#openroberta

Die RoboCup Junior-Community kann sich freuen: Ab sofort steht euch das Open Roberta Lab in einer speziell angepassten Umgebung zur Verfügung, um euch optimal auf den RoboCup Rescue vorzubereiten.Mit den neuen Tools und Features könnt ihr: Effizient trainieren Eure Algorithmen testen Kontinuierlich Verbesserungen vornehmen Einfach hier starten: RCJ RescueOnlineSim im Open Roberta Lab…

In diesem Beitrag möchte ich dir zeigen, wie du in Open Roberta eine LED konfigurierst und programmierst.

Im ersten Beitrag Grafische Programmierung mit Open Roberta habe ich dir bereits gezeigt, wie du Open Roberta konfigurierst und den Open Roberta Connector einrichtest, damit du deinen Mikrocontroller mit der Webanwendung programmieren kannst. Solltest du dieses also bisher nicht getan haben, so schaue doch zunächst in diesem Beitrag vorbei.

Benötigte Ressourcen

Wenn du die Inhalte aus diesem Beitrag nachbauen / programmieren möchtest, dann benötigst du: - einen Arduino UNO*, - ein USB-Datenkabel*, - ein paar LEDs*, 5 mm, verschiedene Farben, - entsprechend viele 220 Ohm Vorwiderstände*, - ein 400 Pin Breadboard*, - ein paar Breadboardkabel*, männlich - männlich Hinweis von mir: Die mit einem Sternchen (*) markierten Links sind Affiliate-Links. Wenn du über diese Links einkaufst, erhalte ich eine kleine Provision, die dazu beiträgt, diesen Blog zu unterstützen. Der Preis für dich bleibt dabei unverändert. Vielen Dank für deine Unterstützung!

Aufbau einer Leuchtdiode (LED)

Eine LED ist ein Bauteil, welcher der Strom in einer bestimmten Richtung durchlässt (von der Anode (+) über Kathode (-)) und dabei eine Spannung x (abhängig von der LED) dabei abfällt.

Aufbau einer LED Du bekommst die LEDs in diversen Farben, Formen und Helligkeiten.

Aufbau der Schaltung am Arduino UNO

Eine LED benötigt in der Regel einen Vorwiderstand, dieser ist abhängig von der Spannung und der LED. Jedoch hat sich etabliert einen 220 Ohm Vorwiderstand am Arduino einzusetzen. Damit kannst du sämtliche Farben und Größen anschließen, ohne deine LEDs oder sogar den Mikrocontroller zu beschädigen. Die LED können wir an den digitalen Pins D2 bis D13 anschließen, die Pins D0 & D1 sind für die serielle Kommunikation belegt und somit müsstest du bevor du dein Programm hochladen kannst immer die Verbindung dieser Pins trennen.

Anschluss einer LED mit Vorwiderstand an einen Arduino UNO

Programmieren einer LED im Open Roberta Lab

Im nachfolgenden YouTube-Video von meinem Kanal zeige ich dir, wie du eine Leuchtdiode an den Mikrocontroller Arduino UNO anschließt und im Open Roberta Lab programmierst. Zusätzlich gehe ich darauf ein, wie du einen Wechselblinker mit zwei LEDs konfigurierst und programmierst. https://youtu.be/LqY-po_tbzo

Ampelschaltung programmieren

Mit diesem Wissen, wie man eine LED am Arduino per Open Roberta programmiert, können wir nun eine Ampelschaltung erstellen. Dazu benötigen wir: - eine rote, 5 mm, LED*, - eine gelbe, 5 mm LED*, - eine grüne, 5 mm LED*, - drei Vorwiderstände mit 220 Ohm*, - drei farbige Breadboardkabel*, (orange, gelb, grün), männlich - männlich, 10 cm - drei weiße Breadboardkabel*, männlich - männlich, 10 cm, sowie - ein 400 Pin Breadboard* Du bekommst auf ebay.de auch ein kleines, fertiges Ampelmodul* mit 8 mm LEDs.

10 mm LEDs & Ampel-Modul Hier benötigst du keine zusätzlichen Vorwiderstände, da diese bereits auf der Platine als SMD Bauteile angelötet sind. Somit benötigst du für dieses Modul nur 3 farbige Breadboardkabel und ein weißes für GND / die Minusleitung. Schaltung am Arduino UNO Die Ampelschaltung wird wie folgt an den Arduino UNO angeschlossen.

