seeseekey.net - Invictus Deus Ex Machina

Im Rahmen des Neubrandenburger Hackerspaces und eines kürzlichen Standes auf dem Marktplatz, waren wir auf der Suche nach einigen Dingen, die man auf diesem Stand ausstellen konnte. Nachdem wir im E5 mit einigen Arduinos und Servomotoren experimentiert hatten, kam mir die Idee zu einem automatischen Xylophon.

Das automatische Xylophon

Die Idee wurde anschließend in den nächsten Tagen umgesetzt. Realisiert wurde das ganze mit einem Arduino (und einem Bluetooth-Shield zum drahtlosen flashen), einer Tilt-Pan-Vorrichtung und einem Joystick. Mit Hilfe des Joysticks konnte die Konstruktion auch von Hand bedient werden, was auf dem Stand beliebter war als der automatische Modus. Der Quelltext zum Projekt ist auf GitHub zu finden.. Das Projekt ist unter der MIT-Lizenz lizenziert und somit freie Software. Informationen zum Nachbau sind im Entitäts-Wiki zu finden.

Mit einem Arduino kann man viele Dinge ausprobieren, allerdings muss man meist noch zusätzliche Hardware wie LEDs und ähnliches beschaffen. Mit dem Arduboy hat man ein System, mit dem man viele Dinge ohne zusätzliche Anschaffungen ausprobieren kann. Dabei handelt es sich um einen GameBoy im Mini-Format. Der Arduboy besteht aus einem OLED-Display, sechs Buttons, einem Piezo-Lautsprecher und einer Batterie, welche bis zu 8 Stunden durchhalten soll.

Der ArduBoy auf Kickstarter

Das besondere an dem Arduboy ist das auf einem Arduino basiert und vollständig programmierbar ist. Der Arduboy kann für $ 39 bezogen werden, mit dem Versand nach Deutschland sind allerdings $ 54 zu berappen. Neben der offiziellen Webseite, gibt es weitere Informationen auf der Kickstarter Webseite.

Wer auf der Suche nach einer grafischen Entwicklungsumgebung für den Arduino ist, der solle sich einmal Minibloq anschauen. Das ganze ist dabei für Einsteiger geeignet da die „Programmierung“ sehr grafisch abläuft. Das kann man sich auch an den Beispielen anschauen. Die Software selbst ist im Moment für Windows und Linux verfügbar und steht unter der RobotGroup-Multiplo Pacifist License (RMPL), welche unter http://multiplo.com.ar/soft/Mbq/Minibloq.Lic.v1.0.en.pdf eingesehen werden kann. Minibloq selbst findet man auf der offiziellen Seite unter http://blog.minibloq.org/.

Ein Elektomotor kann sich vorwärts und rückwärts drehen. Erreicht wird dies indem man ihn einfach umpolt. Problematisch wird das ganze wenn man einen Motor ansteuern möchte z.B. über einen Arduino. Da kann man das ganze natürlich nicht einfach per Hand umpolen. Also muss eine Schaltung her. Diese Schaltung hört auf den Namen Vierquadrantensteller und sieht so aus:

Mit dieser Schaltung ist es möglich den Motor zu beschleunigen und ihn wieder zu bremsen. Das ganze funktioniert dabei sowohl vorwärts als auch rückwärts. Wer das ganze nicht von Hand nachbauen möchte, der kann sich auch ICs besorgen welche diese Schaltung bereits enthalten.

Weitere Informationen gibt es unter:
http://de.wikipedia.org/wiki/Vierquadrantensteller
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm
http://www.rn-wissen.de/index.php/Getriebemotoren_Ansteuerung

Wecker gibt es viele, teils auch mit ausgefallendem Design, aber die Defuseable Clock ist mal was neues:

Der Wecker scheint dabei auf einem Arduino aufzubauen. Natürlich kann man ihn morgens stilecht entschärfen muss dann allerdings die Kabel austauschen. Der Nachteil an diesem Wecker ist allerdings die Tatsache das er sich für Flugreisen nicht eignet 😉

Weitere Informationen gibt es unter:
http://nootropicdesign.com/projectlab/2011/09/05/defusable-clock/

Für ein kleines Arduino Projekt versuche ich gerade ein paar Räder an einem Motor zu befestigen. Dies ist allerdings schwieriger als zunächst angenommen. Das Problem ist das die Bohrungen im Rad sich meist von dem Durchmesser der Motorwelle unterscheiden. Nachdem ich nicht nur einen Baumarkt/Elektronikmarkt auf den Kopf gestellt habe, war ich der Lösung nicht wirklich näher.

