Aufbau:

Der Ardubot ist modular aufgebaut. Alle Module werden nur einfach aufeinander gesteckt oder verschraubt. Die Verbindungen zwischen den Modulen sind mit Drähten bzw. Kabel steckbar ausgeführt. Auf dem Trägerplatine bzw. dem Seeeduino  sind alle Steckverbinder angebracht die zum Verbinden der Module benötigt werden. Durch diese flexible Verkabelung lassen sich leicht unterschiedliche Varianten zum Anschluß der Hardware mit dem Arduino ausprobieren.

Die bisher vorhandenen  Module sind im einzelnen:

• Trägerboard mit Motor Treiber, Motoren, Radencoder
• Prozessor Modul
• I²C LCD Modul
• Liniensensor

Als Erweiterungen sind geplant bzw. befinden sich im Bau:

• Asuro Erweiterungs Modul.  Ermöglicht das Anschließen von Asuro Erweiterungen wie SnakeVision,  US Sensor.
• Sensor Modul für verschiedene Ultraschall bzw Infrarot Entfernungssensoren, Lichtsensoren
• Gyro/Acceleration Board um den Ardubot auf  den Hinterrädern balancieren zu lassen
• Funk Kamera Modul mit Schwenk/ Neige Servo
• Bluetooth oder ein anderes drahtloses Kommunikations Modul

Trägerboard:

Das Ardubot PCB ist das Trägerboard für den Ardubot. Wie beim Asuro bildet die Platine zugleich das Chassis für den Roboters. Die Ardubot Platine besteht aus:

• Lochrasterflächen und Strom Versorgungs Reihen,
• einem Arduino konformen Steckplatz und Bohrungen,
• Bohrungen für die Motor Halterungen und das Bugrad
• Anschluß für Batterie und Schalter
• der Anschluß für den L293D  Motor Halter und die Motoren

Leider ist einiges nicht so verdrahtet, wie ich mir das gewünscht hätte. Im Nachhinein hätte ich auch gleich eine fertige doppelseitig kontaktierte Lochraster Platine verwenden können. Folgende Änderungen wurden deshalb an der Ardubot Platine vorgenommen:

• Motor Controller Eingänge von den Arduino Steckplatz durchtrennt und auf eine eigene Buchsenleiste geführt
• Enable Pins des Motor Controller waren mit VCC verbunden. Durchtrennt und ebenfalls auf die Buchsenleiste geführt
• Die beiden Reihen für  Batteriespannung und GND getauscht. Damit sich Sensoren oder Servos mit 3pol Standard Anschlüssen anschließen lassen
• alle Arduino Pins sind nochmals vorne an den Seiten auf Stiftleisten geführt

Trotz aller Umbauten ist die Ardubot Platine immer noch nicht perfekt.

• Durch die verwendeten größeren Räder kann man den USB Stecker am Arduino nicht mehr anstecken, ohne das er am Rad schleift.
• Ich hätte gerne auch das Seeeduino Mega Board ausprobiert. Von den Abmessungen kaum größer als das Seeeduino V328 aber die Steckverbinder sind leider etwas versetzt. Darum paßt es nicht. Auf einem etwas größeren Board (Standard EuoPlatine 100x160mm) müßte es gehen oder mit längeren Steckverbindern.
• Dadurch, dass das Arduino Baord mit den Steckverbindern nach unten auf die Ardubot Platine gesteckt wird, kann man kein Standard Arduino Shield verwenden. Außer es ist ein Shield mit ‘stackable Headers’.

Ardubot Unterseite:

Die Unterseite der Ardubot Platine enthält eine Menge an zusätzlichen Drähten und Bauteilen. Neben dem L293D Motor Controller, einem weiteremPCF8574 Port Expander für den Liniensensor auch ein 74AC14 Hex Inverter C. Derzeit werden 2 Inverter für die Motor Steuerung verwendet, was 2 Arduino IOs einspart.

Dieses Bild mit Notizen auf Flickr anschauen.

Ardubot Oberseite:

Auf der Oberseite sieht man neben den neu verdrahteten Verbindungen eine Menge an SMD Widerständen. Da alles so flexibel wie möglich sein soll, sind alle Eingänge der Chips mit Pulldown Widerständen versehen. Zudem sind alle Ein-und Ausgänge auf die unten zu sehenden Front Steckverbinder geführt. So kann relativ schnell die Hardware neu verdrahtet werden ohne zum Lötkolben greifen zu müssen.

Dieses Bild mit Notizen auf Flickr anschauen.

Quadratur Encoder:

Das folgende Bild zeigt ein Pololu Rad mit dem Quadratur Encoder. Über 2 Trimmer kann man die beiden Ausgangssignale anpassen, damit diese ein perfektes Rechteck Signal und ein 90° phasenverschobenes Signal ausgeben.

Prozessor Modul:

Als Gehirn für den Ardubot kommt ein Seeeduino V328 Board zum Einsatz. Ein Arduino Duemilanove clone. Das Seeeduino wurde von mir nicht nur wegen der zum Trägerboard passenden Farbe ausgewählt. Es hat zudem einige wichtige Vorzüge gegenüber dem Duemilanove:

• 2 extra A/D pins
• seperate Anschlüsse  für I²C und UART
• separate Arduino IOs auf der Rückseite mit Lochraster konformen Abmessungen
• Arbeitet mit 5V oder 3,3V (über Schalter umschaltbar)
• Auto oder Manueller Reset (über Schalter umschaltbar)

Dieses Bild mit Notizen auf Flickr anschauen.

I²C LCD Modul:

Das LCD Module ist ein DOGM 163 3×16 Zeichen Display von lcd-module.de. Es kann im 8-bit, 4-bit und SPI Mode betrieben werden. Aufgrund der Limitierung der Arduino IOs wird das LCD im 4-Bit Mode über einen I²C Port Expander betrieben. Die Standard LiquidCrystal Arduino Bibliothek wurde entsprechend angepasst. Über Jumper und einen separaten Steckverbinder kann man das Modul auch im SPI Mode betrieben. Über die hinteren Steckverbinder ist auch ein 4-Bit Betrieb möglich. I2C ist natürlich aufgrund des Bussystems natürlich die Methode die die wenigsten Pins benötigt, allerdings auch sehr langsam (100µs pro Zeichen bei 100kHz I2C Bustakt).