Ampelschaltung nach §37 Abs.2 StVO In Deutschland ist alles durch Gesetze und Verordnungen geregelt und natürlich auch die einzelnen Ampelphasen. In der Straßenverkehrsordnung §37 Absatz 2 findest du erläutert (in gutem Beamtendeutsch) wie die einzelnen Phasen sind. Die nachfolgende Grafik zeigt dir wie 4 Phasen an.

Wechsellichtzeichen nach §37 Abs.2 StVO

Programmieren der Ampelschaltung im Open Roberta Lab

Zuvor habe ich dir gezeigt, wie eine LED programmiert wurde, die drei LEDs werden nun in die Phasen Grün, Gelb, Rot und Rot-Gelb aufgeteilt.

In diesem Beitrag möchte ich dir die verfügbaren Grove Shields vorstellen, welche in Open Roberta programmiert werden können.

Im ersten Beitrag Grafische Programmierung mit Open Roberta habe ich dir bereits gezeigt, wie du diese Entwicklungsumgebung auf deinem PC einrichtest. In den kommenden Beiträgen gehe ich spezieller auf jedes Grove Shield ein und zeige ich gesondert wie dieses programmiert wird, dieser Beitrag soll dir zunächst einen ersten Überblick liefern.

Was ist ein Grove Shield?

Ein Grove Shield ist ein Modul mit einem Sensor / Aktor und einer speziellen Schnittstelle. Diese Schnittstelle ist ein Grove Connector, welcher über einen fest definierten Pinout verfügt.

Grove Button Shield

Grove Buzzer Shield

Grove DHT11 Shield

Grove Drehpotentiometer Shield

Grove HC-SR04 Shield

Grove Light Sensor Shield

Grove OLED Display Shield

Grove RGB LED Shield

Grove 16x2 LCD-Display Shield

Grove LED Shields

Welche Shops bieten diese Shields an?

Du bekommst die in den nachfolgenden Abschnitten gezeigten Shields in diversen Onlineshops. Wenn du etwas Lieferzeit in Kauf nehmen kannst, dann empfehle ich dir aliexpress.com, wenn dem nicht so ist, dann ebay.de oder berrybase.de, wobei das Grove Shield Sortiment von berrybase.de sehr gut ist. Gemessen an die verbauten Sensoren / Aktoren sind jedoch diese Shields sehr teuer. Jedoch lassen sich diese auch recht einfach auf einer Lochrasterplatine nachbauen. Wie dieses geht, habe ich dir in den drei nachfolgenden Beiträgen gezeigt. - DIY Grove Shield #1: LED Wechselblinker - DIY Grove Shield #2: 2fach Taster Shield - DIY Grove Shield #3: DHT11 Sensor mit Grove Schnittstelle

DIY 2fach LED Shield mit Grove Connector

DIY DHT11 Shield mit Grove Connector Schnittstelle

2fach Taster Shield mit Grove Schnittstelle

Welchen Vorteil hat ein Grove Shield?

Ein Grove Shield hat den Vorteil, dass du beim Anschluss lediglich darauf achten musst, ob dieses digital, analog oder per I2C an den Mikrocontroller angeschlossen werden muss. Durch den Aufbau des Grove Steckers bzw. der Buchse kannst du diese beiden nicht gewaltfrei falsch verbinden.

Grove Connector mit Stecker Der Grove Stecker hat auf beiden Seiten eine Nase und die Buchse eine entsprechende Nut (siehe Grafik).

Modul für den Arduino Nano / UNO / Mega 2560 R3

Um die Grove Shields mit dem Mikrocontroller zu verbinden, benötigst du ein spezielles Modul. Hier gibt es ebenso diverse Module für den Arduino UNO / Mega 2560 R3 welcher einfach auf den Mikrocontroller gesteckt wird. Auch für den kleinen Arduino Nano gibt es ein Modul für Grove Buchsen.