Bis ich auf die Webseite http://www.rn-wissen.de/index.php/R%C3%A4der_an_der_Motorwelle_befestigen_%28Welle/Nabe-Verbindung%29 gestossen bin. Auf dieser Seite welche Teil eines grösseren Wikis ist geht geht es um die Lösung ebend dieses Befestigungsproblemes. Die Wiki bietet neben dieser Seite noch viele andere interessante Dinge, welche sich der geneigte Bastler ruhig anschauen sollte.

Auf der Suche nach ein paar bestimmten Informationen über den Arduino bin ich über die Webseite http://www.ladyada.net gestolpert. Dort gibt es eine Menge Informationen über den Arduino, bestimmte Shields und eine ganze Menge andere Hardware. Die Shields welche auf der Seite vorgestellt werden können dabei auf http://www.adafruit.com auch käuflich erworben werden. Sehr interessant das ganze :)

Bei MIDI handelt es sich um ein gut über 20 Jahre altes Protokoll zur Kommunikation, mit welchem sich Musikinstrumente, Synthesizer et cetera untereinander verständigen können. MIDI Signale kann man dabei auch mit dem Arduino erzeugen. Damit man das Rad nicht neu erfinden muss, gibt es eine Bibliothek welche auf den Namen MidiDuino hört und unter http://ruinwesen.com/mididuino zu finden ist. Mit dieser kann man MIDI Signale erzeugen als auch interpretieren. Sie abstrahiert dabei die serielle Kommunikation und implementiert einen MIDI Stack.

Weitere Informationen gibt es unter:
http://de.wikipedia.org/wiki/MIDI

Bei einem Servo handelt es sich um einen Motor welcher sich genau steuern lässt z.B. auf eine exakte Position. Die Ansteuerungselektronik ist bei einem Servo gleich eingebaut. Servos sind im übrigen im Normalfall nicht zum Durchlauf gedacht, da eine mechanische Sperre dies verhindert. Neben dem Servo soll es auch noch zwei LEDs (eine rote und eine grüne) zur Anzeige des Zustandes sowie einen Taster zum an– und ausschalten geben.

Zuerst wird der Servo mit dem Board verbunden. Der Servo hat dabei drei Anschlüsse, GND (schwarz bzw. braun), VDD (rot) sowie SIGNAL (Orange). GND wird dabei mit Ground verbunden, VDD mit der 5 Volt Buchse des Arduino und Signal mit PIN 9 des Boards. Der Taster wird mit PIN 4 verbunden, die beiden LEDs mit PIN 2 und 3. Damit wäre die Verkabelung erledigt.

Nun geht es an den Quellcode. Dieser soll den Servo ansteuern, die Lichter leuchten lassen, sowie den Taster abfragen. Interessant ist die Zeile:

digitalWrite(pushButton, HIGH); //Pull up Widerstand aktivieren

In dieser Zeile wird der interne Pull Up Widerstand des Arduino für PIN 4 aktiviert. Andernfalls müsste ein hochohmiger (1000 — 100000 Ohm) Widerstand auf dem Board im Tasterschaltkreis verbaut werden, da es sonst vorkommen kann das der Taster nicht reagiert.