Dieses Bild mit Notizen auf Flickr anschauen.

Erster Test, schreibe ‘LMR’:

Der erste Test für den Ardubot gilt den Rad Encodern. Diese sind zwar mit einer Auflösung von 48 Impulsen pro Rad Umdrehung nicht sehr exakt. Um einfache Figuren zu zeichnen, sollte es aber allemal reichen. Bei letsmakerobots gibt es schon seit einiger Zeit einen Wettbewerb, in dem es darum geht, die Buchstaben ‘LMR’, die Abkürzung für letsmakerobots, mit einem Roboter darzustellen. Das ist doch schon mal eine echte Herausforderung.

Als fauler Programmieren baut man natürlich auf etwas, was man schon kennt. In diesem Fall den Asuro und die Asuro Library. Der Asuro hat ja auch Radencoder mit einer ähnlichen Auflösung und in der Asuro Lib gibt es die passenden Funktionen für Go und Turn zum Fahren unter Zuhilfenahme der Radencoder. Die beiden Funtkionen bzw. die aktuelle GoTurn Funktion ist schnell für den Ardubot in ein Arduino Sketch umgewandelt. Aber irgendwie funktioniert das ganze noch nicht so richtig. Es ist scheinbar egal ob ich die Korrektur der Geschwindigkeit durch Vergleich von linkem und rechtem Encoder drinhabe oder nicht. Es kommt fast immer zu einer leichten Abweichung. Wenn ich die Korrektur weglasse, sieht das Ergebnis genauso aus. Da steckt noch irgendwie der Wurm drin. Trotzdem bin ich mit dem ersten Ergebnis soweit zufrieden.

Hier gibt es das Video zu diesem ersten Test.

Wie man beim letzten Buchstaben dem ‘R’ sehen kann ist der Halbkreis doch sehr klein geworden. Das liegt diesmal aber nicht an der Software, sondern an der Hardware. Die Räder bewegen sich erst ab einem PWM Wert von ca. 80. Unter 80 geben die Motoren nur pfeifende Geräusche vonn sich. wenn sich die Räder dann drehen, schafft man es einfach nicht mehr engere Kurven zu fahren. Der Kreis wird gleich zu groß (ca 30cm) wenn sich das innere Rad zu drehen beginnt oder zu klein, wenn es stehen bleibt (ca 9cm). Für den perfekten Halbkreis wären aber 15cm richtig.

Des weitern erkennt man in dem Video, das der Stift bei jeder Drehung einen kleinen Bogen beschreibt. Ist natürlich logisch, da der Stift ja versetzt von der Drehachse des Roboters angebracht ist. Abhilfe könnte hier ein Servo schaffen, der den Stift auf Kommando absetzt oder anhebt. Zudem müßte man dann mit dem Roboter vor jeder Drehung:

• den Stift anheben
• ein kleines Stück zurückfahren
• drehen
• wieder ein kleines Stück vorfahren
• Stift absenken

Daran bastele ich gerade als nächstes.

Weitere Tests:

Für die Zukunft sind weitere Test geplant:

• Zeichnen mit Stift und Servo
• Liniensensor Test
• Enrfernungs Sensoren testen
• IR Fernbedienung
• Balancieren auf den Hinterrädern

Weblinks

• Ardubot Flickr Album

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

LMR DAGU Mr. Basic Wettbewerb:

Das Chassis von Mr. Red Adair ist das Mr. Basic Chassis der chinesischen Firma DAGU / AREXX. DAGU / AREXX ist auch Hersteller der Asuro Bausätze und hat für letsmakerobots (LMR) eine Sonder Edition von 50 Mr. Basic Chassis für den Wettbewerb zur Verfügung gestellt. Für einen Unkostenbeitrag von 22US$ konnte jedes LMR Mitglied einen der Bausätze erwerben und am Wettbewerb teilnehmen. Regeln gab es keine besonderen. Man musste lediglich den kompletten Bausatz (mit Ausnahme der Aufbauten wie z.B. der Leerplatine und dem Batteriefach) verwenden. Prämiert wurden die ersten 3 Roboter Modelle mit den meisten User Stimmen. Der Wettbewerb endete am 5. Juli 2009. Mit etwas Glück landete Mr. Red Adair unter den ersten Drei und erhielt ein Preisgeld von 100US$.

Aufbau

Mr. Red Adair besteht aus dem Mr. Basic Chassis mit seinem 4-Rad Antrieb. 2 DC Motoren mit angeschlossenem Getriebe und den Antriebsachsen bilden einem gewöhnlichen differentiellem Roboter Antrieb. Nach anfänglichen Schwierigkeiten mit falsch gelieferten Achsen läuft das ganze nun doch noch rund. Die Schrauben müssen allerdings regelmäßig nachgezogen werden oder besser gleich mit Sekundenkleber fixiert werden.

Steuerung

Als Gehirn kommt ein Atmel ATmega328 mit Arduino Bootloader zum Einsatz. Der Controller wurde einfach auf Lochraster aufgebaut, mit den üblichen Steckverbindern für Sensoren/Aktoren (3polig, Signal, VCC, GND) für alle IOs, FTDI USB-UART Kabel (6polig), Reset Taster und einem 16MHz Quartz bestückt. Damit ist er unter der Arduino Oberfläche als normales Arduino Duemilanove Board ohne Änderungen ansprechbar. Aufgrund des USB-UART Anschlusses und dem bereits eingebrannten Bootloader kann der obligatorische ISP Steckverbinder entfallen.

Sensoren

Als Sensoren kommt zum neben einem Maxbotix EZ1 Ultraschall Entfernungsmesser nur noch eine Wii IR Camera als Flammendetektor zum Einsatz. Die Wii IR Camera wurde aus einer Original Wii Remote ausgelötet und zusammen mit einigen anderen Bauteilen auf Lochraster aufgebaut. Dank an U. Jürss vom CC2 für die Schaltung. Die Wii IR Camera verfügt über ein I2C Interface und kann so recht einfach vom Arduino Controller ausgelesen werden. Nach Senden der Initialisierungs Sequenz kann man die Koordinaten (X, Y) und die Intensität von bis zu 4 Infrarot Quellen auslesen. Die Koordinaten umfassen 1024×1024 Punkte, der Erfassungsbereich beträgt etwa 1-2m für eine Kerze in einem horizontalen Winkel von ca 40°. Die Intensität der IR Quelle kann in 15 Stufen erfasst werden, daraus lässt sich in Grenzen auf die Entfernung zum Objekt schließen. Ansonsten dient der EZ1 zum Erkennen der Entfernung zum Objekt.

Der Wii IR Sensor mit externer Beschaltung auf Lochraster. Wichtig ist, den Sensor mit dem IR Filter zu betreiben, jene schwarze Kunststoffsscheibe, die sich vor dem Sensor im Wii Remote Gehäuse befindet.

Aktoren

Da die Mabuchi RE-260 Motoren nur mit max. 4.5 V betrieben werden, aber gerne bis zu 2A ziehen, sind Motor Treiber mit besonderen Anforderungen gefragt. Zwar wäre es nach Reglement möglich mehr Batterien (z.B. 6xAA) zu verwenden und die Motoren über PWM zu regeln (ohne 100% Ansteuerung). Ich entschied mich für den Pololu LVDSMC Low Voltage Serial Dual Motor Controller (LVSDMC) und komme dafür mit dem Original 3xAA Batteriepack aus. Allerdings war noch eine 9V Block Batterie für die Elektronik (5V geregelt) und den Blower Motor (9V ungeregelt) notwendig. Der Blower Motor ist vorne am Chassis mit einem Alu Winkel befestigt und wird einfach über einen N-FET ein- und ausgeschaltet. Eine Motorbrücke ist hier nicht notwendig, da er immer nur in dieselbe Richtung läuft. Zum Einsatz kommt hier ein Motor, den ich aus einem defekten Haar Trockner ausgebaut hatte. Ohne zu wissen, das dieser Motor auch mit Gleichstrom läuft hatte ich ihn mal testweise an eine Batterie geklemmt und er lief. So konnte dann auch gleich der Propeller ohne Änderung mit übernommen werden. Mit t 9V lief der Motor flott genug um eine Kerze oder ein Teelicht auszublasen. Dabei zieht er zwar ca. 500mA, aber er läuft ja nur kurze Zeit.

Der Pololu Low Voltage Dual Serial Motor Controller (LVDSMC) benötigt nur zwei Prozessor Pin und einige wenige externe Bauteile. Ein paar Abblock Kondensatoren (100µF und 100nF) und ganz wichtig ein Pullup Widerstand von 1..1.5kOhm an der Reset Leitung. Über den Reset Pin kann der Motor Controller zurückgesetzt werden, der andere Pin ist für die Kommunikation zuständig. Ein simples serielles Protokoll, mit einer Soft-UART auf dem Arduino Prozessor simuliert, reicht aus. So bleibt die normale UART für Debug Ausgaben frei.

Videos

Das erste Video zeigt den Test der Einzelkomponenten.

Das zweite Video zeigt den finalen Test.

Weblinks:

• Mr. Red Adair Artikel auf LMR
• Wii IR Camera als Standalone Sensor

• 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?

Einige mögliche Anwendungsbeispiele hierzu:

• Datalogger. Beschleunigungswerte über einen Zeitraum erfassen und in einem I2C EEPROM ablegen, z.B. damitr eine Autofahrt aufzeichnen.
• Pan-Tilt Kamera Steuerung. Eine Kamera auf Servos montiert über den Nunchuk steuern.
• RC Modell Fernsteuerung. Zusammen mit einem RC-Sender könnte man RC-Autos, Roboter und Flugmodelle steuern

usw.

Was wird benötigt:

• WII Nunchuk 19€
• Ein Nunchuk Adapter 5$ oder DIY selber machen, oder einfach den Stecker abschneiden
• ATM-18-Modul oder Nachbau, es geht auch mit einem Arduino Board
• LCD Modul zur Anzeige, alternativ UART Verbindung

Optional, (aber sehr zu empfehlen):

• 3,3V Spannungsregler
• bidirektionaler Levelshifter 3,3V/5V für I2C Leitungen

Der Nunchuk wird mit 3,3V betrieben. Es funktioniert zwar anscheinend auch mit 5V, ist auf Dauer aber sicher nicht gut.
Zwar verträgt der im Nunchuk eingebaute Controller 5V, nicht aber der 3-Achsen-Beschleunigungssensor, der ist nur für max. 3,6V ausgelegt.

Zur Verdeutlichung einige Bilder von meinem Versuchsaufbau.

Der gesamte Probeaufbau mit ATM18-Modul, Wii-Nunchuk, Levelshifter und 3,3V Stromversorgung auf Steckbrett, STK500.

Das LCD-Modul mit Wii-Nunchuk Parametern.

• JOY zeigt den Joystick Wert an
• ACC zeigt die 3-Achsen Beschleunigswerte an
• BTN zeigt den Status der beiden Tasten C und Z an

Kabelsalat. Der I2C Levelshifter und die 3,3V Stromversorgung auf dem Steckbrett.

Wii-Nunchuk Adapter

Der Wii-Nunchuk Adapter führt Stromversorgungs und I2C Anschlüsse auf Stiftleiste heraus.

• Erfinder: http://todbot.com/blog
• Bezugsquelle: FunGizmos

DIY Wii-Nunchuk Adapter aus einem alten Floppy Adapter. Man kann sich auch aus dem Steckverbinder einer alten ISA Karte einen Nunchuk-Adapter basteln.

Schaltpläne:

3,3V Stromversorgung

Der WII-Nunchuk Levelshifter Schaltplan.
Setzt die 5V Signale vom ATM-18 Modul in 3,3V Pegel für den WII-Nunchuk um. Das ganze funktioniert bidirektional nach einer Application Note von Philips.
AN10441_1.pdf

Die komplette Fotoserie mit höher aufgelösten Fotos gibt es bei Flickr

Die Software für das ATM-18 Modul und weitere Informationen findet man im CC2 Forum.

Weblinks

• Elektor
• CC2 (ComputerClub 2)
• www.windmeadow.com
• http://todbot.com/blog
• FunGizmos
• Flickr
• CC2 Forum

Da die Module für 3,3V Versorgungsspannung ausgelegt sind benötigt man für den Anschluß an ein 5V System neben einem 3,3V Spannungsregler noch 2 Pegelwandler (Level Shifter) für die UART Signale. Zudem will man sicher nicht auf eine Statusanzeige mittels LEDs verzichten. Der Preis für ein Modul liegt trotzdem alles in allem bei ca. 20€.

