#oxocardconnect

In meinem vorherigen Beitrag 'Pixelmatrix Combo von Oxocard: So programmierst du die 5×5 LED Matrix' habe ich bereits die Grundlagen und Möglichkeiten der Pixelmatrix vorgestellt. In diesem Beitrag möchte ich nun einen Schritt weiter gehen und zeigen, wie du mit der 5 × 5 LED Matrix einen digitalen Würfel programmierst, der Zufallszahlen anzeigt. Dieses Projekt eignet sich hervorragend, um die Programmierung von Zufallszahlen und die Ansteuerung der LEDs in einem kreativen Projekt zu kombinieren. https://youtu.be/RADOEflnNDs Hinweis: Dieses Produkt wurde mir vom Entwickler der Oxocard auf der Maker Faire 2024 in Hannover kostenlos zur Verfügung gestellt. Meine Meinung und Bewertung des Produkts basieren jedoch ausschließlich auf meinen eigenen Erfahrungen und sind unabhängig von dieser Bereitstellung.

Bezug der Pixelmatrix von Oxocard

Die in diesem Beitrag verwendete Pixelmatrix bekommst du für derzeit 49 CHF (ca. 52 €) unter https://oxocard.ch/. Zu dem Set gehört neben der Pixelmatrix noch der Mikrocontroller Oxocard Connect, welchen du für diese Cartridge benötigst. Rechts ist die Pixelmatrix Cartridge, da ich den Mikrocontroller bereits besitze, benötigte ich nicht das komplett Set.

Pixelmatrix von Oxocard

Programmieren der Oxocard Connect in NanoPy

Den Mikrocontroller kannst du in NanoPy via Python programmieren. Die Entwicklungsumgebung NanoPy ist sehr leistungsstark und bietet für erfahrene Entwickler sehr viele nützliche Features, welches man in anderen Editoren für Mikrocontroller schmerzhaft vermisst, zum Beispiel ein Debugger.

Editor - NanoPy für die Oxocard Connect Programmieren eines Würfels mit der Pixelmatrix & der Oxocard Connect Bevor wir mit der eigentlichen Programmierung starten, schauen wir uns an, wie man die Pixelmatrix programmiert. Jeder NeoPixel hat einen Index, welcher oben rechts beginnt und unten links endet.

Die Pixelmatrix Combo von Oxocard ist ein faszinierendes Tool für alle, die gerne mit LEDs arbeiten und kreative Projekte umsetzen möchten. Diese 5x5 RGB LED Matrix lässt sich direkt in den Mikrocontroller stecken und besticht durch ihre einfache Programmierbarkeit über einen leistungsstarken Online-Editor. Ganz gleich, ob du Anfänger oder fortgeschrittener Entwickler bist – die Pixelmatrix bietet dir unzählige Möglichkeiten, um beeindruckende Lichtanimationen und interaktive Projekte zu gestalten. https://youtu.be/cx_w1wLY_MY In diesem Beitrag zeige ich dir, wie diese RGB LED Matrix aufgebaut ist, wie sie mit der Oxocard verbunden wird und wie du sie sowohl mit NanoPy als auch mit Blockly programmieren kannst. So kannst du Schritt für Schritt eigene Projekte entwickeln und das volle Potenzial der Pixelmatrix Combo ausschöpfen.

RGB Pixel auf der Pixelmatrix Combo

Pixelmatrix Combo mit Oxocard Connect

Vorderseite - Pixelmatrix Combo mit Oxocard Connect

Rückseite - Pixelmatrix Combo mit Oxocard Connect Hinweis: Dieses Produkt wurde mir vom Entwickler der Oxocard auf der Maker Faire 2024 in Hannover kostenlos zur Verfügung gestellt. Meine Meinung und Bewertung des Produkts basieren jedoch ausschließlich auf meinen eigenen Erfahrungen und sind unabhängig von dieser Bereitstellung.

Vorstellung des Oxocard Connect Mikrocontrollers

Für den Betrieb und die Programmierung der Pixelmatrix Combo benötigst du den Mikrocontroller Oxocard Connect. Dieser kleine ESP32 mit USB-Typ-C Schnittstelle und Farbdisplay dient als Schaltzentrale.

Oxocard Connect

Oxocard Connet mit LED auf Breadboardmodul Der Vorteil der Oxocard Connect ist, dass diese in einem fertigen Gehäuse untergebracht ist und durch die seitliche Schnittstelle kannst du verschiedene Module anschließen und programmieren. Der Code wird dabei nicht auf dem Mikrocontroller gespeichert, sondern auf dem eingesteckten Modul. Das hat den Vorteil, dass man mehrere Schaltungen mit dem Mikrocontroller aufbauen und beliebig wechseln kann, ohne dass man zuvor die Pins zurücksetzt. Wenn du mehr über diesen Mikrocontroller erfahren möchtest, dann empfehle ich dir einen Blick in den Beitrag Oxocard Connect enthüllt: Neue Horizonte für kreative Köpfe welchen ich dir dafür bereits veröffentlicht habe.

Lieferumfang und Aufbau der Pixelmatrix Combo

Zum Lieferumfang der Pixelmatrix Combo gehört neben der Platine mit den 25 RGB NeoPixel welche seriell verbunden sind noch ebenso 25 Kappen, welche als Diffusor dienen, denn diese NeoPixel können sehr hell und grell sein. Die Helligkeit der NeoPixel LEDs lässt sich auch im Code manipulieren.

Stand von Oxocard auf der Maker Fair 2024 Auf der Maker Faire wurde gezeigt, wie multifunktional diese Matrix eingesetzt werden kann. Auf dem Bild siehst du einen Ball, welcher mit dieser Matrix aufgebaut wurde und auch das Herz ist recht einfach möglich.

Beispielprogramm auf dem Modul

Wie erwähnt befindet sich der Code nicht auf dem Mikrocontroller, sondern auf dem Modul welches du in den Mikrocontroller steckst. Auf der Pixelmatrix Combo befindet sich ein kleines Beispiel, welches die Zahlen von 9 bis 0 in unterschiedlichen Farben anzeigt.

Programmieren der Pixelmatrix in NanoPy

Der Editor NanoPy ist ein Online-Editor, welcher dir kostenfrei unter https://editor.nanopy.io/ zur Verfügung gestellt wird, der Mikrocontroller Oxocard Connect verfügt über einen ESP32, welchen wir wiederum via WiFi anbinden. Im oben verlinkten Video erläutere ich dir im Detail, wie du die Pixelmatrix Combo in NanoPy mit der Oxocard Connect in NanoPy programmierst. Nachfolgend möchte ich dir diese Schritte mit Bildern aufzeigen. Aufbauen der WiFi-Verbindung für die Programmierung über NanoPy Wenn du den Mikrocontroller über die USB-Typ-C Schnittstelle mit Strom versorgst, startet das System automatisch. Im Hauptmenü kannst du den Menüpunkt 'WiFi' auswählen. Von dort aus wählst du dein lokales WLAN-Netzwerk aus der Liste der verfügbaren Netzwerke. Im nächsten Schritt gibst du das Passwort mithilfe des kleinen Joysticks ein, indem du die einzelnen Zeichen auswählst. Um den Vorgang abzuschließen, bestätigst du deine Eingabe, indem du das Feld 'OK' unten rechts auswählst. Der Mikrocontroller wird nun eine Verbindung zu deinem WLAN herstellen. Sobald die Verbindung erfolgreich ist, kannst du alle weiteren Schritte, wie die Programmierung über NanoPy, bequem durchführen. Diese stabile WiFi-Verbindung ist entscheidend, um den Mikrocontroller mit dem Online-Editor zu koppeln und Programme drahtlos auf das Gerät zu laden.

Verbinden zu NanoPy Nachdem die WiFi-Verbindung erfolgreich hergestellt wurde, kannst du den Mikrocontroller mit NanoPy verbinden. Dazu wählst du im Hauptmenü des Mikrocontrollers den Eintrag 'PAIRING'. Nun öffnest du auf deinem PC den Browser und gehst zur Adresse https://editor.nanopy.io. Dort wirst du aufgefordert, den Pairing-Code einzugeben, der dir auf dem Display des Mikrocontrollers angezeigt wird. Gib diesen Code in das entsprechende Feld auf der Website ein, um die Verbindung herzustellen. Sobald die Verbindung erfolgreich aufgebaut wurde, wird das Display des Mikrocontrollers geleert. Du bist nun bereit, deinen Mikrocontroller direkt über den Browser zu programmieren und kannst auf alle Funktionen von NanoPy zugreifen. Diese einfache und schnelle Verbindungsmethode ermöglicht es dir, Programme drahtlos und in Echtzeit auf deinen Mikrocontroller zu übertragen.

Ansteuern der NeoPixel Die NeoPixel auf der Pixelmatrix sind wie im folgenden Bild angeordnet. Du beginnst oben rechts mit dem Index 0 und endest unten links mit dem Index 24. Wichtig zu beachten ist, dass die NeoPixel zeilenweise nummeriert sind. Das bedeutet, nach dem letzten Pixel einer Zeile wird der Index in der nächsten Zeile an derselben Seite fortgeführt – es wird also nicht umlaufend nummeriert.

Anordnung der NeoPixel auf der Pixelmatrix Combo von Oxocard Die Programmiersprache für die Oxocard Connect im NanoPy ist Python, jedoch eine sehr spezielle Version, welche für die Oxocard optimiert wurde, daher findest du zusätzliche Features welche dir die Arbeit deutlich erleichter. Im nachfolgenden kleinen Beispiel aktiviere ich die Neopixel in allen vier Ecken in unterschiedlichen Farben. #initialisieren der NeoPixel initDigitalLeds(C_PIN_01, 25, C_LED_TYPE_WS2812) #setzen des Modus für die Farben der NeoPixel setDigitalLedMode(C_LED_MODE_GRB) #aktivieren der NeoPixel mit Index 0 in der Farbe grün setDigitalLed(0, 0, 100, 0) #aktivieren der NeoPixel mit Index 4 in der Farbe blau setDigitalLed(4, 0, 0, 100) #aktivieren der NeoPixel mit Index 24 in der Farbe rot setDigitalLed(24, 100, 0, 0) #aktivieren der NeoPixel mit Index 20 in der Farbe gelb setDigitalLed(20, 100, 100, 0) #setzen der Status & Farben der NeoPixel applyDigitalLeds() Der Code lässt wie erwähnt die vier NeoPixel in den Ecken in unterschiedlichen Farben aufleuchten. Mit dieser Logik und so wenig Code können wir nun unterschiedliche Formen, Buchstaben und Zahlen darstellen.

Pixelmatrix Combo mit aktivierten NeoPixel Beispiel - Zahlen & Buchstaben auf der Pixelmatrix anzeigen Du findest im NanoPy Editor viele Beispiele zu den vorhandenen Cartridges, unter anderem auch für die Pixelmatrix. Eines der Beispiele ist die Darstellung von Zahlen (siehe Screenshot rechts).

Hey, ich möchte dir heute die Oxocard Connect näherbringen. Dieses frische Konzept zum Erstellen und Programmieren von Prototypen ist mir zuerst auf der Maker Faire 2023 in Hannover untergekommen. Die vielfältigen Möglichkeiten haben mich sofort begeistert. Ich zeige dir jetzt, wie du damit Schaltkreise so unkompliziert wie gewohnt aufbauen kannst, jedoch mit den zusätzlichen Vorzügen dieses Systems.

Disclaimer: Ich habe von der Firma ein Kit erhalten, um im Gegenzug auf meinem Blog darüber zu schreiben. Dies tue ich freiwillig und gerne. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass ich keinerlei Vorgaben für den Inhalt dieses Beitrags erhalten habe. Die folgenden Ansichten und Meinungen sind daher meine eigenen und spiegeln meine ehrliche Einschätzung des Produkts wider.

Rückblick

Bereits im Zusammenhang mit der Oxocard Galaxy habe ich einen Beitrag veröffentlicht, der die Programmierung auf einem NanoPi verdeutlicht.

Die NanoPi-Entwicklungsumgebung arbeitet direkt im Browser und erfordert lediglich eine kleine Anwendung, um auf die Schnittstellen zugreifen zu können. Eine detaillierte Erklärung dieses Vorgangs folgt in einem separaten Abschnitt dieses Artikels.

Vorzüge der Oxocard Connect

Die Oxocard Connect bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die sie von anderen Systemen unterscheiden und das Prototyping auf ein neues Level heben: Vielseitige Schnittstellen: Mit der Oxocard Connect kannst du verschiedene Module mühelos über die Schnittstellen anschließen. Das Besondere dabei ist, dass die Richtung der Verbindung keine Rolle spielt. Die Schnittstellen sind in beide Richtungen funktionsfähig, was den Aufbau deiner Schaltungen flexibler macht als je zuvor. Externe Modulprogrammierung: Eine beeindruckende Eigenschaft ist, dass der Code nicht auf dem Mikrocontroller selbst, sondern auf dem jeweils eingesteckten Modul gespeichert wird. Dadurch kannst du mehrere Module nutzen, ohne den Speicherplatz des Mikrocontrollers zu belasten. Dies ermöglicht ein effizienteres und modulares Arbeiten. Einfaches Prototyping mit dem Breadboardmodul: Für das Erstellen von Prototypen steht ein spezielles Breadboardmodul zur Verfügung. Dieses erleichtert das Zusammenstecken und Testen von Schaltungen enorm. Du kannst Ideen schnell umsetzen und deine Entwicklungen problemlos auf dem Breadboardmodul aufbauen, bevor du sie auf andere Module überträgst. Mit diesen herausragenden Eigenschaften eröffnet die Oxocard Connect spannende Perspektiven für deine Projekte und erlaubt dir, Prototypen in einer neuen Dimension zu entwerfen und zu programmieren.

Das Herzstück im Detail

Die Oxocard Connect zeichnet sich durch ihr bemerkenswertes Herzstück aus, das mit einer beeindruckenden Bandbreite an Funktionen ausgestattet ist: Leistungsstarker ESP32-Microcontroller: Die Oxocard Connect wird von einem leistungsstarken ESP32-Microcontroller angetrieben. Diese kompakte Einheit vereint Rechenpower, Konnektivität und Vielseitigkeit in sich und bildet das Fundament für eine breite Palette von Projekten. Großzügiger Speicherplatz: Mit 2 MB RAM und 8 MB Flash-Speicher bietet die Oxocard Connect ausreichend Platz für deine Codes und Daten, was eine reibungslose Ausführung und Speicherung deiner Projekte gewährleistet. Nahtlose Konnektivität: Die Integration von WiFi ermöglicht eine nahtlose Kommunikation mit der digitalen Welt. So kannst du auf Ressourcen zugreifen, Daten austauschen und ferngesteuerte Anwendungen realisieren. Interaktive Steuerung: Der integrierte 4-Weg-Joystick mit Select-Taste bietet eine intuitive Steuermöglichkeit für deine Anwendungen, die Interaktion und Nutzererlebnis auf eine neue Ebene hebt. Hochauflösendes RGB Farbdisplay: Das 240×240 RGB Farbdisplay bietet klare und lebendige Visualisierungen für deine Projekte, die dank der Farbtiefe und Auflösung beeindruckend aussehen. USB-C-Schnittstelle: Der vorhandene USB-C-Anschluss dient lediglich zur Stromversorgung. Flexibler Cartridge-Connector: Der 16-Pin Cartridge-Connector eröffnet eine Welt der Erweiterungsmöglichkeiten, indem er die einfache Integration von zusätzlichen Modulen und Komponenten ermöglicht. Kompakte Abmessungen: Mit Abmessungen von 48 × 36 × 7 mm präsentiert sich die Oxocard Connect in einem kompakten Design, das dennoch all diese bemerkenswerten Funktionen beherbergt.

Aufbau der Oxocard Connect

Der Mikrocontroller ist in einem 48 mm x 36mm x 7 mm Gehäuse gepackt welches über ein 24x240 RGB Farbdisplay und einem vierwege Joystick verfügt. An der Seite befindet sich eine Schnittstelle an welche man Module und Cartridges einstecken kann. Im Innventor Kit ist ein Breadboard Cartridge enthalten auf welchem du eine kleine Schaltung auf einem 170 Pin Breadboard erstellen kannst.