Nachfolgend möchte ich gerne ein paar Shops auflisten, in welchen du diese erwerben kannst. ShopPreisVersandkostenhttps://www.reichelt.de4,99 €5,95 €https://de.rs-online.com/6,10 €10,66 €https://www.conrad.de/10,99 €4,95 € Das Shield für den Arduino UNO kannst du auch auf den Arduino Mega 2560 R3 stecken, du hast dann zwar nicht alle Kontakte nach außen geführt, aber hast die Möglichkeit an diesem Mikrocontroller recht easy Grove Shields anzuschließen.

Alternativ kannst du auch Kabel erwerben, welche auf der einen Seite den bereits gezeigten Grove Stecker haben und auf der anderen Seite Stecker im Formfaktor der Breadboardkabel.

Vorsicht beim Seeedunio Lotus Der Seeeduino Lotus ist ein mit dem Arduino kompatibler Mikrocontroller, welcher über einen ATmel320P Chip verfügt. Diesen kannst du in der Arduino IDE wie den Arduino UNO programmieren, jedoch wird dieser derzeit nicht in Open Roberta Lab unterstützt.

Kleines Beispiel mit zwei LEDs

An den beiden 5 mm LED Shields möchte ich dir zunächst ein kleines Beispiel geben, wie diese Shields angeschlossen und in Open Roberta programmiert werden. https://youtu.be/rjx2-SCfXuQ Wie im ersten Beitrag Grafische Programmierung mit Open Roberta erläutert, benötigst du zusätzlich den Open Roberta Connector, um deinen Mikrocontroller mit der Webanwendung zu verbinden. Ich setze voraus, dass dieser bei dir installiert und einsatzbereit ist. Aufbau der Grove LED Shields Das Grove LED Shield verfügt über - eine Grove Schnittstelle, - eine Buchse für die LED, - ein Drehpotentiometer zum Regeln der Helligkeit

Grove LED Shields Aufbau der Schaltung Die Schaltung ist durch die Grove Schnittstelle sehr einfach, denn das benötigte Kabel kannst du nur in eine Richtung in die Buchse stecken. Am Arduino Grove Shield schließen wir diese beiden Shields an digitale Pins an. Aufbau der Schaltung im Open Roberta Lab Diese Schaltung müssen wir nun noch im Open Roberta Lab nachbauen. Die rote LED ist am digitalen Pin D2 und die blaue LED am digitalen Pin D3 angeschlossen.

Schaltung des Wechselblinkers im Open Roberta Lab

Arduino UNO mit Grove LED Shields Programm zum Erzeugen eines Wechselblinkers mit Grove LED Shields Der Code ist recht einfach und lässt sich durch die verwendeten Elemente auch gerade für Anfänger sehr leicht lesen.

In diesem Beitrag möchte ich dir das Grove LED Shield vorstellen und zeigen, wie dieses im Open Roberta Lab programmiert wird.

Im letzten Beitrag Open Roberta #3 - Grove Shields habe ich dir zum Schluss bereits gezeigt, wie du einen Wechselblinker am Arduino UNO mit dem Open Roberta Lab programmierst.

Grove LED Shields Hier möchte ich nun speziell auf das Grove LED Shield eingehen und einpaar kleine Beispiele mit diesem zeigen.

Benötigte Ressourcen

Wenn du die nachfolgenden Beispiele nachbauen möchtest, dann benötigst du: - einen Arduino UNO*, - ein USB-Datenkabel*, - ein Grove Connector Shield für den Arduino UNO*, - ein Grove LED Shield*, - ein Grove Connector Kabel*, - einen kleinen Schlitzschraubendreher Hinweis von mir: Die mit einem Sternchen (*) markierten Links sind Affiliate-Links. Wenn du über diese Links einkaufst, erhalte ich eine kleine Provision, die dazu beiträgt, diesen Blog zu unterstützen. Der Preis für dich bleibt dabei unverändert. Vielen Dank für deine Unterstützung! Den Schlitzschraubendreher benötigen wir um den kleinen Drehpotentiometer für die Helligkeit der LED zu bedienen.