Die Schaltung

Die Schaltung des Bluetooth Moduls ist für den Betrieb an einem 5V System ausgelegt. Als Spannungsregler kommt ein regelbarer LM317L zum Einsatz. Ebenso könnte ein 3,3V Festspannungsregler wie z.B. der LF33CV verwendet werden.

Pegelwandler

Ein Pegelwandler (englisch Level Shifter) dient dazu, Signalpegel unterschiedlicher Spannungspegel anzupassen. Ein typischer Vertreter für einen Pegelwandler ist z.B. ein RS232 Wandler. Dieser wandelt die 12V Pegel einer RS232 Schnittstelle in 5V TTL Pegel um.
Die Pegelwandler für unser Bluetooth Modul werden aus je 2 NPN Transistoren und ein paar Widerständen gebildet. Theoretisch könnte man den 3,3V nach 5V Level shifter auch weglassen, da die 3,3V Pegel normalerweise als HIGH Pegel erkannt werden. Ebenso ließe sich der 5V nach 3,3V Level shifter durch einen Spannungsteiler, der nur aus 2 Widerständen besteht ersetzen. Aber lieber gehe ich hier auf Nummer Sicher.

Externe Antenne

Beide Module besitzen keine Antenne. Was aber nicht weiter schlimm ist, ein Stück Draht tut es ebenso gut. Man erzielt damit eventuell sogar eine höhere Reichweite, als mit einer Keramik Antenne. Im speziellen wird eine sogenannte Lambda/4 Antenne benötigt. Die Länge einer Lambda/4 Antenne entspricht einem Viertel der Sendefrequenz, bei Bluetooth (2,4GHz) ergibt das eine Länge von 31mm.

Adapter Board

Zunächst wird das BTM-222 Modul auf das Standard Raster von 2,54mm gebracht. Dazu wird das Modul mit Heißkleber mittig auf ein Stück Lochrasterplatine der Größe 40 x 25mm geklebt. Doppelseitiges Punktraster ist hierzu ideal. Die für den Betrieb notwendigen Kontakte werden auf 2 9-polige Stiftleisten geführt. Davon werden insgesamt aber nur 7 Kontakte benötigt. Als Hauptproblem stellte sich hier heraus, geeignete Drähte zu finden um das Modul zu verdrahten. Der dünnste, mir zur Verfügung stehende Silberdraht mit 0,4mm Durchmesser, war hier immer noch zu dick. Nach einigem Ausprobieren war der geeignete “Draht” gefunden. Die Einzel Kupferlitzen aus einen Stück flexiblen Elektrokabel ließen sich problemlos an die Winz-Kontakte des Moduls anlöten. Lediglich für die Masseverbindung wurde Standard Litze mit 0,6mm verwendet. Die Abblockkondensatoren wurden ebenfalls mit auf diese Adapterplatine gelötet. So ließe sich das Modul schon komplett in einem 3,3 System integrieren. Für 5V System fehlen aber noch ein paar Kleinigkeiten.

Inbetriebnahme

Bluetooth Profile

Der Datenaustauch über Bluetooth erfolgt über sogenannte Profile. Beim Verbinden tauschen die Geräte ihre Profil Informationen aus und einigen sich dabei über das verwendete Profil
Beide BTM Module (BTM-112 und BTM-222) unterstützen das SPP Profil (Serial Port Protocol). Damit ist die Ansteuerung sowohl von PC Seite als auch von Mikrocontroller Seite besonders einfach. Von der PC Seite (Bluetooth) verhält sich das Gerät wie eine COM Schnittstelle. Von Mikrocontroller Seite (Seriell) werden nur die UART Signale RXD und TXD benötigt. Das ganze bezeichnet man auch “Kabelersatzlösung”. Das heißt die Anwender Software und auch die angeschlossene Mikrocontroller Hardware merkt nichts davon, alles verhält sich wie eine normale drahtgebundene serielle Verbindung.

Probeaufbau auf Steckbrett

Durch die Stiftleisten kann man Bluetooth Modul einfach auf ein Steckbrett stecken um dort die restliche Schaltung für die 5V Logik aufzubauen und zu testen. Dazu gehören die 3,3V Spannungsversorgung ein paar Status LEDs und die beiden Levelshifter.

Erste Versuche

Die ersten Versuche mit dem Probeaufbau bestanden nur aus dem Modul und ein paar Status LEDs an den Ports PIO5..7 mit einem 3,3V Labornetzteil. Damit läßt sich schon mal die Stromaufnahme testen. Nach Anlegen der Spannung flossen 50mA duch die Schaltung. Die LED an PIO5 blinkte 2x kurz zusammen mit der LED an PIO7. Danach blinkte nur noch die LED an PIO7 2mal pro Sekunde. Das schaute schon mal nicht schlecht aus. Auch unter der Bluetooth Umgebung auf dem PC war ein unbekanntes Gerät zu finden. Eine Verbindung liess sich allerdings nicht aufbauen. Das ist am Anfang nämlich nur direkt über die serielle Schnittstelle möglich.

1. serielle Verbindung

Für die Konfiguration des Bluetooth Moduls wird einmalig ein serielle Verbindung zum PC über einen RS232 Adapter oder einen USB-UART Wandler benötigt. Der RS232 Wnadler setzt die UART TTL Pegel (0V..5V) in RS232 Pegel (+12V..-12V) um. Ein USB-UART Wandler ist bei modernen PCs notwendig, die über keine RS232 Schnittstelle verfügen. Achtung es muß ein USB-UART Wandler mit UART TTL Pegel sein. Die üblichen USB-RS232 Wandler arbeiten auf der seriellen Schnittstelle wieder mit RS232 Pegel, wozu dann zusätzlich auf der Bluetooth Modul wiederum ein RS232-TTL Wandler notwendig wäre.
Der unten abgebildete selbstgebaute RS232-UART Wandler besteht aus einem MAX202 Chip und 4 Kondensatoren.