Einrichten der Oxocard Connect

Der Mikrocontroller Oxocard Connect wird über WiFi programmiert, die vorhandene USB-Typ-C Schnittstelle dient lediglich zur Stromversorgung. Daher musst du zunächst eine Verfindung zu einem bestehenden 2,4 GHz WiFi Netzwerk herstellen. Wie du den Mikrocontroller mit einem WiFi Netzwerk verbindest und ein Programm per NanoPi auf diesen aufspielst und ausführst, zeige ich dir in nachfolgendem YouTube-Video. https://youtu.be/sBuApeBNE2k

Inhalt des Oxocard Connect Innovation Kit

Wie erwähnt habe ich von der Firma Oxocard das Innovation Kit erhalten, in diesem ist neben dem Mikrocontroller und der Breadboard Cartridge noch diverse elektrische Bauteile enthalten mit welchen sich so einige Schaltungen aufbauen läßt. - 1x PIR-Sensor, - 1x Potentiometer 10 kOhm, - 1x Thermistor 10 kOhm, - 1x Fotowiderstand 10 kOhm, - 1x Piezo Buzzer, - 1x RGB LED, 5 mm, - 1x LED, rot, 5 mm, - 1x LED, gelb, 5 mm, - 1x LED, grün, 5 mm, - 2x Taster 6x6 mm, - 1x Servomotor SG92R, - 3x 220 Ohm, 1/2 W, - 3x 330 Ohm, 1/2 W, - 3x 2.2 kOhm, 1/2 W, - 75x farblich sortierte Steckbrücken Du hast also alles in diesem Kit dabei um gleich loszulegen.

Breadboard Cartridge

Das besondere an dem Breadboard Cartridge ist, das der Code auf diesem gespeichert wird. Dafür ist auf diesem Modul ein EEPROM mit 512kB verbaut. Dieses reicht selbst für große Programme locker aus.

Wenn du also mehr von diesen Cartridges hast kannst du damit deine kleinen Schaltungen super organisieren.

Aufbauen und programmieren einer Schaltung mit der Oxocard Connect

Fangen wir mit einem einfachen Beispiel an und lassen eine 5 mm LED blinken.

Für den Aufbau der Schaltung benötigen wir: - Oxocard Connect, - ein USB-C-Kabel*, - Breadboard Cartridge, - ein 220 Ohm Widerstand, - eine 5 mm, LED, - zwei Steckbrücken * Das beigelegte USB-C Kabel ist sehr kurz, und wenn du deinen Mikrocontroller an einer Powerbank betreibst reicht dieses auch völlig aus, nur ich verwende an meinem Schreibtisch ein USB-HUB und somit benötige ich ein deutlich längeres. In meinen Schaltungen verwende ich für die Stromversorgung immer Schwarz für GND / Minus und Rot für 5V oder 3.3V. Ich habe dir bereits in einem Video gezeigt wie du ein WiFi-Netzwerk auf dem Mikrocontroller einrichtest und dich bei NanoPi anmeldest. Über das Hauptmenü wähltst du zunächst den Punkt "Pairing" und danach "Weiter". Den dann angezeigten Code gibst du auf der Seite editor.nanopy.io ein und bestätigst diesen mit der Schaltfläche "Verbinden". Wenn die Verbindung erfolgreich aufgebaut wurde wird dieses auf dem Mikrocontroller mit einem lachenden Smily angezeigt.

Der Editor NanoPi bietet alles was man für die Programmierung eines Mikrocontrollers benötigt. Dazu habe ich dir jedoch bereits einen passenden Beitrag zur Oxocard Galaxy (Oxocard Galaxy – Teil 2 – programmieren in OxoScript) veröffentlicht. Damals hieß dieses Tool jedoch noch OxoScript!

Eigentlich müssen wir nichts programmieren denn im NanoPi findest du unter Cartridges > Breadboard ein entsprechendes Beispiel welches wir mit nur zwei Klicks ausführen können.

Schauen wir uns einmal den Code genau an: #importieren des Modules für den Zugriff auf die GPIOs / Pins import io #setzen des Timers setInterval(1000) #anlegen einer Variable zum speichern des aktuellen Zustandes on_off = true #Funktion onTimer def onTimer(): #zuweisen des zustandes (AN/AUS oder true/false) an den Pin IO.writePin(C_PIN_01,on_off) #umkehren des Wertes der Variable on_off = not on_off Mit der Schaltfläche "Code ausführen" (der Blitz) wird der Code auf den Mikrocontroller kopiert und sofort ausgeführt. Dieses geht verhältnismäßig schnell und wir müssen nicht wie beim Arduino warten bis dieser in Bytecode kompiliert wurde.

Abschluss & Ausblick