#include <Servo.h> 

Servo servo;

int pushButton=4;

int ledRed=3;
int ledGreen=2;

void setup()
{
 pinMode(pushButton, INPUT);

 pinMode(ledRed, OUTPUT);
 pinMode(ledGreen, OUTPUT);

 servo.attach(9);

 digitalWrite(pushButton, HIGH); //Pull up Widerstand aktivieren
} 

void loop()
{
 int pressed=digitalRead(pushButton);

 digitalWrite(ledGreen, LOW);
 digitalWrite(ledRed, HIGH);

 if(pressed==LOW)
 {
 digitalWrite(ledGreen, HIGH);
 digitalWrite(ledRed, LOW);

 servo.write(360);
 delay(2000);
 servo.write(0);
 }

 delay(15);
}

In Action sieht das ganze dann so aus:

Der Sourcecode sowie der Schaltplan können sich natürlich auch heruntergeladen werden.

Weitere Informationen gibt es unter:
http://de.wikipedia.org/wiki/Servo
http://www.freeduino.de/books/servos-f%C3%BCr-durchlauf-umbauen
http://de.wikipedia.org/wiki/Pull_up

Die erste Schaltung welche man im Normalfall mit dem Arduino baut, ist ja meist recht einfach. Eine LED wird einfach an einen PIN sowie Ground angeschlossen und zum leuchten gebracht. Ich habe mir da allerdings gleich ein wenig mehr zusammen gebaut. Bei mir wurden es ein paar LEDs sowie zwei Lautsprecher. Zuerst wurden die LEDS auf das Breadboard gesteckt und anschließend mit Ground sowie je einem PIN auf dem Arduino Board verbunden. Das gleiche wurde mit den zwei Lautsprechern getan.

Die Schaltung im Aufbau.

Nun fehlte nur noch der Sourcecode. In diesem werden die LEDs sowie die Lautsprecher angesteuert:

int ledPinRed1=13;
int ledPinYellow1=12;
int ledPinRed2=11;
int ledPinGreen=10;
int ledPinRed3=9;
int ledPinYellow2=8;
int ledPinRed4=7;

int soundKlack=6;
int soundSin=5;

void setup()
{
 pinMode(ledPinRed1, OUTPUT);
 pinMode(ledPinYellow1, OUTPUT);
 pinMode(ledPinRed2, OUTPUT);
 pinMode(ledPinGreen, OUTPUT);
 pinMode(ledPinRed3, OUTPUT);
 pinMode(ledPinYellow2, OUTPUT);
 pinMode(ledPinRed4, OUTPUT);

 pinMode(soundKlack, OUTPUT);
 pinMode(soundSin, OUTPUT);
}

void loop()
{
 blinkRed();

 sound();

 blinkGreen();

 sound();

 blinkYellow();

 sound();

 analogWrite(soundSin, 200);
 delay(100);
 analogWrite(soundSin, 0);

 analogWrite(soundSin, 500);
 delay(200);
 analogWrite(soundSin, 0);

 analogWrite(soundSin, 1000);
 delay(400);
 analogWrite(soundSin, 0);
}

void sound()
{
 digitalWrite(soundKlack, LOW);
 delay(100);
 digitalWrite(soundKlack, HIGH);
}

void blinkRed()
{
 digitalWrite(ledPinRed1, HIGH);
 digitalWrite(ledPinRed2, HIGH);
 digitalWrite(ledPinRed3, HIGH);
 digitalWrite(ledPinRed4, HIGH);
 delay(500);
 digitalWrite(ledPinRed1, LOW);
 digitalWrite(ledPinRed2, LOW);
 digitalWrite(ledPinRed3, LOW);
 digitalWrite(ledPinRed4, LOW);
}

void blinkYellow()
{
 digitalWrite(ledPinYellow1, HIGH);
 digitalWrite(ledPinYellow2, HIGH);
 delay(500);
 digitalWrite(ledPinYellow1, LOW);
 digitalWrite(ledPinYellow2, LOW);
}

void blinkGreen()
{
 digitalWrite(ledPinGreen, HIGH);
 delay(500);
 digitalWrite(ledPinGreen, LOW);
}

Wer das ganze nachbauen möchte (warum auch immer 😉 ) findet hier den Sourcecode sowie die Fritzing Datei (der Schaltplan).

Und so sieht das ganze dann in Action aus: