#opensmartrichshieldtwo

In diesem Beitrag möchte ich dir Shield OPEN SMART Rich Shield TWO für den Arduino UNO vorstellen und zeigen, wie du die verschiedenen Sensoren & Aktoren in der Arduino IDE programmieren kannst.

OPEN SMART Rich Shield TWO für den Arduino UNO Auf diesem Blog habe ich dir bereits einige solcher Module vorgestellt. Ich finde diese Shields besonders für Anfänger geeignet, da ein teils fehleranfälliges verkabeln der Sensoren & Aktoren entfällt. Du brauchst quasi nur einen Arduino UNO, ein Shield und ein USB Datenkabel und natürlich deinen Computer.

Multifunktionales Shield

Multi Purpose Shield V2 von Keyestudio

Multifunktionales Shield von YwRobot

Der Preis dieser Shields ist gemessen an den verbauten Sensoren & Aktoren recht gut und somit kommt man meist damit günstiger weg als, wenn man alles einzeln kaufen würde.

Bezug

Das hier vorgestellte OPEN SMART Rich Shield TWO bekommst du auf zbsp. aliexpress.com für derzeit knapp 8 € zzgl. Versandkosten.

Aufbau des OPEN SMART Rich Shield TWO

Auf diesem Shield sind verbaut: - eine 16x8 LED Matrix, - ein Battery Display, - ein Rotary Decoder, - ein digitaler Temperatursensor DS18B20, - ein Geräuschdetektor, - ein analoger 2 Achsen Joystick, - ein Bewegungssensor / PIR, - ein Sockel für einen Ultraschallabstandssensor vom Typ HC-SR04

Anschluss der Sensoren & Aktoren

Auf dem Rich Shield TWO von OPEN SMART sind einige Sensoren & Aktoren verbaut, auf der Platine sind die Pins beschriftet und man kann ablesen wie diese mit dem Arduino UNO verbunden sind. Für del Ultraschallabstandssensor vom Typ HC-SR04 ist ein Sockel verbaut, der Sensor liegt jedoch nicht dabei! Sensor / AktorPinArduino UNOUltraschallabstandssensor HC-SR04GNDECHOD8TRIGGERD75V8x16 LED Matrix (I²C)SDAanalog A4SCLanalog A5Battery Display (SPI)CLKD10DIOD114fach RGB LEDsA3analoger 2 Achsen JoystickXA0YA1Temperatursensor DS18B20D5Bewegungssensor / PIRD6GeräuschdetektorA2Rotary EncoderSAD2SBD3SWD4

Hinweis

Dieses Shield ist für den Arduino UNO konzipiert, es passt auch auf einen Arduino Leonardo, jedoch hat dieser Mikrocontroller die I²C Pins SDA & SCL nicht an den analogen Pins A4 & A5. Somit wird die 8x16 LED Matrix nicht funktionieren.

