04.02.2013

Ab der Version 1.0.3 hat die Arduino Entwicklungsumtgebung die Möglichkeit für jede Funktion (Unterprogramm) ein eigenes File anzulegen. Dieses Feature hat sich (von mir unbemerkt) ab Version 1.0 eingeschlichen ! In unserem Kurs haben wir immer alle Programmteile (Hauptprogramm und Unterprogramme) in einem File untergebracht. Das führte, wie man am Beispiel des Roboters sehen konnte, zu langen Blättereien im Code. Bis man die richtige Funktion ganz hinten gefunden hatte, dauerte es schon sehr lange. Nun kann man jede Funktion in ein eigenes File legen und diese Funktionen durch Knopfdruck in die Entwicklungsumgeung holen.

In Bild 1 sieht man den Pfeil nach unten in der rechten oben Bildschirmgegend. Betätigt man den Pfeil, dann erscheint ein Menü (Bild 2), in dem man Tabs neu erstellen oder verwalten kann. tab sind weitere Files die im verzeichnis des Hauptprogramms (Sketch) erstellt werden. Wird kein Anhang an den Namen des Files angehängt, so wird das File als Programmfile betrachtet Bild 3) Wird ein .h angehängt, so wird das File als Header-File betrachtet und kann für allgemeine Konstanten und Deklarationen genutzt werden. Die Angelegten Files sind mit ihren Namen oben in einer Leiste zu finden und können auf Knopfdruck angezeigt werden.

3 Beipielfiles sind unten angehängt. Sie müssen in ein neues Verzeichnis ModulareEntw gespeichert werden und können dann mit der Arduino-IDE gelesen werden.

Es macht Sinn diese Möglichkeiten dazu zu nutzen, dass Programmteile, insbesondere solche, die häufig genutzt werden oder die unübersichtlich sind, in Funktionen (Unterprogramme) ausgelagert werden und im Hauptprogramm nur noch ein AUfruf der Funktion erscheint (Bild 4).

ergebnis = addit(hopsassa,trallala);

Dem Funktionsaufruf werden in den Klammer Werte übergeben (Übergabe-Parameter), mit denen die Funktion arbeiten soll. Das Ergebnis kann als Rückgabewert der Funktion in eine Variable gefüllt werden. Datentypen und Reihenfolge der Übergabe müssen natürlich der Funktionsdeklaration in der ersten Zeile der jeweiligen Tabs entsprechen.

Die Funktionen in den Tabs sind in der gleichen Form, wie setup() oder loop() aufgebaut (Bild 5). Die erste Zeile im Tab enthält die Deklaration der Funktion:

int addit(int operator1, int operator2)

Das erste int ist der Datentyp der Rückgabewertes. Was dort zurückgegeben wird, ist in der letzten Zeile im return-Befehl zu finden. Die beiden Variablen in der Klammer sind Variablen in die die Übertgabewerte nach Datentyp und in genau der Reihenfolge übergeben werden. Mit diesen (lokalen) Variablen arbeitet die Funktion.

Bei der Übergabe grosser Datenmengen (z.B. Arrays) ist ein Blick in ein C-Lehrbuch bzw. entsprechende Internet-Seiten sinnvoll.

An diesem Punkt muss über die Sichtbarkeit von Variablen (Scope) gesprochen werden:

• Lokale Variablen, sind solche, die innerhalb einer Funktion deklariert werden. Sie sind nur innerhalb der Funkltion bekannt und ihr Speicherraum im RAM wird nach Verlassen der Funktion während des Ablaufs durch andere Inhalte überschrieben. Dadurch wird knapper RAM-Speicherplatz eingespart.

• Globale Variablen sind im obersten Teil des Hauptprogramms (über setup()) deklariert. Alle Programmteile (auch Funktionen) können auf globale Variablen zugreifen. Dort sollten also Werte liegen, die unabhängig vom Programmablauf erhalten bleiben müssen.

Abschliessend sie Anmerkung von mir: die Vorgehensweise ist an die professionelle Entwicklungsweie angelehnt, ist jedoch bei Arduino von erfrischender Einfachheit...