Aufbau des Grove LED Shields

Das kleine Grove LED Shield ist wie folgt aufgebaut:

Aufbau des Grove LED Shields Da die LED auf einen Sockel gesteckt ist, kann diese durch eine beliebige andere ausgetausch werden. In meinem Sortiment habe ich diverse LEDs in Farben und formen und somit kann dieses Shield noch universeller eingesetzt werden. Bei Ultrahellen LEDs ist der Drehpotentiometer für die Helligkeit besonders wichtig da man dadurch zumindest die initiale Helligkeit regeln kann. DIY - LED Grove Shield Wie du in der Grafik sehen kannst ist der eine Pin des Grove Connectors nicht belegt, hier könnten wir theoretisch eine weitere LED anschließen und programmieren. Wie du dir so ein Shield selber löten kannst, habe ich dir bereits im Beitrag DIY Grove Shield #1: LED Wechselblinker gezeigt.

DIY 2fach LED Shield mit Grove Connector

Anschluss an das Grove Connector Shield für den Arduino UNO

In diesem und weitere Beiträge möchte ich das Grove Connector Shield für den Arduino verwenden.

Grove Connector Shield

Grove Connector Shield auf dem Arduino UNO

Grove Connector Shield auf dem Funduino Mega Das Shield verfügt über - sieben digitale Ein-/Ausgänge (davon drei PWM), - vier analoge Eingänge, - vier I2C Schnittstellen, sowie - eine UART Schnittstelle Das Grove LED Shield können wir an einen der digitalen Pins anschließen. Wenn wir die Helligkeit der LED per PWM (Pulsweitenmodulation) regeln wollen, dann benötigen wir den Pin D3, D5 oder D6.

Grove LED am Arduino UNO Grove Connector Shield

Programmieren im Open Roberta Lab

Dieses Shield wollen wir nun im Open Roberta Lab programmieren. Dazu müssen wir zunächst im Lab die Schaltung am Arduino UNO nachstellen.

Schaltung - LED am digitalen Pin D3 am Arduino UNO Im nachfolgenden YouTube-Video zeige ich dir anhand von drei kleinen Beispielen, wie dieses Shield programmiert wird. https://youtu.be/c_wft6M1BIs GUI Element zum Steuern einer LED Zum Steuern einer LED (AN/AUS) gibt es ein einfaches GUI Element. Dieses GUI Element finden wir, indem wir zunächst alle Elemente gruppiert anzeigen (1) auf Aktion (2) und danach auf Statusleuchte (3) klicken. Wir finden jetzt drei Elemente, wobei das obere (4) davon für unsere einfache Leuchtdiode dient.

GUI Element zum Steuern einer LED Beispiel 1 - blinkende LED Im ersten Beispiel zeige ich dir nun wie du diese LED zum Blinken bringen kannst.

Programm zum Blinken einer LED Grove LED - blinkHerunterladen Beispiel 2 - Blinken per Zufall Im zweiten Beispiel zeige ich dir ein kleines Programm zum Erzeugen eines zufälligen Blinkens.

Programm zum erzeugen eines zufälligen wechselblinkens einer LED Grove LED - zufälliges blinkenHerunterladen Beispiel 3 - LED mit FadeEffekt Da wir die LED zuvor an einen PWM Pin angeschlossen haben, können wir per Programmcode die Helligkeit der LED zu steuern. Jedoch müssen wir die Schaltung in Open Roberta etwas umstellen. Für das PWM Signal müssen wir einen analogen Wert zwischen 0 und 255 an den Pin schreiben. Hier gibt es ein spezielles GUI Element, welches wir durch das bestehende LED-Element ersetzen. Mit einer Schleife von 0 bis 255 und wieder zurück erzeugen wir dann den FadeEffekt bzw. das langsame auf und ableuchten.

Programm zum erzeugen eines FadeEffekts an einer LED

Willkommen zu meinem neuesten Beitrag! Hier zeige ich dir, wie du den Grove Flammensensor mit dem Arduino UNO R3 verbindest und im Open Roberta Lab programmierst. Egal, ob du ein Anfänger oder fortgeschrittener Entwickler auf der Arduino-Plattform bist, dieser Artikel bietet dir wertvolle Informationen und praktische Beispiele, um den Flammensensor optimal zu nutzen. Dabei konzentrieren wir uns auf die Verwendung des Open Roberta Labs, und ich empfehle dir den Chrome Browser als ideale Softwareumgebung. Tauche mit mir ein in die spannende Welt des Flammensensors und entdecke, wie du ihn für deine eigenen Projekte einsetzen kannst.