Im Terminalprogramm sind folgende Einstellungen der seriellen Schnittstelle vorzunehmen:
"19200 Baud, 8 Datenbits, no Parity, 1 Stop Bit, Handshake kein oder Hardware"
Nach dem Anlegen der Versorgungsspannung reagiert das Modul auf AT-Befehle, die man vom Terminalprogramm aus eingibt. Auf ‘AT’ antwortet das Modul mit ‘OK’. Den kompletten Befehlssatz findet man im Datenblatt. Einige Befehle funktioneren nur im Master Mode. Da unser Modul als Slave arbeitet, gibt es bei der Eingabe entsprechender Befehle eine Fehlermeldung ‘ERROR’. Auf den Befehl ‘ATB?’ antwortet das Modul mit seiner Bluetooth Adresse. ‘ATI?’ liefert die Firmware Version (‘v4.19′ bei meinem Modul).
Letztendlich genügt der Befehl ‘ATH0′, damit das Modul eine Verbindungsaufnahme über Bluetooth ermöglicht. Ein spezielles Pairing mit Eingabe von Pin Code o.ä. ist nicht notwendig.
Korrektur vom 02.07.2008: Die Eingabe des Befehls ‘ATH0′ ist nicht notwendig. Das Modul funktioniert schon mit den Werkseinstellungen richtig. Falls es Probleme geben sollte, genügt es einen Werks Reset auszuführen mit ‘ATZ0′.

1. Bluetooth Verbindung

Jetzt wird es Zeit eine erste Verbindung über Bluetooth herzustellen. Beim Anlegen der Spannung an das Modul fällt mir auf, das die Stromaufnahme jetzt sehr schwankt (zwischen 20..70mA im Sekundenrythmus). Aber kein Grund zur Sorge, das ist alles normal. Wen man nun unter der Bluetooth Umgebung auf dem PC auf den ‘Serial Adaptor Dev B’ doppelklickt, bekommt eine Verbindung, und man erhält die COM Nummer, unter der man das Modul unter Bluettoth erreicht (COM3 in meinem Fall). Diese COM Nummer gibt man im Terminalprogramm an, die anderen Parameter wie Baudrate sind dieselben wie oben beschrieben. Bei erfolgreicher Verbindung geht die Stromaufnahme auf 20mA zurück und die grüne Status LED zeigt jetzt Dauerleuchten. Drückt man nun eine Taste im Terminalprogramm leuchtet dazu die rote Traffic LED. Perfekt, so macht das Spaß.
Für zukünftige Verbindungen reicht es aus, das Terminalprogramm zu starten. Die Verbindung steht dann binnen 2-3 Sekunden.

Trägerboard

Nun geht es daran, die Schaltung vom Probeaufbau auf eie Lochraster Platine zu bringen. Damit das komplette Modul nicht zu groß wird, entscheide ich mich für eine Sandwich Konstruktion. Die meißten Bauteile sitzen dann unter dem Adapterboard. Viel Platz ist nicht, aber mit Hochkant Stellen der meisten Widerstände klappt es ohne Probleme, alles unterzubringen. Man muß allerdings darauf achten, dass die Bauteile nicht zu hoch ragen, sonst könnte es Kurzschlüsse mit dem Adapterboard geben. Die Steckerbelegung des 6poligen Steckverbinders entspricht der Belegung meines BlueSmiRF bzw. RS232 Moduls. So kann ich die Module beliebig untereinander tauschen.

Das Trägerboard Bauteilseite:

Das Trägerboard Lötseite:

Trägerboard Layoutplan Bauteilseite:

Trägerboard Layoutplan Lötseite:

Das fertige Modul

Geschafft, so sieht das fertige Modul aus. Vor dem Aufstecken sollte man unbedingt das Trägerboard durchmessen und erst mal alleine testen. Das heißt Stromaufahme messen, Spannungen überprüfen. Die 3,3V Spannungsversorgung muß erst über den Poti abgeglichen werden. Erst dann sollte man das Modul stecken. Wie schon beim Probeaufbau sollte beim Spannung anlegen erst beide LEDs kurz blinken, danach nur noch zyklisch die grüne LED.

Stückliste


1 LM317LZ regelbarer Spannungsregler, IC1
1 Bluetooth Modul BTM-222, IC2
4 Transistoren NPN BC547 o. ä., T1..T4
1 LED rot, low current 2mA, D1
1 LED grün low current 2mA, D2
1 Diode 1N4002, D3
4 Folien Kondensatoren 100nF, C1..C4
8 Widerstände 1k, R1..R8
1 Widerstand 220, R9
1 Trimmer 5k, R10
2 Steckerleisten gerade, 2,54mm 9polig
1 Steckerleiste gewinkelt, 2,54mm 6polig
2 Buchsenleisten gerade, 2,54mm 9polig
1 Stück Lochraster doppelseitig Punktraster, 25x40mm
1 Stück Lochraster einseitig Punktraster, 30x53mm
Silberdraht, 0,4mm
isolierter Schaltdraht, starr, rot, gelb, schwarz 0,4mm
Kupferlitze aus flexiblem Elektrokabel

Thats all folks!

Bezugsquellen

• www.it-wns.de
• www.lynx-dev.com
• www.tme.pl
• CSD-Electronics

Weblinks

• AVR Blue Remote – Eine Bluetooth Funkkfernsteuerung für PDAs und Smartphones
• www.microcontroller.net – Bluetooth Artikel
• www.microcontroller.net Forum – Bluetoothmodul BTM-222
• www.roboternetz.de Forum – BTM-222 Bluetooth Modul
• BTM-222 Datenblatt
• www.flickr.com – mein Flickr Bluetooth Album

Wer hatte noch nicht das Problem. Ein Klick an der falschen Stelle beim Setzen der Fusebits und schon hat man einen AVR Prozessor auf externen Takt gestellt, obwohl man eigentlich externen Quarz gemeint hatte. Damit hat man sich vom Prozessor ausgesperrt. Um so einen AVR wieder zu beleben benötigt man eine HV-Programmer, wie z.B. das STK500 oder den AVR Preserver.
Die Schaltung ist sehr einfach gehalten. Benötigt wird ein Quarz Oszillator (Frequenz ist fast egal, sollte zwischen 1..4 MHz liegen. Ich habe gleich einen 14poligen IC Sockel spendiert, so kann ich bei Bedarf auch den Quarz Oszillator tauschen. Der 10polige Wannenstecker hat die Standard Belegung der STK200/Kanda ISP Schnittstelle, und kann so einfach mit einer zusätzlichen 10poligen Buchse, sie auf das ISP Kabel gecrimpt wird, mit Spannung aus dem ISP Dongle mitversorgt werden.
Die Pinbelegung der Quarz Oszillatoren ist eigentlich immer dieselbe und entspricht vom Layout her einem IC. Im Bild oben wird ein quadratischer Quarz Oszillator verwendet, andere Bauformen sind oftmals rechteckig wie ein 14poliger IC. Pin1 ist immer mit einem Punkt gekennzeichnet (unten links). Die Zählweise der Pins ist wie bei ICs üblich von unten links (Pin1) bis unten rechts (Pin7) dann oben rechts (Pin8) bis oben links (Pin14).

