formular ausfüllen.

Robotik

Für die Robotik fallen mir auch ein paar Verwendungszwecke für QR Codes ein. Mein nächstes Projekt wird ein Cellbot clone werden. QR Codes könnte man z.B. dazu verwenden:

• dem Roboter Anweisungen geben, z.B. ‘Folge der Linie’, ‘Drehe 90° nach rechts’, ’100cm vorwärts’, etc.
• kleine Skripte laden und ausführen lassen
• Dem Roboter Hinweise geben, wie man eine Aufgabe lösen kann, z.B um den Weg aus einem Labyrinth zu finden
• Positionsangaben, in welchem Raum er sich befindet

Twitter

Neue Artikel aus dem RobotFreak Blog und Roboter News findet man ab jetzt auch auf Twitter.

Robotik

Evtl. gibt es später vielleicht auch mal einen twitternden Roboter, mal sehen.
Klingt zwar erst mal nicht so spannend, was soll ein Roboter schon groß twittern. Das seine Akkus bald leer sind, hmmm. Interessanter wäre es vielleicht einen Schwarm von Roboter über Twitter zu steuern, bzw. die Roboter steuern sich selbst.

Ist aber vielleicht auch keine so gute Idee, sonst übernehmen die Maschinen doch noch eines Tages die Welt.

Leider sehen die Seiten ‘Links’, ‘Archives’ und ‘Photos’ die man dafür erstellen sollte, unter meinem Standard Theme nicht so gut aus. Naja, man kann nicht alles haben.

Zu gewinnen gibt es:

1. Preis

• GPS Micro
• Arduino Mega
• Mega Protoshield

2. Preis

• Ardupilot mit ATmega328
• GPS EM-406A SIRF III
• Arduino Duemilenova

3. Preis

• Solarzelle 7×11 cm
• LiPo Batterie 1100mAh
• Lipo Lader MAX1555

• Arduino Duemilanove Board.
• Extended Workshop Kit
• Buch – Getting started with Arduino

Gestiftet wurden die Preise von der Firma Watterot electronic.

Genaueres über die Teilnahme am Gewinnspiel findet man auf freeduino.de

Um am Gewinnspiel teilzunehmen geht es um die Frage:
Was würdest Du an Gegenständen in Deinem Alltag verbessern, die Dir schon lange auf den Nerv gehen?

Meine Ideen wären:

1. Eine Low Cost Hausautomation mit dem Arduino. Klar, wenn Geld keine Rolle spielt oder man zufällig sowieso gerade ein Haus neubaut oder von Grund auf renoviert könnte man sich auch ein EIB, LCN oder LON Hausbus System installieren lassen. Das ganze sollte ohne Neuverkabelung und rückbaufähig auch für Mietwohnungen funktionieren und beliebig skalierbar sein. Komfort Lichtsteuerung wie z.B. coming/leaving home. Alle verzichtbaren Stromverbraucher werden beim Verlassen der Wohnung oder dem Zubettgehen ausgeschaltet. Programmierbare Licht Ambiente Schaltungen auf Knopfdruck. Mitdenkende Flurbeleuchtung. Panikschaltung usw.

2. Heimkino Steuerung. Als Heimkinobesitzer ärgern mich die vielen Einzelaufgaben die man erledigen muß bevor man mit dem Beamer gemütlich einen Film schauen kann. Leinwand runterkurbeln, Beamer einschalten, Zimmer verdunkeln, Licht ausschalten etc. Das könnte man sicher auch sehr gut automatisieren.

3. Mobiler Partykeller. Der Partykeller zuhause ist längst zur Rumpelkammer verkommen. Jetzt kommt der Überall Partykeller zum Mitnehmen. Mit Lichtorgel, Moving Heads, Laser Show und weiteren Lichteffekten, natürlich mit stromsparender LED Technik. Dazu eine Ipod Steuerung mit drahtloser Musikübertragung zur Stereoanlage. Die komplette Anlage sollte in einen Aktenkoffer passen. Zur Not sollte auch Batteriebetrieb mit kleinen Aktivboxen oder über Drahtlos Kopfhörer (1 pro Partygast) möglich sein, für Freiluft Partys.

Und was ist deine Idee? Welcher Alltagsgegenstand nervt dich so sehr, dass man ihn mit Hilfe eines Arduino Boards verbessern könnte?

zu meinem Blog zum Thema Robotik, Elektronik, Mikrocontroller und mehr. Um diese 3 Themen geht es hier im Wesentlichen. Als “alter Sack” möchte ich hier insbesonderen Roboter-Neulingen den Einstieg erleichtern. Es werden Selbstbau Projekte und kleinere Basteleien vorgestellt und News aus der Roboterwelt kommentiert.

Euer Robotfreak