Axel, DK4AQ

12.12.2012

Hallo, liebe Teilnehmer und Interessierte,

das war es für dieses Jahr. Wir hatten eine Kaffee-Runde letzten Donnerstag in einem Klassenraum der Freiherr-vom-Stein-Schule und haben ein wenig diskutiert wie man so einen Kurs es besser machen und wie es weiter gehen könnte.

Klar ist, das es weiter gehen soll nächstes Jahr. Es wird wieder einen Kurs auf dem gleichen Level geben, wir werden versuchen die Werbung noch mehr auf Kinder und Jugendliche zu konzentrieren.

Dem Wunsch eine Fortgeschrittenen-Kurs weiterzuführen kann ich nicht entsprechen, da meine persönlichen Zeit-Ressourcen das nicht hergeben.

Eine andere Lösung wäre, ca. alle 4-6 Wochen einen Samstag-Nachmittag als Themenschwerpunkt zu organisieren. Ein spezielles Thema (wie z.B. I2C-Bus) wird über unsere Page abgestimmt. Mehrere Leute beteiligen sich an der Vorbereitung:

- Theoretische Darstellung (z.B. Erläuterung des Bus-Protokolls und Timings)

- Fertiges Beispiel ( Mikrocontroller kommuniziert mit einem Baustein mit I2C-Schnittstelle)

- Messtechnik (Vorstellung Tool zur Analyse des Bus-Protokolls, praktische Messungen)

- Eigene Umsetzung (Aufbau und Programmierung einer I2C-Anwendung mit Arduino auf dem Steckbrett)

Es gibt jede Menge Verfahren und Techniken, für die solche Veranstaltungen durchgeführt werden können. Es kommen auch Fertigungstechniken für eigene Geräte in Frage: Lötaufbau mit Rasterplatinen, Leiterplattenentwurf und Herstellung, SMD-Technik und Hobby-Fertigung etc. Auch Anwendungen für den Amateurfunk werden Themen sein. Ich denke dieses Treffen werden offen sein für alle mit einer entsprechenden Vorbildung, z.B. durch den gerade beendeten Kurs.

Wenn wir soweit sind, werden wir uns per Mail, auf dieser Internet-Page , per Zeitung und Aushängen melden und hoffen auf rege Beteiligung. diese seiten werden weiter aktualisiert. Arduino-Freaks sollten immer mal wieder reinschauen ! Stay tuned !

Ich möchte mich für die Begleitung und Unterstützung durch die OMs aus dem Ortsverein H08 bedanken. Hans DF3AL, Heinz DG1ACJ, Wolfgang DL2AAX und Christoph DH2AHK, Ihr wart eine wichtige Unterstützung für den Kurs.

Ich wünsche Euch eine schöne Weihnachtszeit und einen guten Jahreswechsel !

DK4AQ, Axel

Angeregt durch verschiedenen Berichte im Internet über die Möglichkeit Arduino mit einem Bluetooth-Zusatzplatinchen an Smartphones zu koppeln habe ich mal recherchiert. (mehr)

Die gestellten Ferienaufgaben wurden von den Teilnehmern vorgestellt.

David Wöckener hatte die Aufgabe bekommen mit Hilfe eines Ultraschall-Distanzmessers und einem Servo die Ergebnisse eines Scans  über den Drehbereich des Servos ein Array mit den Ergebnisse der Messungen zu füllen. Leider funktionierte das ausgeliehene Servo nicht... (Sorry, DK4AQ). Er hat eine andere Aufgabe erfunden, die auch ganz cool ist: Aufbau einer Alarmanlage für Diamanten, Gemälde und andere wertvolle Dinge. Die Lage eines wertvollen Objektes wird ständig über den Abstand zum Ultraschall-Distanzmessers bestimmt. Wird das Objekt nun aus der Lage entfernt oder verschoben, so wird unter Beachtung einer geringen Toleranzzone ein Alarm ausgelöst !