Die Zahlen in Klammern gelten für den quadratischen Quarz Oszillator der im 14poligen IC Sockel steckt. Auf der Platine werden deshalb die Pins 4..7 untereinander verbunden und ebenso die Pins 8..12.

Schaltplan

Board Layout

Board 3-D Ansicht

Weblinks

Erste Versuche

Die ersten Versuche mit einem geclonten Arduino Diecimila Bootloader verliefen schon mal vielversprechend. Mit
Ein paar Änderungen in der Board Beschreibungsdatei hat man ein neues Board dazugefügt und dieses taucht nach dem Start der Arduino Oberfläche unter Tools | Boards aus.

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atmega168.name=Arduino Asuro w/ ATmega168
atmega168.upload.protocol=stk500
atmega168.upload.maximum_size=14336
atmega168.upload.speed=9600
atmega168.bootloader.low_fuses=0xff
atmega168.bootloader.high_fuses=0xdd
atmega168.bootloader.extended_fuses=0x00
atmega168.bootloader.path=atmega168asuro
atmega168.bootloader.file=ATmegaBOOT_168_asuro.hex
atmega168.bootloader.unlock_bits=0x3F
atmega168.bootloader.lock_bits=0x0F
atmega168.build.mcu=atmega168
atmega168.build.f_cpu=8000000L
atmega168.build.core=arduino

Nach einstellen der Schnittstelle wird der Asuro auch gleich erkannt und das Beispiel Sketch kann übersetzt und geladen werden.
Allerdings zeigte sich dabei der Effekt das beim Flashen bzw. beim Einschalten oder Reset des Asuros der rechte Motor für ca. 10sek los läuft. Das ist natürlich unschön und liegt am Original Arduino Bootloader. Dort wird PB5 als Port für die Status LED verwendet. Beim Asuro ist dieser Port mit dem rechten Motor verbunden. Autsch!!

Bootloader anpassen

Da der Quellcode für den Bootloader als Open Source zur Verfügung steht, ist das Ändern der Status LED kein Problem. Allerdings blieb auch nach Änderung die recht lange Wartezeit von 10sek bis das Anwenderprogramm gestartet wird. Nach ein paar Internet Recherchen war auch für dieses Problem eine Lösung in Form des ADABOOT Bootloader gefunden. Dieser Bootloader bietet einige Vorteile gegenüber dem Arduino Bootloader. Damit bin ich erst mal glücklich.

Allerdings klappt die Übertragung bisher nur über RS232. Bei Bluetooth Anbindung gibt es keine Verbindung zwischen der Arduino IDE und dem Asuro.  Man kann zwar in der Bluetooth Umgebung die Verbindung manuell herstellen, dann klappt immerhin die Verbindung im Terminalmode. Versucht man aber ein Sketch zu laden, bricht die Verbindung wieder ab. Mit Hyper Terminal gibt es keine Probleme unter Bluetooth. Schade, aber man kann wohl nicht alles haben. Allerdings besteht noch Hoffnung. Auf der Chip45 Homepage, gibt es den Ur-Bootloader für die Arduino Boards. Dort gibt es auch ein kleines Tool zum Flashen von Programmen über den Bootloader. Dies ließe sich vielleicht anpassen, damit das Flashen auch unter Bluetooth funktioniert. Ein nettes Feature der Arduino Bootloader ist der automatische Reset des Boards, wenn ein neues Programm geflasht werden soll. Dazu muss lediglich ein 100nF Kondensator zwischen Reset Leitung und DTR Steuerleitung gelötet werden. Allerdings Führt das auch dazu, dass der Asuro einen Reset ausführt, wenn man die Arduino IDE, bzw. das Terminalprogramm startet.

Theoretisch ließe sich der Bootloader auch soweit anpassen, das er auch über die Standard Infrarot Schnittstelle des ASUROs funktioniert. Dazu müsste lediglich noch der 36kHz Timer für die Ansteuerung der IR-LED implementiert werden. Praktisch funktioniert das leider nicht. Die IR Übertragung ist leider zu fehlerträchtig.

Den Asuro Bootloader kann man sich bei Sourceforge herunterladen

Asurino – Eine Arduino Bibliothek für den Asuro

Aus dem bestehenden Sketch von Jakob Remin habe ich angefangen eine Arduino Bibliothek zu schreiben.
Der Name Asurino ist ein Kunstwort zusammengefügt aus den beiden Worten Asuro und Arduino. Bibliotheken für Arduino werden in C++ geschrieben. Das hört sich erst mal nach viel Arbeit an, ist aber nicht sonderlich schwer. Es gibt eine sehr gute Anleitung zum Schreiben von Bibliotheken. Man braucht auch nicht bei Null anfangen, da man natürlich die vorhandenen Arduino Funktionen alle verwenden kann. Außerdem kann man sich an bereits existierenden Bibliotheken orientieren.

Bisher ist die Bibliothek noch recht rudimentär und sicher auch nicht fehlerfrei. Wer möchte kann sich die derzeitige Arbeitsversion bei Sourceforge herunterladen.

Asuro Beispiel Sketche

Ein Beispiel Sketch für den Asuro sieht z.B. so aus. Durch das
#include "Asuro.h"
wird die Bibliothek eingebunden. Die Zeile
Asuro asuro = Asuro();
ist der Aufruf für den Konstruktor der Asuro Klasse. Die Setup Routine wird einmalig beim Start des Sketches ausgeführt und initialisiert lediglich die serielle Schnittstelle. Die Asuro spezifische Initialisierung passiert bereits im Konstruktor. Die loop Funktion wird dann zyklisch vom Hauptprogramm aufgerufen und durchlaufen. Das eigentliche Programm fragt die Tastsensoren ab. Falls eine Taste gedrückt wurde, wird der Tastenwert binär zum Terminalprogramm gesendet und die Status LED für eine Sekunde auf Rot gesetzt, dann wieder zurück auf Grün.