Programmieren des OPEN SMART Richt Shield TWO in der Arduino IDE

Für einige der Sensoren / Aktoren benötigst du eine Bibliothek, wie man eine solche in der Arduino IDE installiert, habe ich dir bereits im Beitrag Arduino IDE, Einbinden einer Bibliothek ausführlich erläutert. An den entsprechenden Stellen werde ich dir einen Link zur ZIP-Datei liefern. Vorbereiten des Arduino UNO zum Programmieren Wenn du deinen Arduino UNO bereits für andere Projekte verwendet hast, ist es gut, wenn dieser auf eine Art "default" Sketch gesetzt wird. Dieses hat den Vorteil, dass ggf. Pins welche zuvor auf HIGH gesetzt sind nicht aktiviert sind und somit dein Shield keinen Schaden nehmen kann. In meinem Fall schreibe ich mir immer ein kleines Programm mit einer seriellen Ausgabe. void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { Serial.println("Test"); delay(500); } Den Rotary Decoder können wir nutzen, um die Segmente des Battery Display zu steuern. Den Rotrary Decoder habe ich dir bereits im Beitrag Arduino Lektion 40: Drehregler KY-040 vorgestellt und gezeigt, wie dieser programmiert wird. Für das Battery Display benötigen wir zusätzlich die Bibliothek TM1651, du findest diese zbsp. auf dem GitHub Repository von mworkfun / TM1651 als ZIP-Datei zum download. Da jedoch der Rotary Decoder keinen fixen End- / Startpunkt hat, müssen wir hier die Schritte hinauf oder nach unten zählen und so die Segmente aktivieren / deaktivieren. //Bibliothek zum ansteuern des Battery Displays #include "TM1651.h" //Pins des Displays definieren #define BATTERY_DISPLAY_CLK 10 #define BATTERY_DISPLAY_DIO 11 //Instanz eines Objektes erzeugen TM1651 batteryDisplay(BATTERY_DISPLAY_CLK, BATTERY_DISPLAY_DIO); //Pins des Rotary Decoders definieren #define ROTARY_DECODER_CLK 2 #define ROTARY_DECODER_DT 3 //Variablen zum merken der Positionen int posCount = 0; int lastPosition; int currentPosition; void setup() { pinMode (ROTARY_DECODER_CLK, INPUT); pinMode (ROTARY_DECODER_DT, INPUT); //initiales befüllen der Variable lastPosition lastPosition = digitalRead(ROTARY_DECODER_CLK); } void loop() { //lesen des aktuellen Wertes currentPosition = digitalRead(ROTARY_DECODER_CLK); //Wenn der aktuelle Wert ungleich des letzen ist dann mache... if (currentPosition != lastPosition) { //Wenn der Wert höher ist dann die Variable posCount um eines erhöhen, //andernfalls um eins verringern (digitalRead(ROTARY_DECODER_DT) != currentPosition) ? posCount ++ : posCount--; //Wenn der Wert in der Variable posCount sich zwischen 0 und 8 befindet //dann soll dieser auf dem Battery Display angezeigt werden. if (posCount >= 0 && posCount < 8) { batteryDisplay.displayLevel(posCount); } } //Überschreiben der letzen Position mit der aktuellen lastPosition = currentPosition; } analoger Joystick Auf der Platine ist ein kleiner, analoger 2 Achsen Joystick verbaut. Wie du einen analogen Joystick programmierst habe ich dir im Beitrag Arduino Lektion 38: Joystick gezeigt, jedoch hat dieser verbaute Joystick keinen zusätzlichen Taster. Lesen wir zunächst die X & Y Position des Joysticks aus. #define joystickX A0 //X Achse des Joysticks am analogen PIN A0. #define joystickY A1 //Y Achse des Joysticks am analogen PIN A1. void setup() { //begin der seriellen Kommunikation mit 9600 baud Serial.begin(9600); } void loop() { //auslesen der X Koordinate int x = analogRead(joystickX); //auslesen der Y Koordinate int y = analogRead(joystickY); //Ausgeben der Daten auf der seriellen Schnittstelle Serial.print("aktuelle Koordinaten des Joysticks (x,y): "); Serial.print(x); Serial.print(", "); Serial.println(y); } 16x8 LED Matrix Die 16x8 LED Matrix wird per I²C und dem Chip VK16K33 betrieben. Ein Datenblatt zu diesem Chip findest du unter https://cdn.sparkfun.com/assets/c/8/7/2/5/VK16K33Datasheet.pdf.

Zum Programmieren dieser Matrix nutze ich die Bibliothek LED Backpack, welche man als ZIP-Datei vom GitHub Repository adafruit / Adafruit_LED_Backpack laden kann. Auf dem Display kannst du Smileys, Text und einfache geometrische Figuren zeichnen, dafür bietet dir die genannte Bibliothek jeweils Funktionen, somit musst du lediglich die einzelnen Funktionen aufrufen, ohne viel zu programmieren. Die I²C Adresse der 16x8 LED Matrix ist 0x70! Ausgeben von "Hello World!" auf der LED Matrix Geben wir zunächst die Zeile "Hello World!" auf der LED Matrix aus. //einbinden der benötigten Bibliotheken #include #include #include "Adafruit_LEDBackpack.h" //initialisieren eines Objektes //vom Typ Adafruit_8x16matrix Adafruit_8x16matrix matrix = Adafruit_8x16matrix(); void setup() { //begin der Kommunikation mit der LED Matrix //über die I²C Adresse 0x70 matrix.begin(0x70); } void loop() { //setzen der Textgröße matrix.setTextSize(1); //deaktivieren des automatischen Umbruchs von langen Texten matrix.setTextWrap(false); //aktivieren der LEDs matrix.setTextColor(LED_ON); //drehen der LED Matrix matrix.setRotation(1); //eine Schleife von 7 bis -60 for (int8_t x = 7; x >= -60; x--) { //leeren des Displays matrix.clear(); //setzen des Cursors an die Position matrix.setCursor(x, 0); //schreiben der Textzeile "Hello World!" matrix.print("Hello World!"); //ausgeben der Daten matrix.writeDisplay(); //eine kleine Pause von 100 ms. delay(100); } } Ausgeben von Smileys auf der LED Matrix Wie erwähnt kannst du neben Text auch Punkte, Linien etc. ausgeben, mit dieser Funktion kannst du dann auch Smileys ausgeben.