Der Flammensensor verfügt auf der Platine über ein Drehpotentiometer, über welchem man die Empfindlichkeit einstellen kann (760 nm bis 1100 nm).

Dieser digitale Sensor kann dann als Schalter verwendet werden, also wie auch beim Grove Regensensor / Wasser Sensor.

Wo kann ich den Grove Flammensensor einsetzen?

Mit diesem Sensor kannst du erkennen, ob die Flamme an einem Gasherd an ist oder deine Gastherme überwachen (jedoch hat letztere eine eigene Steuerung mit einem eigenen Sensor). Du kannst dir natürlich damit auch eine kleine Schaltung aufbauen und diesen Sensor als versteckten Schalter verwenden, denn wer würde auf die Idee kommen, ein Gerät mit einem Feuerzeug zu aktivieren?

Technische Daten des Grove Flammensensor von Seeed Studio

Hier nun die technischen Daten, welche ich aus der offiziellen Dokumentation zu diesem Sensor entnommen habe. MINMAXTypischEinheitBetriebsspannung4.755.05.30V (DC)Stromaufnahme%mABereich der Spektralbandbreite7601100940nmErfassungsbereich01~mAntwortzeit%μSUmgebungstemperatur-2585~°C

Aufbau einer Schaltung und programmieren in Open Roberta Lab

Im nachfolgenden YouTube-Video erläutere ich dir den Aufbau des Flammensensors und zeige dir, wie dieser im Open Roberta Lab programmiert wird. https://youtu.be/kLcZwoovgKI

Eine kleine Schaltung mit dem Grove Flammensensor am Arduino UNO R3

Bauen wir zunächst eine kleine Schaltung mit diesem Sensor auf. Ich möchte diesen Sensor als versteckten Schalter nutzen und damit ein Relais schalten. Über dieses Relais könnte dann wieder ein Verbraucher (max. 16 A bei 220 V) geschaltet werden.

Schaltung - Arduino UNO mit Flammensensor & Relaisshield In der Schaltung verwende ich den normalen Flammensensor KY-026 & ein Relaisshield. Der Vorteil von Grove Shields / Modulen ist, dass du diese Sensoren / Aktoren mit einem Kabel an den Arduino anschließen kannst.

Programmieren vom Grove Flammensensor in Open Roberta Lab

Nachdem die Schaltung nun fertig ist, können wir mit der Programmierung beginnen. Zuerst müssen wir wie zuvor auch die Schaltung in dem Reiter "Roboterkonfiguration" nachbauen und danach können wir das Programm erstellen.

Open Roberta Lab - Roboterkonfiguration für das Beispiel mit dem Flammensensor Ich habe zusätzlich noch eine LED in die Schaltung integriert, denn so erkennt man eher, ob das Relais angezogen ist. Durch das E-Feuerzeug, welches selber beim Betätigen ein lautes Geräusch von sich gibt, übertönt dieses das Relais.

In diesem Beitrag möchte ich dir zeigen, wie du einen Servomotor vom Typ SG90 am Arduino UNO R3 mit Open Roberta Lab programmierst. Es gibt den Servomotor mit einer Grove Schnittstelle, jedoch ist bei diesem das Preis-Leistungsverhältniss wie ich finde nicht erfüllt und daher verwende ich diesem Beitrag einen normalen 3poligen Servomotor.

Wie du Sensoren & Aktoren im Open Roberta Lab für den Arduino UNO R3 programmierst, habe ich dir bereits in einigen Beiträgen auf diesem Blog, wie nachfolgend aufgelistet, gezeigt. - Grafische Programmierung mit Open Roberta - Open Roberta #5 – Grove Button - Open Roberta #6 – Grove Drehpotentiometer - Open Roberta #7: Wechselblinker mit Drehpotentiometer - Open Roberta #11 – Flammensensor

Benötigte Ressourcen für den Aufbau der Schaltung

Wenn du die nachfolgende Schaltung mit dem Servomotor am Arduino nachbauen möchtest, dann benötigst du: - einen Arduino UNO R3, - ein USB-Datenkabel, - einen Servomotor Typ SG90, - einen Drehpotentiometer, - ein paar Breadboardkabel, - ein 170 Pin Breadboard

Bauteile zum Aufbau der Schaltung am Arduino UNO R3

Aufbau der Schaltung am Arduino UNO R3

Wie du einen Servomotor am Arduino programmierst, habe ich dir bereits im Beitrag Arduino, Lektion 16: Servo ansteuern gezeigt. Zusätzlich möchte ich noch einen Drehpotentiometer einbauen, um den Winkel über diesen zu setzen.