#include "Asuro.h"
Asuro asuro = Asuro();
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
  int Switches;
  /* front switch check */
  Switches = asuro.readSwitches();
  if (Switches)      /* Key pressed?
  {
    Serial.println("switches pressed");
    Serial.println(Switches, BIN);    /* send key value in binary */
    asuro.setStatusLED(RED);        /* status led red */
    delay(1000);                         /* wait 1sec */
  }
  asuro.setStatusLED(GREEN);      /* status led green */
}

Einen aktualisierten Artikel zu diesem Thema findet man im AsuroWiki.

Weblinks

• Arduino
• Arduino Playground
• Arduino and the Asuro Robot
• Asurino, an Arduino Library for the Asuro robot
• Sourceforge – Asurino, AsuroBoot Download
• Asurino Artikel im AsuroWiki

Geschafft! Nach langer Zeit hatte ich mal wieder etwas Zeit, mich um meinen kleinen Freund den ASURO zu kümmern. Rechtzeitig zu Weihnachten erhält dieser mal wieder eine Erweiterung. Diese besteht zurzeit aus einem RS232 bzw. Bluetooth Modul und einer ISP Schnittstelle. Der Clou bei der Sache ist, die Erweiterung wird nicht, wie das LCD-Modul oder die SnakeVision Erweiterung, von oben, sondern von unten aufgesteckt. D.h. man kann oben zusätzlich z.B. das LCD-Modul stecken. Zudem ist auf der Platine noch jede Menge Platz für weitere Features.

Durchführung

Durch die Erfahrungen, die ich mit dem ASURO Eval Board gemacht habe, war die Umsetzung nicht sehr schwierig. Dort war ja auch schon das RS232 Modul und das Bluetooth Modul sowie die ISP Schnittstelle vorhanden. Nur ist das ganze jetzt wesentlich kompakter, robuster und nicht so verbaut wie beim Eval Board.

Der ASURO muß allerdings etwas modifiziert werden, damit das ganze auch funktioniert. Wer es nachbauen möchte, sollte schon wissen, was er tut. Die Umbauten sind allerdings nicht so gravierend, dass man das Ganze nicht wieder zurückbauen könnte. Auch ist der einwandfreie Betrieb ohne die Erweiterungsplatine möglich. Es müssen lediglich 3 Jumper am Asuro gesetzt werden.

UART Schnittstelle

Die UART Schnittstelle am ASURO ist normalerweise über eine Infrarot Schnittstelle realisiert. Leider ist die Reichweite dieser Lösung nicht besonders (max. 50cm). Zudem wird auf PC Seite ebenfalls ein Infrarot Transceiver benötigt. Um die UART Schnittstelle zur Erweiterungs Platine zu führen, müssen die beiden Signale RX und TX vom Prozessor zur IR Schnittstelle durchtrennt werden. Zusätzlich werden die durchtrennten Signale von der IR Schnittstelle ebenfalls zur Erweiterungsplatine geführt. Zweckmäßigerweise werden alle Signal auf einen doppelreihigen Steckerleiste geführt. Die untere Reihe wird an die Prozessor Pins gelötet. an die obere Reihe kommen die Signale von der IR Schnittstelle. Da gleich neben den UART ins der RESET Pin hängt, wird dieser ebenfalls auf die insgesamt 2×3 poligen Steckerleiste geführt (gehört aber eigentlich zur ISP Schnittstelle). Da der RESET Pin direkt an der Versorgungsspannung hängt, wird diese Verbindung ebenfalls durchtrennt und die Versorgungsspannung an die obere Reihe geführt. So ist gewährleistet, das durch Stecken von 3 Jumpern auf die Steckerleiste, die original Funktion des ASUROs wiederhergestellt ist.

ISP Schnittstelle

Die ISP Schnittstelle ist beim Original ASURO Prozessor abgeschaltet und kann nur durch einen Chip Erase wieder eingeschaltet werden. Leider ist durch den Chip Erase aber auch der Bootloader weg. Deshalb sollte man Experimente mit der ISP Schnittstelle nur mit einem anderen Prozessor durchgeführt werden und der Original Prozessor gut aufgehoben werden. Zur ISP Schnittstelle gehört neben RESET, VErsorgungsspannung und Masse die 3 Prozessor Signale MISO, MOSI und SCK. Diese 3 Signale liegen beim Mega8 glücklicherweise direkt nebeneinander auf Pin 17,18 u. 19. So reicht eine 3polige abgewinkelte Steckerleiste aus, die an die entsprechenden Prozessor Pins gelötet werden. Leiterbahnen müssen keine aufgetrennt werden.

Verdrahtung

Auf dem ASURO müssen ingesamt 4 Leitungen nachverdrahtet werden. Dies sind:

Dazu kommt eine 6-polige Leitung zur UART Schnittstelle und die 3polige Leitung zur ISP Schnittstelle. Versorgungsspannung und Masse kommen von den Erweiterungs Steckverbindern, die ebenfalls zur Erweiterungsplatine führen.

Schaltplan

Für eine vergrößerte Darstellung auf das Bild klicken.

UART-Modul

Das RS232 Modul besteht aus einem normalen RS232 Pegelwandler Chip, hier ist das der MAX202. Die Steckerbelegung des 6poligen Steckbverbinders ist diesselbe wie beim Bluetooth Modul.

Der ASURO mit dem RS232 Modul. Mit den beiden grünen Jumper rechts neben dem RS232 Modul kann man zwischen RS232 und IR Schnittstellen Betrieb umschalten.

Schaltplan

Für eine vergrößerte Darstellung auf das Bild klicken.

Bluetooth Modul

Als Bluetooth Modul kommt das BlueSmiRF von Sparkfun zum Einsatz. Dies ist noch die Version 1.0. Neuere Module verwenden einen Bluegiga Transceiver.

Der Asuro mit dem Bluetooth Modul.

ISP Schnittstelle

Die ISP Schnittstelle benötigt keine weiteren Bauteile, lediglich der RESET Pin bekommt den üblichen 10kOhm Pullup Widerstand. Als ISP Steckverbinder wurde ein 10poliger Pfostensteckverbinder mit KANDA/STK200 Steckerbelegung verwendet. Rechts daneben befindet sich noch ein Kurzhubtaster als RESET Knopf.