Thorsten Wolf brachte die Ergebnisse einer Gemeinschaftsarbeit aus dem Urlaub mit. Sein Team hatte mit Hilfe des Roboterarms aus dem Schnuppernachmittag einen Himmelsscanner zur Auffindung der hellsten Stelle auf der Himmelskuppel entwickelt. Der Scanner tastet mit Hilfe des Roboterarms mit 2 Servos und einem lichtempfindlichen Widerstand (LDR) einen Teil seiner Umgebung 3-dimensional ab und speichert die Ergebnisse in einem Array. Danach fährt der Arm auf den hellsten gefundenen Punkt. Das geschah mit verblüffender Präzision. Nicht genug damit wurde im Team eine Anbindung mit Hilfe der zum Arduino-Projekt gehörigen Processing-Entwicklungsumgebung auf dem PC (Basis Java) eine Daten-Kopplung zwischen dem PC und dem Arduino erstellt. Processing hilft bei solchen Problemstellungen z.B. eine grafische Online-Darstellung der Rechenergebnisse auf dem PC zu entwickeln. Da Java sehr ähnlich zur Sprache C ist und die Entwicklungsumgebung ähnlich der Arduino-Umgebung, kann man vom Gelernten profitieren. Processing war bisher nicht Teil des Kurses ! Das führte dazu, dass man die Verteilung der Flurlampen von Thorsten deutlich auf der Darstellung sieht !

Eine weitere Aufgabe wurde von dem Team vorgestellt, ein programmierbarer Timer mit 7-Segmentanzeigen. Der Timer lässt sicvh über zwei Tasten (+/-) auf enen Wert einstellen. Dann kann man den Timer starten un er zählt von dem eingestellten Wert im Sekundentakt herunter. Wenn er bei Null ankommt wird ein akustisches Signal über einen Piezo-Geber ausgelöst. Funktionierte einwandfrei !

Insgesamt sind das beeindruckende Ergebnisse, die zeigen, dass man mit etwas Geduld und mit Unterstützung durch die Informationsquellen aus dem Internet gut auch eigene Umsetzungen hinbekommen kann.

Mitgelieferte Schaltpläne, Aufbauläne und Programme sind als ZIP-File auf der Seite Arduino-Files zu finden.

Axel, DK4AQ

Nachdem sich Arduino bei den Prozessorherstellen als Synonym für „schnell anwendbare Prototypen“ eingebürgert hat, sind viele Prozessorhersteller auf der Jagd nach den „Arduino-Vätern“. Die Firma Intel z.B. hat ihr Board „Galileo“ zusammen mit der Arduino-Crew bearbeitet und eine Anpassung der Entwicklungsumgebung beauftragt. Es gibt noch mehr große Firmen, die mit solchen Aktionen hoffen, daß Entwickler unter Zeitdruck oder begabter Nachwuchs mit ihren Produkten arbeiten. Neuestes Ergebnis ist der „Arduino TRE“.

Der Sitara AM335x Prozessor stammt von Texas Instruments. Er arbeitet mit 1 Ghz Taktfrequenz und erlaubt ca. 100mal höhere Rechenleistung als die Arduinos mit dem Atmega (Uno, Nano, Leonardo...). Der Prozessor wurde intern mit dem Kern ARM Cortex-A8 ausgestattet. Diese Kerne werden derzeit von vielen Herstellen in Lizenz verwendet. Das Board ist also auf Seiten des Prozessors durchaus verwandt mit dem Rasberry-Pi, allerdings ist die A8-Version wesentlich leistungsstärker. Einerseits kann das Board mit Betriebssystemen wie Linux, Windows-CE etc. arbeiten oder (für sehr schnelle Anwendungen) auch ohne Betriebssystem wie die kleinen Arduinos.

Der Arduino TRE hat als zweiten Prozessor einen ATmega32u4 an Bord. Er bedient kompatibel die Schnittstellen der Arduino-Shields. Und auch die Verwendung der Arduino-Bibliotheken zum Anschluss vieler Peripherie-Bausteine bleibt so möglich.

Im Gegensatz zum Raspberry-Pi hat der Arduino TRE durch den ARM-Cortex-A8-Kern hardwaremässig DSP-Funktionen verfügbar. Damit kommen auch SDR-Anwendungen in den Anwendungsbereich.

Technical Specifications (preliminary)

Axel, DK4AQ

 Quellen:

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardTre#.UxNvAeNdWSo

http://www.ti.com/product/am3359