Hier nun eine kleine Tabelle mit den Anschlüssen der Komponenten am Arduino UNO R3: KomponenteArduino UNO R3DrehpotentiometerPin 1GNDPin 2analog A0Pin 33.3 VServomotorbraunGNDrot5 Vorangedigitaler PWM Pin 9

Schaltung - Servomotor & Drehpotentiometer am Arduino UNO R3

Programmieren eines Servomotors in Open Roberta Lab

Als Erstes bauen wir die Schaltung in dem Reiter Roboterkonfiguration nach.

Wenn dieses geschehen ist, dann können wir das kleine Programm zusammen klicken. Den Wert des Drehpotentiometers lesen wir wieder aus und mappen diesen auf den Winkel. In unserem Fall haben wir den Drehpoti am 3.3V Pin angeschlossen und somit müssen wir den Wert durch 3.77 (679 / 180 = 3.77) teilen. Wenn du den Drehpoti jedoch über 5 V angeschlossen hast, dann musst du den Wert durch 5.68 teilen (1023/180 = 5.68).

Zusätzlich gebe ich noch die berechneten / ermittelten Werte auf der seriellen Schnittstelle aus. Mit dem kostenfreien Tool Putty kannst du dich dann zu deinem Mikrocontroller verbinden und dir die Daten dort dann anzeigen lassen.

In diesem kurzen Beitrag zeige ich dir, wie du in Open Roberta die Blinkfrequenz von einem Wechselblinker mit einem Drehpotentiometer programmierst.

Den benötigten Drehpotentiometer habe ich dir bereits im Beitrag Open Roberta #6 – Grove Drehpotentiometer vorgestellt und gezeigt wie dieser programmiert wird, hier soll es nun kurz darum gehen, wie du die Frequenz / Intervall eines Wechselblinkers mit diesem manipulieren kannst.

Benötigte Ressourcen für den Nachbau der Schaltung

Wenn du das kleine Projekt nachbauen möchtest, dann benötigst du: - einen Arduino UNO, - ein USB-Datenkabel, - ein Base Shield v2, - zwei Grove LED Shields, - ein Grove Drehpotentiometer Shield, - drei Grove Kabel

Bauteile für die Schaltung - Grove Drehpotentiometer & Wechselblinker Im Beitrag DIY Grove Shield #1: LED Wechselblinker habe ich dir bereits gezeigt, wie du dir auf einer Lochrasterplatine zwei kleine LEDs inkl. Grove Schnittstelle zu einem Shield baust.

DIY 2fach LED Shield mit Grove Connector

Aufbau der Schaltung

Mit den Grove Schnittstellen kannst du deine Schaltungen schnell und vor allem sicher aufbauen, denn du musst lediglich darauf achten, dass du Sensoren / Aktoren an den entsprechenden Pins anschließt (digital, analog, I2C).

Schaltung - LEDs & Drehpoti am Arduino UNO In meinem Fall habe ich die Komponenten wie folgt an den Arduino UNO angeschlossen: BauteilArduino UNOLED 1digitaler Pin D3LED 2digitaler Pin D4Drehpotentiometeranaloger Pin A0

Aufbau der Schaltung und programmieren in Open Roberta Lab

Im nachfolgenden YouTube-Video erläutere ich dir den Aufbau sowie die Programmierung in Open Roberta. https://youtu.be/GnTNh6LBD5g

Programmieren in Open Roberta Lab

Im Open Roberta Lab muss man zunächst die Schaltung online nachbauen, dieses unterscheidet die Programmierung mit anderen Tools wie zum Beispiel ArduBlock. Im Programm müssen wir zunächst eine Variable anlegen, um dort den Wert des Drehpotentiometers zu speichern. Der Wert liegt zwischen 0 und 1023. Diesen analogen Wert nutzen wir gleich als Pause und haben somit die Möglichkeit eine Pause von 0 bis 10123 Millisekunden einzulegen.

Roboterkonfiguration in Open Roberta Lab