Aussichten

Es fehlen derzeit noch die Liniensensoren. Diese werden dann, wie die Infrarot Schnittstelle, über Jumper steckbar sein. Geplant ist weiterhin eine I2C Porterweiterung mit ein paar IS471 als IR Kollisionsdetektoren. Auch ein I2C A/D Wandler wäre eine sinnvolle Erweiterung. Eventuell wäre auch ein Co-Prozessor (als I2C Slave) besser als die I2C Chips mal sehen.

Ansonsten wünsche ich meinen Lesern ein frohes Weihnachtsfest.

Einen aktualisierten Artikel zu diesem Thema findet man im AsuroWiki.

Einleitung

Der Name Arduino ist italienisch und bezieht sich nach offizieller Meinung auf Arduino von Ivrea (955-1015), der Markgraf von Ivrea und später König von Italien war. Nach inoffizieller Meinung ist der Name eher trivialer Natur, es ist einfach der Name einer hiesigen Studentenkneipe . Einiger der Arduino Entwickler arbeiten am Interaction Design Institute von Ivrea darunter Massimo Banzi und David Cuartielles.

Hardware

Die Arduino Hardware benutzt den Atmel AVR ATmega8/168 als Prozessor Plattform. Zur Kommunikation mit einem PC mit dem Arduino Board steht die serielle Schnittstelle des Atmel Prozessors zur Verfügung. Neuere Boards verfügen zudem über einen USB-Seriell Wandler, Bluetooth oder ZigBee Adapter.

Das Arduino Board kann man:

• fertig montiertes Board kaufen,
• gefertigte Platine, ohne Bauteile
• das Board komplett selbst aufbauen.

Folgende Fertigboards gibt es:

• Arduino Serial, der Ur-Vater mit RS232 Anbindung
• Arduino NG, (Nuova Generazione) mit USB Anbindung
• Arduino Diecimila, die neuste Generation mit USB Anbindung
• Arduino BT mit Bluetooth Anbindung
• Arduino Mini, 24poliger DIL Sockel ähnlich der BasicStamp

Zudem gibt es noch einige Arduino Clones:

• Freeduino Board, ein Arduino Clone
• Boarduino, ein Arduino für Steckbretter

Arduino Diecimila

Das Arduino Diecimila ist das neueste Arduino Board auf dem Markt. Der Name Diecimila ist italienisch und bedeuted übersetzt 10000. Das soll auf die Zahl von über 10000 bisher verkauften Arduino Boards hindeuten. Die wichigtste Neuerung des Diecimila Boards ist die Fähigkeit das laufende Programm über die Arduino IDE jederzeit abzubrechen und ein anderes Programm zu laden. Bei den anderen Boards mußte dazu immmer noch der Reset Schalter auf dem Board gedrückt werden. Für ältere Boards ist allerdings ein Hardware Patch verfügbar, der dieses Feature nachbildet.

Arduino-BT

Das Arduino Board mit Bluetooth Modem bluegiga WT11. Der Atmega168 Porzessor ist hier aus Platzgründen ein SMD Typ. Ansonsten ist das Arduino-BT bis auf den Stromversorgungsstecker Pin kompatibel zu anderen Arduino Boards. Bei diesem Board ist darauf zu achten, dass die externe Stromversorgung höchstens 5,5V betragen darf.

Software

Der Microcontroller auf dem Board wird mit Hilfe der Arduino Programmiersprache programmiert. Diese basiert auf Processing mit der Syntax von C, bzw. C++. Als Entwicklungsumgebung steht die auf Wiring basierende Arduino IDE zur Verfügung. Ein Arduino Projekt kann als Stand-Alone Lösung arbeiten oder auch PC gesteuert. Dazu gibt es fertige Bibliotheken zur Anbindung des Arduino Boards an Flash, Processing, MaxMSP…

Die Arduino API

Die Arduino API besteht aus einer Reihe von High-Level Funktionen, die den Zugriff auf die AVR Hardware vereinfachen.Über zusätzlichen Bibliotheken läßt sich die Funktionalität erweitern (z.B. I2C, Schrittmotoransteuerung etc.). Es gibt eine Fülle von Tutorials und Beispielprogramme für die Arduino Plattform. Im Arduino Playground kann jeder angemeldete User seine eigenen Projekte vorstellen.

Die Arduino IDE

Mit der Arduino IDE kann man neue Sketche erstellen oder Beispiel Sketche laden. Auf Knopfdruck wird das Sketch kompiliert und falls fehlerfrei direkt auf das Arduino Board geladen. Über das eingebaute Terminalprogramm kann man sich die Ausgaben des Arduino Boards ansehen. Hinter der schicken Oberfläche steckt die AVR-GCC Compiler Suite. Natürlich ist es auch möglich in die Sketche direkten AVR Code einzubinden.

Arduino Programmierung

Ein Arduino Programm im folgenden auch sketch genannt besteht im Grund aus den beiden Funktionen setup() und loop(). Beide Funktionen werden zur Laufzeit vom Arduino Core Programm aufgerufen. Die Funktion setup() wird einmalig beim Programmstart aufgerufen. Sie enthält den Code für die Initialisierung der Hardware. Die loop() Funktion wird anschließend zyklisch vom Arduino Core aufgerufen.

Hello World für Arduino

Das folgende sketch läßt eine LED am Digitalausgang 13 im Sekundentakt blinken.


int ledPin = 13;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(1000);
}

Arduino für Robotik

Arduino eignet sich durchaus für kleinere Roboter-Projekte. Beispiele hierfür sind der Wiimote controlled firefighting robot und die Portierung für den Asuro. Auch zur Prototypen Entwicklung ist es aufgrund der einfachen Programmierung sehr gut geeignet. Ich arbeite zur Zeit auch an einem Arduino Roboter, über den ich dann natürlich auch hier berichten werde.

Weblinks

Englisch

• Arduino Homepage
• Arduino Forum
• Arduino Playground
• http://www.freeduino.org/ – Arduino Index und FreeduinoBoard
• todbot blog >> Arduino
• todbot blog >> Spooky Arduino, Tutorials
• ITP – Physical computing
• tigue.net – Arduino/Wiring, Beispiele
• Jeff Gray Blog, Arduino Beispiele
• Arduino Sourcecode, SVN Repository
• Wiimote controlled firefighting robot
• http://wiring.org.co/
• http://www.processing.org/

Deutsch

• incom.org - Arduino Bauanleitung

Bezugsquellen

• Segor Elektronik